EDA课设—SOPCII使用手册（修改版）

用 户 使 用 手 册

目录

1 综 述 ........................ 3

EP2C35核心板 ............................................................................................ 3

EDA/SOPC实验开发平台 .......................................................................... 2

2 平台系统功能介绍 .................. 5

核心板系统功能介绍 ................................................................................... 5

EP2C35核心板 ............................................................................................ 5 CycloneII FPGA器件（U1） ................................................................... 7 NOR Flash（U3） ........................................................................................ 8 SRAM（U 8, U9） ....................................................................................... 9 SDRAM（U4） .......................................................................................... 10 NAND FLASH（U5） ............................................................................... 11 扩展接口 ..................................................................................................... 11 JTAG调试接口 .......................................................................................... 12 AS编程接口............................................................................................... 13 自定义按键与LED .................................................................................... 13 复位按键（RESET）................................................................................. 14 七段码LED（7SEG-LED） ..................................................................... 14 晶振 ............................................................................................................. 15 直流电源输入 ............................................................................................. 15 核心板使用注意事项： ............................................................................. 16

EDA/SOPC系统开发平台说明 .......... 17

RTC系统实时时钟： ................................................................................ 19

以太网卡接口： ......................................................................................... 20 USB设备接口： ........................................................................................ 20 基于SPI或IIC接口的音频CODEC模块： .......................................... 22 高速ADC和DAC： ................................................................................. 23 直流电机与步进电机： ............................................................................. 24 IIC接口的EEPROM： ............................................................................. 26 基于1-Wire接口的数字温度传感器： .................................................... 26 扩展接口： ................................................................................................. 27 其它模块： ................................................................................................. 27

其它使用说明： ......................................................................................... 28 注意事项： ................................................................................................. 28 疑难解答： ................................................................................................. 28 附表一：核心板EP2C35F484 I/O接口对照表 ............................................ 29 附表二：EP2C35 与开发平台硬件资源I/O接口对照表 ............................ 35

1 综 述

SOPC-NIOS EDA/SOPC实验开发系统是根据现代电子发展的方向，集EDA和SOPC系统开发为一体的综合性实验开发系统，除了满足高校专、本科生和研究生的SOPC教学实验开发之外，也是电子设计和电子项目开发的理想工具。整个开发系统由核心板SOPC-NIOSII-EP2C35、SOPC开发平台和扩展板构成，根据用户不同的需求配置成不同的开发系统。

EP2C35核心板

EP2C35核心板为基于Altera Cyclone器件的嵌入式系统开发提供了一个很好的硬件平台，它可以为开发人员提供以下资源：

1、主芯片采用Altera CycloneII器件EP2C35F484C8 2、EPCS4I8配置芯片

3、两路SRAM容量为256K*32BIT

4、一路NOR FLASH芯片采用AM29LV065D，容量为8M*8BIT 5、一路NAND FLASH容量为64MB 6、一路SDRAM容量为32MB 7、4个用户自定义按键 8、4个用户自定义LED 9、1个七段码LED

10、标准AS编程接口和JTAG调试接口

SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册 11、50MHz高精度时钟源 12、三个高密度扩展接口 13、系统上电复位电路

14、支持+5V直接输入，板上电源管理模块

核心板主芯片采用484引脚、BGA封装的EP2C35 FPGA，它拥有33216个LE，105个M4K片上RAM（共计483840bits），4个高性能PLL以及多达322个用户自定义IO。

图1-1 EP2C35核心板系统功能框图

EDA/SOPC实验开发平台

EDA/SOPC实验开发平台提供了丰富的资源供学生或开发人员学习使用，资源包括接口通信、控制、存储、数据转换以及人机交互显示等几大模块，接口通

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SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册 信模块包括SPI接口、IIC接口、VGA接口、RS232接口、网络接口、USB接口、PS2键盘/鼠标接口、1－Wire接口等；控制模块包括直流电机、步进电机和交通灯的控制模块等；存储模块包括EEPROM存储器模块等；数据转换模块包括串行ADC、 DAC、高速并行ADC、DAC以及音频CODE等；人机交互显示模块包括8个按键、12个拨动开关、12个LED发光二极管显示、4×4键盘阵列、128×240图形点阵LCD、8位动态7段码管、16×16点阵、实时时钟等；另外平台上还提供了一个简易模拟信号源和多路时钟模块。上述的这些资源模块既可以满足初学者入门的要求，也可以满足开发人员进行二次开发的要求。

