华科_HUST_微机原理_并行IO接口实验_独立式开关输入_实验报告

微机原理实验报告
学号
姓名
专业通信1301
指导教师罗杰
院（系、所）电信学院
并行I/O接口实验
一、实验目的
1、掌握GPIO IP核的工作原理和使用方法。

2、掌握IO接口程序控制方法
1)查询方式
2)中断方式
3)延时方式
3、掌握中断控制方式的IO接口设计原理
4、掌握中断程序设计方法
二、实验任务
使用查询、中断两个方式做独立式开关输入，将开关状态显示到console。

三、硬件电路框图
四、硬件平台建立
1 创建XPS工程
创建basesystem文件夹，建立最小系统。

启动XPS，打开system.xmp工程文件。

2 添加和配置GPIO IP核
在XPS主界面左边窗口选择IP Cataiong标签，点击General Purpose I/O展开。

添加AXI Genaral Purpose I/O。

配置开关与led灯分别有16个，将其分别设置为16
在ucf文件中添加相应代码
3、添加和配置中断控制器IP核
在XPS主界面左边窗口选择Clock, Reset and Interrupt标签，点击AXI Interrupt
Controller展开。

将INTERRUPT引脚选择axi_intc.c_INTERRUPT。

设置中断输入
4、产生外部GPIO链接
SW为开关输入，从GPIO_IO接口接入，LED灯输出，从GPIO2_IO接口接入展开External Ports项可看到SW与LED的外部接口
五、软件平台建立
1.查询
源代码
#include"stdio.h"
#include"xil_io.h"
#include"xil_types.h"
#define gpio_ctrl 0x40000004 //定义通道1地址
#define gpio_data 0x40000000 //定义数据1地址
#define gpio1_ctrl 0x4000000c //定义通道2地址
#define gpio1_data 0x40000008 //定义数据2地址
int main(void)
{
u16 SW,psw; //定义两个输入，psw作比较信号
Xil_Out16(gpio_ctrl,0xffff); //输入
Xil_Out16(gpio1_ctrl,0x0); //输出
psw=SW=0x00; //赋初值0给两个输入信号
while(1)
{
SW=Xil_In16(gpio1_data);
Xil_Out16(gpio1_data,SW);
if(psw!=SW) //判断SW与PSW是否相等
{
psw=SW;
SW=Xil_In16(gpio1_data);
xil_printf("the Switch state is 0x%X\n\r",SW);//显示开关状态}
}
return 0;
}
状态显示：
实验流程图：
2 中断
源代码：
#include"xgpio.h"
#include"xparameters.h" #include"xintc.h"
#include"stdio.h"
#include"xil_io.h"
XGpio swled;
XIntc intc;//实例化intc
int swstate;
int pshdip;
void Initialize();
void GPIOHandler(void * CallBackRef);
int main()
{
Initialize();
while(1)
{
if(pshdip)
{
xil_printf("the Switch state is 0x %x\n\r",swstate);
pshdip=0;
}
}
return 0;
}
void Initialize()
{
XGpio_Initialize(&swled, XPAR_AXI_GPIO_0_DEVICE_ID);
XGpio_SetDataDirection(&swled, 1, 0xffff);
XGpio_SetDataDirection(&swled, 2, 0x0);
XGpio_InterruptEnable(&swled, 1);
XGpio_InterruptGlobalEnable(&swled);
//XGpio_InterruptClear(&swled,1);
XIntc_Initialize(&intc,XPAR_AXI_INTC_0_DEVICE_ID );
XIntc_Connect(&intc, XPAR_AXI_INTC_0_AXI_GPIO_0_IP2INTC_IRPT_INTR, (XInterruptHandler)GPIOHandler, (void *)&swled);
XIntc_Enable(&intc, XPAR_AXI_INTC_0_AXI_GPIO_0_IP2INTC_IRPT_INTR);
microblaze_enable_interrupts();
microblaze_register_handler((XInterruptHandler)XIntc_InterruptHandler,( void *)&intc);
XIntc_Start(&intc, XIN_REAL_MODE);
void GPIOHandler(void * CallBackRef)
{
swstate= XGpio_DiscreteRead(&swled, 1); pshdip=1;
XGpio_DiscreteWrite(&swled, 2, swstate);
XGpio_InterruptClear(&swled, 1);
状态显示：
}
实验流程图：
六、实验小结
在这个实验的过程中，令我觉得最困难的不是硬件部分的理解和搭建，而是软件部分代码的理解，由于代码中利用到了中断，所以对中断状态的理解和使用上面遇到了一些问题。

通过与同学交流，和看书上的相关内容，最后我也把代码理解了，这样就很好地把整个实验的过程都理解了。

总的来说，本次实验做得还比较轻松，原理方面容易掌握，操作方面也容易实验。

希望综合项目的实验也一样顺利。