FPGA-CPLD原理及应用课程万年历设计报告

FPGA-CPLD原理及应用课程设计报告题目：万年历设计学院: 信息与电子工程学院专业: 电子信息工程学号: XXXXXXXX姓名: XXXXXX指导老师: XXXXXX时间： 2015.12.20-2015.12.23一、摘要设计从系统硬件出发,由CPU、总线、RAM、外接设备等构成SOPC Builder 的硬件系统，通过Nios II DE2开发的嵌入式软件编写并嵌入SOPC Builder的硬件中实现万年历的整体开发。

通过应用SoPC Builder开发工具，设计者可以摆脱传统的、易于出错的软硬件设计细节，从而达到加快项目开发、缩短开发周期、节约开发成本的目的并具有高集成度、设计灵活和可移植性较好。

关键词：万年历 SOPC SOPC Builder Nios II DE2二、设计要求用Nios II DE2 开发板的LCD显示电子钟的日期和时间。

LCD分两行显示，第1行显示年、月、日；第2行显示时、分、秒。

用输入BUTTON[0]来控制LCD 行的修改，同时让Nios II DE2开发板上的绿色发光二极管亮灭来表示这个选择。

当BUTTON[0]按一下后，LEDG3亮，可以修改年、月和日的数字；再按一下BUTTON[0]后，LEDG3灭，可以修改时、分和秒的数字。

另外用输入按钮BUTTON[3]来控制日期和时间的修改，当处于日期修改方式时，每次按动一次BUTTON[3]，依次更换“年”、“月”和“日”的修改。

当处于时间修改方式时，每次按动一次BUTTON[3]，依次更换“时”、“分”和“秒”的修改。

修改对象被选中后，按动BUTTON[2]输入按钮可以增加显示的数字；按动BUTTON[1]输入按钮可以减少显示的数字。

三、设计内容1、按键信息BUTTON[3]：“年”、“月”、“日”或“时”、“分”、“秒”切换键BUTTON[2]：+键BUTTON[1]：-键BUTTON[0]：“年”、“月”、“日”与“时”、“分”、“秒”切换键显示信息LCD_Line1：显示“年”、“月”、“日”LCD_Line1：显示“时”、“分”、“秒”2、SOPC Builder 硬件建立SOPC Builder是在Quartus II里的SOPC Builder进行的，先建立工程，在SOPC Builder里添加硬件，包括CPU ，jtag_uart ，RAM，LCD，PIO，按键，LED，以及LCD_ON。

3、Quartus II硬件处理硬件会自动建立一个顶层模块，通过建一个原理图来对对应的硬件进行输入输出的添加，再锁定引脚，编译工程，硬件下载。

4、Nios II DE2嵌入软件编写在Nios II里建立工程，选择相应的模块，编写需要嵌入的软件，添加缺少的头文件对应的宏定义，编译工程，进行软件下载，在观察结果。

四、设计步骤1、打开Quartus II新建工程2、打开SOPC Builder生成相应的硬件如图所示图1.SoPC配置建立好后点击Generate运行，看是否出错,然后点击exit退出。

3、在Quartus II中建立图形文件，调用刚才生成的硬件系统，然后进行引脚配置。

引脚配置图如下：图2.引脚配置然后进行编译，生成文件如下图：图3.顶层电路4、Nios II运行打开Nios II IDE2，建立工程，选择count_binary模块，添加一个LCD.h 的顶层文件。

