万年历电子钟设计报告
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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 .................................................................................................. 1
四、 设计步骤.............................................................................................................. 3
3. 新建工程“count_binary” ............................................................................. 3
4. 添加ip核 ......................................................................................................... 3
5. 添加SDRAM Controller .................................................................................... 4
6. 添加flash .......................................................................................................... 5
7. 添加外部RAM总线（Avalon三态桥）......................................................... 6
8. 添加pio核 ....................................................................................................... 6
9. 添加cpu核 ....................................................................................................... 7
10. 添加LCD核 ...................................................................................................... 8
11. 自动分配基地址并生成系统 .......................................................................... 8
12. 设置顶层模块图 .............................................................................................. 9
13. 管脚分配并编译 .............................................................................................. 9
14. 启动Nios II IDE，新建工程 ........................................................................... 10
15. 导入设计程序 ................................................................................................ 10
16. 编译工程并烧录 ............................................................................................ 11
五、 设计结果............................................................................................................ 12
六、 源程序................................................................................................................ 14
1. LCD.h程序 ..........................................................................错误!未定义书签。
2. count_binary.h程序 ...........................................................错误!未定义书签。
3. altera_avalon_pio_regs.h程序 ...........................................错误!未定义书签。
4. count_binary.c程序 ......................................................................................... 14
七、 实验心得............................................................................................................ 22
1 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
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
3 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。
4
5. 添加SDRAM Controller
5
6. 添加flash
Address Wicth设置为22，Data Wicth设置为16。
6
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。
