實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)報(bào)告

四川大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院專業(yè)課課程設(shè)計(jì)題目辦學(xué)學(xué)院四川大學(xué)電氣信息學(xué)院學(xué)習(xí)中心黔江奧鵬專業(yè)層次專升本年級(jí)0903學(xué)生姓名石勝良學(xué)號(hào)aDH1091g10322010年7四川大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱:實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中心姓名學(xué)號(hào)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:根1、實(shí)驗(yàn)題目分析1.1問題描述結(jié)合實(shí)時(shí)時(shí)鐘，IIC〔控制小鍵盤和數(shù)碼管等〕來(lái)做具備定期功能的實(shí)時(shí)時(shí)鐘。1.2功能分析至少完成以下功能：(1)能顯示每秒的時(shí)刻(2)按下功能鍵能切換顯示日期(3)能設(shè)置定時(shí)鬧鐘，定時(shí)到產(chǎn)生某種輸出(4)可以擴(kuò)展考慮參加外部中斷，如停止鬧鐘功能等。1.3開發(fā)平臺(tái)及工具介紹實(shí)驗(yàn)器材有：CITK2410開發(fā)板，JTAG連接線，RS-232直通連接線RVDS集成開發(fā)環(huán)境，超級(jí)終端工具，2、實(shí)驗(yàn)概要設(shè)計(jì)2.1實(shí)驗(yàn)根本原理IIC總線：IIC總線的器件分為主器件和從器件。主器件的功能是啟動(dòng)在總線上傳送數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖，以允許與被尋址的器件進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。SCL線為高電平期間，SDA線由高電平向低電平的變化表示起始信號(hào)；SCL線為高電平期間，SDA線由低電平向高電平的變化表示終止信號(hào)。I2C總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)為高電平期間，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有在時(shí)鐘線上的信號(hào)為低電平期間，數(shù)據(jù)線上的高電平或低電平狀態(tài)才允許變化。超始和停止信號(hào)圖數(shù)據(jù)傳送時(shí)序圖IIC總線〔IICSDA、IICSCL〕經(jīng)過VDD33的上拉后，進(jìn)入ZLG7290數(shù)碼管：實(shí)驗(yàn)使用的數(shù)碼管是廣州周立公司單片機(jī)開展自行設(shè)計(jì)的一款數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)及鍵盤掃描管理芯片。下面是介紹該數(shù)碼管的特點(diǎn)還有電路圖：

1I2C串行接口提供鍵盤中斷信號(hào)方便與處理器接口

2可驅(qū)動(dòng)8位共陰數(shù)碼管或64只獨(dú)立LED和64個(gè)按鍵

3可控掃描位數(shù)可控任一數(shù)碼管閃爍

4提供數(shù)據(jù)譯碼和循環(huán)移位段尋址等控制

58個(gè)功能鍵可檢測(cè)任一鍵的連擊次數(shù)

6無(wú)需外接元件即直接驅(qū)LED可擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)電流和驅(qū)動(dòng)電壓

