基于ARM的LED燈綜合試驗

1、重慶交通大學信息學院設 計 性 實 驗報告成績：班級：2011級通信工程2班學號：姓名：實驗所屬課程：ARM嵌入式系統(tǒng)基礎教程實驗室（中心）：信息科學與工程學院軟件中心指導教師：實驗時間：2013年11月1日gt - aC. Ut It一、課程設計題目基于ARM的LED燈綜合實驗本實驗是嵌入式系統(tǒng)基礎 B課程的設計性實驗，可以兩人一組進 行實驗，但每個人單獨遞交實驗報告。同組人：9劉海東本實驗包含三個模塊：1. 運用LED燈進行ASCII碼表的顯示。要求：使用8個LED燈顯示 09、az, AZ的ASCII碼的顯示。每一個 ASCII碼值顯示510 秒，每一個ASCII值進行切換時，點亮8號L

2、ED燈。2. 運用LED燈自由制作流水燈顯示。要求：自行設計流水燈的樣式， 但不能雷同(同組人員也不能雷同)。3. 使用按鍵功能，實現(xiàn)模塊1和模塊2之間的切換。二、題目分析1. 對使用的ARM芯片的基本情況進行分析此次實驗采用的實驗箱是 MagicARM2200-S實驗箱。MagicARM2200-S實驗箱是由廣州周立功單片機發(fā)展有限公司開發(fā)的 一款可使用卩C/OS-II和卩CLinux雙操作系統(tǒng)、集眾多功能于一身 的ARM教學實驗開發(fā)平臺。實驗箱的主板上帶有充足的存儲資源 (PSRAM NAND FLASHNOR FLASHY E2PROM等)，具有以太網(wǎng)接口、MODE接口、IDE硬盤接口、

3、CF卡接口、PS/2接口，5.2英寸320X 240彩色液晶屏（帶觸摸屏），可使用JTAG仿真調試。靈活的跳線 選擇（I/O 與功能電路的連接），外設PACK和 GPIO輸出接口，非常 適用于教學實驗。有著完全自主設計的軟硬件、擁有自主版權的JTAG 仿真技術，支持 ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境及PHILIPS所有通用ARM微 控制器的仿真和開發(fā)。MagicARM2200-S實驗箱的硬件電路主要由 DeviceARM2200嵌入 式工控板（即核心板）、實驗箱主板、電源板和各種 PACK板等組成， 以下將分別說明DeviceARM2200嵌入式工控板的硬件結構和 MagicARM2200-S實驗箱主

4、板各部分電路的原理設計。2. 分析LED燈、按鍵和ARM芯片的鏈接情況。MagicARM2200-S 實驗箱主板上具有 8位動態(tài)LED數(shù)碼管和16個按鍵，使用了 I2C接口的鍵盤與LED驅動芯片ZLG7290進行控 制，電路如圖1.15所示。ZLG7290是一款功能強大的鍵盤與LED驅動芯片，最大支持64個按鍵及8位共陰LED數(shù)碼管。JP10可以 斷開這一部分電路與 LPC2200的連接。ZLG7290的電源采用3.3V， 使用DeviceARM2200的nRST_OUT信號控制 ZLG7290復位，在系統(tǒng) 復位時將同時復位ZLG7290由于ZLG7290采用3.3V電源，為了提 高LED數(shù)碼

5、顯示的亮度，LED限流電阻R94R101的阻值選用220 Q。16個按鍵分別與ZLG7290的SEGA SEGB引腳連接，這樣做的 好處就是鍵盤的掃描值是連續(xù)的，即S1S16按鍵的掃描值為1 16,方便應用程序的設計。ZLG7290的鍵盤中斷輸出信號與LPC2200 的中斷引腳 P0.30/EINT3相連，當有按鍵按下時，ZLG7290將會輸 出中斷信號通知LPC2200注意：使用鍵盤電路時，要將電源跳線JP9短接，將JP10跳線器短接。三、功能設計模塊一：運用LED燈進行ASCII碼表的顯示。要求：使用 8個 LED燈顯示09、az, AZ的ASCII碼的顯示。每一個 ASCII碼值 顯示5

