嵌入式系統(tǒng)課程設計報告任務書三

-.z?嵌入式系統(tǒng)?課程設計任務書三2011-2012學年第一學期理工科軟件機電專業(yè)適用一、目的?嵌入式系統(tǒng)?課程設計為學生提供了一個理論與實踐相結合的時機。既鍛煉了學生動手能力，又會加深理解學生在課堂所學習的理論知識。通過課程設計可以將課本上的理論知識和實際應用有機的結合起來，培養(yǎng)學生又動腦，又動手，獨立思考分析問題的能力，提高學生運用所學知識解決實際問題的綜合素質。?嵌入式系統(tǒng)?課程設計的主要目標是：〔1〕掌握構建嵌入式系統(tǒng)軟硬件平臺的根本技能；〔2〕具備根本嵌入式系統(tǒng)下C語言編程能力、嵌入式操作系統(tǒng)根本調試的能力；〔3〕了解應用嵌入式系統(tǒng)技術開發(fā)一套嵌入式系統(tǒng)設備的方法。二、設計題目基于ARM的滾屏LED廣告牌開發(fā)三、設計原理1、點陣LED屏硬件原理EMBEST實驗平臺設計了一個16×16的點陣屏。點陣屏由發(fā)光LED矩陣塊組成。16×16點陣屏即屏上有16×16個LED發(fā)光二極管，每個發(fā)光二極管可理解為一個像素點，它們被按著行與列的形式整齊地排列，通過控制每個LED〔像素點〕的亮滅，點陣屏可與計算機同步顯示漢字、英文文本和圖形。本實驗平臺的點陣屏電路如下列圖：圖1點陣屏的行掃描信號圖2點陣屏的列掃描信號圖3點陣屏的行驅動信號圖4點陣屏的接口電路本實驗平臺使用的16×16點陣屏上，每一行16個LED，它們采用共陽極的接法；每一列16個LED，它們采用共陰極的接法。如上圖4中，QL1～QL16是點陣屏的行驅動信號，每一個信號控制一行；LR1～LR16是點陣屏的列驅動信號，每一個信號控制一列。故通過利用相應行線輸出高電平，相應列線輸出低電平，就可以點亮點陣屏上相應的LED。如果按著一定的控制或掃描方法，就可以實現(xiàn)漢字、圖形的顯示。為了能夠穩(wěn)定地控制點陣屏的顯示，本實驗平臺采用了CD4094作為行線和列線掃描信號的控制芯片。CD4094芯片簡單來說就是一串入并出的功能，將CPU的串行數(shù)據(jù)轉化為并行數(shù)據(jù)輸出。如上圖1與圖2，行〔列〕掃描信號分別采用了兩片CD4094級連的方式來構成，第一片的數(shù)據(jù)溢出信號LQS連接到第二片的串行數(shù)據(jù)輸入口。在圖1中，當CPU通過DATA引腳串行輸入16位的行掃描信號時，第一片CD4094〔標號U1101〕存儲先輸入的8位數(shù)據(jù)，后輸入的8位數(shù)據(jù)通過引腳LQS溢出，然后輸入并存儲到第二片CD4094〔標號U1102〕。CLK信號是時鐘信號，當時鐘信號為高電平時，CD4094允許串行輸入的數(shù)據(jù)發(fā)生變化。LL1～LL8是并行輸出信號。LOE為全局輸出使能信號，當LOE輸入高電平時，CD4094上鎖存的并行數(shù)據(jù)全部輸出。列線掃描信號也是同樣的方式，如圖2。在圖3與圖4中，行線掃描信號LL1～LL16分別外接電阻〔限流〕后接至NPN型三極管，最后引出行線驅動信號QL1～QL16。三極管提高了行線輸出信號的驅動能力。在圖4中，如果RQ*〔*為1～16的整數(shù)〕輸出低電平，則相應的三極管導通，行驅動信號QL*〔*為1～16的整數(shù)〕將輸出高電平。2.軟件設計本實驗要求編寫點陣屏驅動程序以及點陣屏應用程序。驅動程序要**現(xiàn)字符、圖形顯示；應用程序可以調用驅動接口，在點陣屏中顯示字符與圖形。要在點陣屏上顯示字符、圖形，只需要按照字符/圖形的編碼，點亮矩陣屏上相應的LED即可。在本實驗平臺上，矩陣屏為16×16點陣，每屏顯示兩個字符，只需要把16×8點陣的字庫碼送到可容納兩個字符字庫碼〔2×16字節(jié)〕的顯示緩沖區(qū)，然后根據(jù)顯示緩沖區(qū)的內容控制點陣屏上LED燈的亮滅。字庫碼說明了顯示*個字符時點陣屏上的LED的亮滅布局，每一個LED燈的狀態(tài)用一位二進制表示，1表示該LED亮，0表示該LED滅，對于16×8點陣的字庫碼，每個字符的字庫碼所占用的存儲容量為16*8/8=16Byte。