LCD.h的顶层文件为：#ifndef _LCD_H_#define _LCD_H_//LCD Module 16*2#define lcd_write_cmd(base,data) IOWR(base, 0, data)#define lcd_read_cmd(base) IORD(base, 1)#define lcd_write_data(base,data) IOWR(base, 2, data)#define lcd_read_data(base) IORD(base, 3)//==========================void LCD_Init();void LCD_Show_Text(char*Text);void LCD_Line2();void LCD_Test();//=========================#endif //_LCD_H_C语言程序代码为：#include <stdio.h>#include "altera_avalon_pio_regs.h"#include "alt_types.h"#include "system.h"#ifndef _LCD_H_#define _LCD_H_//LCD Module 16*2#define lcd_write_cmd(base,data) IOWR(base, 0, data)#define lcd_read_cmd(base) IORD(base, 1)#define lcd_write_data(base,data) IOWR(base, 2, data)#define lcd_read_data(base) IORD(base, 3)//==========================void LCD_Init();void LCD_Show_Text(char*Text);void LCD_Line2();void LCD_Test();//=========================#endif //_LCD_H_int year=2015;int month=12;int day=23;int hour=11;int minute=10;int second=21;int selectkey=1;int selectkeylr=1;int ms=0;int KEY=0;int shift=0,con=0,step=0;//#include "basic_io.h"volatile int edge_capture;void LCD_Init(){lcd_write_cmd(LCD_BASE,0x38);usleep(2000);lcd_write_cmd(LCD_BASE,0x0C);usleep(2000);lcd_write_cmd(LCD_BASE,0x01);usleep(2000);lcd_write_cmd(LCD_BASE,0x06);usleep(2000);lcd_write_cmd(LCD_BASE,0x80);usleep(2000);}void LCD_Show_Text(char*Text){int i;for(i=0;i<strlen(Text);i++){lcd_write_data(LCD_BASE,Text[i]);usleep(2000);}}void LCD_Line1(){lcd_write_cmd(LCD_BASE,0x80);usleep(2000);}void LCD_Line2(){lcd_write_cmd(LCD_BASE,0xC0);usleep(2000);}//==========判断按键=================int push_button(void){if(IORD(KEY_PIO_BASE, 0)==14) {while(1){if(IORD(KEY_PIO_BASE, 0)==15)break;}return 1;}if(IORD(KEY_PIO_BASE, 0)==13) {while(1){if(IORD(KEY_PIO_BASE, 0)==15)break;}return 2;}if(IORD(KEY_PIO_BASE, 0)==11) {while(1){if(IORD(KEY_PIO_BASE, 0)==15)break;}return 3;}if(IORD(KEY_PIO_BASE, 0)==7) {while(1){if(IORD(KEY_PIO_BASE, 0)==15)break;}return 4;}else return 0;}//==========判断按键=================//==========修改时间=================void modify(void){if(shift==2){//修改时间if(con==0){hour+=step;if(hour>=24||hour<0)hour=0;}else if(con==1){minute+=step;if(minute>=60||minute<0) minute=0;}else if(con==2){second +=step;if(second>=60||second<0) second=0;} }if(shift==1){//修改dateif(con==0) {year+=step;if(year<0)year=0;}else if(con==1){ month+=step;if(month>12||month<0)month=0;}else if(con==2) {day +=step;if(day>31||day<0)day=0;}}step=0;}//==========修改时间=================int main(){while(1){if(ms%10==0){if(ms/10==1){//显示if(shift==1){ //dateif(con==0)//yearprintf(" -%2d-%d\n",month,day);if(con==1)//monthprintf("%d- -%d\n",year,day);if(con==2)//dayprintf("%d-%2d- \n",year,month);printf("%d:%d:%2d\n",hour,minute,second); //time}if(shift==2){printf("%d-%2d-%d\n",year,month,day);if(con==0)//hourprintf(" :%d:%2d\n",minute,second);if(con==1)//minuteprintf("%d: :%2d\n",hour,second);if(con==2)//secondprintf("%d:%d: \n",hour,minute);}}else {printf("%d-%2d-%d\n",year,month,day);printf("%d:%d:%2d\n",hour,minute,second);}}usleep(50000);ms++;if(ms==20){ms=0;second++;}if(second==60){minute++;second=0;if(minute==60){minute=0;hour++;if(hour==24){hour=0;day++;if(day==31){day=1;month++;if(month==12){month=1;year++;}}}}}//=============检测按键KEY=push_button();switch(KEY){case 1: shift++;if(shift>=3)shift=0; break;case 2: step=1;break;case 3: step=-1;break;case 4: con++;if(con>=3)con=0; break;default :break;}modify();//=============检测按键}return 0;}5、连接开发板，将文件下载到开发板，运行文件检验是否正确。