图1-2 EDA/SOPC系统平台功能框图

EDA/SOPC实验开发平台提供的资源有：

? 配置核心板为SOPC-NIOS-EP2C35（核心芯片为EP2C35F484C8）。可

更换EP1C12F324C8等其它核心板。

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SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册 ? 128×240超大图形点阵液晶屏（可更换其它黑白／彩色液晶显示屏）。 ? RTC，提供系统实时时钟。

? 1个直流电机和转速测量传感器模块。 ? 1个四相步进电机模块。 ? 1个VGA接口。 ? ２个标准串行接口。

? 1个10M/100M以太网卡接口，利用RTL8019AS芯片进行数据收发。 ? 1个USB设备接口，利用PDIUSBD12芯片实现USB协议转换。 ? 基于SPI或IIC接口的音频CODEC模块。 ? 1个音频喇叭输出模块。 ? 2个PS2键盘/鼠标接口。 ? 1个交通灯模块。

? 串行ADC和串行DAC模块。 ? 高速并行ADC和DAC模块。 ? IIC接口的EEPROM存储器模块。 ? 基于1-Wire接口的数字温度传感器。 ? 扩展接口，供用户高速稳定的自由扩展。

? 1个数字时钟源，提供24MHz、12MHz、6MHz、1MHz、100KHz、10KHz、

1KHz、100Hz、10Hz和1Hz等多个时钟。

? 1个模拟信号源，提供频率在80～8KHz、幅度在0～3.3V可调的正弦

波、方波和三角波。

? 1个16×16点阵LED显示模块。 ? 1个4×4键盘输出阵列。 ? 8位动态七段码管LED显示。 ? 12个用户自定义LED显示。 ? 12个用户自定义开关输出。

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SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册 ? 8个用户自定义按键输出。 ? 2路高速扩展模块。

? 多路电源输出（均带过流、过压保护）。

2 平台系统功能介绍

核心板系统功能介绍

本节将重点介绍EP2C35核心板上所有的组成模块及其电路原理。用户根据自己的FPGA开发平台所选用的不同的核心板参考以下不同的核心板的说明。

EP2C35核心板

图2-1是EP2C35核心板的模块布局图，表2-1是对应的组成部分及其功能的简单描述。

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图2-1 SOPC-NIOSII-EP1C12布局图

序 号 U1 名 称 功 能 描 述 CycloneII FPGA 主芯片EP2C35F484C8 存 储 单 元 U6 U3 U8，U9 U4 U5 EPCS4 NOR FLASH SRAM SDRAM NAND FLASH 4 Mbits主动串行配置器件 8 Mbytes线性Flash存储器 两片组成1 Mbytes，即256K×32bits 32Mbytes SDRAM (16M×16bits) 64Mbytes非线性Flash存储器 接 口 资 源 出了板上固定连接的IO引脚，还有多达180个JP1-JP3 扩展接口 左右的用户自定义IO口通过不同的接插件引出，供用户进行二次开发 供用户下载FPGA代码，实时调试Nios II CPU，JP4 JTAG调试接口 以及运行Quartus II提供的嵌入式逻辑分析仪SignalTap II等 JP5 AS编程接口 待用户调试FPGA成功后，可通过该接口将FPGA配置代码下载到配置器件中 人 机 交 互 BT1-BT4 自定义按键 4个用户自定义按键，用于简单电平输入，该信号直接与FPGA的IO相连 该按键在调试Nios II CPU时，可以作为复位信号，当然也可以由用户自定义为其它功能输入 4个用户自定义LED，用于简单状态指示，LED均由FPGA的IO直接驱动 静态七段码LED，用于简单数字、字符显示，直接由FPGA的IO驱动 时 钟 输 入 6

RESET 复位按键 LED1-LED4 自定义LED 7SEG-LED 七段码LED SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册

高精度50MHz时钟源，用户可以用FPGA内部PLL或分频器来得到其它频率的时钟 电 源 J1 U2 直流电源输入 电源管理 直流电源适配器插座，适配器要求为+5V/1A 负责提供板上所需的3.3V和1.2V电压 U7 晶振 表2-1 系统组成部分及其功能描述

