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SOPC (System on a Programmable Chip,可编程片上系统)是Altera公司提出的一种灵活、高效的SOC解决方案,是一种新的软硬件协同设计的系统技术。它将处理器、存储器和I/O口等系统设计需要的功能模块集成到FPGA器件上。NiosⅡ软核处理器是Altera公司推出的最具代表性的嵌入式软核处理器,基于Nios Ⅱ软核的SOPC系统,配以丰富的集成外设,用户可以构成各种不同的智能系统,广泛用于通信、家电和工控等众多领域。本文以设计与开发适合高职电类专业教学的简易SOPC实验系统为背景,对采用Altera公司的Cyclone Ⅱ系列的EP2C35F672型号FPGA芯片为核心的基于Nios Ⅱ的SOPC实验系统的设计与开发方法进行分析与研究。本文的研究内容如下：一、简要介绍了论文的研究背景、目的、意义和SOPC技术在国内外发展和研究状况。二、研究基于Nios Ⅱ的SOPC实验系统的硬件电路总体设计方案,有针对性的讨论了系统供电电源、复位及时钟、配置电路等核心电路设计方法,以及按键、LED、动态数码管、电机驱动、速度检测、音频模块等系统外围硬件电路的原理与设计方法。三、介绍了基于Nios Ⅱ的SOPC系统的结构和特点,及利用Quartus软件、SOPC Builder工具及Nios Ⅱ IDE集成软件开发环境的使用方法。研究基于Nios Ⅱ的SOPC系统硬软件系统的设计流程及开发方法。四、以基于Nios Ⅱ的直流电动机数字PID调速系统为重点,分析基于Nios Ⅱ的SOPC系统硬软件设计方法。分析直流电动机的调速控制方式,讨论数字PID调速控制实现方法,研究基于Nios Ⅱ的直流电动机数字PID调速系统的硬软件系统实现方法,并通过仿真和实验的技术手段验证了方案的可行性。比较基于Nios Ⅱ的SOPC系统与其他嵌入式系统的优势。通过本文的研究,开发出了适合面向工程实践的电类专业EDA教学的SOPC实验系统,可用于高职电类专业学生的实验与实训教学使用,能让学生尽快了解与熟悉SOPC技术的特点与开发流程。