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毕业设计 基于FPGA的嵌入式系统设计，共152页，34126字
摘要
本文设计完成的是基于FPGA的嵌入式系统开发板，它可以完成FPGA、嵌入式系统和SOPC等的设计和开发。
开发板以Altera公司的Cyclone系列FPGA—EP1C6为核心，在其外围扩展FLASH、SRAM、A/D、D/A、键盘、LED显示、LCD显示、串口通信、VGA接口、PS2接口和USB接口等器件，使其成为一个完整的嵌入式开发系统，系统采用模块化设计，各个模块之间可以自由组合，使得该开发板的灵活性和可扩展性大大提高。同时开发板所提供的丰富的接口模块，供人机交互和器件间通信使用，方便了开发者的设计和系统的嵌入，可以满足普通高等院校、科研人员等的需求。
开发者可以使用VHDL语言、Verilog HDL语言、原理图输入等多种方式进行逻辑电路和功能模块设计，也可以利用Altera公司提供的IP资源和Nios 16/32位处理器开发嵌入式系统，借助QuartusII和Nios SDK Shell软件进行编译、下载，并通过本嵌入式系统开发板进行调式和结果验证。
关键词：嵌入式系统，Nios嵌入式处理器，SOPC，FPGA

目录
前言 1
第1章 绪 论 3
1.1嵌入式系统概述 3
1.1.1嵌入式系统的特点 3
1.1.2 片上系统和可编程片上系统 6
1.2 Nios嵌入式处理器 7
1.2.1 Nios嵌入式处理器特性 7
1.2.2 Nios嵌入式处理器系统组件 10
1.2.3 Avalon交换结构总线 11
第2章 Nios嵌入式系统开发板整体理论分析 16
2.1 系统设计目标 16
2.2 系统设计原理 16
2.3 开发板组件与理论分析 19
2.4 开发板电路设计原理图与PCB布线图 24
第3章 Nios嵌入式系统开发板硬件开发环境 26
3.1 硬件开发环境概述 26
3.2 FPGA：EP1C6QC240C8的特性和电路设计 26
3.2.1 特性和封装 27
3.2.2 引脚说明 28
3.2.3 工作条件 28
3.3 串行配置器件：EPCS1的特性和电路设计 28
3.3.1 Cyclone FPGA的配置 28
3.3.2串行配置器件： EPCS1/EPCS4 31
3.3.3 EPCS1的电路设计 34
3.4 SRAM：IDT71V016的特性和电路设计 34
3.4.1 器件特性 34
3.4.2 IDT71V016工作方式 35
3.4.3 IDT71V016的电路设计 37
3.5 FLASH：AM29LV800B的特性和电路设计 39
3.5.1 器件特性 39
3.5.2 器件工作方式描述 40
3.5.3 AM29LV800总线操作 42
3.5.4 AM29LV800的电路设计 44
第4章 软件开发环境：QuartusⅡ和SOPC Builder 45
4.1 QuartusⅡ及其开发流程 45
4.2 SOPC Builder 46
4.3 GERMS监控 49
第5章 Nios嵌入式系统开发板调试 52
5.1 片内RAM、ROM调试 52
5.2 GERMS监控调试 59
5.3 扩展SRAM调试 66
5.4 扩展FLASH调试 69
第6章 底板部分 76
6.1 底板概述 76
6.2 高速A/D：TLC5540 77
6.3 高速D/A：DAC908 79
6.4低速A/D：MCP3202 82
6.5 低速D/A：DAC7512 83
6.6 LED数码管及键盘管理器件：ZLG7289A 85
6.7 图形LCD液晶显示屏：HD61202 88
第7章 应用实例：利用Nios嵌入式系统开发板完成DDS的设计 91
7.1 理论分析 91
7.2 利用开发板实现的优点 94
7.3系统设计与实现 95
7.3.1 参数选取 95
7.3.2 系统设计 96
7.3.3 系统实现 97
第8章 总 结 98
8.1 主要工作总结 98
8.2 结论 98
8.3 改进意见 99
致 谢 100
参考文献 101
附 录 102
附1 英文原文 102
附2 中文翻译 113
附3 Cyclone器件引脚功能、定义和工作条件 121
附4 测试程序led.c 142