下面对EP2C35核心板上的各个模块及其与FPGA硬件的连接逐一作详细说明。

CycloneII FPGA器件（U1）

Altera公司发布的第二代Cyclone FPGA，与第一代相比，加入了硬件乘法器，同时内部存储单元数量也得到了进一步的提升，EP2C35核心板上采用的FPGA是Altera公司CycloneII系列芯片EP2C35F484C8。下面介绍EP2C35核心板的有关特性。表2-2列出了EP2C35的有关资源特性，更详细的特性请参阅其数据手册。

表2-2 EP2C35F484C8资源列表

特性 逻辑单元LEs M4K Memory Blocks 所有RAM Bits 18×18硬件乘法器 PLLs 用户可用I/O EP2C35 33，216 105 483，840 35 4 322

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基本串行主动配置器件 EPCS4 SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册

图2-2 EP2C35F484C8芯片管脚示意图

如图2-2所示BGA封装的FPGA（EP2C35）的管脚名称用行、列合在一起来表示。行用英文字母表示，列用数字来表示。通过行列的组合来确定是哪一个管脚。如A2表示A行2列的管脚。F3表示F行3列的管脚。

开发板上提供了两种途径来配置FPGA：

? 使用Quartus II软件，配合下载电缆从JTAG接口下载FPGA所需的配

置数据，完成对FPGA的配置。这种方式主要用来调试FPGA或Nios II CPU，多在产品开发初期使用。

? 使用Quartus II软件，配合下载电缆，通过AS接口对FPGA配置器件

进行编程，在开发板下次上电的时候，会完成对FPGA的自动配置。这种模式主要用来产品定型后，完成对FPGA代码的固化，以便产品能够独立工作。

核心芯片的JTAG接口电路和AS接口电路的一些具体的参数将在后面介绍。

NOR Flash（U3）

核心板上提供了1片容量为8Mbytes（8M×8bits）NOR Flash存储器—————AM29LV065D，在FPGA器件上实现的NIOS/NOISII嵌入式处理器可以使用FLASH存储器作为通用只读存储器和非易失性存储器，用户可以将基于NIOS/NIOSII处理器的应用程序通过编程器写入到该FLASH中，在程序运行前，将FLASH中的代码复制到其它速度更快的易失性存储器中（如SRAM、SDRAM等），然后运行。该芯片支持3.0～3.6V单电压供电情况下的读、写、擦除以及编程操作，访问时间可以达到90ns。

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SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册 AM29LV065D由128个64Kbytes的扇区组成，每个扇区都支持在线编程。另外，该芯片在高达125℃条件下，依然可以保证存储的数据20年不会丢失。具体的芯片有关参数请读者参照其数据手册。NOR Flash的相关引脚与FPGA的IO接口对应关系见附表一，其硬件连接电路如图2-3所示。在硬件连接上，NOR FLASH与SRAM共用数据端口（D0—D7）和地址端口（A2-A19）。

图2-3 NOR Flash硬件连接电路图

SRAM（U 8, U9）

核心板上的SRAM由2片3.3V CMOS静态RAM IDT71V416组成容量为256K×32bits的存储空间，高速度SRAM和高带宽数据总线，保证了Nios II CPU可以工作在非常高效的状态。本开发板所用的SRAM为-10等级的，这就意味着

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SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册 Nios II CPU可以在32位总线带宽情况下，以100MHz的速度进行读写操作，数据吞吐率高达到400Mbyets/S。具体的芯片有关参数请读者参照其数据手册。SRAM与FPGA的IO接口的对应关系见附表一，其硬件连接电路图如图2-4。

图2-4 SRAM硬件连接电路图

SDRAM（U4）

EP2C35核心板上使用的SDRAM为HY57V561620BT-6，该芯片最高可工作在166MHz主频上，由4个4M×16bits的Bank组成，共有32Mbytes的容量，即16M×16bits。开发板上的主时钟源为50MHz，通过内部PLL进行3倍频可得到稳定的150MHz时钟，所以Nios II CPU可以在150MHz主频上与SDRAM进行数据交互，数据吞吐率高达300Mbytes/S，如此高的数据交互能力，足以满足不同开发人士所需。具体的芯片有关参数请读者参照其数据手册。SDRAM与FPGA的IO接口的对应关系见附表一，其硬件连接电路图如图2-5。

