NiosII驱动LCD

一、LCD硬件连接..................................................................................................................2二、QuartusII的使用.............................................................................................................31、新建工程.....................................................................................................................32、为工程添加文件.........................................................................................................7三、SOPCBuilder的使用.......................................................................................................83、将产生的Nios软核添加到Quartus工程中...........................................................104、Quartus引脚分配.....................................................................................................105、编译Quartus并配置工程........................................................................................11四、NiosIIIDE的使用.........................................................................................................121、新建工程...................................................................................................................122、为工程添加文件（.c、.h）.....................................................................................133、编译并调试工程.......................................................................................................14附录1：MS12864R并行读时序、并行初始化流程...........................................................14附录2：减小NiosII编译代码量的方法.............................................................................15附录3源程序......................................................................................................................17说明：本教程主要讲解基于NiosII的SOPC构建过程。其中主要涉及到以下几个内容。1、QuartusII的使用（创建工程、编辑工程、编译工程、引脚分配、配置工程等）。演示Quartus操作流程。2、SOPCBuilder的使用。3、NiosIIIDE的使用。另外本教程所使用的Quartus版本是QuartusII9.0、NiosII9.0IDE本设计所用图片可能与所述有些出入，主要是因为我先建立的工程，然后再写的文档。另外我在工程中加入了pll（锁相环），主要是用来做其他目标板的测试了，在此文档中没用到，所以不用担心。整个工程经过测试，可以运行。一、LCD硬件连接为了省事我将VO直接连到了5V，另外发现Vout好像必须与VO连在一起才能显示，不知为何，可能是MS12864R的独特之处吧！二、QuartusII的使用1、新建工程打开QuartusII软件=File=NewProjectWizard：图2.1这样就进入了新建工程向导。向导总共分以下几步：Introduction、Projectnameanddirectory、Nameoftop-leveldesignentity、Projectfilesandlibraries、Targetdevicefamilyanddevice、EDAtoolsetting等。a)在Introduction步骤中，直接跳过，此步骤是主要介绍NewProjectWizard的。图2.2b)下一步是为工程命名并选择存放目录。默认的工程名和顶层实体（entity）是相同的，采用默认就行。图2.3c)由于是新建的工程，没有需要加入的文件，所以直接跳过Projectfilesandlibraries这一步。如图2.4.d)这一步是Targetdevicefamilyanddevice，即设定目标芯片。由于使用的是DE2开发板，所以进行如图2.5所示的设置。e)EDAtoolsetting由于我们在综合的时候使用了synplifypro，所以在其位置进行了选择。如图2.6f)最后一步，对以前的设置进行总览。如图2.7g)点击finish完成工程创建。图2.1NewProjectWizard图2.2Introduction图2.3Projectnameanddirectory、Nameoftop-leveldesignentity图2.4Projectfilesandlibraries图2.5Targetdevicefamilyanddevice图2.6EDAtoolsetting图2.7summary2、为工程添加文件File=New=弹出New对话框，我们选择新建图形原理文件（操作直观而简单）。如图2.8。默认的空原理文件是Block1.bdf。编辑过此文件后进行保存，并设置其为顶层实体。图2.8New对话框3、打开SOPCBuilderTools=SOPCBuilder三、SOPCBuilder的使用SOPCBuilder的界面如图2.9所示。主要包括Target、ClockSetting、外设三部分。命名此软核为nios，并选择语言为VHDL。时钟保持默认的50MHz。如图所示添加本试验所需要的Nios设备。其中cpu使用的是Nioscore/f型的，JTAGDebugModule选用Level1。On-ChipMemory选择了10k，并改名为ram；lcd_rs,lcd_rw,lcd_en,lcd_dada都是PIO。其中前三个都是1位的，lcd_data是双向（Bidirectionalports）8位的。添加完以后将ram的Base改成0，并锁定（单击锁），这样在Nios核出现问题的时候能从0地址处开始执行。编辑cpu_o，将其ResetVector和ExceptionVector都设置成ram。如图2.10。最后给各设备分配地址。System=Auto-AssignBaseAddress。由于没有用到中断，就不用自动分配中断号了。最后的配置图如2.9所示。单击Generate来生成Nios软核。这个过程比较费时间。图2.9SOPCBuilder图2.10配置cpu的resetvector等为ram3、将产生的Nios软核添加到Quartus工程中在开始时添加的Block1.bdf（图形输入文件）中双击，打开Symbol对话框，在此对话框中点开project项，并选择刚才产生的Nios软核，如图3.1所示。图3.1Symbol对话框点击OK将软核插入到Quartus工程中。并保存此bdf文件为lcd.bdf，并设定其为顶层实体文件。最后添加相应的输入输出引脚，得到最后的原理图：图3.2图3.2最终原理图4、Quartus引脚分配打开Assignments=AssignmentEdit，在category中选择Pin。并进行相应分配。其中To为信号名称，Location为引脚名称。注意对于没用到的引脚要设置成三态输入的。可以按以下步骤设定：选择Assignments=Device，弹出settings对话框，选择Device项，点击在中部偏右的DeviceandPinOptions…按钮，选择UnusedPins选项卡。在下拉菜单中选择Asinputtri-stated。另外可以新建tcl文件（在new对话框中）可以自动实现引脚分配（类似脚步文件）。以下是我的DE2上的脚步文件内容（我将LCD接在了GPIO上）。以#开头的是注释#设置没使用的引脚为三态输入set_global_assignment-nameRESERVE_ALL_UNUSED_PINSASINPUTTRI-STATEDset_global_assignment-nameENABLE_INIT_DONE_OUTPUTOFFset_location_assignmentPIN_N2-toclk_inset_location_assignmentPIN_P24-tolcd_data[0]set_location_assignmentPIN_R24-tolcd_data[1]set_location_assignmentPIN_T22-tolcd_data[2]set_location_assignmentPIN_T24-tolcd_data[3]set_location_assignmentPIN_T18-tolcd_data[4]set_location_assignmentPIN_T20-tolcd_data[5]set_location_assignmentPIN_U25-tolcd_data[6]set_location_assignmentPIN_U24-tolcd_data[7]#set_location_assignmentPIN_K26-tolcd_rsset_location_assignmentPIN_M23-tolcd_enset_location_assignmentPIN_M20-tolcd_rw5、编译Quartus并配置工程由于工程比较简单，就没有进行仿真验证。直接点击Processing=Startcompilation进行编译整个项目。在配置工程的时候步骤如下：Tools=Programmer打开配置对话框。如下图所示此处需要注意以下几个问题：a)hardwareSetup解决不显示下载线的问题。b)Mode进行模式选择，此处选择了JTAG方式。这种方式下使用的文件是*.sof。JTAG模式配置芯片后在芯片掉电后程序就没有了。所以还有令外一种配置方式：AS模式，这种模式是将程序下载到FPGA配置芯片中，其是一个ROM。AS模式需要的配置文件是*.pof。两种配置用的不是一样的物理下载口。在JTAG下载口不能进行AS模式配置，在AS下载口不能进行JTAG配置。尽管如此在JTAG口仍可以将程序写到FPGA的配置ROM中。其方法是将sof文件转换成*.ji