集成运算放大器-沈阳理工大学课件

电工电子实验中心电工电子实验中心电子系统设计实验一、QuartusII开发环境下载区数码管指示灯输出单元电机输出单元数字量输入单元下载目标板单片机下载单元液晶屏模拟信号输入单元频率输出单元频率选择单元A/D和D/A处理单元点阵输出单元电子系统设计实验一、QuartusII开发环境下载区数码管电子系统设计实验一、QuartusII开发环境下载区数码管指示灯输出单元液晶屏模拟信号输入单元电机输出单元下载目标板数字点阵输出单元频率输出单元数字量输入单元单片机下载单元A/D和D/A处理单元频率选择单元电子系统设计实验一、QuartusII开发环境数码管液晶屏电子系统设计SW1～SW16是拨码开关，向上为1；向下为0。本实验箱指定了SW1～SW8的端口（见附录）；而SW9～SW16未指定端口，不能使用。注意：SW7和SW8的端口号。对应的管脚，参考实验报告书后面实验一、QuartusII开发环境电子系统设计SW1～SW16是拨码开关，向上为1；向下为0。电子系统设计AN1～AN8是按键开关，按下为1；不按为0。（端口号见附录）组合逻辑对应的管脚，参考实验报告书后面实验一、QuartusII开发环境电子系统设计AN1～AN8是按键开关，按下为1；不按为0。（电子系统设计有5个时钟源CLK1～CLK5，端口号见附录。使用时，将短路块插在所需频率的跳针上即可。对应的管脚，参考实验报告书后面时序逻辑实验一、QuartusII开发环境电子系统设计有5个时钟源时序逻辑实验一、QuartusII电子系统设计8个数码管LED1～LED8，端口号见附录。数码管采用扫描方式显示，8个数码管的对应笔段共用同一端口，利用74LS138输出片选，任一时刻只选通一个数码管，当扫描频率足够快时，可看作同时显示。对应的管脚，参考实验报告书后面实验一、QuartusII开发环境电子系统设计8个数码管对应的管脚，参考实验报告书后面实验一、电子系统设计如：当指定S3S2S1＝011时，则选通左边第四个数码管实验一、QuartusII开发环境电子系统设计如：实验一、QuartusII开发环境电子系统设计12个发光二极管D112～D101，端口号见附录。高电平点亮，低电平熄灭实验一、QuartusII开发环境电子系统设计12个发光二极管实验一、QuartusII开发电子系统设计实验一、QuartusII开发环境电子系统设计实验一、QuartusII开发环境电子系统设计主芯片实验一、QuartusII开发环境电子系统设计实验一、QuartusII开发环境电子系统设计实验一、QuartusII开发环境一、实验目的

1：练习使用QUARTUSII7.1软件，掌握利用该软件进行简单EDA设计的基本流程。

2：完成一个通过拨码开关控制发光二极管亮灭的应用，实验结束后可独立完成思考题。电子系统设计实验一、QuartusII开发环境一、实验目的电子系统设计实验一、QuartusII开发环境步骤一：项目的创建（1）.建立工程，设计输入。选择菜单“File”→“NewPrejectWizard”

二、实验内容及步骤电子系统设计实验一、QuartusII开发环境步骤一：项目电子系统设计实验一、QuartusII开发环境（2）点击Next，为工程选择存储目录、工程名称、顶层实体名等，如图1-3

所示；（3）点击Next，若目录不存在，系统可能提示创建新目录，如图1-4所示，点击“是”按钮创建新目录，系统显示如图1-5所示；（4）系统提示是否需要加入文件，在此不添加任何文件；（5）点击Next，进入设备选择对话框，如图1-6，这里选中实验箱的核心芯片CYCLONE系列FPGA产品EP1C6Q240C8；（6）点击Next，系统显示如图1-7，提示是否需要其他EDA工具，这里不选任何其他工具；（7）点击Next后，系统提示创建工程的各属性总结，若没有错误，点击