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图2-5 SDRAM硬件连接电路图

NAND FLASH（U5）

为了满足能够在嵌入式RTOS中有足够的空间创建文件系统或满足开发人员存储海量数据的需求，EP2C35核心板上除了提供8Mbytes NOR Flash外，还有一片具有64Mbytes容量的NAND Flash——K9F1208U0M。该芯片由4096 Blocks×32 Pages×528bytes组成，支持块擦除、页编程、页读取、随即读取、智能拷贝备份、4页/块同时擦除和4页/块同时编程等操作。具体的芯片有关参数请读者参照其数据手册。Nand Flash与FPGA的IO接口的对应关系见附表一，其硬件连接电路图如图2-6。

图2-6 NAND FLASH硬件连接电路图

扩展接口

核心板上提供的资源模块占用了部分FPGA引脚，除此之外，还有164个左右的可用IO供用户自定义使用，这些IO通过JP1、JP2、JP3扩展接口引出。JP1、JP2和JP3分别位于核心板的左右两边和上边，分别通过间距为2.54mm的标准双

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SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册 排针插座，提供了164个用户自定义IO，以满足普通用户的一般需要。同时这些标准的双排针插座通过与EDA/SOPC实验开发平台上的与之对应的标准双排孔插座相接，使实验平台上的用户接口与核心板相连构成一个完整的实验开发平台。

JP1、JP2、JP3的引脚定义如图2-7所示，JP1、JP2、JP3其引脚与FPGA的IO接口的对应关系见附表一：

图2-7 JP1-JP3所使用的接插件及其引脚定义

JTAG调试接口

在FPGA开发过程中，JTAG是一个比不可少的接口，因为开发人员需要下

载配置数据到FPGA。在Nios II开发过程中，JTAG更是起着举足轻重的作用，因为通过JTAG接口，开发人员不仅可以对Nios II系统进行在线仿真调试，而且还可以下载代码或用户数据到CFI Flash中。

开发板上提供如图2-8所示的10针插座，其每个插针的信号定义见表2-3。

图2-8 开发板上的JTAG调试插座

JP1插座 1 2 3 12

信号定义 TCK GND TDO SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册

4 5 6 7 8 9 10 Vcc(3.3V) TMS / / / TDI GND 表2-3 JTAG插座信号定义 注： ‘/’表示该插针没有任何信号。

AS编程接口

AS接口主要用来给板上FPGA的串行配置器件EPCS4进行编程，故称其为编程接口，板上也是采用图2-8所示的10针插座，其信号定义见表2-4。

JP1插座 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 信号定义 DCLK GND CONF_DONE Vcc(3.3V) nCONFIG nCE DATAOUT nCS ASDI GND 表2-4 JTAG插座信号定义

自定义按键与LED

为了方便开发人员作一些简单的、手动的逻辑输入，开发板上提供了4个用户自定义按键BT1-BT4和四个用户自定义LED发光二极管LED1-LED4。这四个

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SDIN SCLK CS BCLK V14 Y20 W20 V15 INT DIN LRCIN LRCOUT DOUT M22 Y19 Y17 Y17 Y18 EDA/SOPC开发平台 音频CODEC接口模块（AIC23） EDA/SOPC开发平台 SPEAKER D7 EDA/SOPC开发平台 Y17 INPUT（J21） EDA/SOPC开发平台 1-4 5-8 9 10 +12V GND E4 / 扬声器输出模块 FPGA输入/输出探测模块 OUTPUT（J20） 11 12 13 14 V15 E3 / D5 / 扩展接口模块1（JP10） 信号名称 EP2C35 IO接脚 EDA/SOPC开发平台 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 1-4 5-8 9-12 13 14 D4 E8 D3 B11 A7 E7 C14 A10 B7 C18 D14 B10 A6 +5V GND NOP B18 F15 39

信号名称 EP2C35 IO接脚 扩展接口模块1（JP10） 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 26 27 28 29 30 C17 C13 A9 B6 C16 D11 B9 G5 D16 G3 A8 F4 F3 N6 N4 N3 M6 M5 EDA/SOPC开发平台 扩展接口模块2（JP11） SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册

15 16 17 18 19 20 21-22 23 24 B17 F12 B16 F10 A14 F8 NOP P6 P5 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 13-14 15-18 19-20 / L8 / J4 H6 H5 H4 H3 G7 G6 GND / -12V P3 25 EDA/SOPC开发平台 1-2 3-6 7-8 9-12