6、10秒，每一個ASCII值進行切換時，點亮8號LED燈。模塊二：運用LED燈自由制作流水燈顯示。8個LED燈編號從左 到右依次為0,123,4,5,6,7。然后設計的流水燈樣式為編號之和為7的兩個燈同時亮，燈亮的結果顯示就是燈從兩邊向中間靠攏亮，然 后再分別向兩邊擴散。模塊三：使用按鍵功能，實現(xiàn)模塊 1和模塊2之間的切換。四、詳細設計模塊一：運用LED燈進行ASCII碼表的顯示。在此模塊中，先行 設計一個ASCII碼表的顯示函數(shù)，然后在主函數(shù)中調用。該函數(shù)流程 圖如下所示：開始參數(shù)ASCII碼值m和字符數(shù)nj<m+nyesk=ji=0i<8noyesIO1CLR=DISP_TABi

7、*(k%2);k=k/2k=0noyesj+gt i aC. Ut ItnoDelayNS(10);IO1SET =Oxffffffff;IO1CLR = DISP_TAB7;DelayNS(10);IO1SET = 0xffffffff;key=0returni+結束模塊二：運用LED燈自由制作流水燈顯示。在該模塊中采用自 編函數(shù)，然后在主函數(shù)中調用。該流水燈函數(shù)流程圖如下所示：開始定義int i,jj=7noj>=0return 0i<8J yesnoi+j=7| yes訃IO1CLR = DISP_TABi;IO1CLR = DISP_TABj;DelayNS(10);IO1

8、SET = 0xffffffff;結束nokey=1gt i aC. Ut It模塊三：使用按鍵功能，實現(xiàn)模塊1和模塊2之間的切換。該模塊采用了中斷知識，采用軟件消除按鍵抖動，該部分的代碼如下:/*等待外部中斷信號恢復為高電平(若信號保持為低電平，中斷標志會一直置位)*/while( (EXTINT&1<<3)!=0 )EXTINT = 1<<3; / 清除 EINT3 中斷標志，1<<3 等價于 0x08for(j = 0; j < Oxfff; j+); /軟件延時消除按鍵抖動VICVectAddr = 0; / 向量中斷結束對于按鍵key

9、的設置，采用自編函數(shù)，然后在模塊一和模塊二中 的函數(shù)調用該按鍵key。整個函數(shù)流程圖如下所示：no(EXTINT &1<<3)!=0yesno key=0yesno結束在程序開始的地方定義了全局變量key=1,此變量用于按鍵值的設置。然后在主函數(shù)中對引腳和中斷進行設置，該部分的代碼如下:gt - aC. Ut ItPINSEL1 = Ox;IO1DIR = LEDCON; / 配置 LED 控制 I/O 方向IRQEnable(); / 開 IRQ 中斷PINSEL1 = 3<<8; /設置管腳連接，P0.20設置為EINT3/*打開EINT3中斷(使用非向量I

10、RQ) */VICIntSelect = 0x; /設置所有中斷分配為 IRQ中斷VICDefVectAddr = (in t)IRQ_Ei nt3; /設置中斷服務程序地址EXTMODE = 0x00; / 設置EINT3中斷為電平觸發(fā)模式EXTINT = 1<<3; / 清除 EINT3 中斷標志VICIntEnable = 1<<17; / 使能 EINT3 中斷，EINT3 在 Bit17 上nokey=1yes調用ASCII碼輸出 函數(shù)outputASCII('0',10);outputASCII('a',26);outputA

11、SCII('A',26);主函數(shù)的流程圖如下所示：開始PINSEL 仁Ox;IO1DIR = LEDCON;IRQEnable();PINSEL1 = 3<<8;VICIntSelect=Ox;VICDefVectAddr(int)IRQ_Eint3;調用流水燈函數(shù)lsd()EXTMODE = 0x00;EXTINT = 1<<3;VICIntEnable=1<<17;return(0)結束gt i aC. Ut It五、總結1. 描述實驗的過程首先啟動 ADS1.2 IDE集成開發(fā)環(huán)境，使用 ARM Executable Image for

12、 MagicARM2200工程模板建立一個工程。按照要求以及為 了簡化程序，采用了分模塊編寫函數(shù)、在主函數(shù)中調用的方法。然后 根據(jù)實驗要求在在user組中的main.c中編寫主程序代碼。之后進行 編譯，糾正錯誤，觀察LED燈顯示的樣式，看是否符合程序要求， 若是不滿足，則進行修改。對于模塊的切換，使用按鍵控制，通過采 用中斷和函數(shù)結合的方式，編寫后編譯糾正錯誤。經(jīng)過多次的驗證確 定程序無誤后向老師演示，合格后提交程序代碼。2. 記錄實驗中遇到的問題首先在實驗過程中，一開始因為對LED燈閃爍原理不了解，結 果導致ASCII碼值得輸出有問題，然后經(jīng)過和同組人員的討論以及同 學的講解，成功的解決了該

