华科并行接口设计走马灯实验报告.docx
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华科并行接口设计走马灯实验报告
专业：
电子信息工程
姓名：
朱东福
班级：
201401班
学号：
日期：
年月日
微机原理●实验●测试
并行IO接口实验—走马灯
专业电子信息与通信学院班级电信班日期2016/12/05第3次试验
姓名组别15指导老师成绩
实验课题并行IO接口实验——走马灯
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
•Led走马灯输出
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、应用软件设计
1、延时方式实现走马灯
（1）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：
2、设计用户应用程序
（1）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
#include"xparameters.h"
#include"xil_io.h"
intmain（）
{
charLed_8Bits=0x01;
inti,j;
Xil_Out32（XPAR_LEDS_8BITS_BASEADDR+0x4,0x0）;
while
（1）
{
for（i=0;i<8;i++）
{
Xil_Out32（XPAR_LEDS_8BITS_BASEADDR,Led_8Bits）;
for（j=0;j<0xa5e100;j++）;
Led_8Bits=Led_8Bits<<1;
}
Led_8Bits=0x01;
}
return0;
}
（2）中断方式实现走马灯
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：
代码如下：
#include"xparameters.h"
#include"xtmrctr.h"
#include"xintc.h"
#include"xil_exception.h"
#defineTMRCTR_DEVICE_IDXPAR_TMRCTR_0_DEVICE_ID
#defineINTC_DEVICE_IDXPAR_INTC_0_DEVICE_ID
#defineTMRCTR_INTERRUPT_IDXPAR_INTC_0_TMRCTR_0_VEC_ID
#defineTIMER_CNTR_00
#defineRESET_VALUE0x5F5E100
voidTimerCounterHandler（void*CallBackRef,u8TmrCtrNumber）;
XIntcInterruptController;
XTmrCtrTimerCounterInst;
u32LedBits;
intmain（void）
{
intStatus;
LedBits=0;
Xil_Out32（XPAR_LEDS_8BITS_BASEADDR+0x4,0x0）;
Status=XTmrCtr_Initialize（&TimerCounterInst,XPAR_TMRCTR_0_DEVICE_ID）;
if（Status!
=XST_SUCCESS）{
returnXST_FAILURE;
}
Status=XIntc_Initialize（&InterruptController,INTC_DEVICE_ID）;
if（Status!
=XST_SUCCESS）{
returnXST_FAILURE;
}
Status=XIntc_Connect（&InterruptController,TMRCTR_INTERRUPT_ID,（XInterruptHandler）XTmrCtr_InterruptHandler,（void*）&TimerCounterInst）;
if（Status!
=XST_SUCCESS）{
returnXST_FAILURE;
}
Status=XIntc_Start（&InterruptController,XIN_REAL_MODE）;
if（Status!
=XST_SUCCESS）{
returnXST_FAILURE;
}
XIntc_Enable（&InterruptController,TMRCTR_INTERRUPT_ID）;
microblaze_register_handler（（XInterruptHandler）XIntc_InterruptHandler,&InterruptController）;
microblaze_enable_interrupts（）;
XTmrCtr_SetHandler（&TimerCounterInst,TimerCounterHandler,&TimerCounterInst）;
XTmrCtr_SetOptions（&TimerCounterInst,TIMER_CNTR_0,XTC_INT_MODE_OPTION|XTC_AUTO_RELOAD_OPTION|XTC_DOWN_COUNT_OPTION）;
XTmrCtr_SetResetValue（&TimerCounterInst,TIMER_CNTR_0,RESET_VALUE）;
XTmrCtr_Start（&TimerCounterInst,TIMER_CNTR_0）;
while
（1）;
returnXST_SUCCESS;
}
voidTimerCounterHandler（void*CallBackRef,u8TmrCtrNumber）
{
Xil_Out32（XPAR_LEDS_8BITS_BASEADDR,1<LedBits++;
if（LedBits==8）
LedBits=0;
}
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