Zynq UltraScale+ ZCU102入门教程01-GPIO流水灯

0.前言—永远的流水灯

之前玩过ZYNQ7020的板子，现在上手ZCU102；鉴于ZCU102的资料极少，仅可参考的教程只有官方文档，所以想写一系列教程，算是做个笔记，也为后来者提供参考。本章作为入门教程的第一章，偏重于整个工程的搭建，让大家能够快速点亮ZCU102上的流水灯，原理部分不做详解；
开发环境：**Vivado2017.4 VivadoSDK **

1.硬件环境搭建

step1.启动vivado2017.4，点击Open Example Project选项，然后点击next；
step2. 选择Base ZYNQUS+MPSOC；

step3. 选择工程保存的路径；

step4. 选择板子型号；

step5. 完成之后我们可以看到整个硬件架构图；

step6. 我们对这个硬件图不用做任何修改，同时不用生成输出文件，也不用产生顶层文件。对于硬件工程的修改，我们只用添加管脚约束即可，这里GPIO口输出位宽为8，对应ZCU102上的8个PL端的LED灯。查阅官方文档ug1182，在第81页可以看到8个LED灯的管脚如下：

step7. 点击Add Sources；

step8. 选择第一个；

step9. 创建文件，然后一路点击OK；

step10. 创建好文件之后，打开管脚约束文件：

step11. 根据官方文档给出的管脚号，编写管脚约束代码：

set_property PACKAGE_PIN AG14 [get_ports led_8bits_tri_o[0]]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports led_8bits_tri_o[0]]

set_property PACKAGE_PIN AF13 [get_ports led_8bits_tri_o[1]]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports led_8bits_tri_o[1]]

set_property PACKAGE_PIN AE13 [get_ports led_8bits_tri_o[2]]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports led_8bits_tri_o[2]]

set_property PACKAGE_PIN AJ14 [get_ports led_8bits_tri_o[3]]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports led_8bits_tri_o[3]]

set_property PACKAGE_PIN AJ15 [get_ports led_8bits_tri_o[4]]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports led_8bits_tri_o[4]]

set_property PACKAGE_PIN AH13 [get_ports led_8bits_tri_o[5]]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports led_8bits_tri_o[5]]

set_property PACKAGE_PIN AH14 [get_ports led_8bits_tri_o[6]]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports led_8bits_tri_o[6]]

set_property PACKAGE_PIN AL12 [get_ports led_8bits_tri_o[7]]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports led_8bits_tri_o[7]]

step12. 保存好文件后直接点击生成bit流文件：

step13. 等整个工程编译生成bit文件后，点击File -> Export -> Export Hardware…

step14. 选择Include bitstream，点击OK；

step15. 选择File -> Launch SDK，至此硬件工程完成，启动SDK软件工程；

2.软件工程

step1. 进入SDK中：

step2. 点击File -> New -> Application Project，输入工程名，然后点击Next；

step3. 选择Empty Application，然后finish；

step4. 新建一个文件：

step5. 输入文件名后，点击finish；

step6. 打开main.c文件后，复制下面代码到文件里，这里的代码是参考米联客ZYNQ教程。

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

#define LED 0x01   /* Assumes bit 0 of GPIO is connected to an LED  */
#define GPIO_EXAMPLE_DEVICE_ID  XPAR_GPIO_0_DEVICE_ID
#define LED_DELAY     10000000
#define LED_CHANNEL 1
		
XGpio Gpio; /* The Instance of the GPIO Driver */

#define XGpio_axi_WriteReg(BaseAddr, RegOffset, Data)	\
		Xil_Out32((BaseAddr) + (u32)(RegOffset), (u32)(Data))
#define XPAR_GPIO_LITE_ML_0 XPAR_AXI_GPIO_0_BASEADDR   //XPAR_AXI_GPIO_0_BASEADDR
#define GPIO_LITE_ML_REG0 0

int main()
{
	u8 i=0;
	XGpio_axi_WriteReg(XPAR_GPIO_LITE_ML_0,GPIO_LITE_ML_REG0,0X00);
	while(1)
	{
		for(i=0;i<=7;i++)
		{
		XGpio_axi_WriteReg(XPAR_GPIO_LITE_ML_0,GPIO_LITE_ML_REG0,1<<i);
		usleep(500000);
		}
		i=0;
	}
}

step7. 这里稍作说明下，XPAR_GPIO_0_DEVICE_ID和XPAR_AXI_GPIO_0_BASEADDR 分别代表GPIO的设备号以及基地址，这两个参数在xparameter.h中可以找到；XPAR_AXI_GPIO_0_BASEADDR 这个地址是我们在vivado硬件工程里分配的地址，一般系统都会自动分配，也可以自定义；

step8. 点击Run Configuration；

step9. 双击红色箭头指的位置：

step10. 勾选相应选项，然后点击Apply、最后点击Run；

step11. 可以看到板子上的PL端8个流水灯，依次点亮熄灭。

总结

从目前的GPIO流水灯实验中看来，ZCU使用起来大体和ZYNQ7020一样，关于整个工程的压缩包，将在评论区分享给大家。