基于NIOS-II的數(shù)字鐘設計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)等級: 湖南工程學院課 程 設 計課程名稱 嵌入式系統(tǒng) 課題名稱 基于NIOS II的數(shù)字鐘設計 專 業(yè) 電子科學與技術 班 級 1101 班 學 號 10 姓 名 鄒 日 指導教師 龔 志 鵬 2014 年 11 月 24 日課 程 設 計課程名稱 嵌入式系統(tǒng) 課題名稱 基于NIOS II的數(shù)字鐘設計 專 業(yè) 電子科學與技術 班 級 1101 班 學 號 10 姓 名 鄒 日 指導教師 龔 志 鵬 2014 年 11 月 24 日 設計內(nèi)容與設計要求設計內(nèi)容及要求：1

2、要求采用DE1開發(fā)板，使用QSYS工具進行硬件平臺設計，搭建一個基于NIOS ii 的數(shù)碼顯示裝置，主要外設必須包括片上存數(shù)器8K，F(xiàn)LASH,DRAM,UART,4位數(shù)碼管，鍵盤，開關量，以及板載LED。quartusII 工程名必須以自己姓名的第一個字母命名，NIOS核命名為CUP_學號，程序必須寫入SDRAM.2 以Software Build Tools for Eclipse為軟件開發(fā)工具進行軟件編程3按開發(fā)板上的按鍵，分別顯示時，分秒，要求時，分可以調(diào)節(jié)4 自由發(fā)揮：在嵌入ucOS基礎上進行設計。 目錄TOC o 1-3 h u 1系統(tǒng)設計總體方案1.1 任務要求（1） 具有正確的

3、時,分,秒計時功能；（2） 計時結(jié)果要用數(shù)碼管分別顯示時、分、秒的十位和個位；（3） 當按下RESET按鍵時，時鐘初始化，重新開始計數(shù),當按下BUTTON_H按鍵時，時鐘處于調(diào)時狀態(tài)，當按下BUTTON_M時，時鐘處于調(diào)分狀態(tài)；（4） 按下按鍵BUTTON_S時，可以進行時、分和分、秒的顯示。 1.2硬件規(guī)劃：1、LCD：電子鐘顯示屏幕；2、按鈕：電子鐘設置功能鍵；3、Flash存儲器：存儲硬件和程序；4、SRAM存儲器：程序運行時將其導入SRAM。在SOPC Builder中建立系統(tǒng)要添加的模塊包括：1、Nios 32bits CPU；2、定時器；3、按鍵PIO;4外部Flash接口；5、重

4、新配置請求PIO；6、JTAG UART Interface；7、EPCS Serial Flash Controller。1.3設計方案 時鐘復位 顯示切換 校、時時、分、秒按鍵時間顯示功能控制功能控制基準顯示1.4硬件仿真設計1.4.1：使用SOPC Build配置硬件按照設計規(guī)劃，硬件配置如下：1.4.2 生成Nios 系統(tǒng)模塊(1) 選擇System Gerneration標簽頁(2) 在System Gerneration中選中HDL選項；如果安裝了ModelSim軟件并需要仿真此設計，可以選擇Simulation選項；(3)點擊Generate，則生成系統(tǒng)模塊，成功則顯示“SUCC

5、ESS:SYSTEM GENERATION COMPLETED”；(4) 點擊Exit退出SOPC Builder。1.4.3：設計總電路圖分頻器的添加：（1） 雙擊文件空白處，出現(xiàn)Symbol對話框，點擊（2） 選擇I/O中的AL TPLL即可。完成后的分頻器模塊如下圖所示：設置窗口如下圖所示：2.軟件仿真設計：2.1軟件規(guī)劃：2.1.1程序框圖開始定時器初始化、中斷初始化定時器計時 是否有按鍵BUTTON_HBUTTON_MBUTTON_SRESETNY小時加1分鐘加1時鐘清零切換顯示時鐘顯示結(jié)束2.2軟件工程：Software Build Tools for Eclipse為軟件開發(fā)工具

6、進行軟件編程。建立新的軟件工程elec_timer_std 執(zhí)行File-New-C/C+ application命令；在彈出的New Project對話框中，Name欄填入新建軟件工程名elec_timer_std，SOPC Builder System欄選擇剛才修改的Nios 系統(tǒng)模塊std_1c20 ，CPU項選擇cpu，左側(cè)的Select Project Templete域中，選擇Blank Project，點擊next；在彈出的對話框中選擇creat a new system named 單選鈕，點擊Finish,則在Quartus 的工作目錄elec_timer_std下自動生成s

7、oftware文件夾，新創(chuàng)建的工程elec_timer_std會出現(xiàn)在C/C+工程瀏覽器中 ，同時會自動創(chuàng)建一個系統(tǒng)庫工程_syslib。新建C/C+工程如下所示：在Software Build Tools for Eclipse工具中新建.c文件，并編寫程序。執(zhí)行BuildProject或ProjectBuildAll菜單命令。編譯完成后會在Task瀏覽器中顯示警告和錯誤信息。窗口如下圖所示：系統(tǒng)調(diào)試：將所用元器件全部調(diào)用出來之后，進行連線，然后管腳綁定，并進行編譯下載，下載窗口如下圖所示：運行 run as -nios II hardware4.總結(jié)Nios 是嵌入式系統(tǒng)中重要的操作系統(tǒng)，

8、它具有很多優(yōu)點，因為它的源代碼開放，我們很容易對其進行二次開發(fā)，因此，Nios 變得很受歡迎。在這個設計中主要就是利用Nios 操作系統(tǒng)實現(xiàn)電子鐘的設計。以一個簡單的例子，讓我們對Nios 操作系統(tǒng)進一步的熟悉。在這次設計中，我學到了很多，不但讓我熟悉了Nios 的操作，也讓我學會怎么去看程序，怎么去規(guī)劃自己的硬件和軟件只有理論知識無法實現(xiàn)相關的設計和實際操作，當把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，這樣才能把所學的理論知識更加鞏固至掌握，才能提高自己的實際動手能力和獨立思考能力。5.參考文獻孫愷 ，程世恒 . Nios 系統(tǒng)開發(fā)設計與應用實例 .北京航空航天大學出版社 .2007年8月任哲 . 嵌入式實時操作系統(tǒng)uc/os原理及應用 .北京航空航天大學.2009年10月部分資料來自于網(wǎng)絡，這里就不予列出 電氣信息學院課程設計評分表項 目評 價優(yōu)良中及格差設計方案合理性與創(chuàng)造性（10%）開發(fā)板焊接及其調(diào)試完成情況*（10%）硬件設計或軟件編程完成情況（20%）硬件測試或軟件調(diào)試結(jié)果*(10%)設計說明書質(zhì)量(20%)答辯情況(10%)完成任務情況(10%)獨立工作能力(10%)出勤情況(10%)