C语言SOPC程序实战：DE2-115板流水灯、按键中断与LCD显示

SOPC (System-on-a-Programmable-Chip) 程序是一种在嵌入式系统设计中广泛应用的工具，特别是在 Altera DE2-115 开发板上，通过C语言实现了一系列功能模块，如流水灯、按键中断、定时器和LCD显示，以供学习者进行比较和理解。本文档中的实验一是针对流水灯控制的一个实例，旨在演示如何利用SOPC的硬件资源和编程接口来构建基本的LED灯循环控制系统。 首先，我们看到的`system.h`和`altera_avalon_pio_regs.h`头文件包含了系统库和ALTERA Avalon Pio（Parallel Input/Output）相关的函数定义。`system.h`通常包含了标准C语言库函数的声明，而`altera_avalon_pio_regs.h`则定义了与硬件Pio数据和方向寄存器交互的宏，用于读取和写入寄存器地址，如`IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA`用于写入数据到指定的基地址的Pio数据端口。 实验一的核心部分是`alt_main`函数，其中定义了一个`led`变量用于存储LED的状态，一个`dir`变量控制LED的输出方向，以及一个`i`变量用于计时。`led`初始值为0x2，`dir`设置为0，表示所有LED初始为输入模式。程序通过一个无限循环，检查`led`的最高位（MSB），如果为1，则改变`dir`的值（将低一位设为输出，其他位保持输入），然后根据`dir`更新`led`的值，实现LED逐位切换。`IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA`函数负责将`led`的新值写入到Pio数据寄存器，使LED实际发光。为了实现延时效果，通过`while`循环控制`i`的递增，当`i`达到200000次时，LED状态会更新一次，这个时间大约对应于1秒的延迟。 `alt_types.h`文件定义了一些基本的数据类型，如8位和16位无符号整型，这在C语言中用于内存管理和数据操作。 在硬件配置方面，`altera_avalon_pio_regs.h`中的宏定义允许程序员以简洁的方式访问硬件的地址空间，例如`IOADDR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA`用于获取Pio数据寄存器的地址。 这段代码展示了如何在SOPC环境下，利用C语言编写并控制硬件设备，实现简单的LED灯控制功能，并且易于扩展到其他类似硬件平台。通过这些实验，学习者可以深入理解嵌入式系统编程的基本原理，熟悉硬件驱动程序的编写，以及如何处理中断和定时器等高级功能。同时，对于初学者来说，这是一个很好的实践平台，能够提升他们对硬件和软件交互的理解。