串行IO接口實(shí)驗(yàn)報(bào)告

電子信息與通信學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：串行IO接口設(shè)計(jì)課程名稱：微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)專業(yè)班級(jí)：電信卓越1201班姓名：鐘遠(yuǎn)維學(xué)號(hào)：U201213500實(shí)驗(yàn)成績(jī)：指導(dǎo)教師：羅杰2014年12月23日實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦斫釸S232串行通信協(xié)議以及接口設(shè)計(jì)理解SPI串行通信協(xié)議掌握RS232串行接口設(shè)計(jì)掌握SPI串行接口設(shè)計(jì)掌握串行AD/DA接口設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)任務(wù) SPI接口DA轉(zhuǎn)換輸出鋸齒波，頻率1kHz以上（降低采樣頻率），峰峰值約3.3V要求：全部采用中斷方式。實(shí)驗(yàn)步驟接口電路如圖所示： DAC121S101中斷控制方式接口電路硬件平臺(tái)建立使用XPS創(chuàng)建一個(gè)基于AXI總線的最小計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。File–>NewBSBProject，如圖：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。修改后的結(jié)果如圖：添加AXIInterruptControllerIP核：在IPCatalog標(biāo)簽中，雙擊下面圖標(biāo)創(chuàng)建INTCIP核：將microblaze_0實(shí)例的INTERRUPT引腳選擇axi_intc_0_INTERRUPT，如圖：加入AXISPI接口控制器：如圖所示，選擇AXISPI。配置SPI接口參數(shù)如圖所示。這是由于該SPI接口僅需要輸出數(shù)據(jù)，而且一次傳輸需要16位數(shù)據(jù)，一個(gè)從設(shè)備，且D/A轉(zhuǎn)換芯片要求SCLK最高速率30MHz，由于AXI總線頻率為100MHz，一次分頻比為4，此時(shí)SCLK的頻率僅為25MHz。 設(shè)置端口連接配置，如圖： 為AXIINTC添加中斷源，如圖：配置UCF文件：在UCF文件中修改如圖所示配置，此時(shí)是通過PMODJA上排插針進(jìn)行連接：創(chuàng)建工程過程完成后，在主界面下選擇Hardware->GenerateNetlist;在主界面下選擇Hardware->GenerateBitstream;單擊GraphicalDesignView，可以看到系統(tǒng)的連接圖，如下：軟件平臺(tái)建立SDK提供的外設(shè)驅(qū)動(dòng)以及應(yīng)用程序點(diǎn)擊project->ExpertHardwareDesigntoSDK…，點(diǎn)擊Export&LaunchSDK：在SDK中，點(diǎn)擊file->new->boardsupportpackage，如圖：點(diǎn)擊file->new->applicationproject，創(chuàng)建一個(gè)EmptyApplicant工程，在src中新建一個(gè)SPIDIswitch.c文件，如圖所示：源代碼及注釋：實(shí)驗(yàn)結(jié)果和調(diào)試過程首先，把SPI接口D/A模塊跟Nexys4的板子相接；然后，下載并運(yùn)行該工程，將示波器的探針連接到J2的1腳，可以看到鋸齒波的波形。實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如圖所示：可以看到，鋸齒波的峰峰值3.32V，頻率為1.451kHz，符合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的要求。實(shí)驗(yàn)心得通過串行IO接口的實(shí)驗(yàn)，我理解了SPI串行通信協(xié)議，同時(shí)也掌握了SPI串行接口的設(shè)計(jì)以及串行AD/DA接口的設(shè)計(jì)。不僅如此，通過這次實(shí)驗(yàn)，我對(duì)中斷的理解更加深刻了，對(duì)它的操作更加熟練。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程中，令我覺得最困難的不是硬件部分的理解和搭建，而是軟件部分代碼的理解，由于代碼中利用到了中斷，所以對(duì)中斷狀態(tài)的理解和使用上面遇到了一些問題。通過與同學(xué)交流，和看書上的相關(guān)內(nèi)容，最后我也把代碼理解