【正文】 evel1，如圖 3123基于 Nios_II的電流 /電壓表設計 12 所示。 圖 3126 自動分配基地址 然后，選擇 SysetmAutoAssign IRQs,讓系統(tǒng)自動分配中斷， 如 圖 3127。 圖 31210 引腳分配 所有 FPGA 引腳分配成功后，即開始編譯硬件系統(tǒng)，選擇 Processing→ Start Compilation 進行全程編譯，也可以選擇工具欄上的 按鈕啟動編譯。代碼編寫完成后，要進行編譯 ，首先進行編譯前的一些設置。 圖 31215 編譯 編譯完成后，進行調(diào)試。 AD7822 AD7822 的介紹 AD 轉(zhuǎn)換器 AD7822 是 8 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，最大吞吐量為 2MSPS，內(nèi)置一個 片內(nèi)基準電壓源，一個采樣保持放大器，一個 420ns 的 8位半快速型 ADC和一個高速并行接 口，可采用 3V和 5V 單電源供電 。 如圖 332所示為電流 電壓轉(zhuǎn)換電路。共陰數(shù)碼管在應用時應將公共極 COM 接到地線 GND 上，當某一字段發(fā)光二極管的陽極為高電平 時，相應字段就點亮。 ⑵ 數(shù)據(jù)接口：提供一個外部 A/D 采集的數(shù)據(jù)流向 AVALON 總線的數(shù)據(jù)通道，主要是完成速度匹配，接口時序轉(zhuǎn)換。 input reset,clk,eoc。 parameter c=239。 output[7:0] seg。 在本設計中， 電流 /電壓表 由調(diào)理電路、 A/D 轉(zhuǎn)換芯片、 Nios II 處理器和 LED 數(shù)碼管四部分組成。 參考文獻 （ 1） 周立功等， SOPC嵌入式系統(tǒng)實驗教程（一），北京航空航天大學出版社， 2020。 (9)“DigitalEleetroniesfor NuelearStrurePhysies” [R].Mareh23， 2020. (10)江小平，劉文杰 .基于 CPLD/FPGA的 A/D轉(zhuǎn)換控制器的設計 .蘇州大學學報（工科版），2020年 8月 .25（ 4） .53~55 。 （ 3） 杜慧敏、李宥謀 ，基于 Verilog的 FPGA設計基礎，西安電子科技大學出版社， 2020。 最終實現(xiàn) 實際電壓變化范圍： 0~25V，電流變化范圍： 0~1500mA。 reg [7:0] r_seg。 數(shù)據(jù)處理單元 在這一部分，設計中實現(xiàn)了外部數(shù)據(jù)的異常檢測，即、當外部的數(shù)據(jù)超過預設的范圍時，數(shù)據(jù)處理模塊會向處理器輸出中斷信號，通知處理器進行 處理。 output cs,rd。 數(shù)據(jù)采集控制邏輯 A/D 轉(zhuǎn)換由 AD7822 完成，需要 Nios II 處理器對其進行控制，由 AD7822 的時序（見圖 ）可以知道，轉(zhuǎn)換過程由 啟動信號 CONVST（低有效）啟動，當片選信號 CS 和讀信號 RD 均為低時，進行 A/D 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后，輸出 EOC（低有效）信號，此時可以讀取數(shù)據(jù) DB0DB7， 之后可以進入下一個轉(zhuǎn)換周期。 顯示電路 顯示 電路采用了簡單的軟件譯碼移位輸出的方法，數(shù)碼管選用共陰極型。 基于 Nios_II的電流 /電壓表設計 22 數(shù)據(jù)顯示 LED 數(shù)碼管介紹 本設計最終的數(shù)據(jù)顯示 采用八段 LED 數(shù)碼管，如圖 341所示。 基于 Nios_II的電流 /電壓表設計 20 圖 3111 AD7822 管腳圖 其工作時序如圖 3112所示。選擇菜單 Run Debug As NiosII Hardware，如圖 31216所示 。然后， 再設置 hello_led_0_syslib[BS] 工程。 圖 31211 報告窗口 基于 Nios_II的電流 /電壓表設計 16 接下來，要設計本次設計的軟件。系統(tǒng)生成成功如圖 3128所示。項目中會增加一個 niosII 處理器，名字為 cpu_0,為了簡便起見，沒有將它改名。 ③ 開發(fā)軟件采用 和 NiosII 簡單易用， SOPC Builder 是集成在 QuartusII 內(nèi)部的 SOPC 系統(tǒng)級開發(fā)工具，利用它可方便的構建一個 SOPC 系統(tǒng)。在 Avalon 總線中，由數(shù)據(jù)選擇器 (而不是三態(tài)緩沖器 )決定哪個信號驅(qū)動哪個外設。