ARM实验指导书.docx

西南科技大学计算机科学与技术学院

第一章 ADS集成开发环境

1 ADS集成开发环境简介
1.1 ARM编译器的选择 —— ADS
目前,针对ARM处理器核的C语言编绎器有很多,如SDT、ADS、IAR、TASKING和GCC等。据了解，目前在国内最流行的是SDT、ADS和GCC。SDT和ADS均为ARM公司自己开发，ADS为SDT的升级版，以后ARM公司不再支持SDT，所以不会选择SDT。GCC虽然支持广泛，很多开发套件使用它作为编译器，与ADS比较其编译效率较低，这对充分发挥芯片性能很不得，所以最终使用ADS编译程序和调试。
本实验设备采用ADS编译器，其全称为ARM Developer Suite。ADS由命令行开发工具、ARM时实库、GUI开发环境(Code Warrior和AXD)、实用程序和支持软件组成。有了这些部件，用户就可以为ARM系列的RISC处理器编写和调试自己的开发应用程序了。ADS支持汇编语言和标准C语言和标准C++语言。
1.2 ADS库路径
ADS库路径是在ADS软件安装路径的lib目录下的两个子目录。假设，ADS软件安装在e:\arm\adsv1_2目录，则在e:\arm\adsv1_2\lib目录下的两个子目录armlib和cpplib是ARM的库所在路径。
armlib这个子目录包含了ARM C库，浮点代数运算库，数学库存等各类库函数。与这些库相就的头文件在e:\arm\adsv1_2\include目录中。
Cpplib这个子目录包含了Rogue Wave C++库和C++支持函数库。Rogue Wave C++库和C++支持函数库合在一起被称为ARM C++库。与这些库相应的头文件安装在e:\arm\adsv1_2\include目录下。
读者需特别注意的几点：
(1) ARM C库函数是以二进制格式提供的；
(2) ARM 库函数禁止修改。如果读者想对库函数创建新的实现的话，可以把这个新
的函数编译成目标文件，然后在链接的时候把它包含进来。这样在链接的时候，
使用的是新的函数实现而不是原来的库函数。
(3) 通常情况下，为了创建依赖于目标的应用程序，在ANSI C库中只有很少的几个函数需要实现重建。
(4) Rogue Wave Standard C++函数库的源代码不是免费发布的，可以从Rogue Wave Software Inc，或ARM公司通过支付许可证费用来获得源文件。

2 ADS集成开发环境的使用
2.1 进入ADS集成开发环境
点击桌面ADS图标，如下图所示，进入ADS集成开发环境。

2.2 建立一个工程
(1) 在CodeWarrior中新建一个工程有两种方法：
方法一：在工具栏中单击“New”按钮，如下图：

方法二：在“File”菜单中选择“New…”，如下图：

(2)执行上步骤后，则会弹出“新建工程对话框”，如下图：

在这个对话框中为用户提供了7种可选择的工程类型。
ARM Executabl Image：用于由ARM指令的代码生成一个ELF格式的可执行映像文件；
ARM Object Library：用于由ARM指令的代码生成一个armar格式的目标文件库；
Empty Prlject：用于创建一个不包含任何库或源文件的工程；
Makefile Importer Wizard：用于将Visual C 的nmake 或 GNU make 文件转入到CodeWarrior IDE 工程文件；
Thumb ARM Executable Image：用于由ARM指令和Thumb指令的混和代码生成一个可执行的ELF格式的映像文件；
Thumb Executable image：用于由Thumb 指令创建一个可执行的ELF格式的映像文件；
Thumb Object Library：用于由Thumb指令的代码生成一个armar格式的目标文件库。
在这里选择ARM Executable Image,在“Project name:”中输入工程文件名,本例为“ledcircle”,点击“Location:”文本框的“Set…”按钮，浏览选择想要将该工程保存的路径，将宽大些设置好后，点击“确定”，即可建立一个新的名为ledcircle的工程。
此时会出现ledcircle.mcp的窗口，如下图如示，其中有三个标签页，分别为files,linkorder,target。

