基于eda的流水灯实验.doc

万年历的设计
一、实验目标
1. 巩固对基本的开发流程的掌握
2. 复习对QUARTUS II软件的使用
3. 复习NIOS II软件的使用
,完成课题的设计
二、设计要求
用Nios II DE2开发楹的LCD(或8个七段数码管)显示电子钏的日期和时间。LCD分两行显示,第1行显示年、月和日(例如显示:20080101);第2行显示时、分和秒(例如显示:00152545)。用输入按钮BUTTON[0]来控制LCD行修改,同时让Nios II DE2开发板上的绿色发光二极管LDG3的亮与灭来表示这个选择。当BUTTON[0]按下一次后,LDG3亮,可以修改年、月和日的数字;再按一次BUTTON[0]后,LDG3灭,可以修改时、分和秒的数字。
另外和输入按钮BUTTON[3]来控制日期和时间的修改,当处于日期修改方式时,每按动一次BUTTON[3]按钮,依次更换“年”、“月”和“日”的修改。当处于时间修改方式时,每按动一次BUTTON[3]按钮,依次更换“时”、“分”和“秒”的修改。修改对象被选中后,按动BUTTON[2]输入按钮可以增加显示的数字;按动BUTTON[1]输入按钮可以减少显示的数字。
三、实验原理与步骤
⑴在QUARTUS II 中建立工程
⑵用SOPC BUILDER建立NIOS系统模块
⑶在QUARTUS II 中的图形编辑界面中进行管脚连接、锁定工作
⑷编译工程后下载到FPGA中
⑸在NIOS II IDE中根据硬件建立软件工程
⑹编译后,经过简单设置下载到FPGA中进行调试、验证
下面根据以上的步骤进行进行一次全程开发:
第一步:硬件部分设计
1. 在自己的文件目录下建立一个hello_led文件夹,注意目录中不能有空格或中文;
2. 打开QUARTUS II,点击FILE菜单下的New Project Wizard…会弹出如图2-1所示的对话框:
图2-1 建立工程
3. 然后输入工程存放目录,或点击工程路径右面的按钮设置工程存放目录,在第二栏中输入工程名称,我们这里输入为led;之后点击Finish,对话框消失,此时已经建立好了LED工程文件;
4. 点击Assignment菜单中的Device,选择芯片为Cyclone II系列的EP2C35F672C6,如下图2-2所示:
图2-2 选择器件
5. 确认后。点击Tools下拉菜单下的SOPC Builder工具,出现如图2-3所示对话框:
图2-3 设定名称
6. 在系统名称(System Name)填写为nios_led,选择语言后点击OK,在Device Family中选择所要使用芯片的系列,我们所用的Cyclone II,系统频率设为50MHz,在Board中暂时先不做选择,使用Unspecified Board;如下图2-4所示:
图2-4 设定芯片及系统时钟
7. 在左边元件池中选择元件:我们这个设计工程需要使用NIOS 32BIT CPU、调试串口、ledPIO、RAM,首先选择如下图2-5所示的Nios processor,这个是NIOS处理器,双击会弹出如图2-6所示对话框:
图2-5 选择NIOS II
图2-6 NIOS II设置
在JTAG Debug Module栏中选择Level 1,点击Finish按钮后返回SOPC Builder窗口,将CPU_0重新命名为CPU,如下图2-7所示:
图2-7 重命名CPU
注意:对模块命名要遵循如下规则:
* 名字最前面应该使用英文;
* 能使用的字符只有英文字母、数字和“_”;
* 不能连续使用“_”符号,在名字的最后也不能使用“_”。
8. 添加JTAG UART Interface:此接口为NIOS II系统嵌入式处理器新添加的接口元件,通过它可以在PC主机和SOPC Builder系统之间进行串行字符流通讯,主要用来调试、下载数据等,也可作为标准输出、输入来使用;
① munication -> JTAG UART加入,会出现设置向导,如图2-8所示:
图2-8 加入JTAG UART
②保持默认选项,单击Finish,返回SOPC Builder窗口。
③将jtag_uart_0重新命名为jtag_uart。
9. 添加内部RAM:RAM为程序运行空间,类似于电脑的内存,此空间越大越有利;在EP2C35F672C6这个元件中建议使用4Kbytes;
①选择Memory -> On-Chip Memory,双击加入,会出现如下图2-9所示设置向导:
图3-9 设置内部RAM作为系统内存
②设置后如上图所示,点击Finish,返回到SOP