+12V / +5V / 电源输出扩展接口（JP12） 40

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表2-8 液晶控制器接口时序特性参数

RTC系统实时时钟：

RTC芯片为DS1302。DS1302 是DALLAS 公司推出的涓流充电时钟芯片，内含有一个实时时钟/日历和31 字节静态RAM ，通过简单的串行接口与CPU进行通信。实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、日期、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整，时钟操作可通过AM/PM 指示决定采用24 或12 小时格式。DS1302 与CPU之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，接口连接非常简单，占用端口资源很少，且操作非常容易。其与FPGA的硬件连接电路如图2-14所示。其功能引脚与FPGA的IO接口连接对应表见附表二。

DS1302芯片详细的资料请参考其数据手册。

图2-14 RTC电路图

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以太网卡接口：

Ethernet模块采用的TCP/IP转换芯片为RTL8019AS芯片，该芯片是一款高集成度、全双工以太网控制器，内部集成了三级省电模式，由于其便捷的接口方式，所以成了多数系统设计中的首选。RTL8019AS支持即插即用标准，可以自动检测设备的接入，完全兼容Ethernet II以及IEEE802.3 10BASE5、10BASE2、10BASET等标准，同时针对10BASET还支持自动极性修正的功能，另外该芯片还有很多其他功能，此处不再赘述，请读者参照其数据手册。RTL8019AS与FPGA的IO硬件连接见附表二。其硬件电路如图2-15所示。

图2-15 网卡接口电路图

USB设备接口：

USB模块采用Philips公司的PDIUSBD12芯片，它通常用作微控制器系统中

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SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册 实现与微控制器进行通信的高速通用并行接口。它还支持本地的DMA传输。PDIUSBD12完全符合USB1.1版的规范、它还符合大多数器件的分类规格：成像类、海量存储器件、通信器件、打印设备以及人机接口设备。另外该芯片还集成了许多特性，包括SoftConnectTM、GoodLinkTM、可编程时钟输出、低频晶振和终止寄存器集合，所有这些特性都为系统显著节约了成本，同时使USB功能在外设上的应用变得容易。D12芯片内部功能框图如图2-16所示，它内部包含了一个模拟收发器、电压调整器、PLL、位时钟恢复、Philips串行接口引擎（SIE）、SoftConnectTM、GoodLinkTM、存储器管理单元（MMU）、并行和DMA接口等。

PDIUSBD12芯片详细的资料请参考其数据手册。PDIUSBD12芯片与FPGA的I/O接口对应关系见附表二。其硬件电路如图2-17所示。

图2-16 D12芯片内部功能框图

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图2-17 USB接口电路图

基于SPI或IIC接口的音频CODEC模块：

开发平台上提供了一个标准的音频CODEC模块，采用TI的高性能音频CODEC专用芯片——TLV320AIC23B。该芯片是一个非常出色的立体声音频CODEC芯片，内部集成了所有的模拟功能，能够提供16、20、24和32位数据的ADC和DAC转换，以及8KHz～96KHz的采样速率。TLV320AICB有两个接口与CPU相连，其中一个为控制接口，可以工作在SPI模式，也可以工作在IIC模式，该接口主要负责初始化和配置芯片；另一个接口是数字音频接口，可以工作在左对齐模式、右对齐模式、IIS模式以及DSP模式，该接口主要用来发送和接收需要转换或被转换的音频数据。该芯片为超低功耗设计，被广泛的应用在如MD、CD以及MP3随身听、便携式产品以及数字录像机等领域。

TLV320AIC芯片详细的资料请参考其数据手册。TLV320AIC芯片与FPGA的I/O接口对应关系见附表二（EP2C35核心板与开发平台硬件资源I/O接口对照表）。其硬件电路如图2-18所示。

在模块的下方有两组跳线，位于左边的一组跳线用来选取喇叭的声源信号。当跳线位于左边的时候喇叭的声源来自FPGA，位于右边时声源来自AIC23模块的输入信号。位于右边的一组跳线用来控制喇叭的开关，当跳线位于左边时喇叭为开的状态，位于右边时为关的状态。要使喇叭发声请确认喇叭处于开的状态，并且声源是信号输入。

