Nexys3学习笔记（二）——添加GPIO外设

Pollux

上次已经建立了一个简单的嵌入式系统。怎样往这个系统里添加设备呢？
Nexys3上有8个LED灯和一个4位7段数码显示管，都是通过GPIO接口与FPGA相连。今天就在系统里加入这些GPIO外设。希望达到8个开关分别控制LED灯的亮灭。4个按钮能控制4位的数码管相应的亮灭。同时希望数码管能定时显示数字，这就需要一个定时器，而且希望按钮按下和放开时能产生一个中断。这样算下来总共需要添加4个IP：LED控制，数码管控制，一个定时器，一个中断控制。
1.硬件修改
运行XPS，直接打开建立好的最小系统。在IP catalog栏目下能看到所有能添加的IP，首先添加LED控制IP，这个属于General Purpose IO，如下

GPIO信号宽度选择8位，同样的可以添加其他3个IP。数码管控制IP

计时器
中断控制

所有IP添加好了后，这才是第一步，此时所有的连接都没有。首先考虑所有的添加的IP核外部连线有多少，可以知道led灯有8个外部引脚，数码管有12个外部连线。所以首先修改system.mhs文件，先添加引脚端口，如下

然后确定这些外部端口的管脚分配，修改system.ucf文件

之后先连接新添加的IP的PLB总线接口

连接IP之间的信号连线，同时修改button控制IP增加一个中断。新添加的IP信号都是没有连接的，因此这里需要知道些信号流向。如下：定时器中断和按钮中断连接到中断控制器；中断控制器和microblaze中断信号相连；两个GPIO的IP输出都接到外部引脚。

接下来设置各个IP的地址分配

到这里，硬件修改算是完成了，可以编译产生流文件了。
2.软件测试
同样的在XPS中将硬件设计导入EDK，这里以前建立的BSP支持包不能再使用了。删除以前的BSP，重新生成BSP支持包。步骤还是一样的File->New->Xilinx board support package。
然后我们可以使用digilent的一个demo程序，稍微修改就能够测试刚刚建立的系统。（GPIO_demo.rar）
首先建立一个空的工程File->New->Xilinx C Project,弹出窗口，选择Empty Application

导入源文件进行编译。生成.elf文件。

可以看到先前建立的peripheral test工程还在，重新编译后也能够下载到FPGA中运行，硬件平台建立好了以后，可以运行不同的软件工程，非常方便。
还是同样的步骤选择Xilinx Tools-&gtrogram FPGA,之后右键点击.elf文件选择Run As->Launch on Hardware,程序开始运行了。

串口监视程序能显示运行的结果，按开关能控制相应的LED，7段数码管也显示正常。

小结:
学习了如何在嵌入式系统里添加需要的外设，操作还是很简便.不过需要知道所添加的IP核的内部信号连接，以及有没有外部信号连接，地址需要手动分配。总的来说，这个小系统的功能又增强了点。
参考链接:https://www.eefocus.com/blog/myspace/index.php?act=update&tmpid=10535https://www.xilinx.com/support/documentation/spartan-6.htm