Finish，工程创建向导将生成一个工程，这时软件界面如图1-8，在窗口左侧显示出设备型号和该工程的基本信息等。电子系统设计实验一、QuartusII开发环境电子系统设计实验一、QuartusII开发环境Cyclone系列的EP1C6Q240C8图1-6电子系统设计实验一、QuartusII开发环境Cyclon电子系统设计实验一、QuartusII开发环境图1-7电子系统设计实验一、QuartusII开发环境图1-7电子系统设计实验一、QuartusII开发环境步骤二：VHDL文本编辑输入1.选择File/New或点击主菜单中的空白图标，进入新建程序文件状态，选择VHDLfile。VHDL程序文件的扩展名是：*.vhd为实现用一个拨码开关控制一个LED亮灭的功能，可用VHDL编写一个程序实现

电子系统设计实验一、QuartusII开发环境步骤二：VH电子系统设计实验一、QuartusII开发环境2.点击OK按钮进入VHDL文本编辑环境界面电子系统设计实验一、QuartusII开发环境2.点击OK电子系统设计实验一、QuartusII开发环境3、在编辑窗口中编辑以下程序：libraryIEEE;useIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;useIEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;useIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entitytestisPort(led:outstd_logic;key:instd_logic);endtest;architectureBehavioraloftestisbeginled<=key;endBehavioral;电子系统设计实验一、QuartusII开发环境3、在编辑窗电子系统设计实验一、QuartusII开发环境4、输入程序后，存盘，如图1-10所示：图1-10电子系统设计实验一、QuartusII开发环境4、输入程序电子系统设计实验一、QuartusII开发环境5.点击Processing->StartCompilation编译该文件，系统将开始编译，结束后，给出提示信息和编译结果，如图1-11所示：图1-11电子系统设计实验一、QuartusII开发环境5.点击Pr电子系统设计实验一、QuartusII开发环境6.点击Assignment->Pins进行引脚分配，实验箱上拨码开关和LED对应的引脚分别为58和98，分配结果如图1-12所示。电子系统设计实验一、QuartusII开发环境6.点击As电子系统设计7.参照步骤（5）重新编译系统，系统将生成FPGA配置文件，在编译过程中若显示警告可不理会；8.准备下载，注意打开实验箱电源，并连接下载电缆；9.点击Tools->Programmer将配置文件下载到FPGA，系统显示如图1-13所示，注意选择下载模式为JTAG，若下载线硬件显示“NoHardware”（如图1-13所示），则点击HardwareSetup按钮，系统显示如图1-14，双击USB-Baster，设定其为当前选定硬件，再点Close返回。实验一、QuartusII开发环境电子系统设计7.参照步骤（5）重新编译系统，系统将生成FPG电子系统设计图1-13下载界面实验一、QuartusII开发环境电子系统设计图1-13下载界面实验一、QuartusI电子系统设计图1-14下载线配置实验一、QuartusII开发环境电子系统设计图1-14下载线配置实验一、QuartusI电子系统设计图1-15配置好下载电缆的下载界面实验一、QuartusII开发环境电子系统设计图1-15配置好下载电缆的下载界面实验一、Qu电子系统设计观察实验效果，尝试开关拨码开关K1，发光二极管D1-1将随之亮灭。实验一、QuartusII开发环境电子系统设计观察实验效果，尝试开关拨码开关K1，发光二极管D电子系统设计

通过本实验学生应掌握QUARTUS7.1软件的基本使用方法和利用该软件进行EDA设计的基本流程。本实验的内容虽然简单，但却是进行复杂设计的基础。三、实验总结实验一、QuartusII开发环境电子系统设计通过本实验学生应掌握QUARTUS电子系统设计

本实验是利用1个拨码开关控制1个LED，现要求利用8个拨码开关控制8个LED，在现有的实验环境下完成。实验箱上8个拨码开关控制8个LED对应的FPGA引脚为：四、思考题

名称引脚名称引脚K158D1-198K257D1-299K356D1-3100K455D1-4101K554D1-5102K653D1-6103K750D1-7104K849D1-8105实验一、QuartusII开发环境电子系统设计本实验是利用1个拨码开关控制电子系统设计实验二SOPC基础实验——Hello实验

一、实验目的及要求：1、学习使用QUARTUSII7.1、SOPCBuilder、NIOSIIIDE软件，掌握利用这些软件进行简单SOPC设计和调试的基本流程；2、完成一个简单的NIOSIICPU设计，通过JTAG-UART接口向计算机发送一段字符串。电子系统设计实验二SOPC基础实验——Hello实验

