NiosⅡ系統(tǒng)Avalon總線PWM設(shè)計

2.2軟件設(shè)計

如果要使Nios軟核能夠訪問自定義的設(shè)備，就必須根據(jù)先前的硬件設(shè)計按照硬件提取層的文件結(jié)構(gòu)編寫設(shè)備驅(qū)動程序。以PWM為例說明HAL的文件結(jié)構(gòu)，如表4所示。

2.3 將PWM設(shè)計封裝為SoPC Builder元件

當(dāng)硬件文件和軟件文件都已建立好后，便可以通過SoPC Builder中帶有的設(shè)備編輯器將自定義設(shè)備封裝到開發(fā)環(huán)境內(nèi)部，在構(gòu)建NiosⅡ系統(tǒng)時可以對其直接調(diào)用。在SoPC Builder中單擊Creat New Component，創(chuàng)建新元件向?qū)砑親DL文件、設(shè)置信號和接口添加軟件，最終生成包含描述文件、用戶存放硬件描述文件的文件夾以及用來包含HAL軟件文件的HAL文件夾。

2.4 構(gòu)建Nios系統(tǒng)

構(gòu)建好的內(nèi)核文件在QuartusⅡ中編譯，生成pof配置文件下載到E2PROM芯片中，接下來就可以使用Nios IDE開發(fā)環(huán)境編輯用戶程序，以及通過JTAGBlaster或者USB Blaster在目標板上對應(yīng)用程序進行調(diào)試。

3 自定制外設(shè)PWM在嵌入式智能小車監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

智能小車監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用周立功公司SmartSoPC核心板，F(xiàn)PGA為Altera公司的EPlC12，NiosⅡ處理器作為嵌入式CPU，機器人車電機共有兩個，左輪電機和右輪電機。該部分包括電機驅(qū)動電路和電機控制電路，即左電機的驅(qū)動與控制以及右電機的驅(qū)動與控制。驅(qū)動電路采用CTMicroelectronics公司的大功率直流電機驅(qū)動芯片L289，調(diào)速控制采用PWM來控制汽車的前進速度，由FPGA寫入控制字，可得到不同占空比的PWM驅(qū)動信號，此PWM信號送人電機驅(qū)動芯片的控制端來調(diào)節(jié)速度。調(diào)用電機驅(qū)動程序，改變PWM占空比，輸出PWM波，實現(xiàn)電機的速度控制。用PWM信號控制直流電動機速度，頻率較低時，電動機不會穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，頻率較高時，PWM信號的驅(qū)動效率降低。經(jīng)過多次實際電路的測試，調(diào)試結(jié)果顯示當(dāng)頻率在500～1 000 Hz時，效果較好。部分C語言控制代碼如下：

4結(jié) 語

NiosⅡ嵌入式處理器是用戶可配制的通用RISC嵌入式處理器，是一個非常靈活和強大的處理器?；诖朔N技術(shù)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計可以方便地將一般設(shè)備和自定義設(shè)備模塊集成到系統(tǒng)中，豐富了接口資源，從而能使用戶快速地開發(fā)一個自定制片上系統(tǒng)，提高了效率，縮短了開發(fā)周期。本文通過自定制PWM外圍設(shè)備的方法，并通過硬件測試證明了方案的可行性和正確性，希望能夠為采用Nios Ⅱ處理器的開發(fā)人員提供一些方法和建議。