2.3 新建原文件
(1)在“File”菜单中选择“New”，在打开的对话框中，选择标签页File，在File name中输入要创建的文件名，若是汇编语言则文件名格式为：***.s，若是C语言则文件名格式为：***.c，然后再点击“确定”关闭窗口。
在这里还有一个细节，希望注意。在建立好一个工程时，默认的target是DebugRel ,还有另外两个可用的target,分别为Realse和Debug，这三个target的含义分别为：
DebugRel：使用该目标，在生成目标的时候，会为每一个源文件生成调试信息；
Debug：使用该目标为每一个源文件生成最完全的调试信息；
Release：使用该目标不会生成任何调试信息。
在本例中，使用默认的 DebugRel 目标。
2.4 向工程添加文件
(1)在ledcircle.mcp窗口的file标签页内右击鼠标右键，选中“Add Files…”可以把要用到的源程序添加到工程中。
(2)选中了要添加的文件后，会出现如下所示的一个对话框，询问用户把文件添加到何类目标中，在这里，我们选择DebugRel目标，再按OK即可把刚才创建的两个文件添加到工程中来。

(3)对于本实验，在建立好每一个工程后都需将stardcode文件夹里的所有文件添加至工程中,且新建的每个文件里都需包含“config.h”头文件才行。原因不多说明，有兴趣可自行阅读文件代码。
2.5 编译和链接工程
在进行编译和链接前，首先讲述一下如何进行生成目标的配置。
点击Edit菜单，选择“DebugRel Settings…”，则出现如下图如示的对话框：

这个对话框中的设置很多，在这里只介绍一些最为常用的设置选项，读者若对其他未涉及到的选项感兴趣，可以查看相应的帮助文件。
(1)target设置选项
A: TargetName 文本框显示了当前的目标设置。
B: Linker 选项供用户选择要使用的链接器。在这里默认选择的是ARM Linker，使用该链接器，将使用armlink链接编译器和汇编器生成的工程中的文件相应的目标文件。
C: Pre-Linker：目前CodeWarrior IDE不支持该选项。
D: Post-Linker：选择在链接完成后，还要对输出文件进行的操作。因为在本例中，希望生成一个可以烧写到Flash中去的二进制代码，所在在这里选择 ARM fromELF，表示在链接生成映像文件后，再调用FromELF命令将含有调试信息的ELF格式的映像文件转换成其化格式的文件。
(2)Linker设置
鼠标选中ARM Linker，出现如下图所示对话框。这里详细介绍该对话框的主要的标签页选项，因为这些选项对最终生成的文件有着直接的影响。

A: 在标签页Output中，Linktype中提供了三种链接方式。Partial方式表示链接器只进行部分链接，经过部分链接生成的目标文件，可以作为以后进一步链接时的输入文件。Simple方式是默认的链接方式，也是最为频繁使用的链接方式，它链接生成简单的ELF格式的目标文件，使用的是链接器选项中指定的地址映射方式。Scattered方式使得链接器要根据scatter格式文件中指定的地址映射，生成复杂的ELF格式的映像文件。这个选项一般情况下，使用不太多。因为我们所举的例子比较简单，选择Simple方式就可以了。在选择Simple方式后，就会出现Simple image。
B: RO Base：这个文本框设置包含有RO段的加载域为同一个地址。默认是0x8000。这里用户要根据自已硬件的实际SDRAM的地址空间来修改这个地址，保证在这里填写的地址，是程序运行时，SDRAM地址空间所能覆盖的地址。针对本实验可以设置地址值为： 0x00000000 。
C: RW Base：这个文本框设置了包含RW和ZI输出段的运行域地址。如果选中split选项，链接器生成的映像文件将包含两个加载域和两个运行域，此时，在RW Base中所输入的地址为包含RW和ZI输出段的域设置了加载域和运行域地址。本实验可设置为：0x40000030 。
D: 在标签页Options中，将Image entry point文本框设置为：0x00000000 。如下图所示：

