數(shù)碼管顯示課程設(shè)計報告

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文檔簡介

1、　　片上系統(tǒng)技術(shù)課程設(shè)計　　題目：數(shù)碼管的顯示 　　學(xué) 號： 　　姓名： 　　班級： <

2、/p>　　教師： 　　日期： 　　目錄　　一．實驗前的準(zhǔn)備3　　二．實驗?zāi)康?

3、;　　三．實驗設(shè)備3　　四．實驗內(nèi)容3　　五．實驗原理3　　六．管腳分配4<p&g

4、t;　　七．實驗步驟4　　八．實驗原理圖：5　　九．實驗程序代碼：6　　（1）CH452_I2C.h代碼6　?。?）Define.h代碼8　　（3）key.h代碼10</p&

5、gt;　?。?）Key.c代碼10　　（5）Seven_seg.c代碼12　　十．結(jié)果分析：15　　十一．個人體會與總結(jié)：16　　一．實驗前的準(zhǔn)備　　打開實驗箱開

6、關(guān)，連接好JTAG下載線，將開發(fā)平臺上的MODUL_SEL組合開關(guān)的1、2、7撥上，3、4、5、6、8撥下，使兩個共陽極數(shù)碼管顯示為C2。　　二．實驗?zāi)康?lt;/b>　?。?）熟悉并學(xué)習(xí)運用I2C總線的讀寫方式。　　（2）運用CH452芯片的數(shù)碼管顯示功能，熟悉兩線制訪問CH452芯片的

7、工作原理。　　三．實驗設(shè)備　　硬件：PC機　　GX-CIDE-SOC/SOPC綜合創(chuàng)新開發(fā)實驗平臺　　GX-CIDE-SOC/SOPC綜合創(chuàng)新開發(fā)實驗平臺核心板<p&

8、gt;　　軟件：Quartus II 8.0　　Nios II 8.0　　四．實驗內(nèi)容　　用七段數(shù)碼管前三位顯示000-999，計數(shù)周期為1s；按F1進行加1操作并用數(shù)碼管顯示。按F2計數(shù)停止，并顯示當(dāng)前數(shù)。按F3進行減1操作；當(dāng)數(shù)從000-999時再加1變?yōu)?00；當(dāng)數(shù)從9

9、99-000時再減1變?yōu)?99。　　五．實驗原理　　根據(jù)I2C總線時序要求，對CH452進行操作，送地址，送控制字，送數(shù)據(jù)。數(shù)碼管顯示是以BCD譯碼方式顯示。　　六．管腳分配

10、七．實驗步驟　?。?）打開Quartus II 8.0，打開工程cide_c2，進行SOPC操作，裁剪所需要的內(nèi)容，綜合一下再分配管腳。　　（2）啟動Nios II IDE并新建一個空白C/C++工程，命名為smm,在SOPC Builder System中選擇之前建立好的硬件系統(tǒng)cide_c2.ptf。<

11、;p>　　（3）轉(zhuǎn)換工程路徑，將提供的參考程序seven_seg.c,CH452_I2C.h,define.h加入到建立好的Nios II工程中，修改程序代碼符合實驗要求。　?。?）在System Library設(shè)置頁中，把程序和數(shù)據(jù)區(qū)都指定為sdram。　?。?）在Quartus II中下載文件，編譯整個工程，查找語法錯誤。

12、　?。?）全速運行程序，按下按鍵觀察數(shù)碼管的顯示。　　八．實驗原理圖：　　九．實驗程序代碼：　　（1）CH452_I2C.h代碼　　#include "system.

