走马灯实验报告.docx

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走马灯实验报告

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：

U0

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。