走马灯实验报告.docx
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走马灯实验报告.docx
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走马灯实验报告
并行IO接口实验
实验报告
专业:
电子信息工程
班级:
卓越1201班
学号:
U0
姓名:
钟远维
一、实验目的
1.掌握GPIOIP核的工作原理和使用方法
2.掌握中断控制方式的IO接口设计原理
3.掌握中断程序设计方法
4.掌握IO接口程序控制方法
-------查询方式
-------延时方式
二、实验任务
写一个Led走马灯输出的程序,并下载到FPGA板子上。
用延时、中断两种方式实现。
三、实验原理
硬件实现框图如图所示:
四、硬件实现步骤
1.使用XPS创建一个基于AXI总线的最小计算机系统。
File–>NewBSBProject,如图:
2.修改时钟设置:
将时钟产生器的时钟输入信号进行修改,修改为单一时钟源。
修改后的结果如图:
3.添加GPIOIP核,设置LEDs_8Bits配置:
a.在IPCatalog标签中,双击下面图标创建GPIOIP核:
b.添加GPIOIP核后,将名字改为LED_8Bits,如图:
c.更改LED_8Bits配置窗口的属性,如图:
4.添加AXIInterruptControllerIP核:
a.在IPCatalog标签中,双击下面图标创建INTCIP核:
b.添加axi_intc_0的中断源,如图:
c.将microblaze_0实例的INTERRUPT引脚选择axi_intc_0_INTERRUPT,如图:
5.产生外部GPIO连接:
a.选中LEDs_8Bits中的GPIO_IO_O,选择makeexternal,生成外部连接端口;选中GPIO_IO,设置为“Noconnection”,取消其外部连接端口。
结果如图:
b.在ports标签下,展开ExternalPorts项,可看到LEDs_8Bits生成的LEDs_8Bits_GPIO_IO_PIN端口,如图:
6.添加timerIP核:
a.选择如图的IP核并双击,添加到工程:
b.中断信号的连接结果如图所示:
7.配置UCF文件:
在UCF文件中修改如图所示配置,配置LED连接电路约束:
8.创建工程过程完成后,
a.在主界面下选择Hardware->GenerateNetlist;
b.在主界面下选择Hardware->GenerateBitstream;
c.单击GraphicalDesignView,可以看到系统的连接图,如下:
五、应用软件设置
1)中断方式实现走马灯
a.SDK提供的外设驱动以及应用程序
1.点击project->ExpertHardwareDesigntoSDK…,点击Export&LaunchSDK:
2.在SDK中,点击file->new->boardsupportpackage,如图:
3.点击file->new->applicationproject,创建一个EmptyApplicant工程,如图所示:
b.设计用户应用程序
用户应用程序的设计包括定时器配置、启动中断系统、设计中断服务程序。
中断服务程序:
要求每产生一次中断led灯亮的位置向高位移动1位。
完整的程序代码如下,其中:
main为主程序,timerCounterHandler为中断服务程序。
该程序设置定时器初始值为0x5f5e100,表示计数100M个时钟脉冲,由于时钟为100MHz,因此1秒钟产生一次中断。
设置定时器的工作方式为允许中断、自动装载、减计数模式。
源代码:
2)延时方式实现走马灯
延时方式的程序,没有中断和计时器部分,通过for循环来达到延时的目的。
代码如下:
六、心得体会
通过用两种方式实现走马灯的实验,我掌握了GPIOIP核的工作原理和使用方法,同时也明白了中断控制方式的IO接口设计原理,在这基础上,又进一步学习到了中断程序设计方法以及IO接口程序控制方法(包括查询方式和延时方式)。
在实验的过程中,我遇到了一些挫折,但是通过跟同学交流和看书上的原理就成功解决了。
譬如,在实验过程中,出现了在添加中断的时候,不知道选择哪一个中断、还有,写UCF文件的时候,引脚的名称不知道怎么找、代码理解不了等等问题,但最后还是一一解决了。
这个实验,比起上一次实验来说,比较困难。
最困难的是写程序代码的部分,由于一开始对中断程序的控制部分代码不是太懂,所以入手比较难,花费的时间比较的多。
但是,通过实验,把中断的部分理解了以后,整个实验的目的和步骤都能成功的理解了。
希望下一次实验,也能顺利完成,并能通过实验学到更多的知识。
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