走马灯实验报告.docx

1、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GPIO IP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 New BSB Project，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

2、改，修改为单一时钟源。修改后的结果如图：3. 添加GPIO IP核，设置LEDs_8Bits配置：a. 在IP Catalog标签中，双击下面图标创建GPIO IP核：b. 添加GPIO IP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AXI Interrupt Controller IP核：a. 在IP Catalog标签中，双击下面图标创建INTC IP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GPI

3、O连接：a. 选中LEDs_8Bits中的GPIO_IO_O，选择make external，生成外部连接端口；选中GPIO_IO，设置为“No connection”，取消其外部连接端口。结果如图：b. 在ports标签下，展开External Ports项，可看到LEDs_8Bits生成的LEDs_8Bits_GPIO_IO_PIN端口，如图：6. 添加timer IP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-G

4、enerate Netlist;b. 在主界面下选择Hardware-Generate Bitstream;c. 单击Graphical Design View，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-Expert Hardware Design to SDK，点击Export&Launch SDK：2. 在SDK中，点击file-new-board support package，如图：3. 点击file-new-application project，创建一个Empty Applicant工程，如

5、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

6、，我掌握了GPIO IP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。