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图2-18 音频CODEC接口电路图

高速ADC和DAC：

开发平台中采用的高速AD为TI公司的8位20Mbps采样速率的器件TLC5510，该器件具有引脚兼容的更高速度的器件TLC5540（40M）。TLC5510单5V供电，被广泛的应用在数字电视、医疗图象、视频会议等高速数据转换的领域。开发平台中采用的高速DA位TLC5602，该芯片也是一个单5V供电的8位高速DA，其最高转换速率可到33M，足以满足一般数据处理的场合。

在开发平台上，AD的输入信号可以是外部的信号，也可以是平台上的信号源产生的信号，通过模块左边的一组跳线来进行选择。跳线放到上方IN的位置，则模块选用的为内部信号（模拟信号源产生的信号）跳线放到下方EXT的位置，则模块选用外部信号源，外部信号的输入和DA的输出通过模块上方的探钩来输入和观测信号。

TLC5510和TLC5602芯片详细的资料请参考其数据手册。其与FPGA的I/O接口对应关系见附表二（EP1C12/EP2C35核心板与开发平台硬件资源I/O接口对照表）。其硬件电路如图2-19、2-20所示。

图2-19 AD转换TLC5510接口电路图

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图2-20 DA转换TLC5602接口电路图

直流电机与步进电机：

电机是工业过程控制及仪表中常用的控制元件之一，例如在机械装置中可以用丝杆把角度变为直线位移，也可以用步进电机带动螺旋电位器，调节电压或电源，从而实现对执行机械的控制。步进电机可以直接用数字信号驱动，使用非常方便。步进电机还具有快速启停、精确步进和定位等特点，因而在数控机床、绘图仪、打印机以及光学仪器中得到广泛的应用。直流电机和步进电机的内部结构如图2-21、2-22所示。

图2-21 直流电机结构图 图2-22 三相步进电机结构图

在开发平台上使用的直流电机是一个由12V电压控制的电机，为了测量其转子的转速，我们在电机外部加入了一个开关型的霍尔元件（44E），同时在转子的转盘上加入一个能够使霍尔器件产生输出的磁钢片来进行测速。用户可以通过平台上的三个跳线来决定是由电压来控制其转速还是由FPGA产生的PWM信号来控制电机。如果使用电压来控制电机，则可以通过调节边上的电位器来改变其转速。

在开发平台上使用的步进电机是一个四相的步进电机，其最小步进度为7.5度。通过对其四个相位输入端口输入不同相位的信号来驱动步进电机进行精确转动。在模块的左下方有一个跳线来控制电机的电源，当跳线位于上方ON位置时，电机电源打开，位于下方OFF位置时电源关闭。

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SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册 直流电机与步进电机与FPGA的I/O接口对应关系见附表二。其硬件电路如图2-23、2-24所示。

图2-23 直流电机、霍尔器件电路图 图2-24 步进电机驱动电路图

信号源模块

系统开发平台上提供一路48M-1HZ的数字时钟源和一路幅度和频率均可调节的模拟信号源（正弦波、三角波、方波）。其模块位于开发平台的右上方。

数字时钟源提供共十个不同频率的时钟源供用户使用，用户只需要通过边上一组十位的对应频率的跳线进行设置就可以使用想要的时钟源。以下是平台上提供的十组不同的频率的时钟源：

48MHZ、24MHZ、12MHZ、1MHZ、100KHZ、10KHZ、1KHZ、100HZ、10HZ、1HZ。

数字时钟的输出与FPGA的I/O接口对应关系见附表二。

模拟信号源通过模块下方的一组三位波形选择跳线来选取想要的模拟信号。其频率和幅度分别通过跳线左右两边的两个电位器进行调节。模拟信号的输出已连接至AD模块的输入端。其信号的观测和输出通过模块右下方的探钩进行观测和输出。其信号选择跳线对应关系如下表2-9所示：

跳线位置 1 2 3 输出周期信号波形 方波 三角波 正弦波 表2-9 信号选择对应表

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IIC接口的EEPROM：

该模块是了让用户学习IIC总线而设计的，模块中包含了一个IIC接口的EEPROM，用户可以通过IIC总线写入数据和读出写入的数据，用以证明IIC接口通信正常。实验箱上使用的IIC EEPROM为AT24C08，容量为1024×8（8Kbytes），支持2.7V～5.5V工作电压。当工作电压为5V的时候，其接口速度可以达到400kHz。实验箱上的供电为3.3V，所以其接口速度最高只能达到100kHz。