一电子系统设计二、实验环境及器材：1、微机（已安装授权的QUARTUSII7.1、SOPCBuilder、NIOSIIIDE）2、EDA/SOPC实验开发系统3、USBBlaster下载线一根电子系统设计二、实验环境及器材：电子系统设计三、背景知识及操作流程：

NIOSII软核CPU是ALTERA公司2005年推出的新一代软核CPU产品，较其前一代产品NIOS，在用户界面、可调试性等方面都有了很大的改进，目前最新版本为7.1。NIOSII设计工具为SOPCBUILDER，已嵌入到QUARTUSII软件中，调试工具为NIOSIIIDE。本实验设计一个含NIOSIICPU的简单应用，可在控制台显示一段字符串，具体实验步骤如下：（1）启动QUARTUS软件并建立一个工程，其过程请参照实验1，在此不作赘述，工程名不妨命名为hello；（2）点击Tools->SOPCBuilder，启动SOPCBuilder，如图5-1所示；

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计三、背景知识及操作流程：

实验二SOPC基础电子系统设计（3）启动SOPCBuilder后，系统提示输入系统名以及目标语言，这里可随意为系统命名，不妨命名为MYCPU，请注意该名称将在后面的设计中用到，因此最好命名为有意义的名字，目标语言不妨选VHDL；

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计（3）启动SOPCBuilder后，系统提示输电子系统设计（4）点击OK，系统显示SOPCBuilder界面，窗口左侧为IP核列表，右侧为设计界面，下方为信息窗口。由于实验箱上FPGA的工作时钟为24MHz，因此须更改时钟设置，只要鼠标双击频率数并进行修改即可；

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计（4）点击OK，系统显示SOPCBuilder电子系统设计（5）下面就可以为设计添加组件了，首先双击左侧的NiosIIProcessor，为系统添加NiosIICPU，系统显示如图2-4，NiosII的类型分为经济型、标准型和完全型三种，这里选标准型，即NiosII/s，其他选项取默认值即可，点击Finish，系统显示如图2-5所示；

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计（5）下面就可以为设计添加组件了，首先双击左侧的电子系统设计

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计（6）最好为添加的CPU更改个名字，用鼠标右键点击CPU，选Rename为其更名，不妨更名为MYNIOS，系统显示如图2-6所示，请注意这时信息窗有三行提示，可暂时不去管它。（7）继续为设计添加组件，在左侧列表中选择OnChipMemory(ROMorRAM)，双击后，系统显示如图2-7；首先为系统添加片上ROM，在内存类型上选ROM，数据宽度选32位，容量选1Kbytes，其他内容可不作修改；

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计（6）最好为添加的CPU更改个名字，用鼠标右键点电子系统设计（8）类似（6），为设计添加1K字节片上RAM组件，其选项界面如图2-9所示，添加完成后将其更名为RAM。添加完ROM和RAM后，请将它们的基地址分别更改为0x00001000和0x00002000，如图2-10所示；（9）设计添加UARTJTAG组件，从左侧列表中选择UARTJTAG并双击，系统显示，不用更改设置，直接点击Finish，完成所有组件的添加，系统显示如图2-12；（10）MYCPU为其设置复位向量和异常向量，如图2-13所示，复位向量的内存选ROM，异常向量的内存选RAM，地址不用改变；（11）至此，CPU的所有组件添加完毕，点击Generate开始生成CPU。（12）生成过程结束后，系统给出相应提示“Systemgenerationwassuccessful”，如图2-14所示，至此CPU设计完成。

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计（8）类似（6），为设计添加1K字节片上RAM组电子系统设计

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计

实验二SOPC基础实验——Hello实验

图2-12添加完成所有组件电子系统设计

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计

实验二SOPC基础实验——Hello实验

图2-14CPU生成完毕电子系统设计

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计CPU设计完成后，返回到Quartus窗口，利用顶层图的设计方法进行该CPU的应用设计，具体步骤如下：（1）新建一个BDF文件，系统显示BDF设计窗口，点击SymbolTools后，展开左侧的Library，在Project下出现一个组件，名称为MYCPU，如图2-15所示，这就是刚才生成的CPU，双击该CPU将其加入设计窗口；