E: 在标签页Layout中，将Object/Symbol设为：startup.o
F: 将Section设为：vectors

鼠标选中ARM fromELF，则会出现如下图所示的对话框：

A: 在Output format中选择Intel 32 bit Hex
B: 在Output file name文本域输入期望生成的输出文件存放的路径，或通过点击Choose…按钮从文件对话框中选择输出文件。如果在这个文本域不输入路径名，则生成的文件存放在工程所在的目录下。
(3)点击CodeWarrior IDE的菜单Project下的make菜单，或按F7键就可以对工程进行编译和链接了。

第二章 基础实验

一 数码管扫描程序
1 实验目的
1.1 理解ARM数码管显示的一般原理，掌握使用数码显示的一般方法。
1.2 学会十六进制字型的显示方法
1.3 学会同时（实际上并不是同时，只是视觉）让多个数码管显示，显示任意字符
1.4 了解74HC595是如何工作的
2 实验内容
2.1 理解数码管显示的字符代码和数字之间的关系。
2.2 理解数码管是如何片选及显示
2.3 依次让多个数码管显示任意字符
2.4 学会使用74HC595
3 实验预习要求
3.1 查找数码管扫描相关资料，了解循环扫描的基本原理，
3.2 复习ARM中对端口的操作步骤，复习数码管模块的是实现方法。
3.3 查找74HC595的芯片资料，了解该芯片的工作原理和在数码管扫描模块中的作用。
4 实验原理
5 端口寄存器介绍
PINSEL是用于选择端口功能选择，IOPIN用于读引脚当前状态，IOSET控制寄存器引脚输出高电平，IOCLR控制寄存器引脚输出低电平，IODIR控制每个IO口的方向。例如：IODIR |= DLED_RCK;（DLED_RCK为宏，是一个 32位无符号整型）
5.1 595原理
数码管扫描涉及到4个引脚，分别是P0.17～P0.20。P0.17,P0.18,P0.20分别作为74HC595的SCK，SI，RCK。（结合74HC595手册理解）通过SI口接收每位数据；SCK的高电平发出移位信号，每位数据都移动到下一个移位寄存器中；遇到同步发送脉冲RCK时，将多位数据一次发送到寄存器中，形成一个相当于8位或多位的并行数据；从而通过595给数码管给予片选和数据
5.2 数码管原理
数码管内部为8个发光二极管，并排列为8字形，同时加一个位表示小数点，通过这8个发光二极管的合理组合，可以构成不同的数字字型和简单的字母字型，同时数码管还有一个位选信号。即8个数码管的公共端，用于电平选中。原理图中的A~H的0，1组合就可以组成不同的字符。
6 实验流程图

数码管原理图 图 1 数码管总体流程图

7 参考源代码

8 思考题
8.1 如何使你写的程序高效
8.2 如何使你写的程序可广泛移植到其他程序中
8.3 是否有其他的方法让数码管显示

二 键盘扫描程序
1 实验目的
1.1 了解键盘电路的布局，理解键盘扫描的基本原理
1.2 熟练掌握键盘轮转扫描的方法
1.3 熟悉74HC595芯片的原理，以及如何利用74HC595写程序实现串并转换。
2 实验内容
2.1 了解实验箱键盘模块的工作原理，引脚连接。
2.2 写程序实现轮转扫描算法，实现键盘的扫描。能够判断是否有键按下，结合数码管显示模块，实现按下某键显示相应内容。
3 实验预习要求
3.1 查找键盘相关资料，了解轮转扫描的基本原理，对比其与行扫描、全扫描的区别。
3.2 复习ARM中对端口的操作步骤，复习数码管模块的是实现方法。
3.3 查找74HC595的芯片资料，了解该芯片的工作原理和在键盘扫描模块中的作用。
4 实验原理
4.1 键盘扫描引脚设置
键盘扫描涉及到4个引脚，分别是P0.4～P0.7。P0.4,P0.6,P0.7分别作为74HC595的SCK，SI，RCK，（595原理在前一实验已做介绍） p0.5为返回值端口，也是按键是否按下的判断位。在硬件电路上，只要一个按键按下，并且对应的片选中该位为低电平（任意一位同时满足两条件），那么rekey端口将返回低电平，处理器可以根据该端口的电平来判断是否有键按下。具体是何键值则可以由程序设计判断，因为片选可以通过逐位清０（16个位只能有一位为０）来实现的（本实验才用轮转扫描算法）
4.2 轮转扫描实现
通过595向16位键盘输入片选，其中只有一位为０，为了在同一时刻只判断一位是否按下。通过对片选数据逐位右移，将对每一位判断是否按下，如果同时满足该位片选为０且有键按下，那么返回值为０，说明有键按下，同时可在程序中用一记数变量记录判断是哪一位，同时就解决了是何键按下，因为一旦判断出返回值为０，说明此刻记数变量的值即为按下键盘为的值（或者说相关，看你具体程序如何处理），此刻立即取出变量中的值，就做到了判断是何键位的目的。
5 实验流程图

