第二课--C语言基础（3部分--共三部分）

0，前言

这节课程可以说手把手教程写C代码。具体看的过程不是很理解，但后来又反复看了几遍，还是可以理解的。这里进行一下课程总结。
首先这节课使用EMIO进行控制PL部分。使其数据发生变化（直接控制LED）或者是作为信号（控制LED）的计数使能。在PL部分代码如下。在PS部分首先是要有一定的C基础，这节课调用函数只是对GPIO进行初始化。然后调用相关函数或者是语句对其数据进行设置。以达到数据交互的作用。

module gpioled(input         wire        sclk        ,           //from zynq arm io 10nsinput        wire        rst         ,           //..input       wire [1:0]  armgpio     ,           //from zynq arm pin output      wire [1:0]  led                     //connect fpga pin
);
reg [26:0] div_cnt;
reg pulse_led;
//connect fpga pin
assign led[0] = armgpio[0];
assign led[1] = pulse_led;
//armgpio[1] use logic control
reg [2:0] div_cnt_ctrl;
//跨时钟域处理
always @ (posedge sclk)
begindiv_cnt_ctrl <= {div_cnt_ctrl[1:0],armgpio[1]};
end always @ (posedge sclk)
begin if(rst == 1'b1)div_cnt <= 'd0;else if(div_cnt_ctrl[2] == 1'b1)beginif(div_cnt[26] == 1'b1)div_cnt <= 'd0;else div_cnt <= div_cnt + 1'b1;end else div_cnt <= 'd0;endalways @ (posedge sclk)
beginif(rst == 1'b1)pulse_led <= 1'b0;else if(div_cnt[26] == 1'b1)pulse_led <= ~pulse_led;else pulse_led <= pulse_led;
end
wire [15:0] probe0;
assign probe0 = {div_cnt_ctrl[2],div_cnt[12:0],div_cnt[26],pulse_led
};ila_0 ila_led (.clk(sclk), // input wire clk.probe0(probe0) // input wire [15:0] probe0
);
endmodule

１，代码分析

在开始的时候，调用了两个有关的头文件。首先调用"xparameters.h"
```里面有很多的宏定义。其次就是"xgpiops.h"
文件里面有GPIO相关的函数。这里只要理解函数，就可以实现对LED的简单控制了。
首先在使用前，需要对GPIO进行初始化。

int initGpio(){GpioPsCfgPtr = XGpioPs_LookupConfig(GPIO_DEV_ID);int status;status =  XGpioPs_CfgInitialize(&GpioPs,GpioPsCfgPtr,GpioPsCfgPtr->BaseAddr);if(status != XST_SUCCESS){return status ;}XGpioPs_SetDirectionPin(&GpioPs,LED0,0x01);XGpioPs_SetDirectionPin(&GpioPs,LED1,0x01);XGpioPs_SetOutputEnablePin(&GpioPs,LED0,0x01);XGpioPs_SetOutputEnablePin(&GpioPs,LED1,0x01);return status ;
}

上面的就是自己定义的初始化函数。
首先先看XGpioPs_LookupConfig()这个函数。查下资料，就是说你的输入是一个设备的ID，会返回这个设备地址的指针。这个ID在头文件中可以找到。执行完这条语句。我们就得到了设备的指针。

使用的第二个函数就是
XGpioPs_CfgInitialize(&GpioPs,GpioPsCfgPtr,GpioPsCfgPtr->BaseAddr);同样进入官方手册，得到这个是为了初始化XGpioPs的。我们之前定义得对象，这里进行配置。首先输入地址，使用取地址运算符得到我们需要配置的变量的地址，就是之前那个结构体（XGpioPs GpioPs;）。第二个参数第三个参数都是我们需要配置的地址。我们提供相应的配置信息。

This typedef contains configuration information for a device.
typedef struct {u16 DeviceId;       /****< Unique ID of device** */u32 BaseAddr;     /**< Register base address */
} XGpioPs_Config;

进入查看发现这个函数返回值是一个固定的，但是这里依旧进行判断。

if(status != XST_SUCCESS){return status ;}若是不成功，返回错误信息。

接下来对每个变量的引脚方向进行设定。也就是下面这个函数。void XGpioPs_SetDirectionPin(XGpioPs *InstancePtr, u32 Pin, u32 Direction)在函数文件介绍中，有关的设定可以看得很清楚。这里面还嵌套了几个函数，也是很复杂的。但我们只需要知道这个函数的功能即可。设定引脚，设定方向。这里全部是输出。因此是1

接下来进行输出使能设定。我们使两个都使能。因此这里依据提供的资料描述，进行设定。

到这里。初始化已经完成了。接下来进行主函数的编写。
首先初始化我们的GPIO。接下来直接使能我们的LED1。也就是控制我们的PL段一直计数。接着使用循环。使能我们二段LED0发生亮灭的变化。因为LED0直接和引脚挂在一起。
运行程序后发现我们的两个led灯一个一秒闪灭，一个两秒闪灭。

usleep()函数是延时函数，暂停程序运作，()里的参数决定了暂停的时间。是一百万分之1秒为基础单位的。

#include <stdio.h>
#include "platform.h"
#include "xil_printf.h"
#include "xgpiops.h"      //import gpio
#include "xparameters.h"
#define GPIO_DEV_ID XPAR_PS7_GPIO_0_DEVICE_ID           //redefine device id
#define LED0 54
#define LED1 55
XGpioPs GpioPs;//实例化一个对象，将对其进行配置
XGpioPs_Config *GpioPsCfgPtr;
int main()
{int led = 0;initGpio();//initial GPIOXGpioPs_WritePin(&GpioPs,LED1,0x01);while(1){usleep(2000000);XGpioPs_WritePin(&GpioPs,LED0,led);led = ~led;}
//  for (i = 0 ; i <8 ; i++){
//      XGpioPs_WritePin(&GpioPs,LED1,0x00);//reset counter
//      usleep(5000000);
//      XGpioPs_WritePin(&GpioPs,LED1,0x01);
//      usleep(5000000);
//  }print("Hello World\n\r");return 0;
}
//initial gpio
int initGpio(){GpioPsCfgPtr = XGpioPs_LookupConfig(GPIO_DEV_ID);int status;status =  XGpioPs_CfgInitialize(&GpioPs,GpioPsCfgPtr,GpioPsCfgPtr->BaseAddr);if(status != XST_SUCCESS){return status ;}XGpioPs_SetDirectionPin(&GpioPs,LED0,0x01);XGpioPs_SetDirectionPin(&GpioPs,LED1,0x01);XGpioPs_SetOutputEnablePin(&GpioPs,LED0,0x01);XGpioPs_SetOutputEnablePin(&GpioPs,LED1,0x01);return status ;
}

2，课后作业–呼吸灯的代码书写

int i,j;
int led=0;
initGpio();//INITIAL GPIO
XGpioPs_WritePin(&GpioPs,LED1,0x01);//fpga led flash
while(1){for(i=0;i<1000;i++){for(j=0;j<1000;j++){if(i>j){XGpioPs_WritePin(&GpioPs,LED0,0x01);}else{XGpioPs_WritePin(&GpioPs,LED0,0x00);}}}
}

作业这部分代码是直接粘贴的共享文档中的内容。这里简单分析下。首先实现呼吸灯的的功能，之前有做过呼吸灯。就是两个计数器，把一秒分为1000份，进行计数。使亮灯的时间从1一直加到1000在反过来进行一次操作即可。基于Verilog实现呼吸灯
这个是之前用纯逻辑实现的，原理可以参考，是一样的。