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计CPU设计完成电子系统设计（2）类似实验1的操作，添加两个INPUT类型的PIN，分别连接到MYCPU的clk和reset_n，并更名为CLOCK和RESET，如图2-16所示，这两个引脚分别是所设计CPU的时钟和复位引脚；（3）存盘，命名为hello.bdf；（4）编译系统，注意本设计目前还未进行引脚锁定，因此编译过程可在进行完Analysis&Synthesis后人为中断；（5）类似实验1操作，对CLOCK和RESET两个引脚进行锁定，它们对应的FPGA引脚分别为28和240；（6）再次编译系统，直到最后结束，在编译过程中可能会出现若干警告可不去理会；编译结束后将生成相应的配置文件hello.sof;（7）类似实验1操作，将hello.sof下载到FPGA；至此，实验箱上的FPGA已经成为一个具有调试接口的CPU，可对其进行编程令其完成某些操作，本实验令其通过JTAGUART向计算机发送一段字符串并显示到计算机控制台，具体操作如下：（1）启动NIOSIIIDE后，点击File->New->NIOSIIC/C++Application，如图2-17所示；

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计（2）类似实验1的操作，添加两个INPUT类型的电子系统设计

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计（2）在name栏中为工程名命名，不妨为hello；在location栏中指定存储位置；在SOPCBuilderSystemPTFFile栏内指定该工程所用到的CPU，本例为刚才创建的MYNIOS；在工程模板列表中选HelloWorldSmall，由于本例设计的CPU只有少量的RAM，不能选HelloWorld模板。完成以上设置后，点击Next，此页面的设置不做任何修改，点击Finish，系统将按HelloWorldSmall工程模板为本应用创建工程，创建结束后，在NIOSIIIDE左侧的工程列表中将多出两个，一个是hello，另外一个是hello_syslib，同时创建了若干C源文件，其中包括main函数的文件如图2-18所示：

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计（2）在name栏中为工程名命名，不妨为hell电子系统设计图2-18NIOSIIIDE创建完成的hello工程

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计图2-18NIOSIIIDE创建完成的he电子系统设计（3）用户可对该源文件进行修改，实现用户要求的功能，例如在alt_putstr语句下添加一条新语句：

alt_printf(“HellofromSOPCLab!\n”);（4）存盘后，鼠标右键点击左侧的hello工程名，选BuildProject，开始对该工程进行编译。与一般的编译工具类似，若程序中存在错误，NIOSIIIDE也会给出错误信息，供用户更改程序。（5）若编译成功，则可运行，选择Run->Run，系统显示如图2-19，为了使程序在实验箱上运行，可用鼠标右键点击NiosIIHardware，并选择New，系统将创建一个新的运行配置文件，如图2-20所示。请注意，若NIOSIIIDE同时包含多个工程，在进行此步操作之前，一定要在窗口左侧的工程列表中将要运行的工程名选中。（6）点击Run，则系统开始运行，请注意，该应用是在实验箱FPGA上的CPU运行的，运行结果如图2-21所示；

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计（3）用户可对该源文件进行修改，实现用户要求的功电子系统设计图2-21运行结果

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计图2-21运行结果

实验二SOPC基础实电子系统设计（7）在屏幕下方的控制台窗口中显示的就是该应用的运行结果，由显示结果看，程序运行正确，可点击红色的终止按钮或Ctrl-C结束运行；

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计（7）在屏幕下方的控制台窗口中显示的就是该应用的电子系统设计

至此，一个完整的NIOSII应用设计、运行完成。NIOSIICPU支持调试，即单步执行、察看变量值等操作，下面简单介绍一下调试过程：为说明问题，将上面程序作简单修改如图2-22所示，编译通过后，点击Run->Debug，系统显示类似图2-20，再点击Debug开始调试，系统显示如图2-23，这时可按F6单步执行，注意观察屏幕右上方窗口显示的变量值的变化，可点击红色的终止按钮结束程序调试。

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计至此，一个完整的电子系统设计图2-23NIOSII调试界面

