SOPC设计与应用实验课程设计报告学院：机械与电子工程学院专业：电子科学与技术班级：10206301学号：1020630126姓名：陈英文指导老师：邓文娟2013年6月22日一、实验简介实验其他成员：华浩荣、蒋顺风、周利强、张瑜组长：华浩荣我做的模块是12个交通灯的循环点亮，红灯、绿灯亮10秒，黄灯亮5秒。实验报告重点介绍这部分内容，其它的简写。本实验是基于ZY11203GEDA/SOPC创新实验开发系统做出来的。1.实验平台介绍电源模块下载接口模块数码显示模块LED显示模块液晶显示模块拨码开关模块按键模块扬声器模块配置芯片VGA、PS2接口模块核心功能模块串口模块主要用到的模块介绍2.1下载接口模块该模块为Altera的CPLD/FPGA器件的下载模块，该下载电路为JTAG形式，因此还能对AS方式的配置芯片EPCSx进行下载。2.2数码显示模块数码显示模块由八个七段数码管和八个74HC595D芯片，构成串并转换显示结构，以实现串行数据到并行数据的转换，并将该并行数据送入相应的数码管段。八个数码管为共阴数码管（段码为高电平时，点亮数码管），数码管结构如下图所示：2.3LED段显示模块12位发光二极管用于输出显示，输出高电平时发光二极管点亮。2.4、核心功能模块介绍主板模块的核心芯片采用Altera公司cyclone系列的EP1C12Q240C8；flash存储器采用AM29LV065DU（8M×8bit）；SRAM存储器采用CY7C1041CV33（256K×16bit）；AS配置芯片为EPCS4（4M）；同时给出两个钟振作为时钟源；数据地址总线采用高精度连接器与外部连接，以保证用户对Nios二次开发的需要。实验平台右侧的双排直插针用于连接开发板，用户也可自行设计开发扩展模块。二、实验要求及原理1.实验要求设计并制作一个交通灯控制电路，要求如下：1、东西南北方向分别设置红黄绿3个指示灯，东西方向和南北方向用1个数码管显示通行时间；2、要求东西方向和南北方向的数码管显示通行时间并倒计时；每当倒计时时间到，完成红黄绿指示灯的状态切换，其中红灯、绿灯各亮10秒，黄灯5秒（开始本来是红灯、绿灯60秒、黄灯5秒的，由于只是模拟的和时间关系作出了调整）。模拟实现十字路口的交通灯管理控制。2．实验的整个流程图黄灯亮并计时初始化液晶初始化变量开始主循环开始绿灯亮并计时结束红灯亮并计时3．交通灯的点亮3.1思路：参考流水灯实验，将流水灯实验中4个流水灯点亮改为让12个交通灯点亮，先绿灯亮10秒，再黄灯亮5秒，再红灯亮10秒，最后黄灯再亮5秒。3.2实验原理由于对交通灯的控制受选通端控制，所以要开放选通，让cs138和D2接高电平，D3、D1接底电平。模块的整个流程如下所示：⑴在QUARTUSII中建立工程⑵用SOPCBUILDER建立NIOS系统模块⑶在QUARTUSII中的图形编辑界面中进行管脚连接、锁定工作⑷编译工程后下载到FPGA中⑸在NIOSIIIDE中根据硬件建立软件工程⑹编译后，经过简单设置下载到FPGA中进行调试、验证。三、实验步骤硬件部分设计1.在自己的文件目录下（如E:\led\）建立一个led_12文件夹，然后在QUARTUSII中新建工程，把工程放在已创的目录下。2.点击NewProjectWizard…菜单中的Next，选择芯片为Cyclone系列的EP1C12Q240C8。3．点击QuartusII界面第一行工具栏中的SOPCBuilder工具，新建系统为nios_led_12.在左边元件池中选择元件：这个设计工程需要使用Nios32BitCPU、调试串口jtag_uart、位宽为12位的led_pio、RAM4．生成系统模块：＊选择SystemGeneration栏，如图2-12所示。＊在SystemGeneration中选中HDL选项，如果安装了Modelsim软件并需要仿真设计，可以选择Simulation选项。图2-12生成CPU＊点击窗口下方Generate按钮，SOPCBuilder根据用户设定不同，在系统生成过程中所执行的操作不同。系统生成后点击“Exit”退出SOPCBuilder5．创建顶层文件：将刚才生成的模块以图标形式添加到BDF文件中：在SOPCBuilder生成的过程中，会生成系统模块的图标（Symbol），可以将该图标像其它QuartusII图标一样添加到当前项目