SOPC综合实验报告

基于SOPC的数字钟设计

学院：计控学院

班级：计本121

学号：**********

*名：***

指导老师：***

一、设计概述

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，第一行显示年月日，第二行显示时分秒。用输入按钮BUTTON来控制LCD行修改，通过Nios II IDE进行软件设计。

二、设计要求

1．掌握Nios II系统的设计和使用方法；

2．学习通过Nios II IDE进行软件设计的方法；

3．实现在液晶屏上显示时间和日期，并可以对其进行设置。

三、实验环境

DE2 开发板

QuartusII 7.2

SOPC Builder 7.2

NiosII IDE 7.2

四、设计方案（总体设计、软件设计、硬件设计）

1. 总体设计要实现以下两个功能：

(1). 在液晶屏上显示时间，日期

(2). 对时间、日期能够进行设置

建立新工程clock

2. 硬件系统组成设计

根据系统要实现的功能和开发板配置，需要用到的DE2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

CFI Flash存储器：存储软、硬件程序

SDRAM存储器：程序运行时将其导入SDRAM

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，外部存储器总线（Avalon三态桥），外部SDRAM控制器，外部Flash接口。

打开SOPC Buider，系统名称为sopc_clock 加入SDRAM组件

加入Flash Memory 组件

加入外部存储器总线（Avalon三态桥）加入按键PIO

加入LCD

加入NiosII CPU定时器，选择标准型的

元件添加完后，要为每个外设分配及地址和中断请求优先级(IRQ)，在System中选择Auto-Assign Base Address和Auto-Assign IRQs命令，这两个命令可分别简单分配外设基地址和中断优先级。然后生成Nios II系统。

然后生成顶层文件，将Nios II系统模块加入到顶层文件中，如图所示原理图

进行引脚锁定，并编译，然后进行硬件下载

3．软件系统设计

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显示部分的功能包括：显示时间（小时：分钟：秒）和显示日期（年-月-日）○2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，设置日期和退出设置。

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DE2开发板上的四个按键BUTTON功能进行如下分配：

(1). 主菜单

BUTTON0：设置选择键，可依次选择设置时、分、秒和年、月、日

BUTTON1：显示日期键

BUTTON2：显示时间键

(2). 子菜单（即进入对某个选项设置后的按键功能）：

BUTTON1：选项数字增加

BUTTON2：选项数字减少

BUTTON3：退出对选项的设置，返回主菜单

○3时间算法部分的功能包括：时间累加和确定每个月的最大天数，使年、月、日能正确累加

五、软件代码

1．count_binary.c的代码：

#include "count_binary.h"

//程序每秒钟检测一次按钮的状态，对日期和时间进行设置

#include "alt_types.h"

#include

#include

#include

#include "system.h"

#include "sys/alt_irq.h"

#include "altera_avalon_pio_regs.h"

#include "lcd.h"

volatile int edge_capture;

void LCD_Init()

{

//LCD初始化

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)

{

//LCD输出格式

int i;

for(i=0;i

{

lcd_write_data(LCD_BASE,Text[i]);

usleep(2000);

}

}

void LCD_Line1()

{

//向LCD写命令

lcd_write_cmd(LCD_BASE,0x80);

usleep(2000);

}

void LCD_Line2()

{

//向LCD写命令

lcd_write_cmd(LCD_BASE,0xC0);

usleep(2000);

}

static void handle_button_interrupts(void* context,alt_u32 id)

{

volatile int* edge_capture_ptr=(volatile int*) context;

/*存储按钮的值到边沿捕获寄存器*/

*edge_capture_ptr=IORD_ALTERA_A V ALON_PIO_EDGE_CAP(BUTTON_PIO_ BASE);

/*复位边沿捕获寄存器*/