AT24C08与FPGA的I/O接口对应关系见附表二（EP2C35核心板与开发平台硬件资源I/O接口对照表）。 其硬件电路如图2-25所示。

基于1-Wire接口的数字温度传感器：

该模块采用了具有1-Wire接口的温度传感器——DS18B20，目的是为了让用户了解1-Wire协议，以及如何用CPU控制该温度传感器，从而加深对1-Wire总线协议的理解。

本实验中用到的1-Wire器件是DS18B20——数字温度传感器，它可以提供9～12位（由软件配置）的数据，来表示不同的温度（位数越高，测量温度的精度也越高）。所有写入DS18B20的数据或从DS18B20读出的数据都是通过1-Wire接口来实现，并且整个读、写以及温度转换过程所需的电源，都可以由与其相连接的总线自动供给，无需外接电源。由于每个DS18B20都包含有一个唯一的序列号，因此多个DS18B20可以同时挂接在一个1-Wire总线上，这样就可以实现利用1-Wire读取多个不同位置温度的目的。归纳起来，DS18B20有如下特性：

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? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

采用1-Wire总线接口

支持多个器件同时连接在一个1-Wire总线上 无需外接任何元件，便可正常工作 供电电压支持3.0V到5.5V 支持零功耗掉电模式

测量温度范围为－55℃到＋125℃（－67℉到＋257℉） 测量范围在－10℃到＋85℃之间可以达到±0.5℃的误差 温度转换位数可配置为9到12位 转换成12位数据的时间仅750ms

支持用户自定义报警设置，且数据采用非挥发性介质存储

DS18B20详细的资料请参考其数据手册。其与FPGA的I/O接口对应关系见附表二。其硬件电路如图2-26所示。

扩展接口：

开发平台提供了三路扩展接口供用户自由扩展，接口中包括电源接口以及FPGA的部分IO接口。

扩展接口具体的参数请参照附表。

其它模块：

开发平台上还提供了如下的模块：4×4键盘阵列、8位动态七段码管显示、用户自定义LED、用户自定义开关输入和用户自定义按键输入，16*16点阵显示、交通灯、串行AD/DA、VGA接口、串行COM接口、PS2键盘接口、PS2鼠标接

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SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册 口等接口，用户模块通过上述的这些模块，可以完成的人机交互实验。 以上的这些接口模块将在实验中做详尽的说明，在这里就不再赘述。其模块与FPGA的I/O接口对应关系见附表。

其它使用说明：

1、 以上模块说明只是简单介绍了每个模块的功能和组成，详细的介绍将在实验

指导书中说明。

2、 以上模块与FPGA具体的管脚连接请参照附表。

3、 需要注意的是，本说明书标注的管脚为EP2C35核心板的管脚与开发平台硬

件资源的连接，用户使用时请注意所选用的核心板的型号。以免因为管脚的不正确而影响使用的效果。

注意事项：

1、 USB下载电缆并不是SOPC-NIOSII EDA/SOPC实验箱标配的电缆。 2、 严格按照 “硬件连接”中提及的顺序进行操作。 3、 禁止在数据下载过程中拔掉USB-Blaster下载电缆。

4、 USB-Blaster下载电缆与目标板连接前，请确认板上10针插座的顺序与

USB-Blaster下载电缆的10孔插头相一致，且供电电压等满足表2-4列出的要求。

疑难解答：

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SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册

29 30 31 32 33 核心板模块R 1-4 5-8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 信号名称 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 核心板模块 A9 C17 B10 C18 A10 E7 B11 E8 A11 E9 B13 E11 34

M19 P17 R19 P18 U19 5V GND D6 D7 A3 C7 B4 D8 A4 D9 B5 C9 A5 C10 EP2C35 IO接脚 46 47 48 49 50 扩展接口JP3 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 信号名称 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 扩展接口JP3 V14 Y19 V15 Y18 Y17 B6 D11 A6 C13 B7 D14 A7 C14 B8 D15 A8 D16 B9 C16 EP2C35 IO接脚 F11 A16 F12 B17 F13 A17 F14 B18 F15 A18 H7 B19 SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册

47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 A13 E14 B14 E15 A14 F8 B15 F9 A15 F10 B16 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 L7 A19 M8 B20 M7 A20 H11 M16 K17 H15 H14

