SOPC课程设计实验报告

SOPC 课程设计实验报告基于 SOPC 的警示灯设计2013 电子信息工程 3 班李婕 20134557罗丹妮 20134563一、 设计目的 1、 熟悉掌握 SOPC 的基本流程2、 设计一个警示灯并满足基本要求3、 通过设计发现问题并解决二、 设计设备1、硬件：PC 机、SOPC-NIOS II EDA/SOPC 系统开发平台2、软件：QUARTUS II、SOPC Builder、NIOS II IDE三、 设计内容 初始状态为红灯（LED2）熄灭，绿灯（LED1）点亮，数码管显示为 0。 当按键按下，红灯（LED2）闪烁，绿灯（LED1）熄灭，同时蜂鸣器响起，数码管开始倒计时 9S，此状态持续时间为9s。 9s 后，恢复初始状态。四、 设计步骤1、 使用 Quartus II 建立一个工程文件和顶层文件；2、 使用 SOPC Builder 建立一个简单 Nios II 硬件系统1） 启动 SOPC Builder2） 指定目标 FPGA3） 添加 NiosII 内核及其他外设A、添加 NiosII、SRAM、JTAG-UART、Avalon 总线的 IP核B、添加一个 2 位的输入型 PIO 作为按键 keyC、添加两个 1 位的输出型 PIO 作为 led1 及 led2 的输出端口D、添加一个 1 位的输出型 PIO 作为蜂鸣器的输入端口 AE、添加一个 3 位的输出型 PIO 作为数码管的位选selF、添加一个 8 位的输出型 PIO 作为数码管的段选dat4） 指定基地址和中断优先级5） 设置 NiosII 复位和异常地址6) 编译生成 NiosII 系统SOPC Builder 行程图如下：3、在 Quartus II 中建立一个蜂鸣器1） 用 VHDL 语言编写蜂鸣器程序2） 编译成功后 Creat symbol，生成 Project sing4、在 Quartus II 中编译 Nios II 硬件系统并生成配置文件1） 在 Quartus II 加入 Nios II 系统符号到顶层文件2） 给各端口加入输入输出引脚，并重命名3） 设置参数4） 编译顶层文件5） 分配管脚6） 再次编译5、在 Nios II IDE 中建立 C/C+工程，编写用户程序6、编译用户程序7、下载.SOF 至 FPGA,运行程序，观察结果五、设计程序 蜂鸣器程序（VHDL）:LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY sing1 ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;p:IN STD_LOGIC;- DIGIT:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);SPEAKER:OUT STD_LOGIC);END ENTITY;ARCHITECTURE SONG OF sing1 ISSIGNAL DRIVER,ORIGIN:STD_LOGIC_VECTOR(12 DOWNTO 0);SIGNAL COUNTER:INTEGER RANGE 0 TO 140;SIGNAL COUNTER1:INTEGER RANGE 0 TO 3;SIGNAL COUNTER2:INTEGER RANGE 1 TO 10000000;SIGNAL DIGIT :STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);SIGNAL COUNT :STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0); SIGNAL CARRIER,CLK_4MHZ,CLK_4HZ:STD_LOGIC;BEGINPROCESS(CLK)BEGINIF CLKEVENT AND CLK=1 THENIF COUNTER1=1 THEN CLK_4MHZ=1;COUNTER1=2;ELSIF COUNTER1=3 THEN CLK_4MHZ=0;COUNTER1=0;ELSE COUNTER1=COUNTER1+1;END IF;IF COUNTER2=5000000 THEN CLK_4HZ=1;COUNTER2=5000001;ELSIF COUNTER2=10000000 THEN CLK_4HZ=0;COUNTER2=1;ELSE COUNTER2=COUNTER2+1;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(CLK_4MHZ)BEGINIF CLK_4MHZEVENT AND CLK_4MHZ=1 THENIF DRIVER=“1111111111111“THENCARRIER=1;DRIVER=ORIGIN;ELSEDRIVER=DRIVER+1;CARRIER=0;END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(CARRIER)BEGINif(p=1)thenIF CARRIEREVENT AND CARRIER=1 THENCOUNT=COUNT+1;IF COUNT=“00“THENSPEAKER=1;ELSESPEAKER=0;END IF;END IF;end if;END PROCESS;PROCESS