基于NIOS 2 的网络通信（使用cyclone II EP2C35F672C6）【图片不能显示，正在处理中】

本文绝对原创。这是本人实习经过两个星期艰苦探索，艰苦调错摸索出来的。

鸣谢在Baidu上或多或少提供帮助的网友。

特别感谢一下连接的作者。http://www.cnblogs.com/sunev/archive/2012/03/12/2392510.html#2478302

虽然里面的例子不是很稳定，但是通过调整这个例子，再自己研究硬件驱动，我完成我的实习。

使用软件：

在测试的时候可以使用科来数据包生成器来从电脑发包：方便大家使用，我在网盘里给你们个连接

http://pan.baidu.com/share/link?shareid=2267413508&uk=3372569806

在嗅探的时候如果会使用sniffer最好，不会的话我也给个小软件，叫IpTool。基本够用。

http://pan.baidu.com/share/link?shareid=2291917654&uk=3372569806

还有就是7个可能用到的驱动程序。这是我的板子上有的，驱动来源是官方例子。

SRAM_16Bit_512K.rar http://pan.baidu.com/share/link?shareid=2298119953&uk=3372569806

这是个16Bit 512k的ram。但是由于我的板子上还有个8M的DRAM，我没用这个

Audio_DAC_FIFO.rar http://pan.baidu.com/share/link?shareid=2302455541&uk=3372569806

这是个音频的模块（有个Audio嘛）

Binary_VGA_Controller.rar http://pan.baidu.com/share/link?shareid=2303528870&uk=3372569806

这是个视频的模块（VGA）

DM9000A.rar http://pan.baidu.com/share/link?shareid=2306257136&uk=3372569806

这是个比较强大的网络模块芯片。我的这个实习主要就是这个芯片

ISP1362.rar http://pan.baidu.com/share/link?shareid=2309925263&uk=3372569806

这是个串口芯片。貌似是用来连接USB的

SEG7_LUT_8.rar http://pan.baidu.com/share/link?shareid=2313948234&uk=3372569806

这是七段管。玩过电路的肯定不陌生

由于实习没有结束，所以我就不把工程给你们了。以后再传。而且在测试的时候发现，如果仅仅使用Import的话，一般是不能运行的

本下面的代码设计运行在Quartus II 9.0上和配套的Nios II 9.0 IDE

一、实现功能；

实现发包：
实现收包，获取包的长度
LCD屏幕和七段管显示收发包信息
LCD屏幕显示开发相关说明

二、 DM9000A的相关说明

图表 1DM9000A的功能模块分布

下面DM9000的通用初始化函数

我尽最大的可能解释了一下。但是后面还是有些没看懂，保留原始的注释

unsigned int DM9000_init (void)

{

unsigned int i; //这是后面需要用的循环次数控制。用来设置网卡MAC地址

iow(0x1E, 0x01); //0x1E寄存器为1表示允许输出

iow(0x1F, 0x00); //0x1F寄存器为0表示激活芯片功能

msleep(5); //等待2毫秒以上让物理器件上电成功

iow(NCR, 0x03); //NCR为3是调用软件的变量复位

usleep(20); //等待10微秒以上以完成软件的变量复位

iow(NCR, 0x00); //下面一小段代码就是重复执行软件复位。

iow(NCR, 0x03); //这是为了尽可能的保证复位操作成功

usleep(20);

iow(NCR, 0x00);

iow(0x1F, 0x01); //0x1F为1表示暂停芯片功能。

iow(0x1F, 0x00); //这里两行代码是为了重新启动芯片

msleep(10); //等待上电成功

phy_write(0,PHY_reset); //初始化芯片状态

usleep(50); //等待芯片初始化结束

phy_write(16, 0x404); //关闭节能模式

phy_write(4, PHY_txab); /* set PHY TX advertised ability: ALL + Flow_control */

phy_write(0, 0x1200); //开启自动协调，自动嗅探监测功能

msleep(5); //等待功能开启成功

for (i = 0; i < 6; i++) //将预设的MAC地址输入板卡

iow(16 + i, ether_addr[i]);

iow(ISR, 0x3F); //ISR一共有3个寄存器，存储中断信息。全部清空

iow(NSR, 0x2C); //清除阻塞信息

iow(NCR, NCR_set); //启用芯片功能，关闭MAC自环路模式

iow(0x08, BPTR_set); /* BPTR REG.08 (if necessary) RX Back Pressure Threshold in Half duplex moe only: High Water 3KB, 600 us */

iow(0x09, FCTR_set); /* FCTR REG.09 (if necessary) Flow Control Threshold setting High/ Low Water Overflow 5KB/ 10KB */

iow(0x0A, RTFCR_set); /* RTFCR REG.0AH (if necessary) RX/TX Flow Control Register enable TXPEN, BKPM (TX_Half), FLCE (RX) */

iow(0x0F, 0x00); /* Clear the all Event */

iow(0x2D, 0x80); //切换LED模式

/* set other registers depending on applications */

iow(ETXCSR, ETXCSR_set); /* Early Transmit 75% */

/* enable interrupts to activate DM9000 ~on */

iow(IMR, INTR_set); /* IMR REG. FFH PAR=1 only, or + PTM=1& PRM=1 enable RxTx interrupts */

