第10章 工程实例8——电子点菜单设计
本章导读
本章的工程实例至少结合了第4、6、8、9章的内容，集成实现了一个“电子点菜单”的雏形，虽然还不能称得上真正意义上的“点菜单”，但是已经非常接近实际产品了，相信在聪明的读者手中这个雏形很快就能摆上“大雅之堂”。话说回来，大家可要好好体会这个设计的精髓。
10.1 功能概述
民以食为天，随着经济的发展，人民的生活水平逐渐提高，“吃”在日常的生活中越来越重要，加上紧张的工作，人们逐渐更喜欢在外边的餐馆吃饭。由于顾客的增加，餐馆也出现了一些问题。比如，针对纸质菜单，由于无法根据采购原材料成本的变动实时调整菜品的价格，而不得不在纸质菜单上贴白纸条，这样每年至少需要更换2~3次纸质菜单，费时费力。另外，客人点餐服务员在手写单的过程中易出错、用时长，点餐效率低，在饭店繁忙的时候，服务员无法及时为顾客点餐，导致客人流失等。针对这些现象，电子点菜单应运而生。
本实例就是要实现一个简易版本的电子点菜单，主要完成产品的图像预存储、用户指令接收、图像实时显示和界面设计。系统功能框图如图10-1所示。
NIOS II处理器通过Avalon-MM总线与系统定制外设进行数据交互，主要的外设包括UART外设、Flash控制器、LCD控制器以及GPIO外设。UART外设用于接收上位机软件发送的图片数据，并且接收触摸屏校准指令。Flash控制器实现图片数据写入和读出用于显示。LCD控制器则用于实现NIOS II处理器写入当前所需图像数据的显示。GPIO外设模拟IIC时序驱动控制AD芯片（AW2803）转换的触摸屏坐标参数。
本实例的电子点菜单分三级、共31张图片，如图10-2所示。
NIOS II软件的整体流程如图10-3所示。在各种外设初始化后，首先让LCD显示主菜单图片；接着进入主循环，依次判断串口“下载”指令、串口通用指令或触摸屏中断事件的发生，在这些事件触发后，调用相应的处理函数。
10.2 装配说明
本实例除了主控的VIP核心板，还需要SF-USB子板和SF-L70子板。它们的连接示意如图10-4所示。VIP核心板的P2插座连接到SF-USB子板的P1插座，VIP核心板的P4插座连接到SF-L70子板的P3插座。SF-USB子板通过UART-USB插座P4连接到PC机，而SF-L70子板的P1和P2插座则分别连接到液晶屏的触摸屏和40PIN FPC连接器上。
10.3 IP核配置——FIFO配置
1.FIFO概述
FIFO（First In First Out），即先入先出，是一种典型的计算机数据或指令处理机制，和中国人所谓的“先来后到”理念有异曲同工之妙。而这里要说的FIFO存储器和前面带有地址可直接定位操作的ROM或RAM存储器不同，FIFO存储器没有地址定义；那你可能会认为FIFO存储器和移位寄存器差不多，还真“差不多”，但是FIFO存储器的输出可要比移位寄存器灵活，移位寄存器只要存储深度固定，基本上只能在存储器被“填满”或有固定个数的数据字节被“填满”时，我们才能够读出或输出数据，而FIFO存储器则一旦有数据写入或输入，随时都可以在读出或输出端进行操作，获得数据。
如图10-5所示，我们可以简单地认为FIFO存储器内部就是一条整齐划一的“队列”，操作起来就是一个挨着一个，并且井然有序。FIFO存储器的机理虽然简单，但是作用却异常强大，在多芯片数据交换传输的应用中，往往都会将FIFO存储器用作承前启后的“缓冲器”。
2.FIFO例化说明
ddr_avl_bridge.v模块中使用了3个FIFO，分别用于DDR2数据写入缓存和DDR2数据读取缓存。实际上，我们只需要例化两种类型的FIFO，即图10-6所示的名称为rdfifo_for_sdram和
wrfifo_for_sdram的两个FIFO。
为什么这里可以有两个名称为“rdfifo_for_sdram”的FIFO呢？其实，仔细看，你会发现这两个FIFO在“：”后面的名称不一样。一个为“rdfifo_dj_for_sdram_inst”，另一个
为“rdfifo_rf_for_sdram_inst”。我们可以先到ddr_avl_bridge.v模块的Verilog代码中查看一下这两个FIFO的例化。
//例化SDRAM读出数据缓存FIFO模块
rdfifo_for_sdram rdfifo_rf_for_sdram_inst(
.aclr(!local_rst_n || rdfifo_clr_r[3]),
.data(local_rdata), //128bit input
.rdclk(clk_33m),
.rdreq(lcd_rfreq),
.wrclk(phy_clk),
.wrreq(local_rdata_valid && rf_dj_flag),
.q(lcd_rfdb), //16bit output
.wrusedw(rfifo_rf_used)
);
//例化SDRAM读出数据缓存FIFO模块
rdfifo_for_sdram rdfifo_dj_for_sdram_inst(
.aclr(!local_rst_n || rdfifo_clr_r[3]),
.data(local_rdata), //128bit input
.rdclk(clk_33m),
.rdreq(lcd_djreq),
.wrclk(phy_clk),
.wrreq(local_rdata_valid && !rf_dj_flag),
.q(lcd_djdb), //16bit output
.w
){kind=tracking}
