基于NIOS的串口发送实验

主控芯片：EP4C6F17C8

Qsys系统的搭建

新建一个项目，芯片选择EP4C6F17C8N，其他设置都是选择默认。

在菜单栏上选择Tools-Qsys，进行Qsys系统的搭建，在图中箭头所指的地方输入组件名称，选择对应的组件。

添加NIOS处理器，由于EP4C6F17C8资源有限，选择Nios II/s（标准型）。

连接相应的信号。

添加RAM，搜索框输入On_chip，选择对应的组件，总容量设置为20480 bytes(20KB)。

重名为ram，并进行连接。

点击nios，进行如下设置：

添加system id，搜索框输入system id，选择对应的组件，System ID可以设置为0x11223344。

添加jtag uart。

添加Timer、两个Uart。

分配地址，点击System-Assign Base Adress，点击Generate生成sopconfig文件，点击Generate-HDL Example生成Verilog语言。copy代码后在.v中引用该模块。

FPGA设计

在uart_test.v文件编写verilog代码

module uart_test(
		clk,
		rst_n,
		uart0_rx,
		uart0_tx,
		uart1_rx,
		uart1_tx
);

		input clk;
		input rst_n;
		input uart0_rx;
		output uart0_tx;
		input uart1_rx;
		output uart1_tx;
		
    //qsys系统的verilog代码
    uart_qsys u0 (
        .clk_clk            (clk),            //            clk.clk
        .reset_reset_n      (rst_n),      //          reset.reset_n
        .uart0_external_rxd (uart0_rx), // uart0_external.rxd
        .uart0_external_txd (uart0_tx), //               .txd
        .uart1_external_rxd (uart1_rx), // uart1_external.rxd
        .uart1_external_txd (uart1_tx) //               .txd
    );


endmodule

在项目中添加.qip文件。

qip文件在和qsys系统同名的文件夹下 /synthesis/uart_qsys.qip

点击Assignments-Pin Planer，分配引脚。

编译.v文件。

EDS设计

在Quartus II中点击tools-Nios II Software Bulid Tools for Eclipse(简称EDS)。

创建BSP文件和项目文件。

选择sopcinfo文件，点击finish会生成两个项目。

编写main.C中编写程序。

#include <stdio.h>
#include <sys/unistd.h>
#include "myuart.h"

int main(void)
{
    printf("Hellow!\n");
    UART_ISR_Init();	//串口初始化
    Uart_sendString("AT+WJAP\r\n",9);
    usleep(3000000);//延时3s
    Uart_sendString("AT+MQTT\r\n",9);
    while(1)
    {


    }
    return 0;
}

myuart.h

#ifndef MYUART_H_
#define MYUART_H_

void Uart_tx(unsigned char txdb);
void UART_ISR_Init(void);    //初始化串口
void UART_Irq_Handler(void);	//串口中断
void Uart_sendString(char *data, unsigned int len);	//发送字符串

#endif

myuart.c

#include "myuart.h"
#include "system.h"
#include "sys/alt_irq.h"
#include "altera_avalon_uart_regs.h"
#include <stdio.h>

/*
 * 串口发送数据函数
 */
void Uart_tx(unsigned char txdb)
{
	alt_u16 uart_status;	//状态寄存器是13位
	do{
		uart_status = IORD_ALTERA_AVALON_UART_STATUS(UART_1_BASE);//读状态寄存器
	}while((uart_status & 0x40)!=0x40); //判断数据(TRDY==1时发送完毕)是否发送完毕 TRDY是状态寄存器的第6位(从0开始)
	//0100 0000=0x40
	uart_status = IORD_ALTERA_AVALON_UART_STATUS(UART_1_BASE);//再读状态寄存器
	IOWR_ALTERA_AVALON_UART_TXDATA(UART_1_BASE, txdb); //发送数据

}


/*
 * 串口发送字符串函数
 * */
void Uart_sendString(char *data, unsigned int len)
{
	alt_u8 i;
	for(i=0;i<len;i++)
	{
		IOWR_ALTERA_AVALON_UART_TXDATA(UART_1_BASE, data[i]);	//数据发送完，将TRDY置为1
		while((IORD_ALTERA_AVALON_UART_STATUS(UART_1_BASE) & 0x40)!=0x40); //判断数据(TRDY==1)是否发送完毕
	}
}

/*
 * 串口初始化函数
 * */
void UART_ISR_Init(void)
{  //清除中断标志寄存器
  IOWR_ALTERA_AVALON_UART_STATUS(UART_1_BASE, 0x0);
  //注册中断
  alt_ic_isr_register(UART_1_IRQ_INTERRUPT_CONTROLLER_ID,
		  UART_1_IRQ,
		  UART_Irq_Handler,
		  NULL,
		  NULL);

  //允许UART接收中断
  IOWR_ALTERA_AVALON_UART_CONTROL(UART_1_BASE, 0x0080);
}

/*
 * 串口中断函数，接收到数据时触发
 * */
void UART_Irq_Handler(void)
{
	alt_u8 rx_dat;
  //读取接收数据
  rx_dat = IORD_ALTERA_AVALON_UART_RXDATA(UART_1_BASE);
  //发送接收数据
  IOWR_ALTERA_AVALON_UART_TXDATA(UART_1_BASE, rx_dat);
  //清除中断标志寄存器
  IOWR_ALTERA_AVALON_UART_STATUS(UART_1_BASE, 0x0);
}

编辑Bsp项目。