嵌入式系統(tǒng)設(shè)計實訓(xùn) 說明書-基于ARM的世界時鐘

1、編號 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計實訓(xùn) (論文)說明書目錄引言11設(shè)計任務(wù)12硬件設(shè)計1電路原理1LPC2132控制電路模塊112864顯示模塊23主要元器件介紹3LPC2132芯片3的管腳3的主要性能3LCD12864的介紹43.2.1 12864的電器特性53.2.2 12864的接口功能54實訓(xùn)總結(jié)6謝辭7參考文獻(xiàn)8附錄9摘要在英國的格林威治天文臺，有一個國際標(biāo)準(zhǔn)時中心，通過天文觀察恒星，校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)時鐘，作為世界標(biāo)準(zhǔn)時間。以此為中心，全球以經(jīng)線又分為24時區(qū)，作為各國標(biāo)準(zhǔn)時采用。不同的國家因為時區(qū)不同，所以時間也不同。但都是在世界標(biāo)準(zhǔn)時間的基礎(chǔ)上，加上時區(qū)所差的時間，作為本國的時間。本課題是基于嵌入式的

2、世界時鐘設(shè)計，采用LPC2132中央控制單位，3個按鍵分別用于調(diào)節(jié)時間和選擇時區(qū)。采用12864顯示。整個設(shè)計元器件少，簡潔美觀，且模塊化。由于時區(qū)太多，本課題只選擇了3個時區(qū)作為參考。關(guān)鍵字：世界時鐘；按鍵；LPC2132；LCD12864；AbstractIn Britain's Greenwich observatory, there is an international standard, center, through the astronomical observation stars, calibration standard clock, as the world s

3、tandard time. As for the center, the global to divide again at 24 time zones, as countries using standard. Different countries because of the time difference, so time are different. But the world standard time, and on the basis of time zone and the time difference, as their own time.This subject is

4、based on embedded world clock designs, adopting the LPC2132 central control units, three buttons are used to adjust the time and choose the time zone. The 12864 show. The whole design components less, concise and beautiful, and the modular. Due to the time zone too much, this topic selected only thr

5、ee time zone as a reference.Keywords:World clock；Buttons；LPC2132；LCD12864；引言隨著社會的發(fā)展，人們的需求，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展。在其推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個領(lǐng)域，有力地推動了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化程度的提高，成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡漠a(chǎn)品。這也使得電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的節(jié)奏也越來越快。20世紀(jì)以來，隨著人們的生活水平的不斷提高，交通運輸行業(yè)的快速發(fā)展，地球村的說法流行起來，人們可以很快的從這個國家到達(dá)另一個國家，而由于各個國家所對應(yīng)的時區(qū)不同，因而時間也不相同，這就有了世界時鐘的概念，世界時鐘在酒

6、店的應(yīng)用特別廣泛，在前臺可以看到某些熱門國家的時間。通過世界時鐘，人們可以查詢不同國家的時間。本課題就是基于嵌入式的世界時鐘設(shè)計，采用LPC2132中央控制單元，人們可以通過按鍵來查詢不同國家的時間，通過LCD12864來顯示。1設(shè)計任務(wù)1、顯示當(dāng)前設(shè)定時區(qū)時鐘2、輸入時區(qū)查詢時間、時差3、時間可調(diào)2硬件設(shè)計2.1電路原理本課題是基于嵌入式的世界時鐘設(shè)計，采用LPC2132中央控制電路，通過按鍵來調(diào)節(jié)和查詢時間，并用12864來顯示。整個電路模塊元器件比較少，電路比較整潔。由于世界時區(qū)比較多，本課題只選擇了3個時區(qū)作為參考，分別是北京，曼谷，卡達(dá)。每個時區(qū)相隔1個小時的時差。將軟件程序下載到L

7、PC2132中央控制電路，并通過3個按鍵來調(diào)試和選擇相應(yīng)的時區(qū)。2.2LPC2132控制電路模塊采用LPC2132中央控制，雖然端口線相對較少，但也可用。電路模塊如圖1所示：圖1 LPC2132控制電路模塊2.312864顯示模塊顯示部分采用12864液晶屏，具有顯示字符多，美觀，便于操作的特點。如圖2所示：圖2 12864顯示模塊3主要元器件介紹3.1LPC2132芯片LPC2132管腳圖如圖3所示：圖3 LPC2132管腳圖（1）小型LQFP64封裝的16/32位ARM7TDMI-S微控制器。 （2）8/16/32kB片內(nèi)靜態(tài)RAM。 （3）片內(nèi)Boot裝載軟件實現(xiàn)在系統(tǒng)/在應(yīng)用中編程（I

8、SP/IAP） 。扇區(qū)擦除或整片擦除的時間為400ms，1ms可編程256字節(jié)。 （4）EmbeddedICE®RT 和嵌入式跟蹤接口可實時調(diào)試（利用片內(nèi) RealMonitor 軟件）和高速跟蹤執(zhí)行代碼。 （5）1個（LPC2132/2132）或 2 個（LPC2138）8 路 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換器共包含 16 個模擬輸入，每個通道的轉(zhuǎn)換時間低至2.44us。 （6）1個10位D/A轉(zhuǎn)換器，可提供不同的模擬輸出（LPC2132/2138） 。 （7）2個32位定時器/計數(shù)器（帶4路捕獲和4路比較通道） 、PWM單元（6路輸出）和看門狗。 （8）實時時鐘具有獨立的電源和時鐘源，在

