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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：U201213500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。