基于NIOS-II的数字钟设计

湖南工程学院课程设计课程名称嵌入式系统课题名称基于NIOSII的数字钟设计专业电子科学与技术班级1101班学号10姓名邹日指导教师龚志鹏2014年11月24日等级:课程设计课程名称嵌入式系统课题名称基于NIOSII的数字钟设计专业电子科学与技术班级1101班学号10姓名邹日指导教师龚志鹏2014年11月24日设计内容与设计要求设计内容及要求：1要求采用DE1开发板，使用QSYS工具进行硬件平台设计，搭建一个基于NIOSii的数码显示装置，主要外设必须包括片上存数器8K，FLASH,DRAM,UART,4位数码管，键盘，开关量，以及板载LED。quartusII工程名必须以自己姓名的第一个字母命名，NIOS核命名为CUP_学号，程序必须写入SDRAM.2以SoftwareBuildToolsforEclipse为软件开发工具进行软件编程3按开发板上的按键，分别显示时，分秒，要求时，分可以调节4自由发挥：在嵌入ucOS基础上进行设计。目录1系统设计总体方案............................................................................................51.1任务要求...............................................................................................51.2硬件规划：..............................................................................................51.3设计方案.................................................................................................61.4硬件仿真设计.........................................................................................61.4.1：使用SOPCBuild配置硬件.....................................................61.4.2生成NiosⅡ系统模块................................................................71.4.3：设计总电路图...........................................................................82.软件仿真设计：.............................................................................................102.1软件规划：............................................................................................102.1.1程序框图......................................................................................102.2软件工程：............................................................................................11SoftwareBuildToolsforEclipse为软件开发工具进行软件编程。建立新的软件工程elec_timer_std.............................................................113.系统调试：...................................................................................................12将所用元器件全部调用出来之后，进行连线，然后管脚绑定，并进行编译下载，下载窗口如下图所示：.........................................................................124.总结.................................................................................................................145.参考文献..........................................................................................................141系统设计总体方案1.1任务要求（1）具有正确的时,分,秒计时功能；（2）计时结果要用数码管分别显示时、分、秒的十位和个位；（3）当按下RESET按键时，时钟初始化，重新开始计数,当按下BUTTON_H按键时，时钟处于调时状态，当按下BUTTON_M时，时钟处于调分状态；（4）按下按键BUTTON_S时，可以进行时、分和分、秒的显示。1.2硬件规划：1、LCD：电子钟显示屏幕；2、按钮：电子钟设置功能键；3、Flash存储器：存储硬件和程序；4、SRAM存储器：程序运行时将其导入SRAM。在SOPCBuilder中建立系统要添加的模块包括：1、NiosⅡ32bitsCPU；2、定时器；3、按键PIO;4外部Flash接口；5、重新配置请求PIO；6、JTAGUARTInterface；7、EPCSSerialFlashController。1.3设计方案1.4硬件仿真设计1.4.1：使用SOPCBuild配置硬件按照设计规划，硬件配置如下：时钟复位显示切换校、时时、分、秒按键时间显示功能控制功能控制基准显示1.4.2生成NiosⅡ系统模块(1)选择SystemGerneration标签页(2)在SystemGerneration中选中HDL选项；如果安装了ModelSim软件并需要仿真此设计，可以选择Simulation选项；(3)点击Generate，则生成系统模块，成功则显示“SUCCESS:SYSTEMGENERATIONCOMPLETED”；(4)点击Exit退出SOPCBuilder。1.4.3：设计总电路图分频器的添加：（1）双击文件空白处，出现Symbol对话框，点击（2）选择I/O中的ALTPLL即可。完成后的分频器模块如下图所示：设置窗口如下图所示：2.软件仿真设计：2.1软件规划：2.1.1程序框图开始定时器初始化、中断初始化定时器计时是否有按键BUTTON_HBUTTON_MBUTTON_SRESETNY小时加1分钟加1时钟清零切换显示时钟显示结束2.2软件工程：SoftwareBuildToolsforEclipse为软件开发工具进行软件编程。建立新的软件工程elec_timer_std执行File-New-C/C++application命令；在弹出的NewProject对话框中，Name栏填入新建软件工程名elec_timer_std，SOPCBuilderSystem栏选择刚才修改的NiosⅡ系统模块std_1c20，CPU项选择cpu，左侧的SelectProjectTemplete域中，选择BlankProject，点击next；在弹出的对话框中选择creatanewsystemnamed…单选钮，点击Finish,则在QuartusⅡ的工作目录elec_timer_std下自动生成software文件夹，新创建的工程elec_timer_std会出现在C/C++工程浏览器中，同时会自动创建一个系统库工程软件工程名_syslib。新建C/C++工程如下所示：在SoftwareBuildToolsforEclipse工具中新建.c文件，并编写程序。执行BuildProject或Project→BuildAll菜单命令。编译完成后会在Task浏览器中显示警告和错误信息。窗口如下图所示：3.系统调试：将所用元器件全部调用出来之后，进行连线，然后管脚绑定，并进行编译下载，下载窗口如下图所示：运行runas-niosIIhardware4.总结NiosⅡ是嵌入式系统中重要的操作系统，它具有很多优点，因为它的源代码开放，我们很容易对其进行二次开发，因此，NiosⅡ变得很受欢迎。在这个设计中主要就是利用NiosⅡ操作系统实现电子钟的设计。以一个简单的例子，让我们对NiosⅡ操作系统进一步的熟悉。在这次设计中，我学到了很多，不但让我熟悉了NiosⅡ的操作，也让我学会怎么去看程序，怎么去规划自己的硬件和软件只有理论知识无法实现相关的设计和实际操作，当把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，这样才能把所学的理论知识更加巩固至掌握，才能提高自己的实际动手能力和独立思考能力。5.参考文献【1】孙恺，程世恒.NiosⅡ系统开发设计与应用实例.北京航空航天大学出版社.2007年8月【2】任哲.嵌入式实时操作系统uc/osⅡ原理及应用.北京航空航天大学.2009年10月【3】部分资料来自于网络，这里就不予列出电气信息学院课程设计评分表项目评价优良中及格差设计方案合理性与创造性（10%）开发板焊接及其调试完成情况*（10%）硬件设计或软件编程完成情况（20%）硬件测试或软件调试结果*(10%)设计说明书质量(20%)答辩情况(10%)完成任务情况(10%)独立工作能力(10%)出勤情况(10%)综合评分指导教师签名：________________日期：________________注：①表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容；②此表装订在课程设计说明书的最后一页。课程设计说明书装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。