在點陣屏顯示驅動程序中，開辟一個顯示緩沖區(qū)用來承受字庫碼，〔字庫碼是由應用程序傳遞過來的〕，然后采用動態(tài)掃描的方法來實現(xiàn)字符、圖形的顯示。每次掃描一行，這樣依次循環(huán)掃描16行，經(jīng)過一定的延時處理，就可以實現(xiàn)字符、圖片的靜態(tài)顯示。為了實現(xiàn)字符和圖片的動態(tài)流動顯示，還需要一個大小為可容納3個字符字庫碼〔3×16字節(jié)〕的緩沖區(qū)，該緩沖區(qū)中每次保存3個字符的字庫碼。在顯示過程中，為了到達流動效果，每次將該緩沖區(qū)中的前兩個字符字庫碼的各字節(jié)左移i位與其后第16字節(jié)右移8-i位相或的結果復制到顯示緩沖區(qū)中顯示，直到第一個字符完全移出、第三個字符完全移入時，更新緩沖區(qū)。如此循環(huán)即可實現(xiàn)字符的流動顯示。在顯示時，根據(jù)字庫碼，對點陣屏逐行動態(tài)掃描。掃描時，行線的數(shù)據(jù)與列線的數(shù)據(jù)都通過CD4094鎖存起來，然后經(jīng)過片選使能再同時輸出。在本設計中，使用到的通用端口有GPIOB4/5，GPIOC0/7，GPIOD10，GPIOG8，因此對它們的工作模式應配置為輸出模式。四、設計要求〔1〕分析矩陣LED屏模塊硬件原理圖，了解矩陣LED屏塊根本的構成及其硬件電路的根本工作原理?！?〕使用ULINK2仿真器連接EmbestEduKit-IV實驗平臺上使用Keil軟件編寫矩陣LED屏模塊的驅動程序并調試，使得矩陣LED屏模塊可以正常工作運行?！沧ⅲ捍a要求條理清晰，并在主要程序代碼局部添加注釋說明〕〔3〕編寫相應的嵌入式程序，要**現(xiàn)在EMBEST開發(fā)箱矩陣LED屏左滾屏、右滾屏顯示廣告內容信息的子程序?！?〕按下開發(fā)箱上KEY1，開發(fā)箱ADC0通道的轉換數(shù)值滾屏顯示在LED廣告屏上，按下開發(fā)箱上KEY2，LED廣告屏滾屏顯示自己名字的拼音。五、課程設計進度表〔17周〕序號階段內容所需時間1任務分析、需求分析、系統(tǒng)設計17周〔周一〕2系統(tǒng)調試及報告撰寫17周〔周二—周四〕3提交課程設計報告〔電子版和打印版〕17周〔周五之前〕合計1周六、考核評估1．課程設計評分標準評定項目評分成績1．選題合理，目的明確20分2．實驗平臺搭建合理，MDK代碼成功調試，嵌入式開發(fā)箱演示正常無誤，程序代碼到達設計要求。40分3．軟件設計的總體思想、模塊圖、流程圖，代碼準確無誤。20分4．設計報告的規(guī)*化、內容充實、參考文獻充分。20分總分100分2．課程設計報告要求：〔1〕不少于25頁，電子稿及打印稿〔A4〕?！沧ⅲ弘娮痈逭堅?7周周五前發(fā)送至電子6559603qq.，打印稿統(tǒng)一交至機電系辦公室〕〔2〕主要內容及裝訂順序：封面〔統(tǒng)一提供〕、目錄、正文、參考文獻、附錄：嵌入式開發(fā)設計主要程序源代碼?！沧ⅲ焊戒洖檎n程設計報告樣稿〕〔3〕正文局部應該包括：需求分析；總體設計；詳細設計；系統(tǒng)測試；系統(tǒng)的缺乏及需改良的局部等?！?〕設計報告嚴禁抄襲，否則按不及格論。?嵌入式系統(tǒng)?課程設計報告題目系、部：學生**：指導教師：專業(yè)：班級：完成時間：目錄〔3號，黑體，居中〕〔空1行，以小4號黑體設置字體及大小，行間距22、字間距標準〕1******…………1.1******………………………1.2******………………………┇2******…………2.1******………………………2.2******………………………┇參考文獻………………附錄……………………第一章××××〔3號，黑體，居中，行距30〕〔標題下空一行〕1.1******〔小3號，黑體，左起，行距30〕1.1.1******〔4號，黑體，左起，行距26〕〔1〕******〔小4號，黑體，左起，行距20〕正文：空4格左起以小四號宋體打印正文，行距20。