课程设计报告课程设计名称 SOPC原理及应用专业电子科学与技术
班级电子13-1班
学号
姓名郑航
指导教师冯丽
成绩
2016年1月13日
目录
一、设计目的 (1)
二、设计内容要求 (1)
三、系统软、硬件需求分析 (1)
1. 硬件系统组成规划 (1)
2. 软件系统规划 (2)
四、设计步骤 (3)
3. 新建工程“count_binary” (3)
4. 添加ip核 (4)
5. 添加SDRAM Controller (5)
6. 添加flash (6)
7. 添加外部RAM总线（Avalon三态桥） (7)
8. 添加pio核 (7)
9. 添加cpu核 (8)
10. 添加LCD核 (9)
11. 自动分配基地址并生成系统 (9)
12. 设置顶层模块图 (10)
13. 管脚分配并编译 (11)
14. 启动Nios II IDE，新建工程 (12)
15. 导入设计程序 (12)
16. 编译工程并烧录 (13)
五、设计结果 (14)
六、源程序 (16)
1. 程序......................................... 错误!未定义书签。
2. 程序......................................... 错误!未定义书签。
3. 程序......................................... 错误!未定义书签。
4. 程序 (16)
七、实验心得 (28)
项目基于NiosII系统的电子钟设计
一、设计目的
1.掌握基本的开发流程。
2.熟悉QUARTUS II软件的使用。
3.熟悉NIOS II软件的使用。
4.掌握SOPC硬件系统的搭建和NIOSII软件编程方法。
5.掌握SOPC系统设计方法。
6.进一步了解简单的设置及其编程。
二、设计内容要求
NiosII系统的硬件设计，软件设计，该系统能实现一个电子钟功能。
三、系统软、硬件需求分析
1.硬件系统组成规划
根据系统要实现的功能和开发板配置，本项目中需要用到的Cyclone II开发板上的外围器件有：
LCD：电子钟显示屏幕
按钮：电子钟设置功能键
Flash存储器：存储软、硬件程序
SRAM存储器：程序运行时将其导入SRAM
根据所用到的外设和器件特性，在SOPC Builder中建立系统要添加的模块包括：NiosII CPU定时器，按键PIO，LCD，外部RAM总线（Avalon三态桥），
外部RAM接口，外部Flash接口。
2.软件系统规划
要实现系统所需的功能，大量的工作应该集中在软件设计和优化上。电子钟的软件功能主要分为显示、设置和时间算法三大部分。
①显示部分
显示部分的功能包括：
显示日期（年-月-日）
显示时间（小时：分钟：秒）
②设置部分
设置部分的功能包括：设置小时，设置分钟，设置年份，设置月份，设置日期。设置部分的程序主要用在对按键的响应。在编写程序前要对开发板上的四个按键功能进行如下分配：
SW0：换行键，可选择设置第一行或者第二行
SW1：选项数字减少
SW2：选项数字增加
SW3：选择键，可依次选择设置小时，分钟或者年份，月份和日期
③时间算法部分
时间算法部分的功能包括：
(a). 时间累加
(b). 确定每个月的最大天数，使年、月、日能正确累加
通过对软件要完成的功能进行分析可以看出，这里只有按键响应和显示部分需要涉及硬件，其它子程序可在进行硬件设计的同时开始编写。
③软件流程图
四、设计步骤
3.新建工程“count_binary”
4.添加ip核
点击 Tools->SOPC Builder，进入SOPC Builder，运行SOPC Builder，添加ip核。
5.添加SDRAM Controller
6.添加flash
Address Wicth设置为22，Data Wicth设置为16。
Setup、Wait、Hold都设置为40。
7.添加外部RAM总线（Avalon三态桥）
8.添加pio核
添加一组PIO(Parallel I/O)宽度设置为4位，方向设置为输入，并命名为
button_pio。
9.添加cpu核
双击Avalon Components ( NiosII Processor，添加一个 NiosII/s 处理器并将Reset Vector改为cfi _flash_0,Exception Vector改为sdram。
10.添加LCD核
11.自动分配基地址并生成系统
最小系统NIos_small所需组件添加完毕，自动分配基地址和中断，分别选择“System|Auto‐Assign Base Adresses”和
“System| Auto‐Assign IRQs”。并把ip核名字改为如下图。点击“Generate”，SOPC Builder会提示生成系统的进程，系统生成完成的时会提
示“SUCCESS：SYSTEM GENERATION COMPLETED”。单击“EXIT”按钮退出SOPC Builder。
12.设置顶层模块图
回到QuartusII里面，新建一个图形设计原理图，托出刚才SOPC Builder 生成的系统图形，再设计一个PLL锁相环，如图：
