基于sopc的彩燈控制器設(shè)計課程設(shè)計(編輯修改稿)
2024-07-19 17:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 件開發(fā)套件，包括編譯器、集成開發(fā)環(huán)境（IDE）、JTAG調(diào)試器、實(shí)時操作系統(tǒng)（RTOS）和TCP/IP協(xié)議棧。設(shè)計者能夠用Altera Quartus Ⅱ開發(fā)軟件中的SOPC Builder系統(tǒng)開發(fā)工具很容易地創(chuàng)建專用的處理器系統(tǒng)，并能夠根據(jù)系統(tǒng)的需求添加Nios Ⅱ處理器核的數(shù)量。使用Nios Ⅱ軟件開發(fā)工具能夠?yàn)镹ios Ⅱ系統(tǒng)構(gòu)建軟件，即一鍵式自動生成適用于系統(tǒng)硬件的專用C/C++運(yùn)行環(huán)境。Nios Ⅱ集成開發(fā)環(huán)境（IDE）提供了許多軟件模板，簡化了項目設(shè)置。此外，Nios Ⅱ開發(fā)套件包括兩個第三方實(shí)時操作系統(tǒng)（RTOS）——MicroC/OSⅡ（Micrium），Nucleus Plus(ATI/Mentor）以及供網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用使用的TCP/IP協(xié)議棧。長期以來，Altera一直推行嵌入式處理器戰(zhàn)略的原因是，隨著應(yīng)用的ASIC開發(fā)日益受到成本的困擾，OEM日漸轉(zhuǎn)向FPGA來構(gòu)建自己的系統(tǒng)。這些系統(tǒng)中絕大多數(shù)需要一個處理器，而Altera正是為設(shè)計者提供了為FPGA優(yōu)化的靈活的嵌入式處理器方案，可以滿足16位和32位嵌入式處理器市場的需求。第2章 彩燈控制器的設(shè)計 設(shè)計要求 設(shè)計任務(wù) 基于SOPC的彩燈控制器設(shè)計。 設(shè)計內(nèi)容 采用SOPC技術(shù)設(shè)計一個彩燈控制器；功能要求 （1）配置NIOS II軟核系統(tǒng)； （2） 在基于Eclipse的NiosⅡ集成開發(fā)環(huán)境 (IDE）上開發(fā)彩燈控器。 （3）至少實(shí)現(xiàn)8個LED，3種以上的花色。 設(shè)計要求 （1）設(shè)計思路清晰，給出整體設(shè)計框圖； （2）NIOS II處理器選擇配置合理； （3）仿真 、調(diào)試、驗(yàn)證電路模塊； 設(shè)計思路 設(shè)計流程圖彩燈控制器時序控制部分（分頻器）數(shù)碼管動態(tài)顯示發(fā)光二極管動態(tài)顯示揚(yáng)聲器發(fā)生控制復(fù) 位 圖 11 彩燈控制器的設(shè)計流程圖 設(shè)計原理彩燈控制器的設(shè)計核心主要是分頻器的使用，顯示部分的設(shè)計較簡易。分頻的方法有很多種，本次設(shè)計采用了其中較簡易的一種，通過計數(shù)器的分頻，將控制器外接的頻率分為幾個我們預(yù)先設(shè)定的值。當(dāng)計數(shù)器達(dá)到預(yù)先設(shè)定的值，即產(chǎn)生一個上升沿，從而實(shí)現(xiàn)分頻。揚(yáng)聲器通過不同的頻率控制發(fā)出不同的聲音。同樣發(fā)光二極管和數(shù)碼管的顯示速度也由其中分出來的一種頻率控制（控制顯示頻率在1~4之間為宜）。通過使能端的控制可以控制不同的數(shù)碼管顯示預(yù)先設(shè)定的圖案，數(shù)碼管依次顯示的圖案為AA、BB、CC，并隨著發(fā)光二極管同步動態(tài)顯示。AA為自左向右顯示，BB為自右向左顯示，CC從二邊向中間再由中間向二邊發(fā)散顯示。與此同時，顯示不同的花型時揚(yáng)聲器發(fā)出不同的聲音，代表不同的花型。本次設(shè)計還帶有復(fù)位功能，通過復(fù)位可以使彩燈控制器恢復(fù)到最初的狀態(tài)。第3章 程序設(shè)定與分析 時序控制部分定義4個信號，cq,cllk1,clk2,clk3。第一次分頻，為50分頻，當(dāng)clk發(fā)生變化，使a從000000變化到110010時產(chǎn)生一個上升沿clk1。如果a沒有變化到110010則a繼續(xù)自加，直到110010為止產(chǎn)生下一個上升沿。對clk進(jìn)行25分頻，原理同上，產(chǎn)生信號clk2。對clk進(jìn)行8分頻，產(chǎn)生一個新的時鐘脈沖信號clk3。對clk2再進(jìn)行一次分頻，當(dāng)clk2發(fā)生變化，并且變化為上升沿時，z就加1，直到加到為20時，s就發(fā)生變化，加1，每當(dāng)s發(fā)生變化，加到30時，s就加1。當(dāng)s從00000變化到10111時，就對s清零，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)碼顯示管和發(fā)光二極管的循環(huán)顯示，以達(dá)到顯示速度的要求。 發(fā)光二極管、數(shù)碼管顯示及揚(yáng)聲器控制程序 花型A顯示程序當(dāng)敏感信號s發(fā)生變化，對數(shù)碼管進(jìn)行置位和置型，0001
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