走馬燈實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、并行IO接口實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 專業(yè)：電子信息工程班級(jí)：卓越1201班學(xué)號(hào)： U姓名： 鐘 遠(yuǎn) 維 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握GPIO IP核的工作原理和使用方法2. 掌握中斷控制方式的IO接口設(shè)計(jì)原理3. 掌握中斷程序設(shè)計(jì)方法4. 掌握IO接口程序控制方法-查詢方式-延時(shí)方式二、 實(shí)驗(yàn)任務(wù)寫(xiě)一個(gè)Led走馬燈輸出的程序，并下載到FPGA板子上。用延時(shí)、中斷兩種方式實(shí)現(xiàn)。三、 實(shí)驗(yàn)原理硬件實(shí)現(xiàn)框圖 如圖所示：四、 硬件實(shí)現(xiàn)步驟1. 使用XPS創(chuàng)建一個(gè)基于AXI總線的最小計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。File New BSB Project，如圖：2. 修改時(shí)鐘設(shè)置：將時(shí)鐘產(chǎn)生器的時(shí)鐘輸入信號(hào)進(jìn)行修改，修改為單一時(shí)鐘源。修

2、改后的結(jié)果如圖：3. 添加GPIO IP核，設(shè)置LEDs_8Bits配置：a. 在IP Catalog標(biāo)簽中，雙擊下面圖標(biāo)創(chuàng)建GPIO IP核：b. 添加GPIO IP核后，將名字改為L(zhǎng)ED_8Bits，如圖：c. 更改LED_8Bits配置窗口的屬性，如圖：4. 添加AXI Interrupt Controller IP核：a. 在IP Catalog標(biāo)簽中，雙擊下面圖標(biāo)創(chuàng)建INTC IP核：b. 添加axi_intc_0的中斷源，如圖：c. 將microblaze_0實(shí)例的INTERRUPT引腳選擇axi_intc_0_INTERRUPT，如圖：5. 產(chǎn)生外部GPIO連接：a. 選中LED

3、s_8Bits中的GPIO_IO_O，選擇make external，生成外部連接端口；選中GPIO_IO，設(shè)置為“No connection”，取消其外部連接端口。結(jié)果如圖：b. 在ports標(biāo)簽下，展開(kāi)External Ports項(xiàng)，可看到LEDs_8Bits生成的LEDs_8Bits_GPIO_IO_PIN端口，如圖：6. 添加timer IP核：a. 選擇如圖的IP核并雙擊，添加到工程：b. 中斷信號(hào)的連接結(jié)果如圖所示：7. 配置UCF文件：在UCF文件中修改如圖所示配置，配置LED連接電路約束：8. 創(chuàng)建工程過(guò)程完成后，a. 在主界面下選擇Hardware-Generate Netl

4、ist;b. 在主界面下選擇Hardware-Generate Bitstream;c. 單擊Graphical Design View，可以看到系統(tǒng)的連接圖，如下：五、 應(yīng)用軟件設(shè)置1） 中斷方式實(shí)現(xiàn)走馬燈a. SDK提供的外設(shè)驅(qū)動(dòng)以及應(yīng)用程序1. 點(diǎn)擊project-Expert Hardware Design to SDK，點(diǎn)擊Export&Launch SDK：2. 在SDK中，點(diǎn)擊file-new-board support package，如圖：3. 點(diǎn)擊file-new-application project，創(chuàng)建一個(gè)Empty Applicant工程，如圖所示：b. 設(shè)計(jì)用戶應(yīng)

5、用程序用戶應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)包括定時(shí)器配置、啟動(dòng)中斷系統(tǒng)、設(shè)計(jì)中斷服務(wù)程序。中斷服務(wù)程序：要求每產(chǎn)生一次中斷l(xiāng)ed燈亮的位置向高位移動(dòng)1位。完整的程序代碼如下，其中：main為主程序，timerCounterHandler為中斷服務(wù)程序。該程序設(shè)置定時(shí)器初始值為0x5f5e100，表示計(jì)數(shù)100M個(gè)時(shí)鐘脈沖，由于時(shí)鐘為100MHz，因此1秒鐘產(chǎn)生一次中斷。設(shè)置定時(shí)器的工作方式為允許中斷、自動(dòng)裝載、減計(jì)數(shù)模式。源代碼：2） 延時(shí)方式實(shí)現(xiàn)走馬燈延時(shí)方式的程序，沒(méi)有中斷和計(jì)時(shí)器部分，通過(guò)for循環(huán)來(lái)達(dá)到延時(shí)的目的。代碼如下：六、 心得體會(huì)通過(guò)用兩種方式實(shí)現(xiàn)走馬燈的實(shí)驗(yàn)，我掌握了GPIO IP核的工作原理和使用方法，同時(shí)也明白了中斷控制方式的IO接口設(shè)計(jì)原理，在這基礎(chǔ)上，又進(jìn)一步學(xué)習(xí)到了中斷程序設(shè)計(jì)方法以及IO接口程序控制方法（包括查詢方式和延時(shí)方式）。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，我遇到了一些挫折，但是通過(guò)跟同學(xué)交流和看書(shū)上的原理就成功解決了。譬如，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，出現(xiàn)了在添加中斷的時(shí)候，不知道選擇哪一個(gè)中斷、還有，寫(xiě)UCF文件的時(shí)候，引腳的名稱不知道怎么找、代碼理解不了等等問(wèn)題，但最后還是一一解決了。這個(gè)實(shí)驗(yàn)，比起上一次實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，比較困難。最困難的是寫(xiě)程序代碼的部分，由于一開(kāi)始對(duì)中斷程序的控制部分代碼