本教程为初学者提供NIOS软核处理器的基础教学，通过实现经典的跑马灯实验及LCD屏幕显示功能，帮助读者掌握基础编程和硬件配置技巧。
本段落将深入探讨如何利用NIOS II嵌入式处理器与Quartus II软件工具进行基于FPGA的系统级设计，并通过创建简单的跑马灯及LCD显示应用来帮助初学者理解NIOS II软核处理器的工作原理及其在硬件上的实现方法。
**1. NIOS II处理器**
由Altera公司开发的32位RISC嵌入式处理器NIOS II，提供了多种内核选项以适应不同的设计需求。在这个实例中，我们将使用基础版的NIOS II处理器来控制LED灯和LCD显示。
**2. Quartus II 7.2**
Quartus II是Altera公司开发的一款旗舰级FPGA综合与设计工具，用于基于Altera FPGA项目的开发工作。在版本7.2中，它支持包括系统构建、硬件描述语言（HDL）设计、软件开发和硬件仿真在内的多项功能。
**3. SOPC Builder**
作为Quartus II的一部分，SOPC Builder被用来创建System-on-a-Programmable-Chip (SOPC) 系统。在这个实例中，我们将使用它来配置NIOS II处理器及其外设接口、LED驱动器和LCD控制器等必要硬件组件。
**4. 跑马灯设计**
跑马灯是展示基本定时与计数概念的常见演示项目，通过轮流点亮8个LED实现。在基于NIOS II系统的环境中，这通常需要编写C或C++程序，并使用中断服务例程来改变LED的状态。每当系统中的定时器溢出时，都会更新一次LED状态。
**5. LCD显示**
提供了一种硬件上展示文本信息的方式的LCD（液晶显示器）模块，在基于NIOS II系统的环境中，这要求配置适当的控制器并编写驱动程序以与之通信。此过程包括向LCD控制器发送命令和数据、控制背光以及设置显示模式等操作。
**6. 设计流程**
1. **系统配置**: 在SOPC Builder中选择NIOS II处理器、定时器、GPIO端口（用于LED）及LCD控制器。
2. **生成硬件描述文件**: SOPC Builder会自动生成相应的HDL代码，如VHDL或Verilog，以描述整个系统。
3. **编写软件**: 使用Nios II Software Build Tools for Embedded (SBTE) 创建工程，并在此基础上开发控制LED和LCD的CC++程序。
4. **编译与下载**: 利用Quartus II综合、适配及编程HDL代码至FPGA，同时使用该工具对软件进行编译并将其加载到NIOS II处理器的片上内存中。
5. **运行与调试**: 在硬件上执行程序，并通过观察LED和LCD显示来验证其功能。可能还需要借助JTAG接口实施在线调试。
通过这个入门实例的学习，你将掌握如何把软核处理器集成进FPGA设计之中以及利用它控制外设的方法。随着经验的积累，你可以开发更复杂的嵌入式系统，例如添加串行通信、模拟IO等功能以满足实际项目的需求。
5星