也是所有基于 SPI 的設備共有的，它們是 SDI（數(shù)據(jù)輸入）， SDO（數(shù)據(jù)輸出）， SCK（時鐘）， CS（片選）。比如，用戶可以定義 cpu和存儲器元件之間的相連關系指名哪一個用來做程序存儲器，那一個用來做數(shù)據(jù)存儲器的。當用戶用 SOPC Builder 生成系統(tǒng)時，他就生成了一個系統(tǒng)模塊，這個模塊包含了用戶所定義的所有元件和接口以及自動生成的總線（互聯(lián)）邏輯。設計者可確定需要的處理器和參數(shù)，并據(jù)此創(chuàng)建一個處理器基于 Nios_II的電流 /電壓表設計 7 的完整存儲器映射設計者還可以選擇所需的 IP 外圍電路，如存儲控制器、 I/O 控制器和定時 器等模塊。 可以使用下載電纜將配置文件下載到開發(fā)板上。 NiosII 設計流程 NiosII 是用 NiosII IDE 集成開發(fā)環(huán)境來完成整個軟件工程的編輯、編譯、調(diào)試和下載。將處理器實現(xiàn)為 HDL 的 IP 核，開發(fā)者能夠完全定制CPU 和外設，獲得恰好滿足需求的處理器。 Nios II 處理器也能夠在 HardCopy 器件中實現(xiàn)， Altera還為基于 Nios II 處理器的系統(tǒng)提供 ASIC 的移植方式。這 3 種產(chǎn)品具有 32 位處理器的基本結構單元 —— 32 位指令大小， 32 位數(shù)據(jù)和地址路徑， 32 位通用寄存器和 32個外部中斷源；使用同樣的指令集架構（ ISA）， 100%二進制代碼兼容，設計者可以根據(jù)系統(tǒng)需求的變化更改 CPU，選擇滿足性能和成本的最佳方案，而不會影響已有的軟件投入。對第三被采樣電壓電流值 調(diào)理電路 AD7822 NiosII 處理器 LED數(shù)碼管 SPI串口 Avalon 總線 基于 Nios_II的電流 /電壓表設計 3 方 EDA 工具的良好支持也使用戶可以在 設計流程的各個階段使用熟悉的第三方EDA 工具。其系統(tǒng)原理圖如圖 1 所示。數(shù)字電壓表是從電位差計的自動化過程中研制成功的。 SOPC 技術論文 論文題目： 基于 NIOSII 的電流 電壓表設計 目錄 摘要 ................................................................ I Abstract............................................................ I 引言 ................................................................ 1 1 系統(tǒng)設計原理 ...................................................... 2 2 Quartus II、 Nios II 等設計工具的使用及功能簡介 .................... 2 Quartus II 簡介 ........................................... 2 2． 2 Nios II 軟核處理器簡介 .................................... 3 SOPC Builder 開發(fā)工具 ..................................... 6 3 硬件系統(tǒng)設計 ...................................................... 9 硬件系統(tǒng)的配置 ............................................ 9 概述 ............................................... 9 Nios_II 處理器， SPI 串口的配置過程 ................ 10 AD7822 ................................................... 19 AD7822 的介紹 ..................................... 19 AD7822 接口的設計 ................................. 20 調(diào)理電路的設計 ........................................... 20 電壓信號衰減電路 .................................. 20 電流轉(zhuǎn)換電壓電路 ............