圖：圖題采用中文，中文字體為五號黑體。引用圖應在圖題右上角標出文獻來源。圖號以章為單位順序編號。圖1.1×××××〔五號黑體〕圖1.2×××××表格：按章順序編號，表內必須按規(guī)定的符號標注單位。表1.1×××××(五號黑體)公式：公式書寫應在文中另起一行，居中排列。公式序號按章順序編號。S=ab………………1.1V=abh………………1.2參考文獻〔三號、黑體、居中〕〔標題下空一行，以小四號宋體打印參考文獻。行距20〕參考文獻格式例如：1專著著錄格式［序號］著者.書名［Ｍ］.版本(第一版不寫).出版地：出版者，出版年.起止頁碼例:［１］*家廣，楊長青.計算機圖形學［Ｍ］.：清華大學，1995.26~28SunJiaguang,YangChangqing.putergraphics［Ｍ］.Beijing:TsinghuaUniversity例:［2］SkolinkMI.Radarhandbook［Ｍ］.NewYork:McGraw-Hill,19902期刊著錄格式［序號］作者.題名［J］.刊名，出版年份，卷號(期號)：起止頁碼例:［3］李旭東，宗光華，畢樹生，等.生物工程微操作機器人視覺系統(tǒng)的研究［Ｊ］.航空航天大學學報，2002，28(3)：249～252Li*udong,ZongGuanghua,BiShusheng,etal.Researchonglobalvisionsystemforbioengineering-orientedmicromanipulationrobotsystem［Ｊ］.JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,2002,28(3):249～252(inChinese)3論文集著錄格式［序號］作者.題名［A］.見(英文用In)：主編.論文集名［C］.出版地：出版者，出版年.起止頁碼例:［４］*佐光，*曉宏，仲偉虹，等.多相混雜纖維復合材料拉伸行為分析［Ａ］．見：*為民編.第九屆全國復合材料學術會議論文集(下冊)［Ｃ］．：世界圖書出版公司，1996.410～416例:［５］OdoniAR.Theflowmanagementprobleminairtrafficcontrol［Ａ］.In:OdoniAR,SzegoG,eds.FlowControlofCongestedNetworks［Ｃ］.Berlin:Springer-Verlag,1987.269～2984學位論文著錄格式［序號］作者.題名［D］.保存地點：保存單位，年例:［6］金宏.導航系統(tǒng)的精度及容錯性能的研究［Ｄ］.：航空航天大學自動控制系，19985科技報告著錄格式［序號］作者.題名［Ｒ］.報告題名及編號，出版年例:［７］KyungmoonNho.Automaticlandingsystemdesignusingfuzzylogic[R].AIAA-98-4484,19986國際或國家標準著錄格式[序號]標準編號，標準名稱［S］例:［8］GB/T16159－1996，漢語拼音正詞法根本規(guī)則［S］7專利著錄格式［序號］專利所有者.專利題名［Ｐ］.專利國別：專利號，出版日期例:［9］姜錫洲.一種溫熱外敷藥制備方案［Ｐ］．中國專利：881056073，1989-07-068電子文獻著錄格式［序號］作者.題名［電子文獻/載體類型標識］.電子文獻的出處或可獲得地址，發(fā)表或更新日期/引用日期例:［10］王明亮.關于中國學術期刊標準化數(shù)據(jù)系統(tǒng)工程的進展［EB/OL］．../pub/wm1.t*t/980810-2.html,1998-08-16/1998-10-04說明：①參考文獻應是公開出版物，按在論著中出現(xiàn)的先后用阿拉伯數(shù)字連續(xù)排序.②參考文獻中外國人名書寫時一律姓前，名后，姓用全稱，名可縮寫為首字母(大寫)，不加縮寫點(見例2).③參考文獻中作者為3人或少于3人應全部列出，3人以上只列出前3人，后加“等〞或“eta