13、h"　　#include "altera_avalon_pio_regs.h"　　#include "alt_types.h"　　#include "priv/alt_busy_sleep.h"　　#i

14、nclude <stdio.h>　　#include "sys/alt_irq.h"　　#include "define.h"　　void CH452_I2c_Start_2(void) // 操作起始，兩線制方式，SDA用做中斷輸出，使用以下兩個函數(shù)&l

15、t;/p>　　{　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SEG_KEY_SDA_BASE, 1);　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SEG_KEY_SCL_BASE, 1);　　IO

16、WR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SEG_KEY_SDA_BASE, 1);　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SEG_KEY_SCL_BASE, 1);　　usleep(5); 　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SEG_KEY_SDA_BAS

17、E, 0);　　usleep(5); 　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SEG_KEY_SCL_BASE, 0);　　//usleep(3);　　}　　void CH

18、452_I2c_Stop_2(void) // 操作結(jié)束　　{　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SEG_KEY_SDA_BASE, 1);　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SEG_KEY_SCL_BAS

19、E, 1); 　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SEG_KEY_SDA_BASE, 0);　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SEG_KEY_SCL_BASE, 1);　　usleep(5); 　　IOWR_ALTER

20、A_AVALON_PIO_DATA(SEG_KEY_SDA_BASE, 1);　　usleep(5);　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SEG_KEY_SCL_BASE, 0) ;　　}　　void ack(

21、)//確認(rèn)　　{　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SEG_KEY_SDA_BASE, 0);　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SEG_KEY_SCL_BASE, 1); &

22、lt;p>　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SEG_KEY_SDA_BASE, 0);　　usleep(5); 　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SEG_KEY_SCL_BASE, 1);　　usleep(5); <p&g

23、t;　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SEG_KEY_SCL_BASE, 0);　　}　　void CH452_I2c_WrByte(unsigned char dat) //寫一個字節(jié)數(shù)據(jù)　　{</p&

24、gt;　　unsigned char temp_number;　　unsigned char i;　　int delay;　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SEG_KEY_SDA_BASE, 1);　　IOWR_

25、ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SEG_KEY_SCL_BASE, 1); 　　for(i=0;i<8;i++){　　temp_number=dat>>7; 　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SEG_KEY_SCL_BASE, 0);</p

26、>　　usleep(5);　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SEG_KEY_SDA_BASE, temp_number);　　for (delay=0;delay<5;delay++); 　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SE

27、G_KEY_SCL_BASE, 1);　　dat=dat<<1;　　}　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SEG_KEY_SCL_BASE, 0);　　}<

28、;/p>　　unsigned char CH452_I2c_RdByte(void) //讀一個字節(jié)數(shù)據(jù)　　{　　unsigned char i=8;　　unsigned char DATA_received=0;

29、　　int delay; 　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SEG_KEY_SDA_BASE, 0);　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SEG_KEY_SCL_BASE, 1); 　　while (i--){</

30、p>　　DATA_received<<=1;　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SEG_KEY_SCL_BASE, 0);　　usleep(5);　　for(delay=0;delay<5;delay++);<p&

31、gt;　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SEG_KEY_SCL_BASE, 1);　　DATA_received|=IORD_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SEG_KEY_SDA_BASE);　　}　　IOWR_ALTERA_AVAL

32、ON_PIO_DATA(SEG_KEY_SCL_BASE, 0);　　return DATA_received; 　　}　　void CH452_Write(unsigned short cmd) //寫命令

33、　{　　CH452_I2c_Start_2(); /*啟動總線*/　　#ifdef ENABLE_2_CH452 // 若有兩個CH452并連　　CH452_I2c_WrByte((unsigned char)(cmd>>7)&C

34、H452_I2C_MASK|CH452_I2C_ADDR0); // CH452的ADDR=0時　　#else 　　CH452_I2c_WrByte((unsigned char)(cmd>>7)&CH452_I2C_MASK|CH452_I2C_ADDR1); // CH452的ADDR=1

35、時(默認(rèn))　　#endif　　ack();　　CH452_I2c_WrByte((unsigned char)cmd); /*發(fā)送數(shù)據(jù)*/　　ack();</b&g

36、t;　　CH452_I2c_Stop_2(); /*結(jié)束總線*/ 　　}　　unsigned char CH452_Read(void) //讀取按鍵　　{&

37、lt;/p>　　unsigned char keycode;　　CH452_I2c_Start_2(); /*啟動總線*/　　CH452_I2c_WrByte((unsigned char)(CH452_GET_KEY>>7)&CH452_I2C_MASK|0x01|CH452