7提供工業(yè)級(jí)器件多種封裝形式PDIP24SO24

采用24引腳封裝引腳圖如下圖其引腳功能分述如下:實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RealTimeClock)：2410提供了一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘，該時(shí)鐘使用獨(dú)立的一路1.8V供電，保證主電源切斷時(shí)能正常維持RTC工作。2410的RTC支持兩個(gè)中斷：TimeTick〔固定在一個(gè)頻率內(nèi)發(fā)出的時(shí)鐘中斷〕和Alarm中斷〔在某個(gè)時(shí)刻產(chǎn)生鬧鈴中斷〕。利用這兩個(gè)中斷可以設(shè)置每一秒中斷一次顯示變化時(shí)間，用Alarm中斷實(shí)現(xiàn)鬧鐘功能。以下為S3C2410內(nèi)部RTC模塊結(jié)構(gòu)圖：2.2實(shí)驗(yàn)電路圖ZLG7290功能電路圖：IIC總線接口電路圖：2.3實(shí)驗(yàn)主要步驟1.初始化配置〔各種存放器〕。2.編寫各種相關(guān)的中斷程序。3.主函數(shù)調(diào)用這幾個(gè)中斷程序。4.編譯程序，在zoc串口工具進(jìn)行測(cè)試。5.使用zoc下載和調(diào)試。3、實(shí)驗(yàn)詳細(xì)過程3.1具體實(shí)驗(yàn)過程和內(nèi)容〔1〕實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能設(shè)置rRTCCON、rTICNT、rRTCALM存放器TICNT[6:0]=127；可以設(shè)置rTICNT=(1<<7)|(127)實(shí)現(xiàn)每秒中斷一次。可以設(shè)置鬧鈴存放器，例如每秒的第幾秒中斷一次，實(shí)現(xiàn)定時(shí)鬧鐘的功能。要設(shè)置初始化當(dāng)前時(shí)間。這里還包括編寫TimeTick中斷和Alarm中斷的中斷效勞程序?！?〕初始化IIC總線編寫一個(gè)IIC的操作庫(kù)。包括發(fā)送和接受功能。編寫可以向ZLG7290發(fā)出指令的函數(shù)。〔3〕編寫鍵盤中斷處理程序通過鍵盤中斷，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管顯示日期和時(shí)間的切換，還有停止。〔4〕使用RVDS集成開發(fā)環(huán)境編譯調(diào)試程序〔5〕使用ZOV軟件測(cè)試3.2程序流程圖程序入口點(diǎn)程序入口點(diǎn)2410初始化顯示時(shí)間主函數(shù)鬧鐘停止顯示日期是否切換初始化初始化Alarm中斷Timetick中斷鍵盤中斷輸出當(dāng)前時(shí)間數(shù)碼管顯示日期或時(shí)間鬧鐘3.3實(shí)驗(yàn)和程序問題分析這次試驗(yàn)實(shí)際上是融合了三個(gè)實(shí)驗(yàn)的要求，要實(shí)驗(yàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘的功能，包括顯示當(dāng)前時(shí)間，還有設(shè)置鬧鐘，主要使用到2410的RTC的兩個(gè)中斷：TimeTick和Alarm中斷。而要實(shí)現(xiàn)在數(shù)碼管上顯示當(dāng)前時(shí)間，并且按鍵盤時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)間與日期的切換，需要用到數(shù)碼管和IIC總線的知識(shí)。而實(shí)現(xiàn)的難處在于如何把幾個(gè)內(nèi)容融合在一起并且實(shí)現(xiàn)所需的功能，這也是實(shí)驗(yàn)要求做的。4、實(shí)驗(yàn)輸出界面選取主要界面的截圖。5、總結(jié)這次實(shí)驗(yàn)其實(shí)是包含了幾個(gè)內(nèi)容的，有實(shí)驗(yàn)5的實(shí)時(shí)時(shí)鐘〔RTC〕實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)6的IIC總線與數(shù)碼管實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)7的IIC總線與鍵盤實(shí)驗(yàn)。而實(shí)現(xiàn)的功能也相應(yīng)增加了，因此難度加大了一點(diǎn)。要分別掌握RTC，IIC，還有數(shù)碼管的知識(shí)。但是通過這次實(shí)驗(yàn)，我對(duì)它們的知識(shí)得到了穩(wěn)固。在沒有學(xué)RTC的時(shí)候，我就對(duì)某些事情感到好奇，我的擁有定時(shí)開機(jī)和關(guān)機(jī)功能，鬧鐘功能，疑惑的是，既然都關(guān)了，為何能夠自動(dòng)開機(jī)甚至是在關(guān)機(jī)的情況下相應(yīng)鬧鐘功能。通過學(xué)習(xí)RTC的知識(shí)，我明白了2410提供了一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘，該時(shí)鐘使用獨(dú)立的一路1.8V供電，保證主電源切斷時(shí)能正常維持RTC工作。相應(yīng)鬧鈴和自動(dòng)開機(jī)都有著相似的原理，幫我解惑不少。要想設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘和鬧鐘的功能，只需要RTC的兩個(gè)中斷，TimeTick和Alarm，需要設(shè)置一些存放器的初值。