/* enable RX (Broadcast/ ALL_MULTICAST) ~go */

iow(RCR , RCR_set | RX_ENABLE | PASS_MULTICAST); /* RCR REG. 05 RXEN Bit [0] = 1 to enable the RX machine/ filter */

/* RETURN "DEVICE_SUCCESS" back to upper layer */

return (ior(0x2D)==0x80) ? DMFE_SUCCESS : DMFE_FAIL;

}

三、整体实现

1. 硬件部分

CPU采用了NIOS II的标准类型。采用4M的Flash 和8M的SDRAM

采用DM9000A作为网络控制芯片。

使用18个拨动开关和4个按钮作为控制输入。，LCD_16207，七段管和26个LED灯作为输出。

2. 软件部分

调用了DM9000A和LCD_16207的相关驱动函数，组成了软件驱动部分。

三、具体实现：

硬件部分：

(1) 构建CPU模块

用鼠标点击左侧边框的红圈处Nios II Processor，如下图示

图表 1打开SoPC Builder

点击finish，添加cpu_0:

图表 2

再依次次添加三态桥、Ram、Flash、Pio等模块，这都是系统自带的，本实验还需要添加DM9000芯片、七段管、液晶显示屏的驱动，这一模块需要手动添加，将编写好的这几个驱动添加到工程文件夹下，之后在System Contents则能找到该模块，就可以添加进去了。

图表 3 添加IP核

其中需要注意的是，有的模块需要配置参数，例如：

图表 4 配置IP核参数

因为实验板的flash是4M的，所以需要将Address Width(bits)设置成18位的，这都是需要根据具体使用的实验板的型号不同配置不同的参数。

同理， SRAM使用16Bit的

(2) 绑定管脚

回到QuartusII中，新建一个.bdf文件，点击左侧的Symbol Tool的图标，将配置好的cpu拖进来，连接好电路后，根据DE2_pin_assignments.csv修改管脚名称，使每个管脚的名称都要与DE2_pin_assignments.csv文件中左侧的名称相对应。如图.注意：这里添加了一个用来稳频和倍频的锁相环。

图表 5 管脚绑定完成图

双击管脚，即可修改管脚名称，如图：

图表 6 修改管脚名称

管脚绑定完成后，硬件配置部分就完成了。打开NiosII IDE软件，进行软核部分代码的编写。

2. 软件部分

为了实现相关功能，除了要引入相关的驱动程序外，还需要编写一下几个文件

//GetState.h

#ifndef GETSTATE_H_

#define GETSTATE_H_

#endif /*GETSTATE_H_*/

int GetSWState(int i);

//HexToDec.h

#ifndef HEX2DEC_H_

#define HEX2DEC_H_

#endif /*HEX2DEC_H_*/

int Hex2Dec(int hex);

char* int2char(int i);

char* int2str(int i);

以及相关实现文件

//GetState.c

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <string.h>

#include <io.h>

#include "system.h"

#include "LCD.h"

//---------------

int GetSWState(int r)

{

int x = IORD(SW_BASE, 0); //获取SW寄存器的值

int i;

for(i = 0; i < r; i ++) //获取第r个开关的值

{

x /= 2;

}

return x % 2;

}

//HexToDec.c

#include <stdio.h>

#include "HexToDec.h"

int Hex2Dec(int hex) //将10进制的数显示在16进制的屏幕上

{

int g, s, b, q, w, sw, bw, qw, y;

int temp = hex;

int result;

g = temp % 10; temp /= 10;

s = temp % 10; temp /= 10;

b = temp % 10; temp /= 10;

q = temp % 10; temp /= 10;

w = temp % 10; temp /= 10;

sw = temp % 10; temp /= 10;

bw = temp % 10; temp /= 10;

qw = temp % 10; temp /= 10;

y = temp /=10;

result = g + 0x10 * s + 0x100 * b + 0x1000 * q + 0x10000 * w + 0x100000 * sw + 0x1000000 * bw + 0x10000000 * qw + 0x100000000 * y;

return result;

}

//----------------------------------------------

char* int2char(int i) //利用C语言的格式函数将int变成char*

{

char num[10] = {0};

sprintf(num, "%d", i);

return num;