38、_I2C_ADDR1); // 若有兩個CH452并連,當(dāng)ADDR=0時,需修改為CH452_I2C_ADDR0　　ack();　　keycode=CH452_I2c_RdByte(); /*讀取數(shù)據(jù)*/　　ack();&

39、lt;/p>　　CH452_I2c_Stop_2(); /*結(jié)束總線*/ 　　return(keycode);　　}　　（2）Define.h代碼　　#ifndef _DEFI

40、NE_H_　　#define _DEFINE_H_　　#endif //_DEFINE_H_　　#define CH452_NOP 0x0000 // 空操作　　#define CH452_RESET 0x0201 // 復(fù)

41、位　　#define CH452_LEVEL 0x0100 // 加載光柱值　　#define CH452_CLR_BIT 0x0180 // 段位清0　　#define CH452_SET_BIT 0x01C0 // 段位置1&l

42、t;p>　　#define CH452_SLEEP 0x0202 // 進入睡眠狀態(tài)　　#define CH452_LEFTMOV 0x0300 //設(shè)置移動方式-作移　　#define CH452_LEFTCYC 0x0301 //設(shè)置移動方式-左循<

43、/p>　　#define CH452_RIGHTMOV 0x0302 //設(shè)置移動方式-右移　　#define CH452_RIGHTCYC 0x0303 //設(shè)置移動方式-右循 　　#define CH452_SELF_BCD 0x0380

44、//自定義BCD碼　　#define CH452_SYSOFF 0x0400 //關(guān)顯示、鍵盤　　#define CH452_SYSON1 0x0401 //開顯示　　#define CH452_SYSON2 0x0403 //開顯示、鍵盤&

45、lt;/p>　　#define CH452_SYSON2W 0x0423 //開顯示、鍵盤, 真正2線接口　　#define CH452_DSP 0x0500 //設(shè)置默認(rèn)顯示方式　　#define CH452_BCD 0x0580 //設(shè)置BC

46、D譯碼方式　　#define CH452_TWINKLE 0x0600 //設(shè)置閃爍控制　　#define CH452_GET_KEY 0x0700 // 獲取按鍵　　#define CH452_DIG5 0x0d00 // 數(shù)碼

47、管位5顯示,需另加8位數(shù)據(jù)　　#define CH452_DIG6 0x0e00 // 數(shù)碼管位6顯示,需另加8位數(shù)據(jù)　　#define CH452_DIG7 0x0f00 // 數(shù)碼管位7顯示,需另加8位數(shù)據(jù)　　#define CH452_

48、SCL_SET {IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SEG_KEY_SCL_BASE, 1);}　　#define CH452_SCL_CLR {IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SEG_KEY_SCL_BASE, 0);}　　#define CH452_SDA_SET {IOWR_ALTE

49、RA_AVALON_PIO_DATA(SEG_KEY_SDA_BASE, 1);}　　#define CH452_SDA_CLR {IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SEG_KEY_SCL_BASE, 0);}　　#define CH452_SDA_IN (IORD_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(S

50、EG_KEY_SDA_BASE);)　　#define CH452_SDA_D_OUT {IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SEG_KEY_SDA_BASE, 1);} // 設(shè)置SDA為輸出方向,對于雙向I/O需切換為輸出　　#define CH452_SDA_D_IN {IOWR_ALT

51、ERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SEG_KEY_SDA_BASE, 0);} // 設(shè)置SDA為輸入方向,對于雙向I/O需切換為輸入　　#define CH452_SCL_D_OUT {IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SEG_KEY_SCL_BASE, 1);} // 設(shè)置SCL為輸出方向,對于雙向I/O需切換為輸出&l

52、t;/p>　　#define CH452_I2C_ADDR1 0x60 // CH452的ADDR=1時的地址,默認(rèn)值　　#define CH452_I2C_MASK 0x3E // CH452的2線接口高字節(jié)命令掩碼　　alt_u8 flag;

