基于FPGA的片上可编程系统(SOPC)设计之：典型实例-基于NIOS II处理器的数字钟设计

8.5  典型实例15：基于NIOSII处理器的数字钟设计

8.5.1  实例的内容及目标

1．实例的主要内容

本节旨在通过给定的工程实例——“数字钟”来熟悉Altera软嵌入式系统的软硬件设计方法。同时使用基于Altera FPGA的开发板将该实例进行下载验证，完成工程设计的硬件实现。在本节中，将主要讲解以下知识点。

·  NIOSII IDE软件开发流程。

读者可以迅速掌握Altera软嵌入式软硬件设计方法。

2．实例目标

通过详细的流程讲解，读者应达到下面的目标，

·  熟悉NIOSII IDE软件设计方法。

8.5.2  软件规划

电子钟的软件部分主要包括：显示、设置和时间算法3部分。

显示部分要求能够显示年、月、日、小时、分钟、秒，并提示时间显示状态（如设置日期、设置小时、设置分钟等）。

设置部分要求能够对电子钟显示器上面的年、月、日、小时、分钟、秒进行修改，并退出设置状态。要实现这些功能就要通过实验板上面的4个按键，下面是一种推荐的按键功能分配方法。

主菜单。

·  SW0：设置选择按键，依次可以选择设置年、月、日、小时、分钟、秒。

·  SW1：显示日期按键。

·  SW2：显示时间按键。

子菜单。

·  SW0：选项数值增加1。

·  SW1：选项数值减少1。

·  SW2：推出设置状态，返回主菜单。

时间算法部分比较简单，主要是要按照时间累加的原则，并设置好时间的进位要求（主要是每个月是有多少天组成的）。

8.5.3  实例步骤

（1）首先验证8.4节编写的硬件系统是否适合本实验硬件要求。

（2）设计软件流程图。

（3）编写、修改软件程序，下载调试。

具体的操作方式在此不再详述，相关的工程文件及代码参见本书实例代码的“典型实例15”文件夹。

8.5.4  小结

本训练要求在实验板上面实现一个功能比较全面的电子钟。要求能够显示较为全面的时间，如：年、月、日、小时、分钟、秒并提示时间显示状态，另外还要求能够按照需要设置时间。要实现电子钟的功能重点在于软件方面的设计和优化，所以通过本实例要求用户熟练掌握软件系统的规划。