實時時鐘實驗報告

四川大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院專業(yè)課課程設(shè)計題目辦學(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0903學(xué)生姓名石勝良學(xué)號aDH1091g10322010年7四川大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院實驗報告實驗名稱:實時時鐘實驗學(xué)習(xí)中心姓名學(xué)號實驗內(nèi)容:根1、實驗題目分析1.1問題描述結(jié)合實時時鐘，IIC〔控制小鍵盤和數(shù)碼管等〕來做具備定期功能的實時時鐘。1.2功能分析至少完成以下功能：(1)能顯示每秒的時刻(2)按下功能鍵能切換顯示日期(3)能設(shè)置定時鬧鐘，定時到產(chǎn)生某種輸出(4)可以擴展考慮參加外部中斷，如停止鬧鐘功能等。1.3開發(fā)平臺及工具介紹實驗器材有：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，超級終端工具，2、實驗概要設(shè)計2.1實驗根本原理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在總線上傳送數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生時鐘脈沖，以允許與被尋址的器件進行數(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；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。I2C總線進行數(shù)據(jù)傳送時，時鐘信號為高電平期間，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有在時鐘線上的信號為低電平期間，數(shù)據(jù)線上的高電平或低電平狀態(tài)才允許變化。超始和停止信號圖數(shù)據(jù)傳送時序圖IIC總線〔IICSDA、IICSCL〕經(jīng)過VDD33的上拉后，進入ZLG7290數(shù)碼管：實驗使用的數(shù)碼管是廣州周立公司單片機開展自行設(shè)計的一款數(shù)碼管顯示驅(qū)動及鍵盤掃描管理芯片。下面是介紹該數(shù)碼管的特點還有電路圖：

1I2C串行接口提供鍵盤中斷信號方便與處理器接口

2可驅(qū)動8位共陰數(shù)碼管或64只獨立LED和64個按鍵

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個功能鍵可檢測任一鍵的連擊次數(shù)

6無需外接元件即直接驅(qū)LED可擴展驅(qū)動電流和驅(qū)動電壓

7提供工業(yè)級器件多種封裝形式PDIP24SO24

采用24引腳封裝引腳圖如下圖其引腳功能分述如下:實時時鐘(RealTimeClock)：2410提供了一個實時時鐘，該時鐘使用獨立的一路1.8V供電，保證主電源切斷時能正常維持RTC工作。2410的RTC支持兩個中斷：TimeTick〔固定在一個頻率內(nèi)發(fā)出的時鐘中斷〕和Alarm中斷〔在某個時刻產(chǎn)生鬧鈴中斷〕。利用這兩個中斷可以設(shè)置每一秒中斷一次顯示變化時間，用Alarm中斷實現(xiàn)鬧鐘功能。以下為S3C2410內(nèi)部RTC模塊結(jié)構(gòu)圖：2.2實驗電路圖ZLG7290功能電路圖：IIC總線接口電路圖：2.3實驗主要步驟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)用這幾個中斷程序。4.編譯程序，在zoc串口工具進行測試。5.使用zoc下載和調(diào)試。3、實驗詳細過程3.1具體實驗過程和內(nèi)容〔1〕實現(xiàn)實時時鐘功能設(shè)置rRTCCON、rTICNT、rRTCALM存放器TICNT[6:0]=127；可以設(shè)置rTICNT=(1<<7)|(127)實現(xiàn)每秒中斷一次?？梢栽O(shè)置鬧鈴存放器，例如每秒的第幾秒中斷一次，實現(xiàn)定時鬧鐘的功能。要設(shè)置初始化當(dāng)前時間。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IIC的操作庫。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)?！?〕編寫鍵盤中斷處理程序通過鍵盤中斷，實現(xiàn)數(shù)碼管顯示日期和時間的切換，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軟件測試3.2程序流程圖程序入口點程序入口點2410初始化顯示時間主函數(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)前時間數(shù)碼管顯示日期或時間鬧鐘3.3實驗和程序問題分析這次試驗實際上是融合了三個實驗的要求，要實驗實時時鐘的功能，包括顯示當(dāng)前時間，還有設(shè)置鬧鐘，主要使用到2410的RTC的兩個中斷：TimeTick和Alarm中斷。而要實現(xiàn)在數(shù)碼管上顯示當(dāng)前時間，并且按鍵盤時實現(xiàn)時間與日期的切換，需要用到數(shù)碼管和IIC總線的知識。而實現(xiàn)的難處在于如何把幾個內(nèi)容融合在一起并且實現(xiàn)所需的功能，這也是實驗要求做的。4、實驗輸出界面選取主要界面的截圖。5、總結(jié)這次實驗其實是包含了幾個內(nèi)容的，有實驗5的實時時鐘〔RTC〕實驗，實驗6的IIC總線與數(shù)碼管實驗。試驗7的IIC總線與鍵盤實驗。而實現(xiàn)的功能也相應(yīng)增加了，因此難度加大了一點。要分別掌握RTC，IIC，還有數(shù)碼管的知識。但是通過這次實驗，我對它們的知識得到了穩(wěn)固。在沒有學(xué)RTC的時候，我就對某些事情感到好奇，我的擁有定時開機和關(guān)機功能，鬧鐘功能，疑惑的是，既然都關(guān)了，為何能夠自動開機甚至是在關(guān)機的情況下相應(yīng)鬧鐘功能。通過學(xué)習(xí)RTC的知識，我明白了2410提供了一個實時時鐘，該時鐘使用獨立的一路1.8V供電，保證主電源切斷時能正常維持RTC工作。相應(yīng)鬧鈴和自動開機都有著相似的原理，幫我解惑不少。要想設(shè)計一個實時時鐘和鬧鐘的功能，只需要RTC的兩個中斷，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，例如顯示時間。而這次實驗就是要用數(shù)碼管顯示時間或者日期。由于發(fā)光是用硬件實現(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)被實現(xiàn)了，我們實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)碼管就會有顯示。而ZLG7290產(chǎn)生的中斷，主機通過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)的時間并不長，而且又是第一次接觸，因此有很多東西還是不太了解，雖然說時間不長，但是還是很有收獲的，這次畢竟使自己有時機去學(xué)習(xí)一些貼近硬件的知識，如果將來有時機再學(xué)習(xí)，我還是很樂意的。畢竟一個真正學(xué)習(xí)計算機的人不能只知道軟件的知識。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]; //在實際應(yīng)用中，由于“嘀嗒〞中斷實時性要求較高，中斷時間固定，而且處理時間不長 //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 //讀時間 //由于讀時間時可能跨越了年、月、日、時、分界限 //例如：本來時間是2000年12月31日23時59分59秒，但剛好讀取到hour的時候，到達了2001年的0秒 //從而造成了讀出的時間前后不一致性 //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，需要寫的時候再翻開寫允許位〕 rTICN