ZYNQ7020：PS控制PL动态调整PWM占空比

ZYNQ7020芯片要发挥双处理器的协同作用，就要PS通过AXI总线来动态控制PL。要实现这个功能，就要创建一个IP核，PS端通过对寄存器地址的读写来实现对PL的控制。本实验采用米尔科技的Z-TURN（MYS-7Z020）开发板，控制三色灯 D34实现PS端占空比动态可调的PWM呼吸灯。

1 新建一个 Vivado 工程，命名为custom_pwm_ip，芯片选择：

 2 添加 PS 的 IP 核并配置
点击这个 Add IP 添加 IP 核

输入 zynq，然后双击添加 zynq 核

双击 ZYNQ 核导入配置文件
 

这里导入的是custom_pwm_ip.tcl配置文件，可使用官方提供的axi_gpio.tcl 配置文件（重命名即可）。
 

3 创建自定义 IP
1) 点击菜单“Tools->Create and Package IP...”

2) 选择“Next”
 

3) 选择创建一个新的 AXI4 设备
 

4) 名称填写“ax_pwm” ,描述填写“alinx pwm”，然后选择一个合适的位置用来放 IP（默认位置即可，名称和描述可以根据自己的需要来改写，这里直接使用了alinx的项目命名）

 5) 下面参数可以指定接口类型、寄存器数量等，这里不需要修改，使用 AXI Lite Slave 接口， 4
个寄存器。

6) 点击“Finish”完成 IP 的创建
 7) 在“IP Catalog”中可以看到刚才创建的 IP

 

8) 这个时候的 IP 只有简单的寄存器读写功能，我们需要修改 IP，选择 IP，右键“Edit in IP
Packager
 

9) 这是弹出一个对话框，可以填写工程名称和路径，这里默认，点击“OK”
 

10) Vivado 打开了一个新的工程
 11) 添加 PWM 功能的核心代码

12) 添加代码时选择复制代码到 IP 目录
 13) 修改“ax_pwm_v1_0.v”，添加一个 pwm 输出端口

14) 修改“ax_pwm_v1_0.v”，在例化“ax_pwm_V1_0_S00_AXI” ,中添加 pwm 端口的例化
 

15) 修改“ax_pwm_v1_0_s00_AXI.v”文件，添加 pwm 端口，这个文件是实现 AXI4 Lite Slave 的
核心代码
 

16) 修改“ax_pwm_v1_0_s00_AXI.v”文件，例化 pwm 核心功能代码，将寄存器 slv_reg0 和 slv_reg1用于 pwm 模块的参数控制。
 

17) 双击“component.xml”文件
 

18) 在“File Groups”选项中点击“Merge changers from File Groups Wizard”
 

19) 在“Customization Parameters”选项中点击“Merge changes form Customization Parameters
Wizard
 

20) 点击“Re-Package IP”完成 IP 的修改
 

4 添加自定义 IP 到工程
 1) 搜索“pwm”，添加“ax_pwm_v1.0

 

2) 点击“Run Connection Automation”
 

3) 导出 pwm 端口
 

最后的Diagram如下图所示： 4) 保存设计，并 Generate Output Products

5) 添加 xdc 文件分配管脚，把 pwm_0 输出端口分配给三色灯的一个Pin脚，做一个呼吸灯

（三色灯 D34对应的三个Pin脚：R14、Y16、Y17）

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports pwm_0]
set_property PACKAGE_PIN Y16 [get_ports pwm_0]

 

6) 编译生成 bit 文件，导出硬件
 

5 启动 SDK， 新建 fsbl
 点击菜单栏上的 File->Launch SDK->OK 启动 SDK

 

点击 File->Application Project 新建工程
 

输入工程名为 fsbl
 

选择 Zynq FSBL
 

生成的 fsbl 如下图所示
 

6 新建一个 custom_pwm_ip 工程
点击 File->Application Project 新建工程
 

输入工程名 custom_pwm_ip（注意：Board Support Package选择：Use existing fsbl_bsp）

 

 选择 hello_world 工程模板

新建 custom_pwm_ip工程完成后， 如下图所示
 

先看看 APP 的目录下的资源，可以找到一个 ax_pwm.h 的文件，这个文件里包含
里对自定义 IP 寄存器的读写宏定义
 在 bsp 里找到“xparameters.h”文件，这个非常重要的文件，里面找到了自定 IP 的寄存器
基地址，可以找到自定义 IP 的基地址。
 

有个寄存器读写宏和自定义 IP 的基地址，我们开始编写代码，测试自定义 IP，我们先通过
写寄存器 AX_PWM_S00_AXI_SLV_REG0_OFFSET，控制 PWM 输出频率，然后通过写寄存器
AX_PWM_S00_AXI_SLV_REG1_OFFSET 控制 PWM 输出的占空比。

#include <stdio.h>
#include "platform.h"
#include "xil_printf.h"
#include "ax_pwm.h"
#include "xil_io.h"
#include "xparameters.h"
#include "sleep.h"
 
unsigned int duty;
 
int main()
{
    init_platform();
 
    print("Hello World\n\r");
 
	//pwm out period = frequency(pwm_out) * (2^N) / frequency(clk);
	AX_PWM_mWriteReg(XPAR_AX_PWM_0_S00_AXI_BASEADDR, AX_PWM_S00_AXI_SLV_REG0_OFFSET, 17179);//200hz
	//duty = (2^N) * (1 - (duty cycle)) - 1
	while (1) {
		for (duty = 0x8fffffff; duty < 0xffffffff; duty = duty + 100000) {
			AX_PWM_mWriteReg(XPAR_AX_PWM_0_S00_AXI_BASEADDR, AX_PWM_S00_AXI_SLV_REG1_OFFSET, duty);
			usleep(100);
		}
	}
 
    cleanup_platform();
    return 0;
}

 7 生成 BOOT.bin 文件
右击 custom_pwm_ip ->Create boot Image

 

点击 Create Image， 生成 BOOT.bin 启动文件
 

将这个 BOOT.bin 文件拷贝到 TF 卡
开发板打到 SD 卡启动模式， JP2 闭合、 JP1 断开
程序运行后可以看到三色灯 D34 会不停闪烁
 

 按开发板的 RESET 复位按键可以看到串口打印 Hello World