实验一. Nios-II编程入门

实验一. Nios-II编程入门

一. 实验目标：

学习 Quartus 、Platform Designer、Nios-II SBT 的基本操作；

初步了解 SOPC 的开发流程，基本掌握 Nios-II 软核的定制方法；

掌握 Nios-II 软件的开发流程，软件的基本调试方法。

实验原理：

本实验的目的是通过Nios II处理器控制连接到DE2-115开发板的LED灯，实现流水灯效果。实验原理主要包括以下几个步骤：

1. 硬件连接：首先，需要将LED灯连接到DE2-115开发板上预先定义的GPIO（通用输入输出）引脚上。这些引脚可以由Nios II处理器直接控制。
2. SOPC Builder设计：在Quartus II软件中使用SOPC Builder工具创建一个系统，该系统包含Nios II处理器和GPIO组件。GPIO组件用于将Nios II处理器的数字信号转换为物理引脚的电平信号，从而控制LED灯的亮灭。
3. Nios II编程：在Nios II IDE（集成开发环境）中，使用C或C++编写程序，该程序通过操作GPIO组件来控制LED灯的亮灭顺序和时间间隔，从而实现流水灯效果。
4. 编译和下载：将编写好的程序在Nios II IDE中编译成可执行的二进制文件，并通过下载工具将其下载到FPGA（现场可编程门阵列）中的Nios II处理器上运行。
5. 运行和调试：启动DE2-115开发板，观察LED灯的流水灯效果。如果效果不符合预期，可以通过Nios II IDE的调试功能进行调试和优化。

新建Quartus项目，选择使用芯片EP4CE115F29C7

点击 Tools 下拉菜单下的 Platform Designer 工具，出现对话框：

设置时钟主频为50M并添加Nios-II Processor

流水灯控制程序：

#include "system.h"
#include "altera_avalon_pio_regs.h"
#include "alt_types.h"
#include "stdio.h"
const alt_u8
led_data[8]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};
int main (void)
{
 int count=0;
 alt_u8 led;
 volatile int i;
 while (1)
 { if (count==7)
 {count=0;}
 else
 {count++;}
 led=led_data[count];
 IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(PIO_LED_BASE, led);
 i = 0;
 printf("Hello Nios-II\n");
 while (i<500000)
 i++;
 }
 return 0;
}

编译工程：

点击保存，选择hello_wold_bsp，右键后，选择Nios II中的Generate BSP，编译应用文件，选择hello_world右键后，点击Build Project

注意事项：

• 时钟和复位：确保为Nios II处理器和所有外设组件提供了正确的时钟和复位信号。
• GPIO配置：在SOPC Builder中正确配置GPIO引脚的方向（输入或输出）。
• UART配置：确保在SOPC Builder和Nios II代码中正确配置了UART的参数。
• 调试：使用Nios II IDE的调试功能来检查代码的执行情况，并验证GPIO和UART的操作是否正确。

总结与心得：

这次实验让我掌握了Nios II编程的基础知识。在编写控制LED流水灯和串口通信的程序时，我学习了如何使用Nios II IDE进行编程、调试和下载程序。掌握了如何操作GPIO和UART等外设。

参考文献：

https://blog.youkuaiyun.com/xwmrqqq/article/details/115937457

https://blog.youkuaiyun.com/qq_43279579/article/details/115953871