}

//-----------------------------------------------

char* int2str(int i) //利用C语言的格式函数将int变成char*。但是有结束标志

{

char num[10] = {0};

sprintf(num, "%d\0", i);

return num;

}

//-----------------------------------------------

本程序从某种意义上说也算是一个小系统。Main函数由一下及部分组成：

void ethernet_interrupts() //负责完成数据包的接收功能

void ShowDescription() //负责完成开发说明的LCD屏显示

在main函数中除了开始的一些变量初始化，芯片初始化，欢迎界面，然后就是一个while(1)的循环。整体构架如下

数据包接受模块

开发说明显示模块

Main()

{

//DM9000A的初始化判断

//欢迎界面的显示功能

While(1)

{

//亮灯模块

//初始化模块

//开发说明显示模块

//发包模块

//收包模块

//刷新速度控制模块

}

//亮灯模块

* 亮灯的实际实现是通过对LED灯的寄存器写入一定的值来实现。

* 具体的函数是使用altera_avalon_pio_regs.h

* 头文件里的IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（BASE, Value）

* 这个函数的参数分别为寄存器的基地址(BASE)，赋值变量(Value)

for(t = 0; t < 8; t ++)

{

IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(PIO_0_BASE,1<<t);

LCD_Init();

}

//初始化模块

if(GetSWState(0)) //如果SW[0]为1成立

{

seg7_show(SEG7_LUT_8_0_BASE, 0); //七段管显示清零

rec_package = 0; //收包个数清零

send_package = 0; //发包个数清零

rx_len = 0; //获取的收包长度清零

last_rx_len = 0; //获取的上一个包的长度清零

}

//显示说明模块

if(GetSWState(1)) //如果SW[1]为1成立

{

ShowDescription(); //显示说明信息

}

//收包模块

if(GetSWState(17)) //如果SW[17]为1成立

{

LCD_Line1(); //LCD写入第一行

tran = TransmitPacket(TXT,0x40); //发送TXT数组的64个数据

msleep(250); //为方式发送失败,暂停250ms

send_package++; //发包个数统计

//初始化在LCD屏幕显示的字符

s[0] = 's'; s[1] = 'e'; s[2] = 'n'; s[3] = 'd';

s[4] = ':'; s[5] = '\0'; s[6] = '\0'; s[7] = '\0';

s[8] = '\0'; s[9] = '\0'; s[10] = '\0'; s[11] = '\0';

s[12] = '\0'; s[13] = '\0'; s[14] = '\0'; s[15] = '\0';

* 将发送的数据包个数拼接在S(一个Char[16]的字符数组)后.

* 同时使用了int2str自定义函数。可以把整型变成char*类型

strcat(s, int2str(send_package));

LCD_Show_Text(s); //LCD屏幕显示”send:[发包个数]”

}

else //如如果SW[17]为0成立

{

LCD_Line1(); //切换为第一行显示

* 动态显示

* PushSW17ToSend

* PushSW17ToSend |

* PushSW17ToSend /

* PushSW17ToSend -

if(t%4 == 0)

LCD_Show_Text("PushSW17ToSend -");

if(t%4 == 1)

LCD_Show_Text("PushSW17ToSend ");

if(t%4 == 2)

LCD_Show_Text("PushSW17ToSend |");

if(t%4 == 3)

LCD_Show_Text("PushSW17ToSend /");

}

//收包模块

if(GetSWState(16)) //如如果SW[16]为1成立

{

ethernet_interrupts(); //调用收包模块

* 这是对LCD输出字符的初始化

r[0] = 'r'; r[1] = 'e'; r[2] = 'c'; r[3] = 'e';

r[4] = ':'; r[5] = '\0'; r[6] = '\0'; r[7] = '\0';

r[8] = '\0'; r[9] = '\0'; r[10] = '\0'; r[11] = '\0';

r[12] = '\0'; r[13] = '\0'; r[14] = '\0'; r[15] = '\0';

LCD_Line2(); //切换到第二行显示

strcat(r, int2str(rec_package)); //将收到的包数拼接到输出字符数组上

LCD_Show_Text(r); //在LCD屏幕显示

}

else //如果SW[16]为0成立.功能同发包模块

{

LCD_Line2();

if(t%4 == 0)

LCD_Show_Text("PushSW16ToRece -");

if(t%4 == 1)

LCD_Show_Text("PushSW16ToRece ");

if(t%4 == 2)

LCD_Show_Text("PushSW16ToRece |");

if(t%4 == 3)

LCD_Show_Text("PushSW16ToRece /");

}

//调速模块

*SW[2]-SW[15]开关,如果有一个为1,则等待时间缩短20ms,为0增加20ms.

if(GetSWState(2)) {msleep(delay_short);}