华科串行接口AD转换实验报告

微机原理●实验●测试串行接口AD转换实验
专业：电子信息工程
姓名：
班级：201401 班
学号：U201413278
日期：年月日
专业电子信息与通信学院班级电信1401班日期2016/05/12 第 4次试验
组别 15 指导老师成绩
实验课题串行接口AD转换实验
一．实验目的
1.理解RS232串行通信协议以及接口设计
2.理解SPI串行通信协议
3.掌握RS232串行接口设计
4.掌握SPI串行接口设计
5.掌握串行AD/DA接口设计
二．实验任务
•SPI接口AD转换三个电平数据，打印结果到console,要求采用中断方式。

三．实验原理
DAC121S101中断控制方式接口电路
四．实验步骤
1.硬件平台建立
1)参照11章使用XPS创建一个基于AXI总线的最小计算机系统。

2)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.将microblaze_0实例的INTERRUPT引脚选择axi_intc_0_INTERRUPT，
如图：
3)加入AXI SPI接口控制器：
a.如图所示，选择AXI SPI。

b.配置SPI接口参数如图所示。

这是由于该SPI接口仅需要输出数据，
而且一次传输需要16位数据，一个从设备，且D/A转换芯片要求SCLK 最高速率30MHz，由于AXI总线频率为100MHz，一次分频比为8，此时SCLK的频率仅为12.5MHz。

c.设置端口连接配置，如图：
4)为AXI INTC添加中断源，如图：
5)配置UCF文件：
在UCF文件中修改如图所示配置，此时是通过PMOD JA上排插针进行连接：
NET "CLK" TNM_NET = sys_clk_pin;
TIMESPEC TS_sys_clk_pin = PERIOD sys_clk_pin 100000 kHz;
NET "CLK" LOC = "E3" | IOSTANDARD = "LVCMOS33";
NET "RESET" LOC = "E16" | IOSTANDARD = "LVCMOS33";
NET "RsRx" LOC = "C4" | IOSTANDARD = "LVCMOS33";
NET "RsTx" LOC = "D4" | IOSTANDARD = "LVCMOS33";
NET "axi_spi_0_SS_pin" LOC = "B13" | IOSTANDARD = "LVCMOS33";
NET "axi_spi_0_MOSI_pin" LOC = "F14" | IOSTANDARD = "LVCMOS33";
NET "axi_spi_0_MISO_pin" LOC = "D17" | IOSTANDARD = "LVCMOS33";
NET "axi_spi_0_SCK_pin" LOC = "E17" | IOSTANDARD = "LVCMOS33";
6)创建工程过程完成后，
a.在主界面下选择Hardware->Generate 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：
2.软件平台建立
(1)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，建一个空的c文件，输入源代码
(2)源代码：
#include"xparameters.h"
#include"xspi.h"
#include"xintc.h"
#include"xil_exception.h"
#define BUFFER_SIZE 2
void SpiIntrandler(void *CallBackRef,u32 Statusevent,u32 Bytecount);
static XIntc IntcInstance;
static XSpi SpiInstance;
volatile int TransferInProgress;
int Error;
u8 ReadBuffer[BUFFER_SIZE];
u8 WriteBuffer[BUFFER_SIZE];
int main(void)
{
int Status;
Status=XSpi_Initialize(&SpiInstance,XPAR_SPI_0_DEVICE_ID);
Status=XIntc_Initialize(&IntcInstance,XPAR_INTC_0_DEVICE_ID);
Status=XIntc_Connect(&IntcInstance,XPAR_INTC_0_SPI_0_VEC_ID,(XInterruptHand ler) XSpi_InterruptHandler,(void *)&SpiInstance);
Status=XIntc_Start(&IntcInstance,XIN_REAL_MODE);
XIntc_Enable(&IntcInstance,XPAR_INTC_0_SPI_0_VEC_ID);
microblaze_register_handler((XInterruptHandler)XIntc_InterruptHandler,&Intc Instance);
microblaze_enable_interrupts();
XSpi_SetStatusHandler(&SpiInstance,&SpiInstance,(XSpi_StatusHandler)SpiIntr
andler);
Status = XSpi_SetOptions(&SpiInstance,XSP_MASTER_OPTION
|XSP_CLK_PHASE_1_OPTION);
Status = XSpi_SetSlaveSelect(&SpiInstance,1);
XSpi_Start(&SpiInstance);
while(1){
TransferInProgress = TRUE;
XSpi_Transfer(&SpiInstance,WriteBuffer,ReadBuffer,2);
while(TransferInProgress);
u16 temp;
temp = ReadBuffer[1] << 8;
temp += ReadBuffer[0];
xil_printf("adc = %d\n\r", temp);
int i;
for(i = 0; i < 5000000; i++);
}
return XST_SUCCESS;
}
void SpiIntrandler(void *CallBackRef, u32 StatusEvent, u32 ByteCount)
{
TransferInProgress = FALSE;
if (StatusEvent != XSP_SR_RX_EMPTY_MASK){
Error++;
}
}
五．实验结果和调试过程
1、连接好硬件模块，并分别将A/D模块的J2插针1号引脚分别连接到GND
和VCC，在调试环境下，设置断点如下图1所示，每次执行RESUME之后，展开RENDBUFFER可以得到如下图2和图3所示结果。

图1、调试断点设置
2、实验结果
（1）Vin连接到3V3时，可以看到控制台稳定输出4095
（2）Vin连接到GND时，可以看到控制台稳定输出0
（3）当Vin悬空时，可以看到控制台输出一串随机数，处于不稳定状态
六．实验心得。