总体流程图 扫描函数流程图
6 参考源代码

7 思考题
7.1 如果按键与需要的偶尔有差别，为什么？
7.2 当按下键后，是否需要继续扫描，两者如何实现？
7.3 同时按下两个键，什么结果，为什么？

三 点阵屏汉字显示程序
1 实验目的
1.1 了解点阵屏显示基本原理
1.2 熟悉74HC595芯片的原理，以及如何利用74HC595写程序实现串并转换。
1.3 熟悉使用字模软件
1.4 进一步熟悉ARM的端口操作
2 实验内容
2.1 建立汉字字库
2.2 在点阵屏上显示汉字
3 实验预习要求
3.1 预习GPIO（GERERAL PROGRAMABLE INPUT OUTPUT）通用可编程输入输出口的基本操作。
3.2 找相关74HC595芯片的资料，了解起基本原理和使用方法。
4 实验原理
点阵屏涉及到4个引脚，分别是P0.20～P0.17。P0.4,P0.17,P0.18和P0.19，P0.20分别作为74HC595的SCK，SI，RCK。（结合74HC595手册理解）通过SI口接收每位数据，P0.18和P0.19分别对应SI-X，SI-Y，用于控制行和列的显示；SCK的高电平发出移位信号，每位数据都移动到下一个移位寄存器中；遇到同步发送脉冲RCK时，将多位数据一次发送到寄存器中，形成一个相当于16位或多位的并行数据。
点阵显示是这样实现的。利用串并转换将两个16位数据分别发送给P0.18和P0.19所对应的SI-X和SI-Y。它们分别控制片选位和显示数据位。（至于行列哪个作片选位哪个做数据显示位可由自己定，一般便于观察和结合字模软件，将点阵屏相对于实验箱正向的行作为数据显示位，列作为片选位）通过控制片选和数据显示位可以实现固定行显示固定的亮灭信息。再通过扫描算法（与LED灯相似）实现点阵屏显示任意数据信息。
字模软件的使用：

通过字模软件，可以很容易的实现16X16（或者其他大小）的点阵字模数据的提取，而不用手动的去计算。具体的实现方法可以结合软件自己尝试，比较容易。
字库的建立一个重要问题在于如何索引，即通过哪种方式可以方便的调用你的字库，一般建立字库采用二维数组。通过数字索引或者其他方式可以方便调用。如果是ASC码的字符，可以通过以ASK码为桥梁方便的建立索引。
5 实验流程图