13、問題。其次是在設計流水燈的樣式時，因為太久沒用C語言編程，導致出現(xiàn)一些語法錯誤以及邏輯上的錯誤，在重新理了思緒之后找到了 錯誤并進行了糾正。又因為要設計與其他同學的樣式不同， 這就增加 了一定的難度，最后在同組人員的合作下，設計出了屬于各自的流水 燈樣式。最后是兩個模塊之間的切換要使用到按鍵，一開始對于該按鍵的使用無法與程序聯(lián)系到一起，就算指導書上有關于該按鍵的實驗， 但 是看不懂。因此在按鍵這個模塊花費了很多時間。 然后有同學的講解知道了該按鍵的設計方式，但是在切換的時候依舊無效。同組人員便 在老師的講解下說將按鍵有關的一點代碼移動到函數(shù)循環(huán)內部去， 之 后便解決了這些問題。最主要的是實驗室

14、的機器有很多壞的， 加上人 很多，很難找到機器進行實驗。3. 評價和同組人員的合作情況在此次實驗中，和同組人員充分發(fā)揮了合作能力。不懂的地方會 一起討論，針對錯誤會一起糾正，在討論無果后會一起去請教同學。 在設計流水燈的時候，雖然是我在寫代碼，但是設計樣式的時候同組 人員有提供很有建設性的建議，這對于完成實驗有很大幫助。在按鍵 切換模塊這一模塊，對于按鍵切換無效這點是由同組人員請教老師才 成功解決的。而且，整個實驗過程中，沒有因為犯了很多錯誤進行爭 執(zhí)，合作很和諧。4. 對本次實驗的總結與提高由于有了前幾次次實驗操作的基礎和自己課后的相關練習，因此在此次實驗中，發(fā)現(xiàn)并糾正錯誤的能力提高，對于實

15、驗的步驟比之前 運用的更加熟悉，對程序的理解能力也大大地提高， 整體說來難度沒 有之前的大。主要是在創(chuàng)新設計這方面不好，因為單是設計不同樣式 的流水燈這個模塊就用了很多時間，因為設計出的樣式是同學重復過 的。這足以體現(xiàn)我們的創(chuàng)新能力不夠高。在寫程序的時候經(jīng)常犯錯， 有時候會寫不出來，這說明我們的編程能力有待提高， 以后會增強練 習的。當然，在本次實驗操作過程中，熟悉和掌握了 MagicARM2200-S 教學實驗開發(fā)平臺；初步學習了在實驗中自己也有一定的收獲。 還學 了新的知識，就是對于模塊間的切換。之前一直不知道 LED燈旁邊 的key鍵的作用，此次實驗用該鍵實現(xiàn)兩個模塊的切換，并且是通過

16、寫程序來控制key對應的功能，讓我們明白了 key鍵和程序間的關系。 在這個過程中，因為知識的匱乏，不得不查閱了一些資料來彌補。通過這次課程設計，提高了我動手、思考和解決問題的能力。平 時總是在課本上看到一些理論知識，但是總覺得沒有深入到大腦中， 而且很多看不懂。此次實驗的操作，讓我深入地了解了一些引腳、中 斷、寄存器等知識，而且還可以加深對這些功能的印象。在編寫程序 的過程中，總覺得自己的思路是正確的，但是結果編譯錯誤。這不僅 說明了自己的編程能力不夠，也說明了思維不夠符合邏輯，因此在糾 正錯誤的同時也在鍛煉自己的思維能力、思考能力以及思維能力。動手的過程是真正能學到東西的過程。比如說 GPIO控制功能， 雖然老師上課講的很詳細，但是沒有自己動手去做，沒有親自去體會， 根本就沒有學到這些知識。在課堂上，可能根本就不知道 GPIO控制 怎么和LED燈的閃爍聯(lián)系起來。因此，實踐才是學習的最根本方式。 在設計流水燈樣式的時候，同學之間會有重復的，但是每個人的程序 代碼肯定是不同的，程序的簡單復雜也不同，這也告訴我們思路