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计图2-23NIOSII调试界面

实验二电子系统设计四、实验总结

QUARTUSII、SOPCBUILDER、NIOSIIIDE三个软件为用户提供了完整的SOPC设计和调试工具，通过本实验学生应掌握SOPC设计和调试的基本流程，学生应在操作过程中反复练习，熟练使用这三个软件。本实验是进行复杂SOPC设计的基础。

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计四、实验总结

实验二SOPC基础实验——He电子系统设计五、思考题利用本实验设计的NIOSIICPU，设计程序，完成1+3+…+99，并将结果通过JTAG-UART传送到计算机并显示在计算机的控制台窗口，利用调试工具对该程序进行调试。

实验二SOPC基础实验——Hello实验

电子系统设计五、思考题

实验二SOPC基础实验——Hel电子系统设计

实验三SOPC实验——PIO实验

一、实验目的及要求：

1、学习设计和使用NIOSIIPIO进行IO操作的基本流程；

2、完成一个具备PIO的简单的NIOSIICPU设计，实现利用一个拨码开关控制一个LED的亮灭。电子系统设计

实验三SOPC实验——PIO实验

一、实验目电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验二、实验环境及器材：1、微机（已安装授权的QUARTUSII7.1、SOPCBUILDER、NIOSIIIDE）2、EDA/SOPC实验开发系统3、USBBlaster下载线一根电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验二、实验环境及电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验三、背景知识及操作流程：

IO是一般CPU的必配资源，NIOSII的IO是通过用户自行设计PIO（ParallelI/O）实现的，本实验完成与实验1相同的结果，但要通过NIOSII编程实现，具体的操作过程如下：（1）启动QUARTUS软件，并建立一个工程，不妨命名为KEYLED（2）启动SOPCBUILDER设计CPU，为本设计加入NIOSIIProcessor、1K字节的片上ROM、1K字节的片上RAM、JTAG-UART，注意将ROM和RAM的基地址更改为0x00002000和0x00004000，结果如图3-1所示；电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验三、背景知识及电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验图3-1为CPU添加NIOSIIProcessor、片上ROM、片上RAM和JTAG-UART电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验图3-1为电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验（3）为CPU添加连接拨码开关的输入PIO组件，双击左侧IP列表中的PIO（ParallelI/O）组件，配置页如图3-2，选择PIO的宽度为1，方向为inputportsonly，由于本实验不涉及中断编程，所以其他的选项不作修改，点击Finish，窗口中显示已添加了一个名为pio的组件，将其更名为KEY;图3-2拨码开关的PIO选项图3-3LED的PIO选项电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验（3）为CPU电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验（4）为CPU添加连接LED的输出PIO组件，双击左侧IP列表中的PIO（ParallelI/O）组件，配置页如图3-3，选择PIO的宽度为1，方向为outputportsonly，其他的选项不作修改，点击Finish，窗口中显示已添加了一个名为pio的组件，将其更名为LED;（5）至此，CPU设计完成，点击Generate生成CPU；（6）返回QUARTUS软件，创建一个新的BDF文件，加入刚刚设计的CPU，该CPU有4个IO接口，一个是时钟，一个是复位，一个是输入IO，一个是输出IO，为该CPU配置4个PIN，请注意添加PIN的方向，添加完成后将PIN分别更名为CLOCK、RESET、KEY、LED，结果如图3-4所示；电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验（4）为CPU电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验图3-4本设计的顶层图电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验图3-4本电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验（7）保存该BDF文件，文件名为KEYLED，然后进行编译；（8）进行引脚锁定，它们对应的引脚号如下表：（9）再次编译系统，若出现警告可不理会，系统将生成keyled.sof文件；（10）将SOF文件下载到FPGA，这时，实验箱上的FPGA已经成为一块NIOSIICPU；（11）启动NIOSIIIDE，创建一个NIOSIIC/C++Application工程，不妨命名为KEYLED，指定存储路径，选刚刚设计好的CPU为目标营建，选HelloWorldSmall为工程模板，这些设置如图3-5所示；名称引脚名称引脚K158D1-198CLOCK28RESET240电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验（7）保存该B电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验图3-5新建的NIOSII工程设置电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验图3-5新电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验（12）将程序更改为如下代码：#include"system.h"#include"altera_avalon_pio_regs.h"#include"alt_types.h"#include"sys/alt_stdio.h"intmain(){alt_u32i;alt_putstr("HellofromSOPCLab!\n");while(1){i=IORD_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(KEY_BASE);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(LED_BASE,i);}return0;}电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验（12）将程序电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验（13）编译、运行程序，观察运行结果，改变拨码开关K1的状态，观察发光二极管D1-1是否跟随开关的状态变化；（14）对程序进行单步执行等调试练习，观察程序执行过程与实验箱硬件状态变化间的关系。电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验（13）编译、电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验四、实验总结

