SOPC实验指导书

SOPC实验3.1使用NiosⅡ IDE建立用户程序1.创建一个新的C/C++应用工程执行下面的步骤来创建一个新的C/C++应用工程：1. 启动NiosⅡ IDE。

选择【开始】››【程序】››【Altera】››【QuartusⅡ 5.0】››【NiosⅡ Development Kits 5.0】››【NiosⅡ IDE】启动NiosⅡ IDE。

也可以通过图1.1直接点击按钮来启动Nios Ⅱ IDE。

图1 启动NiosⅡ IDE2.如果出现Workspace Launcher对话框，单击设置工作空间为QuartusⅡ工程的文件夹，如图2所示，这样便于管理。

如果是第一次进入工作区，NiosⅡ IDE会先弹出一个欢迎界面，此时点击右上角的Workbench图标，就可以进入NiosⅡ IDE编辑界面。

图2设置IDE工作空间3.如图3所示，选择【File】››【New】››【C/C++ Application】来打开新建C/C++工程向导，如图4所示。

图3打开新建C/C++工程向导图4新建C/C++工程向导4.单击Select Target Hardware右侧的按钮打开Select Target Hardware窗口，选择led_nios2_system.ptf文件，即指向当前硬件设计系统，如图5所示。

图5选择硬件目标文件5.选择Select Project Template列表中的hello_led。

Name栏中自动更新为hello_led_0，确认选中Use Default Location栏，如图6所示，单击完成工程创建。

图6完成设置后的工程向导向导中的Select Project Templates一栏中是已经设计好的软件工程，用户可以选择其中的一个，把它当作模板来创建自己的工程。

当然也可以选择Blank Project（空白工程），完全由用户写所有的代码。

本实验选取了hello_led工程，然后在此基础上进行适当的修改，一般情况下这比空白工程更加容易，也更方便。

创建工程后，在NiosⅡ IDE工作台左侧的C/C++ Projects视图中显示两个新的工程：hello_led_0和hello_led_0_syslib。

hello_led_0是C/C++应用工程，而hello_led_0_syslib是描述hello_nios2_system系统硬件细节的系统库。

IDE工作台的左侧有两个标签：C/C++ Projects视图和Navigator视图。

单击C/C++ Project选项卡来显示C/C++ Project视图。

该视图适合于大多数的C/C++开发活动。

打开hello_led.c，将其中的int alt_main函数用程序清单2.1所示的清单替换，然后保存。

int alt_main (void){alt_u8 led = 1;alt_u32 i;while (1){led=1;IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(LED_BASE, led);i = 0;while (i<500000){i++;}led=0;IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(LED_BASE, led);i=0;while (i<500000){i++;}}return 0;}3.2 PIO输出控制实验1——流水灯控制1.实验目的熟悉NiosⅡ PIO设备的访问方法2.实验设备硬件：PC机EDA/SOPC/DSP实验箱软件：QuartusⅡ 5.0、NiosⅡ IDE 5.03.实验内容使用PIO口控制8个LED进行流水灯显示。

4.实验步骤（1）启动NiosⅡIDE并建一个空白C\C++工程，然后命名为LEDCon_C。

（2）在LEDCon_C工程文件夹中新建应用程序文件main.c。

（3）在System Library设置页中，把程序和数据区都指定为flash。

（4）编译整个工程，查找语法错误。

（5）Debug整个程序，看输出是否正确。

（6）把程序下载到Flash中去全速运行程序。

5.实验参考程序PIO输出控制实验1的例程见程序清单3.1程序清单3.1 流水灯控制#include "system.h"#include "altera_avalon_pio_regs.h"#include "alt_types.h"int main (void){alt_u8 led = 0x2;alt_u8 dir = 0;volatile int i;while (1){if (led & 0x81){dir = (dir ^ 0x1);}if (dir){led = led >> 1;}else{led = led << 1;}IOWR_ALTERA_A V ALON_PIO_DATA(LED_BASE, led);i = 0;while (i<500000)i++;}return 0;}3.3 键盘中断实验1.实验目的（1）熟悉中断服务程序的编写和注册方法。

