实验任务

本实验通过使用AXI GPIO IP，实现对LED灯的控制。

实验框图

实验框图如下，相比较之前的 Hello World 的实验工程框图，这个实验只是多了AXI GPIO这个IP核。AXI GPIO 和 AXI UART 都通过 AXI Interconnect 模块与 MicroBlaze 互联，Microblaze 处理器输出 LED 灯的控制信号，通过 AXI Interconnect 互联模块传输到 AXI GPIO 模块，AXI GPIO 模块根据 AXI4-Lite 协议将 LED 灯控制信号解析出来，输出到 FPGA 的 LED 引脚，从而实现控制 LED 灯。

硬件设计（Vivado部分）

由于大部分的操作和 Hello World 的实验操作类似，所以一些不重要的步骤就简化掉。

以 Hello World 的实验为基础，点击File->Project->Save As，将工程重命名为axi_gpio_led。

配置 IP

打开 Block Design，添加 AXI GPIO 模块，并对其进行配置。

将GPIO的位宽配置成4，因为有4个LED灯需要控制，其余参数保持默认即可。

点击自动连线，系统会自动连线。

重新“Generate Output Products”和“Create HDL Wrapper”

Generate Output Products主要是把IP参数和连接信息更新到Project中，同时也会检查错误。

Create HDL Wrapper的作用是将各个模块或者代码文件例化到顶层文件中。

添加约束信息

在这个工程中，需要额外对LED进行绑定，以自己的开发板管脚约束绑定。

set_property PACKAGE_PIN T6 [get_ports reset_n]
set_property IOSTANDARD LVCMOS15 [get_ports reset_n]
set_property PACKAGE_PIN N15 [get_ports uart_txd]
set_property PACKAGE_PIN P20 [get_ports uart_rxd]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports uart_rxd]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports uart_txd]
set_property PACKAGE_PIN R4 [get_ports diff_clk_clk_p]
set_property IOSTANDARD DIFF_SSTL15 [get_ports diff_clk_clk_p]
create_clock -period 5.000 [get_ports diff_clk_clk_p]

set_property PACKAGE_PIN B13 [get_ports {LED_tri_io[0]}]
set_property PACKAGE_PIN C13 [get_ports {LED_tri_io[1]}]
set_property PACKAGE_PIN D14 [get_ports {LED_tri_io[2]}]
set_property PACKAGE_PIN D15 [get_ports {LED_tri_io[3]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {LED_tri_io[3]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {LED_tri_io[2]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {LED_tri_io[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {LED_tri_io[0]}]

最后生成比特流文件，导入到硬件中，启动SDK，进入软件部分的设计。

软件设计（SDK部分）

同之前 Hello World 的实验工程一样，新建一个工程项目命名为axi_gpio_led，并在src文件夹中添加新的代码文件，命名为main.c。

#include "xparameters.h"
#include "xgpio.h"
#include "xil_printf.h"
#include "sleep.h"

#define GPIO_DEVICE_ID  XPAR_GPIO_0_DEVICE_ID
#define LED_CHANNEL 1
#define LED_DELAY   50000000

XGpio Gpio; 

int main(void)
{
	int Status;
	int i=0;

	//初始化gpio
	Status = XGpio_Initialize(&Gpio, GPIO_DEVICE_ID);
	if (Status != XST_SUCCESS) {
		xil_printf("Gpio Initialization Failed\r\n");
		return XST_FAILURE;
	}

	//设置数据方向  0为输出 1为输入
	XGpio_SetDataDirection(&Gpio, LED_CHANNEL, 0);

	//循环闪烁LED

	while (1) {
	//向指定通道写入数据，LED每0.5秒流转一次
	XGpio_DiscreteWrite(&Gpio, LED_CHANNEL, 0x01 << i);
	//循环计数，表示第几个灯亮
	if(i == 3)
	i = 0;
	else
	i = i + 1;
	//延时0.5秒
	usleep(500000);
	 }
	return 0;
}
//代码来源于正点原子

代码设计流程为：