附表二：EP2C35 与开发平台硬件资源I/O接口对照表

信号名称 EP2C35 IO接脚 信号名称 EP2C35 IO接脚 EDA/SOPC开发平台 A0 E7 A1 A2/CS# WR# RD# D0 D1 D1 D2 D3 D4 D5 D6 A B B11 E8 F4 A10 C18 B10 E9 A11 E11 B13 E14 A13 G6 G7 35

NHC34型TFT液晶显示模块 D2 C17 D3 D4 D5 D6 D7 D7 D8 D9 D10 D11 D12 G DP A9 C16 B9 D16 A8 L7 B19 M8 A19 M7 B20 J4 L8 EDA/SOPC开发平台 12位LED灯显示模块 EDA/SOPC开发平台 八位七段数码管显示模块 SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册

C D E F R1 Y1 G1 K1 K2 K3 K4 K5 K6 信号名称 S1 S2 S3 S4 C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 H3 H4 H5 H6 D3 D4 D5 E15 B14 F9 B15 A15 F11 EP2C35 IO接脚 F8 A14 F10 B16 P19 P4 R6 R7 R8 J3 W18 R11 U10 U9 U8 R16 R15 36

SEL0 SEL1 SEL2 G5 G3 F4 EDA/SOPC开发平台 交通信号灯模块 R2 Y2 G2 K7 K8 K9 K10 K11 K12 信号名称 S5 S6 S7 S8 R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 E3 E4 F3 A16 F13 F14 A17 H7 A18 EP2C35 IO接脚 F12 B17 F15 B18 L8 J4 H6 H5 H4 H3 G7 G6 P6 P5 P3 N6 N4 EDA/SOPC开发平台 12位拨动开关模块 EDA/SOPC开发平台 8位按键开关模块 EDA/SOPC开发平台 16*16点阵显示模块 SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册

C13 C14 C15 C0 C1 C2 R14 J6 R4 F8 A14 F10 R13 R14 R15 4*4钜阵键盘 R0 R1 R2 R3 直流电机模块 PWM 步进电机模块 C D RST H21 G16 G16 G11 F12 B17 F15 B18 N3 M6 M5 EDA/SOPC开发平台 C3 B16 EDA/SOPC开发平台 SPEED A B SCLK IO C19 D20 D19 C20 M15 EDA/SOPC开发平台 EDA/SOPC开发平台 RTC实时时钟模块 信号名称 EP2C35 IO接脚 EDA/SOPC开发平台 SCL CLK/DAT D0 D1 D2 D3 D4 D0 D1 D2 D3 D4 CS DOUT D15 D15 D6 C7 A3 D8 B14 A7 C14 B7 D14 A6 K17 A20 37

信号名称 EP2C35 IO接脚 IICEEPROM存储模块 SDA D5 D6 D7 OE CLK D5 D6 D7 CLK SCLK B8 D9 A4 C9 C10 B5 C13 B6 D11 A5 H11 数字温度传感器模块 并行ADC模块（5510/5540） EDA/SOPC开发平台 EDA/SOPC开发平台 EDA/SOPC开发平台 并行DAC模块（5602） EDA/SOPC开发平台 串行ADC模块（7822U） SOPC-NIOSII EDA/SOPC System Platform 用户使用手册

EDA/SOPC开发平台 DIN SCLK CLK R G B TXD1 TXD2 CLOCK 信号名称 CLOCK D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 M16 H15 L2(GCLK1) G11 C19 H21 D20 G16 V19 EP2C35 IO接脚 V20 H16 E20 H17 E18 H18 F20 J15 M19 P18 R19 R17 U19 R18 U20 T18 38

串行DAC模块（DAC7513） CS VGA显示模块 HS VS RXD1 RXD2 PS2键盘接口 DATA 信号名称 DATA D7 A0 WR RD CS INT A0 A1 A2 A3 A4 WR RD AEN PS2鼠标接口 U15 G18 E19 J18 H19 J17 M21 L19 P15 K20 M18 J20 J19 L18 P17 USB接口（D12） U18 EP2C35 IO接脚 C20 M15 G17 D19 H14 EDA/SOPC开发平台 EDA/SOPC开发平台 可调数字时钟模块CLK EDA/SOPC开发平台 EDA/SOPC开发平台 EDA/SOPC开发平台 串行接口模块1（COM1） 串行接口模块2（COM2） EDA/SOPC开发平台 EDA/SOPC开发平台 EDA/SOPC开发平台 网络接口模块（8019）

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