9、節(jié)電模式下極大地降低了功耗。 （9）多個串行接口，包括2個16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) UART、2個高速I2C接口（400 kbit/s） 、SPITM 和SSP（具有緩沖功能，數(shù)據(jù)長度可變）。（10）向量中斷控制器?？膳渲脙?yōu)先級和向量地址。 （11）多達(dá)47個5V的通用I/O口（LQFP64封裝）。 （12）9個邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷引腳。 （13）通過片內(nèi)PLL可實現(xiàn)最大為60MHz 的 CPU操作頻率，PLL的穩(wěn)定時間為100us。 （14）片內(nèi)晶振頻率范圍：130 MHz。 （15）2個低功耗模式：空閑和掉電。（16）可通過個別使能/禁止外部功能和降低外部時鐘來優(yōu)化功耗。 （17）通過外部

10、中斷將處理器從掉電模式中喚醒。 （18）單個電源供電，含有上電復(fù)位（POR）和掉電檢測（BOD）電路：CPU操作電壓范圍：3.03.6 V (3.3 V+/ 10%)，I/O口可承受5V的最大電壓。3.2LCD12864的介紹帶中文字庫的12864是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標(biāo)一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊，其顯示分辨率為128×64，內(nèi)置8192個16*16點漢字，和128個16*8點ASCII字符集，利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面?？梢燥@示8×4行16×16點陣的漢

11、字，也可完成圖形顯示。低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。3.2.1 12864的電器特性（1）邏輯工作電壓(Vcc)：；（2）電源地(GND)：0V；（3）輸入電壓：0Vcc；（4）輸入高電平(Vih)：Vcc；（5）輸入低電平(Vil)：0；（6）輸出高電平(Voh)：；（7）輸出低電平(Vol)：0。3.2.2 12864的接口功能12864共有20個接口，各接口功能如表1所示。表12864接口功能管腳號管腳名電平管腳功能描述1Vss0V電源地2V

12、cc3-5V電源正3V0-對比度調(diào)整4RS（CS）H/LRS=“H”,表示DB7DB0為顯示數(shù)據(jù)RS=“L”,表示DB7DB0為顯示指令數(shù)據(jù)5R/WH/LR/W=“H”,數(shù)據(jù)被讀到DB7DB0R/W=“L”, DB7DB0的數(shù)據(jù)被寫到IR或DR6E（SCLK）H/L使能信號7-14DB0-DB7H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線15PSBH/LH：8位或4位并口方式，L：串口方式16NC-空腳17/RESETH/L復(fù)位端，低電平有效18VOUT-LCD驅(qū)動電壓輸出端19AVdd背光源正端20KVss背光源負(fù)端4實訓(xùn)總結(jié)經(jīng)過兩個星期的時間，終于完成了基于嵌入式的世界時鐘設(shè)計這個實訓(xùn)。通過這個實訓(xùn)，我們了解了更多的

13、電子產(chǎn)品，加強了對單片機編程知識的應(yīng)用，熟練運用PROTEL軟件畫PCB，加深了對相關(guān)電子產(chǎn)品知識的熟練運用。這次實訓(xùn)，由于有老師發(fā)的嵌入式的集成芯片，很多功能用集成芯片都可以完成，而世界時鐘的設(shè)計，采用LPC2132中央控制電路，需要在電路板上用12864來顯示時間，并通過按鍵來調(diào)節(jié)時間及選擇時區(qū)。所以整個電路原理圖元器件比較少，電路板比較整潔，所以PCB也相對比較容易畫，由于事先假設(shè)的時候以為會用到多個按鍵，所以一共設(shè)計了5個硬件，避免按鍵不夠用，但最后只用了3個按鍵。制作電路板和焊接電路板的過程都比較順利，沒有像剛開始做實訓(xùn)那樣，出現(xiàn)短路或者斷路的現(xiàn)象。將寫好后的程序下載到集成芯片，經(jīng)過

14、慢慢調(diào)試，基本上符合世界時鐘的設(shè)計要求，只是由于世界時區(qū)比較多，所以本課題只選擇了北京、曼谷、卡達(dá)3個時區(qū)作為世界時鐘的參考。每一次實訓(xùn)都是一個難得學(xué)習(xí)的好機會，實訓(xùn)對我們深入學(xué)習(xí)專業(yè)知識有極大的幫助，并使理論與實踐相結(jié)合。本次實訓(xùn)，讓我們受益匪淺，增長知識，掌握了各種相關(guān)知識，提高了電子制作的各方面能力。同時也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，還需要多多改進(jìn)。謝辭為期兩周多的實訓(xùn)終于結(jié)束了。在實訓(xùn)期間，先是查資料，然后畫圖做板，下載程序并調(diào)試，直到做完整個實訓(xùn)設(shè)計，最后撰寫論文。經(jīng)過本次實訓(xùn)把我們這學(xué)期所學(xué)的理論知識轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用，既鍛煉了我們的實際操作能力，又使理論知識得以加強和升華，激發(fā)了創(chuàng)新意識。

