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文章使用的工具及板子类型

工具：Quartus II 13.1

开发板：Cyclone IV E EP4CE115F29C7

一、PIO的介绍

1. 定义
   PIO IP核：Avalon-MM从端口和通用I/O端口提供了一个存储器映射（memory-mapped）接口
2. 用途
   用户逻辑或外围器件提供了简单的I/O控制
   例如
   ①控制LED灯
   ②获取按键的电平变化信息
   ③控制显示设备
   ④与片外器件通信（SPI，$I^{2}C$）
3. 寄存器

二、Nios II软核实现流水灯

(一)硬件部分设计

1. 完成基本的硬件部分设计

   请先参考下面链接中的硬件部分设计，完成相应的硬件部分设计

2. 添加其他IP核

   添加PIO
   在搜索框上输入pio，选择PIO（Parallel I/O)，点击Add
   
   设置宽度（这里我设置为4，表示4个灯的流水灯），默认为8，其他保持默认设置
   

3. 连接时钟和复位

   

4. 设置led的输出

   

5. 系统分配地址

   选择System->Assign Base Address

6. 使用FPGA资源

   选择Generate->Generate，保持默认设置，点击Generate，选择Save

7. 创建顶层文件

   回到Quarters，选择New->Verilog HDL File
   顶层文件内容

   module hello_world(	input clk,	input reset_n,	output  [3:0] led);//此处的代码可以通过Qsys中的Generate->Generate Example，复制里面的内容，粘贴到此处，进行相应的修改system_qsys u0 (        .clk_clk       (clk),       //   clk.clk        .reset_reset_n (reset_n), // reset.reset_n        .led_export    (led)     //   led.export    );endmodule

   保存文件，并编译

   问题描述：

   Node instance "u_qsys" instantiates undefined entity "system_qsys"

   解决方法：

   手动添加上面创建的系统
   
   选择File->添加对应的文件->Add->Apply->关闭
   

8. 芯片引脚设置

   菜单里选择 Assignments-device，点击 Device pin options
   进行 unused pin 设置，可能会收到外部信号的干扰，将未用引脚设置为 As
   input tri-stated
   
   特殊引脚设置，设置为常规引脚
   

9. 编译完成后，分配管脚

   
   再次编译

(二)软件设计

1. 基本软件设计过程
   请参考下面链接中，软件设计的过程，完成文件的创建
2. 修改代码文件
   打开hello_world中的.c文件
   内容如下

   #include 
        
         #include "system.h"#include "altera_avalon_pio_regs.h"#include "alt_types.h"const alt_u8led_data[4]={
        0x01,0x03,0x07,0x0F};int main (void) {
         int count=0; alt_u8 led; volatile int i; while (1)  {
         	 if (count==4) 	 {
         		 count=0; 	 } 	 else 	 {
         		 count++; 	 } 	 led=led_data[count]; 	 IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(LED_BASE, led); 	 //延时的设置 	 i = 0; 	 while (i<5000000) 		 i++;   }	 return 0;}
        

3. 保存编译
   点击保存，选择hello_wold_bsp，右键后，选择Nios II中的Generate BSP，编译应用文件，选择hello_world右键后，点击Build Project

(三)下载硬件和软件

1. 硬件的下载
   
2. 软件的下载
   选择应用工程，右键后，选择Run As中的Nios II Hardware
   出现下面问题
   
   点击Refresh Connections解决
   
   选择Apply后，点击Run，就下载完成
   

三、实际结果

四、参考资料

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