图 2点阵总体流程图

图 3 点阵扫描函数流程图

6 参考源代码

7 思考题
7.1 怎样使点阵屏隔一段时间显示另一个字？
7.2 与LED程序相比较，有什么异同？

四 外部中断实验
1 实验目的
1.1 了解外部中断的基本设置方法和原理。
1.2 通过外部中断实验学习ARM中中断的产生机制。
1.3 了解中断的应用。
2 实验内容
2.1 通过实验箱发声器和红外发送-接收对管实现通过外部中断令发生器产生声响。
3 实验预习要求
3.1 预习《ARM嵌入式系统基础教程》中向量中断控制器和外部中断输入的章节，了解相关寄存器的内容和用法。
3.2 了解什么是外部中断，与其他中断有什么联系和区别。
4 实验原理
首先需要介绍向量中断控制器的相关知识：
4.1 向量中断控制器（VECTORED INTERRUPT CONTROLLER，简称VIC）
向量中断寄存器：具有32个中断请求输入，可将其编程分为3类：FIQ，向量IRQ，非向量IRQ。可编程分配机制意味着不同外设的中断优先级可以动态分配及调整。
中断输入可以在VIC被设置成三类
1、FIQ中断 ：具有最高优先级
2、向量IRQ中断 ：具有中等优先级 VIC最多支持16个向量IRQ中断，这些中断被分为16个优先级，每个优先级有一个中断服务地址
3、非向量IRQ中断 ：具有最低优先级 所有的非向量IRQ中断共用一个中断服务地址
4.2 相关寄存器
与中断相关的常用和比较重要的寄存器主要有：
VICIntEnable 中断使能寄存器32位，每一位控制一个中断源，向某一位写入1，允许该中断源产生中断
VICIntClr 中断使能清零寄存器，与VICIntEnable相反，写入1，相应位中断源禁止中断
VICIntSelect 中断选择寄存器 向某位写1，对应中断源产生FIQ中断，否则产生IRQ中断，其中断相应延时相应较长
VICVectCntl 中断向量控制寄存器 为中断源分配向量IRQ的优先级 ，VICVectCntl n，n值越小优先级越高，0<=n<=15

VICVectCntl 位 7 6 5 4 3 2 1 0
功能 - - En 【 中断源序号 】
VICVectAddr 向量地址寄存器 为该中断优先级设置服务程序入口地址
VICRawIntr 中断状态寄存器 32寄存器，当某位为1时，对应位中断源产生中断请求
VICFIQStatus FIQ状态寄存器 32寄存器，当某位为1时，对应位中断源产生FIQ中断请求
VICIRQStatus IRQ状态寄存器 32寄存器，当某位为1时，对应位中断源产生IRQ中断请求
VICSoftInt 软件中断寄存器 32寄存器，当某位为1时，对应位中断源产生相应中断请求
VICSoftIntClear 软件中断清零寄存器 当某位为1时，将清零VICSoftInt对应位

软件使能寄存器
VICSoftInt 位 31~1 0
功能 - 该位为1时只有在特权模式下访问VIC寄存器

4.3 初始化基本步骤
以上寄存器并不是全部需要用到，当需要时再进行相应设置即可。这里给出中断初始化的基本步骤：
1、设置中断类型 VICIntSelect
2、设置中断优先级 VICVectCnt
3、将中断服务程序写入相应中断优先级的中断服务程序地址
如：VICVectAddrn = (int)IRQ_Timer0Interrupt
4、使能外部中断 VICIntEnable
4.4 中断源
下表列出了每一个外设功能的中断源。
中断类型号 中断类型号
0 WDT(Watchdog Interrupt) 10 SPI0
1 - 11 SPI1
2 ARM Core 12 PLL
3 ARM Core 13 RTC
4 TIMER0 14 System Control(External Interrupt0(EINT0))
5 TIMER1 15 System Control(External Interrupt1(EINT1)
6 UART0 16 System Control(External Interrupt2(EINT2)
7 UART1 17 System Control(External Interrupt3(EINT3)
8 PWM0 (Match 0-6(MR0-6)) 18 A/D

4.5 外部中断
LPC2114/2124/2210/2212/2214（包括我们使用的ARM芯片）含有4个外部中断输入（作为可选的引脚功能，即可以通过PINSEL0/1寄存器设置相应引脚为外部中断功能）。外部中断输入可用于将处理器从掉电模式唤醒。
4.5.1 外部中断的相关寄存器有:
EXINT 外部中断标志寄存器 包含EINT0、EINT1、EINT2和EINT3的中断标志。 EXTWAKE 外部中断唤醒寄存器 包含3个用于控制外部中断中断是否将处理器从掉电模式唤醒的使能位。
EXTMODE 外部中断方式寄存器 控制由每个引脚的边沿或电平触发中断
EXTPOLAR 外部中断极性寄存器 控制由每个引脚的哪种电平或边沿来触发中断

