1、“SOPC技術綜合設計實踐”實驗報告實驗題號 : 實驗五項目名稱 :PIO外部中斷實驗系班 : 計科師范系11（1）學號 : 姓名 : 實驗日期 : 2014年4月2日指導老師 ：一、 實驗目的（1）熟悉中斷服務程序的編寫和注冊方法。（2）熟悉程序的調試方法，重點熟悉中斷服務程序的調試方法。（3）熟悉NiosII處理外部中斷的方法。二、實驗內容1.外部中斷信號由按鍵提供，然后將中斷事件反映到對應的LED。2.利用邊沿捕獲寄存器讀取按鍵值，編寫中斷服務程序將讀到的鍵值輸出到LED。即:按鍵F1按下，對應的LED0點亮。三、實驗原理當跳轉到異常處理地址后，處理器開始執行一段由HAL插入的代碼，判斷

2、中斷源和中斷優先級，然后再轉跳到用戶的中斷服務子程序（ISR）中。即發生異常后，異常處理除ISR外的所有工作都由HAL系統庫代碼替換用戶完成。為了將中斷服務子程序的信息告知HAL，用戶需要完成ISR的登記工作。向HAL登記ISR的工作可以分為以下兩步：（1）編寫void isr_name(void *context,alt_u32 id)函數（2）調用alt_irq_register(alt_u32 id,void *context,void(*isr)(void*,alt_u32)函數，向HAL登記ISR。四、SOPC的整個設計流程（附：截取主要的設計圖）1. 基于實驗3硬件系統（注意：將b

3、utton_pio改為8位, input），修改后，重新generate。2.進行引腳綁定設計端口芯片引腳開發平臺模塊設計端口芯片引腳開發平臺模塊clk_inPIN_B13時鐘button_pio0PIN_Y11F1led_pio0PIN_AC10LED0button_pio1PIN_AA10F2led_pio1PIN_W11LED1button_pio2PIN_AB10F3led_pio2PIN_W12LED2button_pio3PIN_AE6F4led_pio7PIN_AA11LED3button_pio4PIN_V22F5led_pio3PIN_AE8LED4button_pio5PI

4、N_AF23F6led_pio4PIN_AF8LED5button_pio6PIN_AE23F7led_pio5PIN_AE7LED6button_pio7PIN_AC22F8led_pio6PIN_AF7LED73.編譯后，下載.SOF文件4.在IDE平臺上，新建一個.C文件，寫入程序#include <stdio.h>#include "system.h"#include "altera_avalon_pio_regs.h"#include "alt_types.h"#include "sys/alt_irq

5、.h"#include "priv/alt_busy_sleep.h"#define LEDCON 0xff / #define KEYCON 0xff / alt_u32 done = 0; / 信號量：通知外部中斷事件發生/* 功 能：鍵按下事件中斷服務子程序，當鍵按下時，通過done標志* 告知外界*/static void KeyDown_interrupts(void* context, alt_u32 id) /* 清中斷捕獲寄存器 */ IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_EDGE_CAP(BUTTON_PIO_BASE, 0); /* 通

6、知外部有中斷事件發生 */ done+;/* 功 能：初始化LED_PIO為輸出，KEY為輸入，開中斷，清邊沿捕獲寄存器*/void InitPIO(void) /* 初始化LED_PIO為輸出，KEY為輸入 */ IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(PIO_BASE, LEDCON); IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(BUTTON_PIO_BASE, 0x00); IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_IRQ_MASK(BUTTON_PIO_BASE, 0xff);/* 開KEY的中斷 */ /*請同學們自己完成*/ I

7、OWR_ALTERA_AVALON_PIO_EDGE_CAP(BUTTON_PIO_BASE, 0x00); /* 清邊沿捕獲寄存器 */ alt_irq_register(BUTTON_PIO_IRQ,NULL,KeyDown_interrupts); /* 注冊中斷服務子程序 */ /*請同學們自己完成*/* 功 能：等待按鍵中斷，并輸出控制相應的LED。*/int main(void) volatile alt_u32 key_state,old_state,new_state;old_state = 0xff;/* 將old_state值寫入LED_PIO, 初始化LED全亮*/ /*

8、請同學們自己完成*/IOWR(PIO_BASE,0,old_state); InitPIO(); while(1) if(0 != done) /* 中斷事件數量減1 */ done-; alt_busy_sleep(5000); /延時5ms key_state = IORD_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(BUTTON_PIO_BASE)&KEYCON; if(key_state = 0xff) /如果是由短暫脈沖引起的中斷則忽略 continue; new_state = (old_state key_state); / 按鍵按下時對應的LED取反 old_stat

9、e = new_state; / 保存LED的狀態 IOWR(PIO_BASE,0,new_state); /* 將new_state值寫入LED_PIO */ /*請同學們自己完成*/ return(0);5. 生成工程后，RUN后出現結果。實驗二1.硬件系統不變，在IDE平臺上，新建一個.C文件，寫入程序2. 生成工程后，RUN后出現結果。五、實驗結果第一個實驗成功發現按下對應的開關時對應個數的燈亮。第二個實驗不同按鍵可以點亮不同的燈。六思考題：1. 什么是HAL？HAL,即Hardware Abstraction Layer,硬件抽象層。位于操作系統內核與硬件電路之間的接口層，其目的在于將硬件抽象化。2. 簡述HAL中斷服務程序的編寫和注冊方法；編寫ISR函數void isr（void*context,alt_u32id）即中斷上下文指針及中斷號。注冊函數int alt_irq_register（alt_u32id ,void*