另外，通過使用數(shù)碼管，還有自己上網(wǎng)搜索一些資料，了解到如何使晶體管發(fā)亮，而形成自己所要顯示的字符或者數(shù)字形狀，例如顯示時(shí)間。而這次實(shí)驗(yàn)就是要用數(shù)碼管顯示時(shí)間或者日期。由于發(fā)光是用硬件實(shí)現(xiàn)的，而要控制得到我們要的輸出，要通過我們編寫代碼，幸好中間的過程已經(jīng)被實(shí)現(xiàn)了，我們實(shí)際上在鍵盤上打入數(shù)字，我們只需要初始化一些存放器的值，數(shù)碼管就會(huì)有顯示。而ZLG7290產(chǎn)生的中斷，主機(jī)通過IIC總線可以讀取。而IIC總線協(xié)議是需要了解過程的。學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)的時(shí)間并不長(zhǎng)，而且又是第一次接觸，因此有很多東西還是不太了解，雖然說(shuō)時(shí)間不長(zhǎng)，但是還是很有收獲的，這次畢竟使自己有時(shí)機(jī)去學(xué)習(xí)一些貼近硬件的知識(shí)，如果將來(lái)有時(shí)機(jī)再學(xué)習(xí)，我還是很樂意的。畢竟一個(gè)真正學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的人不能只知道軟件的知識(shí)。附錄：主要程序代碼：#include"2410addr.h"#include"target.h"#include"2410lib.h"#include"iic.h"voidiic_init(void){ rGPEUP|=0xc000; //禁止上拉 rGPECON|=0xa00000; //設(shè)置GPIO為IIC總線 //EnableACK,PrescalerIICCLK=PCLK/16,Enableinterrupt,TransmitclockvalueTxclock=IICCLK/16 //rIICCON=(1<<7)|(0<<6)|(1<<5)|(0xf);//rIICADD=0x10; //2410從設(shè)備地址//rIICSTAT=0x10; //IIC總線輸出有效}voidiic_send_master(unsignedchar*buf,intsize){ //IIC總線Master模式數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù) intfc1; //ZLG7290要求IIC傳輸速率不大于32Kbit/s，即Txclock不大于32KHz //設(shè)置IICCLK=PCLK/512Txclock=IICCLK/4，那么 //如果FLCK=200MHz，那么最大Txclock=24kHz，處于可接受范圍 //初始化IIC rIICCON=(1<<7)|(1<<6)|(1<<5)|(0<<4)|(3<<0); rIICSTAT=0xD0; //發(fā)送從設(shè)備地址 rIICDS=*(buf++)&0xFE; size--; rIICSTAT=0xF0; while(!(rIICCON&IIC_PENDING_BIT)); while(size>0) { //發(fā)送buf數(shù)據(jù) rIICDS=*(buf++); size--; //等待IICSCL到達(dá)觸發(fā)沿 for(fc1=0;fc1<10;fc1++){;} if(size!=0) { rIICCON=rIICCON&IIC_PENDING_MASK; } else { //最后發(fā)送不需要應(yīng)答 rIICCON=rIICCON&IIC_PENDING_MASK&IIC_ACK_MASK; } //等待發(fā)送完成 while(!(rIICCON&IIC_PENDING_BIT)); } //停止IIC rIICSTAT=0xD0; rIICCON=rIICCON&IIC_PENDING_MASK; Delay(10);}voidiic_receive_master(unsignedchar*cmdbuf,intcmdsize,unsignedchar*buf,intsize){ //IIC總線Master模式數(shù)據(jù)接收函數(shù) intfc1; //ZLG7290要求IIC傳輸速率不大于32Kbit/s，即Txclock不大于32KHz //設(shè)置IICCLK=PCLK/512Txclock=IICCLK/4，那么 //如果FLCK=200MHz，那么最大Txclock=24kHz，處于可接受范圍 intslave_addr; rIICCON=(1<<7)|(1<<6)|(1<<5)|(0<<4)|(3<<0); rIICSTAT=0xD0; //發(fā)送從設(shè)備地址 slave_addr=*(cmdbuf++); cmdsize--; rIICDS=slave_addr&0xFE; rIICSTAT=0xF0; while(!(rIICCON&IIC_PENDING_BIT)); while(cmdsize>0) { //發(fā)送buf數(shù)據(jù) rIICDS=*(cmdbuf++); cmdsize--; //等待IICSCL到達(dá)觸發(fā)沿 for(fc1=0;fc1<10;fc1++){;} rIICCON=rIICCON&IIC_PENDING_MASK; //等待發(fā)送完成 while(!(rIICCON&IIC_PENDING_BIT)){;} } rIICDS=slave_addr|0x01; rIICSTAT=0xB0; while(size>0) { if(size>1) { rIICCON=rIICCON&IIC_PENDING_MASK; } else { //最后接收不需要應(yīng)答 rIICCON=rIICCON&IIC_PENDING_MASK&IIC_ACK_MASK; } //等待接收完成 while(!