基于FPGA的片上可編程系統(tǒng)(SOPC)設(shè)計(jì)之：典型實(shí)例-基于NIOS II處理器的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)

8.5典型實(shí)例15：基于NIOSII處理器的數(shù)字鐘設(shè)計(jì)

8.5.1實(shí)例的內(nèi)容及目標(biāo)

1．實(shí)例的主要內(nèi)容

本節(jié)旨在通過(guò)給定的工程實(shí)例——“數(shù)字鐘”來(lái)熟悉Altera軟嵌入式系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)方法。同時(shí)使用基于AlteraFPGA的開(kāi)發(fā)板將該實(shí)例進(jìn)行下載驗(yàn)證，完成工程設(shè)計(jì)的硬件實(shí)現(xiàn)。在本節(jié)中，將主要講解以下知識(shí)點(diǎn)。

·NIOSIIIDE軟件開(kāi)發(fā)流程。

讀者可以迅速掌握Altera軟嵌入式軟硬件設(shè)計(jì)方法。

2．實(shí)例目標(biāo)

通過(guò)詳細(xì)的流程講解，讀者應(yīng)達(dá)到下面的目標(biāo)，

·熟悉NIOSIIIDE軟件設(shè)計(jì)方法。

8.5.2軟件規(guī)劃

電子鐘的軟件部分主要包括：顯示、設(shè)置和時(shí)間算法3部分。

顯示部分要求能夠顯示年、月、日、小時(shí)、分鐘、秒，并提示時(shí)間顯示狀態(tài)（如設(shè)置日期、設(shè)置小時(shí)、設(shè)置分鐘等）。

設(shè)置部分要求能夠?qū)﹄娮隅婏@示器上面的年、月、日、小時(shí)、分鐘、秒進(jìn)行修改，并退出設(shè)置狀態(tài)。要實(shí)現(xiàn)這些功能就要通過(guò)實(shí)驗(yàn)板上面的4個(gè)按鍵，下面是一種推薦的按鍵功能分配方法。

主菜單。

·SW0：設(shè)置選擇按鍵，依次可以選擇設(shè)置年、月、日、小時(shí)、分鐘、秒。

·SW1：顯示日期按鍵。

·SW2：顯示時(shí)間按鍵。

子菜單。

·SW0：選項(xiàng)數(shù)值增加1。

·SW1：選項(xiàng)數(shù)值減少1。

·SW2：推出設(shè)置狀態(tài)，返回主菜單。

時(shí)間算法部分比較簡(jiǎn)單，主要是要按照時(shí)間累加的原則，并設(shè)置好時(shí)間的進(jìn)位要求（主要是每個(gè)月是有多少天組成的）。

8.5.3實(shí)例步驟

（1）首先驗(yàn)證8.4節(jié)編寫(xiě)的硬件系統(tǒng)是否適合本實(shí)驗(yàn)硬件要求。

（2）設(shè)計(jì)軟件流程圖。

（3）編寫(xiě)、修改軟件程序，下載調(diào)試。

具體的操作方式在此不再詳述，相關(guān)的工程文件及代碼參見(jiàn)本書(shū)實(shí)例代碼的“典型實(shí)例15”文件夾。

8.5.4小結(jié)

本訓(xùn)練要求在實(shí)驗(yàn)板上面實(shí)現(xiàn)一個(gè)功能比較全面的電子鐘。要求能夠顯示較為全面的時(shí)間，如：年、月、日、小時(shí)、分鐘、秒并提示時(shí)間顯示狀態(tài)，另外還要求能夠按照需要設(shè)置時(shí)間。要實(shí)現(xiàn)電子鐘的功能重點(diǎn)在于軟件方面的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，所以通過(guò)本實(shí)例要求用戶(hù)熟練掌握軟件系統(tǒng)的規(guī)劃。