友晶Altera Cyclone V GX Starter Kit开发板使用ADC-第一篇

1. 拿到板子在，做工很好，属于GX系列，GX应该是高速收发器

2. 去探究下GX是什么用途，大约有6个型号，这个板子是5CGXFX5，有77 LE逻辑单元，这个收发器不知道是什么？6个 3.125G Transceivers收发器。

3. 进去下载的资料发现有个ADC的例程，打算研究下ADC的例程

4. 这个板子有个配套的上位机ControlPanel软件，猜测是通过电脑的下载接口USB Blaser给板子下发指令，让板子去执行相应的操作。这个软件的操作就不说了。参考C5G_User_Manual.pdf第二章

5. 正式开始ADC的学习，板子试用ADC是LTC2308，看下它的介绍，8通道，12位的ADC，SPI接口

The LTC2308 is a low noise, 500ksps, 8-channel, 12-bit ADC with an SPI/MICROWIRE compatible serial interface. The internal conversion clock allows the external serial output data clock (SCK) to operate at any frequency up to 40MHz.

6. 看下接口图，正板子上有Arduino的接口

7. 看下原理图，U17，FPGA的电平难道是1.2V的？74AVC4T774电平转换，LTC2308和FPGA有4根线，标准的SPI接口

8. 通信的时序图

9. 打开工程看一下，本次还是用NIOS系统

 module C5G_ADC(

     //////////// CLOCK //////////
     CLOCK_125_p,
     CLOCK_50_B5B,
     CLOCK_50_B6A,
     CLOCK_50_B7A,
     CLOCK_50_B8A,

     //////////// LED //////////
     LEDG,
     LEDR,

     //////////// KEY //////////
     CPU_RESET_n,
     KEY,

     //////////// SW //////////
     SW,    

     //////////// ADC SPI //////////
     ADC_CONVST,
     ADC_SCK,
     ADC_SDI,
     ADC_SDO,

     //////////// GPIO, GPIO connect to GPIO Default //////////
     GPIO
 );
 input                           CLOCK_125_p;
 input                           CLOCK_50_B5B;
 input                           CLOCK_50_B6A;
 input                           CLOCK_50_B7A;
 input                           CLOCK_50_B8A;

 //////////// LED //////////
 output             [:]        LEDG;
 output             [:]        LEDR;

 //////////// KEY //////////
 input                           CPU_RESET_n;
 input              [:]        KEY;

 //////////// SW //////////
 input              [:]        SW;

 //////////// ADC SPI //////////
 output                          ADC_CONVST;
 output                          ADC_SCK;
 output                          ADC_SDI;
 input                           ADC_SDO;
 //////////// GPIO, GPIO connect to GPIO Default //////////
 inout             [:]        GPIO;

 wire ADC_SCK_DELAY;
     C5G_QSYS u0 (
         .clk_clk                        (CLOCK_50_B5B),                        //                     clk.clk
         .reset_reset_n                  (CPU_RESET_n),                  //                   reset.reset_n
         .sw_external_connection_export  (SW),   //  sw_external_connection.export
         .adc_ltc2308_conduit_end_CONVST (ADC_CONVST), // adc_ltc2308_conduit_end.CONVST
         .adc_ltc2308_conduit_end_SCK    (ADC_SCK),    //                        .SCK
         .adc_ltc2308_conduit_end_SDI    (ADC_SDI),    //                        .SDI
         .adc_ltc2308_conduit_end_SDO    (ADC_SDO),     //                        .SDO
         .adc_ltc2308_conduit_end_SCK_DELAY (ADC_SCK_DELAY) //                        .SCK_DELAY
     );
 assign GPIO[] = ADC_SCK;
 assign GPIO[] = ADC_SCK_DELAY;
 assign GPIO[] = ADC_SDI;
 assign GPIO[] = ADC_SDO;
 signaltap_pll  u_sig_pll(
         .refclk(CLOCK_50_B7A),   //  refclk.clk
         .rst('b0),      //   reset.reset
         .outclk_0(), // 200MHz for signaltap sample clock.
         .locked()    //  locked.export
     );
 endmodule

10. 不明白上面的GPIO是什么用途？

11. 搞完这些，需要用C语言去开发上层了，估计要用到EDS软件。

12. NIOS II EDS是用来搞NIOS软核处理器的开发软件，是Quartus自带的软件。还有个SOC EDS软件，是搞Cyclone V系列，带ARM内核的，需要另外安装

13. 打开NIOS II EDS软件，选择工作空间的时候，选择E:\FPGA\cyclone_v_gx\Demonstrations\C5G_ADC\software，这个路径，直接就添加了工程，有2个工程，一个是库BSP，类似于底层的。一个是我们自己写的工程，其中HAL库这个很重要，包括了很多需要用到的库函数。

14. 研究下mian.c代码

 #include <stdio.h>
 #include <io.h>
 #include <unistd.h>

 #include "system.h"

 void main(void){
     int ch = ;
     const int nReadNum = ; // max 1024
     int i, Value, nIndex=;

     printf("ADC Demo\r\n");
     while(){
         ch = IORD(SW_BASE, 0x00) & 0x0F;

         printf("======================= %d, ch=%d\r\n", nIndex++, ch);
         // set measure number for ADC convert
         IOWR(ADC_LTC2308_BASE, 0x01, nReadNum);

         // start measure
         IOWR(ADC_LTC2308_BASE, 0x00, (ch << ) | 0x00);
         IOWR(ADC_LTC2308_BASE, 0x00, (ch << ) | 0x01);
         IOWR(ADC_LTC2308_BASE, 0x00, (ch << ) | 0x00);
         usleep();

         // wait measure done
         while ((IORD(ADC_LTC2308_BASE,0x00) & 0x01) == 0x00);

         // read adc value
         for(i=;i<nReadNum;i++){
             Value = IORD(ADC_LTC2308_BASE, 0x01);
             printf("CH%d=%.3fV (0x%04x)\r\n", ch, (float)Value/1000.0, Value);
         }

         usleep(*);
     } // while
 }

15. 先下载FPGA工程，插上USB线，USB BLASTER接口，驱动正确识别。拨码开关SW11到RUN模式。

16. 编程EDS下载测试。需要修改环境变量，和包含的头文件路径，编译工程。

17. 下载运行，先点菜单栏的RUM -> RUN configuration，选择目标连接Target Connection，点击Refresh刷新一下，看到板子，然后点击Run按钮。

18. 看到Nios II Console有输出

19. 这次剩下的疑问，ADC_LTC2308_BASE这个地址的寄存器是什么样子的？在C语言实现的原理是什么？

比如下面的代码，设置ADC的测量精度，0x01代表什么？如果是寄存器，那么每个寄存器的位的说明文档在哪里？如果不是寄存器，那是什么？

 // set measure number for ADC convert
 IOWR(ADC_LTC2308_BASE, 0x01, nReadNum);