走馬燈實驗報告

1、并行IO接口實驗實驗報告 專業(yè)：電子信息工程班級：卓越1201班學號： U姓名： 鐘 遠 維 一、 實驗目的1. 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接口設計原理3. 掌握中斷程序設計方法4. 掌握IO接口程序控制方法-查詢方式-延時方式二、 實驗任務寫一個Led走馬燈輸出的程序，并下載到FPGA板子上。用延時、中斷兩種方式實現。三、 實驗原理硬件實現框圖 如圖所示：四、 硬件實現步驟1. 使用XPS創(chuàng)建一個基于AXI總線的最小計算機系統(tǒng)。File New BSB Project，如圖：2. 修改時鐘設置：將時鐘產生器的時鐘輸入信號進行修改，修改為單一時鐘源。修

2、改后的結果如圖：3. 添加GPIO IP核，設置LEDs_8Bits配置：a. 在IP Catalog標簽中，雙擊下面圖標創(chuàng)建GPIO IP核：b. 添加GPIO IP核后，將名字改為LED_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標簽中，雙擊下面圖標創(chuàng)建INTC IP核：b. 添加axi_intc_0的中斷源，如圖：c. 將microblaze_0實例的INTERRUPT引腳選擇axi_intc_0_INTERRUPT，如圖：5. 產生外部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，設置為“No connection”，取消其外部連接端口。結果如圖：b. 在ports標簽下，展開External Ports項，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. 中斷信號的連接結果如圖所示：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、 應用軟件設置1） 中斷方式實現走馬燈a. SDK提供的外設驅動以及應用程序1. 點擊project-Expert Hardware Design to SDK，點擊Export&Launch SDK：2. 在SDK中，點擊file-new-board support package，如圖：3. 點擊file-new-application project，創(chuàng)建一個Empty Applicant工程，如圖所示：b. 設計用戶應

5、用程序用戶應用程序的設計包括定時器配置、啟動中斷系統(tǒng)、設計中斷服務程序。中斷服務程序：要求每產生一次中斷l(xiāng)ed燈亮的位置向高位移動1位。完整的程序代碼如下，其中：main為主程序，timerCounterHandler為中斷服務程序。該程序設置定時器初始值為0x5f5e100，表示計數100M個時鐘脈沖，由于時鐘為100MHz，因此1秒鐘產生一次中斷。設置定時器的工作方式為允許中斷、自動裝載、減計數模式。源代碼：2） 延時方式實現走馬燈延時方式的程序，沒有中斷和計時器部分，通過for循環(huán)來達到延時的目的。代碼如下：六、 心得體會通過用兩種方式實現走馬燈的實驗，我掌握了GPIO IP核的工作原理和使用方法，同時也明白了中斷控制方式的IO接口設計原理，在這基礎上，又進一步學習到了中斷程序設計方法以及IO接口程序控制方法（包括查詢方式和延時方式）。在實驗的過程中，我遇到了一些挫折，但是通過跟同學交流和看書上的原理就成功解決了。譬如，在實驗過程中，出現了在添加中斷的時候，不知道選擇哪一個中斷、還有，寫UCF文件的時候，引腳的名稱不知道怎么找、代碼理解不了等等問題，但最后還是一一解決了。這個實驗，比起上一次實驗來說，比較困難。最困難的是寫程序代碼的部分，由于一開始對中斷程序的控制部分代碼