（2）熟悉中断服务程序的调试方法。

（3）熟悉NiosⅡ处理外部中断的方式。

2.实验设备硬件：PC机EDA/SOPC/DSP实验箱软件：QuartusⅡ 5.0、NiosⅡ IDE 5.03.实验内容外部中断信号由键盘值提供，然后将中断事件反映到LED上，每按一次键LED亮一次。

4.实验前准备键盘模块的设计包括键盘扫描、键盘译码和键盘消抖。

本系统采用VHDL语言对以上三个功能模块进行描述。

其VHDL源程序见附录1。

5.实验步骤（1）启动NiosⅡIDE并建一个空白C\C++工程，然后命名为KeyBoard_C。

（2）在KeyBoard_C工程文件夹中新建应用程序文件main.c。

（3）在System Library设置页中，把程序和数据区都指定为flash。

（4）编译整个工程，查找语法错误。

(5）中断服务程序处设下断点，全速运行程序，然后按下键盘中一个键，单步调试中断服务程序，并观察中断处理过程。

（6）全速运行程序，按下键，控制LED。

6.实验参考程序键盘中断参考程序见程序清单3.2。

#include "system.h"#include "altera_avalon_pio_regs.h"#include "alt_types.h"#include "sys/alt_irq.h"volatile int edge_capture;alt_u32 done=0;static void handle_keyboard_interrupts(void* context, alt_u32 id){//int i;/* cast the context pointer to an integer pointer. */volatile int* edge_capture_ptr = (volatile int*) context;unsigned int temp;IOWR_ALTERA_A V ALON_PIO_IRQ_MASK(KEYBOARD_IN_BASE, 0x00); IOWR_ALTERA_A V ALON_PIO_DA TA(KEYBOARD_CONTROL_BASE, 0x1);/* Read the data register on the keyboard PIO */temp = IORD_ALTERA_A V ALON_PIO_DATA(KEYBOARD_IN_BASE); IOWR_ALTERA_A V ALON_PIO_DA TA(LED_BASE, 0x01);/* Read the edge capture register on the keyboard PIO. Store value. */*edge_capture_ptrIORD_ALTERA_A V ALON_PIO_EDGE_CAP(KEYBOARD_IN_BASE);/* Write to the edge capture register to reset it. */IOWR_ALTERA_A V ALON_PIO_EDGE_CAP(KEYBOARD_IN_BASE, 0x0); /* reset interrupt capability for the keyboard PIO. */IOWR_ALTERA_A V ALON_PIO_IRQ_MASK(KEYBOARD_IN_BASE, 0x0f); IOWR_ALTERA_A V ALON_PIO_DA TA(KEYBOARD_CONTROL_BASE, 0x0); }/* Initialize the keyboard_pio. */static void init_keyboard_pio(void){/* Recast the edge_capture pointer to match the alt_irq_register() function* prototype. */void* edge_capture_ptr = (void*) &edge_capture;/* Enable all keys interrupts. */IOWR_ALTERA_A V ALON_PIO_IRQ_MASK(KEYBOARD_IN_BASE, 0x0f); /* Reset the edge capture register. */IOWR_ALTERA_A V ALON_PIO_EDGE_CAP(KEYBOARD_IN_BASE, 0x0); IOWR_ALTERA_A V ALON_PIO_DA TA(KEYBOARD_CONTROL_BASE, 0x0); /* Register the interrupt handler. */alt_irq_register(KEYBOARD_IN_IRQ,edge_capture_ptr,handle_keyboard_interrupts );}int main (void){int i;init_keyboard_pio();while(1){IOWR_ALTERA_A V ALON_PIO_DATA(LED_BASE,0x00);for(i=0;i<200000;i++);}return 0;}3.4定时器实验1——使用系统时钟服务NiosⅡ定时器可用作系统时钟，时间标记，看门狗和脉冲发生器，由于standard系统在生成时，并未启动“Timeout pulse”功能，所以下面的实验将依次介绍定时器的系统时钟，时间标记和看门狗应用。