(rIICCON&IIC_PENDING_BIT)){;} //取出數(shù)據(jù) *(buf++)=rIICDS; size--; } //停止IIC rIICSTAT=0x90; rIICCON=rIICCON&IIC_PENDING_MASK; Delay(10);}void__irqisr_keyboard(void){ unsignedcharcmdbuf[4]; unsignedcharkey[5]; //關(guān)閉1號(hào)外中斷 rINTMSK=rINTMSK|BIT_EINT1; //去除中斷位 rINTPND=BIT_EINT1; rSRCPND=BIT_EINT1; //等待IIC總線空閑 while(rIICCON&IIC_PENDING_BIT){;} //讀取鍵值 cmdbuf[0]=IIC_ADDR_ZLG7290; cmdbuf[1]=IIC_ADDR_ZLG7290_KEY; iic_receive_master(cmdbuf,2,key,4); //判斷是否有效按鍵 if(key[1]==0x01) { //數(shù)字左移2位 for(fc1=0;fc1<4;fc1++) { cmdbuf[1]=IIC_ADDR_ZLG7290_DPM0+date[fc1]; cmdbuf[2]=0xff; iic_send_master(cmdbuf,3); } } elseif(key[1]==0x02) { //數(shù)字左移2位 for(fc1=0;fc1<4;fc1++) { cmdbuf[1]=IIC_ADDR_ZLG7290_DPM0+time[fc1]; cmdbuf[2]=0xff; iic_send_master(cmdbuf,3); } } //翻開1號(hào)外中斷 rINTMSK=rINTMSK&~BIT_EINT1;}void__irqisr_alarm(void){ rINTMSK=rINTMSK|BIT_RTC; Uart_Printf("Thisisaalarminterruptoccuratthe30thsecondeveryminute.\n"); //去除中斷位 rINTPND=BIT_RTC; rSRCPND=BIT_RTC; rINTMSK=rINTMSK&~BIT_RTC;}void__irqisr_tick(void){ publicinttmpintmsk; publicintyear; publicintmonth; publicintday; publicintdate; publicinthour; publicintminute; publicintsecond; publicintreadtime=0; publicintdate[3]; publicinttime[3]; //在實(shí)際應(yīng)用中，由于“嘀嗒〞中斷實(shí)時(shí)性要求較高，中斷時(shí)間固定，而且處理時(shí)間不長(zhǎng) //所以需要屏蔽所有中斷，并且去除中斷位操作必須盡快執(zhí)行 //屏蔽所有中斷 tmpintmsk=rINTMSK; rINTMSK=BIT_ALLMSK; //去除中斷位 rINTPND=BIT_TICK; rSRCPND=BIT_TICK; //“嘀嗒〞中斷效勞處理 //讀時(shí)間 //由于讀時(shí)間時(shí)可能跨越了年、月、日、時(shí)、分界限 //例如：本來(lái)時(shí)間是2000年12月31日23時(shí)59分59秒，但剛好讀取到hour的時(shí)候，到達(dá)了2001年的0秒 //從而造成了讀出的時(shí)間前后不一致性 //所以，如果遇到了秒讀取是0的話，那么需要再讀一次。這樣就能解決問題 do { year=((rBCDYEAR&0xF0)>>4)*10+(rBCDYEAR&0x0F); month=((rBCDMON&0x10)>>4)*10+(rBCDMON&0x0F); date=((rBCDDAY&0x70)>>4)*10+(rBCDDAY&0x0F); hour=((rBCDHOUR&0x70)>>4)*10+(rBCDHOUR&0x0F); minute=((rBCDMIN&0x70)>>4)*10+(rBCDMIN&0x0F); second=((rBCDSEC&0x70)>>4)*10+(rBCDSEC&0x0F); day=(rBCDDAY&0x07); readtime++; }while(second==0&&readtime<=1); date[0]=year; date[1]=month; date[2]=date; time[0]=hour; time[1]=minute; time[2]=second; Uart_Printf("Timeisnow:%.2d.%.2d.%.2d%.2d:%.2d:%.2d,%d\n",year,month,date,hour,minute,second,day); //恢復(fù)中斷 rINTMSK=tmpintmsk;}voidmain(void){ iic_init(); //Inittargetboard(callthisfunctionbeforeanythingcango!) Target_Init(); Uart_Printf("CITK2410RTCdemousingRTC.\n"); //初始化RTC和“嘀嗒〞中斷控制器 rRTCCON=(1<<3)|(0<<2)|(0<<1)|(0); //RTC設(shè)置只讀〔為了RTC穩(wěn)定，需要寫的時(shí)候再翻開寫允許位〕 rTICN