15、從實訓(xùn)的開始到項目的最終完成，各位老師不像以前一樣，時時刻刻幫助我們，為我們解答疑惑，而是培養(yǎng)我們獨立思考及解決問題的能力，讓我們養(yǎng)成這個良好的習(xí)慣，也讓我們深刻體會到“理論與實踐相結(jié)合”的重要性。最后，感謝同學(xué)們和老師們，謝謝你們的幫助。我需要更加努力提高自己各方面的能力。參考文獻(xiàn)1崔更申孫安青.ARM嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與實踐M.北京：中國電力出版社，20082何加銘.嵌入式32位微處理器系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用M.北京：電子工業(yè)出版社，20063楊宗德.嵌入式ARM系統(tǒng)原理與實例開發(fā)M.北京：北京大學(xué)出版社，2007 4劉天時等.ARM7嵌入式開發(fā)基礎(chǔ)實驗M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20075張綺

16、文.ARM嵌入式常用模塊與綜合系統(tǒng)設(shè)計實例精講.北京：電子工業(yè)出版社，2007.6歐陽禹.ARM7嵌入式系統(tǒng)實訓(xùn)教程.北京：清華大學(xué)出版社，2008.附錄1PCB圖2本設(shè)計的主程序#include <LPC213X.H>#include"LCD12864.H"#include"mytype.h"#include"temp.h"#define key8 1<<8#define key10 1<<10#define key12 1<<12#define key14 1<<14#d

17、efine key16 1<<16uchar temp1="世界時鐘 "uchar temp=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9;/* 時區(qū)變量*/ucahr beijing="北京"/ucahr mangu ="曼谷"/uchar yangguang="卡達(dá)"uchar pan=2; /判斷是哪時區(qū)unsigned char second,second_1,fen,fen_1,shi,shi_1,shi_cha;/* 單字符 一行可以顯示16個，有4行*/void img_disp(uchar *

18、img);/顯示128*64圖像void delay(uint k) uint i; uchar j; for(i = 0; i < k ;i +) for(j = 0; j < 10 ;j +); void clear_lcd(void)/顯示128*64圖像 uchar i,j,k; for(k=0;k<2;k+) for(j=0;j<32;j+) Enable(0x34); Enable(0x80+j); Enable(0x80+k*8); Enable(0x30); for(i=0;i<16;i+) Write(0); Enable (0x36); Ena

19、ble(0x30);void key_scan() if(IO0PIN & key12) = 0) /時區(qū)選擇 Delay1(1000);if(IO0PIN & key12) = 0)while(IO0PIN & key12) = 0); pan=pan+1; if(pan=1) shi=shi+8; if(pan=2) shi=shi-1; if(pan=3) shi=shi-1; if(IO0PIN & key14) = 0) /設(shè)置時間Delay1(1000);if(IO0PIN & key14) = 0)while(IO0PIN & ke

20、y14) = 0); shi=shi+1;if(IO0PIN & key16) = 0) Delay1(1000);if(IO0PIN & key16) = 0)while(IO0PIN & key16) = 0);/T0TCR=0X01; fen=fen+1;switch(pan) case 1:DisStr16(2,4,"北京");shi_cha=shi_cha+8;DisChar(4,11,temp1);break; case 2:DisStr16(2,4,"曼谷");shi_cha=shi_cha-2;DisChar(4,

21、11,temp1);break; case 3:DisStr16(2,4,"卡達(dá)");shi_cha=shi_cha-2;DisChar(4,11,temp1);break; default:break; int main(void)int j=0,i=0,x=0,y=0; pan=0;/*/shi_cha=0;shi=0;shi_1=0;fen_1=0;fen=0;/*/GPIO();Init_12864();CLRGDRAM(); DisStr16(1,1,"世界時鐘");DisStr16(2,1,"時區(qū)");DisStr16(3

22、,1,"時間");DisStr16(4,1,"時差");DisStr16(4,7,"小時");Time0Init(); /定時器初始化while(1) key_scan(); if( T0IR&0x01 ) / 等待定時時間到 T0IR = 0x01; / 清除中斷標(biāo)志 second= second+1; /if(second>>9|second<<0) second=0;DisChar(3,14,tempsecond); if(second=10) /秒十位 second=0; second_1=se

23、cond_1+1; DisChar(3,13,tempsecond_1); DisChar(3,14,temp0); DisChar(3,13,tempsecond_1);/ DisChar(3,12,"9"); if(second_1=6) /分 second_1=0; fen=fen+1; DisChar(3,14,temp0); DisChar(3,11,tempfen); DisChar(3,11,tempfen);if(fen=10) /分十位 /second_1=0;/ second =0; fen=0; fen_1=fen_1+1; DisChar(3,14,t