通过本实验学生应掌握利用NIOSIIPIO设计的基本流程，掌握PIO软件编程的基本知识和技巧。PIO是一般CPU应用最广的资源，与硬核CPU具有固定的资源量相比，软核CPU在资源配置上具有更大的灵活性。电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验四、实验总结电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验五、思考题1、比较本实验和实验1的结果和实现机理上的差别。2、本实验是利用1个拨码开关控制1个LED，现要求利用8个拨码开关控制8个LED，在现有的实验环境下利用NIOSII编程实现。实验箱上8个拨码开关控制8个LED对应的FPGA引脚为：名称引脚名称引脚K158D1-198K257D1-299K356D1-3100K455D1-4101K554D1-5102K653D1-6103K750D1-7104K849D1-8105电子系统设计实验三SOPC实验——PIO实验五、思考题名称电子系统设计实验四SOPC实验——定时器实验一、实验目的及要求：1、学习设计和使用NIOSIIPIO进行定时器操作的基本流程；2、完成一个具备定时器的简单的NIOSIICPU设计，实现利用定时器控制一个LED的定时亮灭（如1秒钟亮灭一次）。电子系统设计实验四SOPC实验——定时器实验一、实验目的电子系统设计二、实验环境及器材：1、微机（已安装授权的QUARTUSII7.1、SOPCBUILDER、NIOSIIIDE）2、EDA/SOPC实验开发系统3、USBBlaster下载线一根实验四SOPC实验——定时器实验电子系统设计二、实验环境及器材：实验四SOPC实验——定时电子系统设计三、背景知识及操作流程：定时器是一般CPU的必配资源，NIOSII是通过用户自行设计定时器组建实现该功能的，本实验设计一个具有定时器的CPU，通过对该定时器的编程控制一个LED每1秒钟亮灭一次，具体的操作过程如下：（1）启动QUARTUS软件，并建立一个工程，不妨命名为TIMER；（2）启动SOPCBUILDER设计CPU，为本设计加入NIOSIIProcessor、1K字节的片上ROM、1K字节的片上RAM、JTAG-UART和1位的输出PIO，注意将ROM和RAM的基地址更改为0x00002000和0x00004000，结果如图4-1所示；实验四SOPC实验——定时器实验电子系统设计三、背景知识及操作流程：实验四SOPC实验——电子系统设计图4-1为CPU添加NIOSIIProcessor、片上ROM、片上RAM、TAG-UART和PIO实验四SOPC实验——定时器实验电子系统设计图4-1为CPU添加NIOSIIProc电子系统设计（3）为CPU添加TIMER组件，双击左侧IP列表中的IntervalTimer组件，配置页如图4-2，选择定时时间为1秒，其他的选项不作修改，点击Finish，窗口中显示已添加了一个名为timer的组件，将其更名为TIMER1S。请注意这时SOPC可能会报错，原因是TIMER和JTAG-UART使用了相同的中断号，可将TIMER的中断号改为1解决该问题。实验四SOPC实验——定时器实验电子系统设计（3）为CPU添加TIMER组件，双击左侧IP列电子系统设计图4-2TIMER选项图4-3设计完成的CPU实验四SOPC实验——定时器实验电子系统设计图4-2TIMER选项图4-3设计完成的电子系统设计（5）至此，CPU设计完成，如图4-3所示，点击Generate生成CPU；（6）返回QUARTUS软件，创建一个新的BDF文件，加入刚刚设计的CPU，该CPU有3个I/O接口，一个是时钟，一个是复位，一个是输出IO，为该CPU配置3个PIN，请注意添加PIN的方向，添加完成后将PIN分别更名为CLOCK、RESET、LED，结果如图4-4所示；图4