53、 //隊列放滿標(biāo)志　　alt_u32 key_value;//存儲鍵盤值　?。?）key.h代碼　　#ifndef _KEY_H_　　#define _KEY_H_　　#include "alt_types

54、.h"　　#define KEY1_MASK 0x01//0xfe　　#define KEY2_MASK 0x02//0xfd　　#define KEY3_MASK 0x04//0xfb　　#define KEY4_MASK 0x08//0xf7</p&g

55、t;　　#define KEY5_MASK 0x10//0xef　　#define KEY6_MASK 0x20//0xdf　　#define KEY7_MASK 0x40//0xbf　　#define KEY8_MASK 0x80//0x7f　　#

56、define KEY1 1　　#define KEY2 2　　#define KEY3 3　　#define KEY4 4　　#define KEY5 5　　#define KEY6 6

57、　#define KEY7 7　　#define KEY8 8　　#define NO_KEY 0xff　　#define KEY_TIMEOUT 0xfe 　　extern alt_u32 KeyPIOInit(void);<

58、;p>　　extern alt_u8 GetKeyValue(void);　　extern void KeyIntEnable(void);　　extern void KeyIntDisable(void);　　#endif //_KEY_H_　?。?）Key.c代

59、碼　　#include "system.h"　　#include <stdio.h>　　#include "altera_avalon_pio_regs.h"　　#include "alt_types.

60、h"　　#include "sys/alt_irq.h"　　#include "key.h"　　#define BUF_SIZE 10　　alt_u32 done = 0; //

61、信號量：通知外部中斷事件發(fā)生　　static alt_u8 key_value;　　static void KeyDownISR(void* context, alt_u32 id);　　static void KeyDownISR(void* context, alt_u32 id)

62、;　　{ 　　/* clear capture register */　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_EDGE_CAP(BUTTON_PIO_BASE,0);　　/* Get the key value */

63、　　key_value = IORD_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(BUTTON_PIO_BASE); 　　done++; 　　}　　alt_u32 KeyPIOInit(void)

64、;　　{　　//initialize the KEY_PIO direction as input 　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(BUTTON_PIO_BASE, 0x00); //the direction is input<

65、;p>　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_IRQ_MASK(BUTTON_PIO_BASE, 0xff); //enable interrupts　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_EDGE_CAP(BUTTON_PIO_BASE, 0x00); //clear capture register　　//registe

66、r keydown ISR　　return alt_irq_register(BUTTON_PIO_IRQ, NULL, KeyDownISR);　　}　　void KeyIntEnable(void)　　{<

67、/b>　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_IRQ_MASK(BUTTON_PIO_BASE, 0xff); //enable interrupts　　}　　void KeyIntDisable(void)<b

68、>　　{　　IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_IRQ_MASK(BUTTON_PIO_BASE, 0x00); //disable interrupts　　}　　alt_u8 GetKeyValue(void)&l

69、t;p>　　{　　alt_u8 value;　　alt_u8 err;　　if(0 != done) 　　{　　/* 中斷事件數(shù)量減1 */<

70、;/p>　　done--;　　value = key_value;　　key_value = 0; //clear key_value　　}

71、else　　value = 0xff;　　//the highest priority of key is key1　　//the lowest priority of key is key8　　if((value&KEY1_MASK) ==

72、0)　　return KEY1;　　else if((value&KEY2_MASK) == 0)　　return KEY2;　　else if((value&KEY3_MASK) == 0)　　return KE

73、Y3;　　else if((value&KEY4_MASK) == 0)　　return KEY4;　　else if((value&KEY5_MASK) == 0)　　return KEY5;　　else if(

74、(value&KEY6_MASK) == 0)　　return KEY6;　　else if((value&KEY7_MASK) == 0)　　return KEY7;　　else if((value&KEY8_MASK) == 0)</p&

75、gt;　　return KEY8; 　　else　　return NO_KEY;　　}　?。?）Seven_seg.c代碼　　/*

76、****************************************************　　//點亮數(shù)碼管程序　　//2007.4.5　　*///***************************************************</p

77、>　　#include "system.h"　　#include "altera_avalon_pio_regs.h"　　#include "alt_types.h"　　#include "priv/alt_busy

78、_sleep.h"　　#include <stdio.h>　　#include "sys/alt_irq.h"　　#include "define.h"　　#include "CH452_I2C.

79、h"　　#include "key.h"　　#define SPEED_UP KEY1 //　　#define SPEED_DOWN KEY2 //　　#define REVERSE KEY3 //</p&g

80、t;　　#define STOP_START KEY4 //　　alt_u8 KeyVlaue;　　main()　　{ 　　KeyPIOInit();

81、;　　KeyIntEnable();　　int i=0,a=0,b=0,c=0,u=0;　　while(1)　　{　　KeyVlaue= GetKeyValue();<

82、/p>　　switch(KeyVlaue)　　{　　case SPEED_UP:　　{　　CH452_Write(CH452_SYSON2); //兩線制方式，如果S

83、DA用做按鍵中斷輸出，那么命令應(yīng)該為(0x04,0x23)　　CH452_Write(CH452_BCD); // BCD譯碼,8個數(shù)碼管　　while(1)　　{　　if(u ==1000)

84、　　{　　u = 0;　　}　　c=u/100;　　b=u/10-c*10;&

85、lt;/p>　　a=u%10;　　CH452_Write(CH452_DIG7 | c);　　CH452_Write(CH452_DIG6 | b);　　CH452_Write(CH452_DIG5 | a);<p&g

86、t;　　u++;　　KeyVlaue= GetKeyValue();　　if(KeyVlaue == SPEED_DOWN )　　{　　break;</

87、p>　　｝　　alt_busy_sleep(1000000);　　i=u-1;　　}　　break;

88、　　}　　case REVERSE:　　{　　CH452_Write(CH452_SYSON2); //兩線制方式，如果SDA用做按鍵中斷輸出，那么命令應(yīng)該為(0x04,0x23)<p&

89、gt;　　CH452_Write(CH452_BCD); // BCD譯碼,8個數(shù)碼管　　while(1)　　{　　c=i/100;　　b=i/10-c*

90、10;　　a=i%10;　　CH452_Write(CH452_DIG7 | c);　　CH452_Write(CH452_DIG6 | b);　　CH452_Write(CH452_DIG5 | a);<

91、;p>　　i--;　　KeyVlaue= GetKeyValue();　　if(KeyVlaue == SPEED_DOWN )　　{ 　　break;

92、　　}　　if(i == 0)　　{　　i = 999;　　}</p&g

93、t;　　alt_busy_sleep(1000000);　　u=i+1;　　}　　break;　　}

94、;　　}　　}　　}　　十．結(jié)果分析：　　實驗結(jié)果：硬件下載完成，軟件編譯運行

95、后，按F1數(shù)字進行加1操作。按F2計數(shù)停止，并顯示當(dāng)前數(shù)。按F3數(shù)字進行減1操作；當(dāng)數(shù)從000-999時再加1變?yōu)?00；當(dāng)數(shù)從999-000時再減1變?yōu)?99，實驗箱上數(shù)碼管達到預(yù)期結(jié)果。　　十一．個人體會與總結(jié)：　　在本次課程設(shè)計中，我們通過軟、硬件上的動手操作進一步學(xué)習(xí)跟掌握了片上系統(tǒng)的有關(guān)知識，雖然在上學(xué)期學(xué)習(xí)過QuartusII軟件和Veril

96、og HDL語言但沒有涉及到Nios II軟件，通過這學(xué)期的實驗讓我加深了對這些軟件的使用，掌握了簡單的實驗的設(shè)計、制作、下載調(diào)試的方法。在課程設(shè)計的過程中也遇到了很多問題，例如剛開始對Nios II軟件操作不熟悉，編譯出現(xiàn)問題，運行后不能實現(xiàn)預(yù)期結(jié)果等，但這些都通過老師和同學(xué)的幫助得到了解決，最終達到了實驗的要求。　　通過此次課程設(shè)計使我認(rèn)識到自身知識儲備及能力的薄弱，更讓我了解了語言的理論學(xué)

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