在对外部中断进行初始化设置时要注意，用EXINT寄存器选择外部中断0，然后利用EXTMODE寄存器选择边沿触发中断。电平触发中断和边沿触发中断的区别在于：电平触发中断是当输入电平为低或高时，将一直触发中断服务程序直到电平变为高或低；而边沿触发则是当电平发生跳变时才触发一次中断服务程序；根据不同需要选择不同触发方式。在我们的实验中要选取边沿触发。根据EXTPOLAR寄存器可以设置每个引脚的哪种电平或边沿来触发中断。
外部中断的初始化设置与一般的终端初始化设置基本一致，只是要多加属于外部中断自己的一些寄存器操作。
4.5.2 脉冲输入模块
脉冲输入模块中的红外线发送－接收对管用作脉冲输入

在正常状态下，发送管发送红外线，接收管接收，信号输出端输出为低电平；若发送管和接收管之间插入一件对红外线有遮挡的物体，接收管不能接收到红外线，此时信号输出端输出高电平。如果遮挡物是循环连续运动的话，该装置就是一个非常好的无触点信号源。

5 实验流程图

图 4 外部中断总体流程图 图 5 外部中断服务程序（结合代码）

6 参考源代码

7 思考题
7.1 如果改用外部中断1可不可以实现该外部中断实验？
7.2 能否实现一个利用外部中断进行计数的程序，相应显示在LED灯中？

五 定时器实验

1 实验目的
1.1 了解定时器工作的基本原理。
1.2 掌握定时器的各个寄存器的功能和设置方法。
1.3 了解ARM中定时器0和定时器1的基本用途。
2 实验内容
2.1 使用定时器0实现1秒定时，让蜂鸣器间隔一秒响一秒。
3 实验预习要求
3.1 预习定时器0和定时器1的章节，了解定时器特性，用途以及引脚。
3.2 对定时器的寄存器进行全面的了解。
4 实验原理
定时器对外设时钟（pclk）周期进行计数，根据4 个匹配寄存器的设定，可设置位匹配（即到达匹配寄存器设定的定时值0 时）产生中断或执行其他动作。他还包括4 个捕获输入，用于在输入信号发生跳变时捕获定时器值，并可选择产生中断。
1．特性
（1）带有可编程32 位预分频器的32 位定时器/计数器；
（2）具有多达4 路捕获通道。当输入信号发生跳变时可取得定时器的瞬间值。也可选
择使捕获事件产生中断；
（3）4 个32 位匹配寄存器，匹配时的动作有如下3 种
---匹配时定时器继续工作，可选择产生中断
---匹配时停止定时器，可选择产生中断
---匹配时复位定时器，可选择产生中断
（4）4 个对应于匹配寄存器的外部输出，匹配时的输出有如下4 种
---匹配时设置为低电平
---匹配时设置为高电平
---匹配时翻转
---匹配时无动作
2．相关寄存器描述 （更加详细的寄存器描述参考《ARM嵌入式系统基础教程》P274）
TCR 定时控制寄存器，控制定时计数器（禁止或复位，是否启用) 1启用0禁止
TC 定时器计数器 32位计数器，计数频率为pclk经过预分频计数器后频率值。（选择做定时器还是计数器，0定时器，1计数器）
PR 预分频控制寄存器 用于设定分频值，32位寄存器,pclk/3相当于3个脉冲时间产生一个上升沿 计数时钟频率=Fpclk/（N+1）
PC 预分频计数器 32位计数器，计数频率为pclk，当计数值等于预分频计数器的值时，TC计数器加一
IR 中断标志寄存器 读该寄存器识别中断源，写该寄存器清除中断标志
MCR 匹配控制寄存器 用于控制在匹配时是否产生中断或复位TC
位 功能
0 中断(MR0) 为1时，MR0与TC值的匹配将产生中断
1 复位(MR0) 为1时，MR0与TC值的匹配将使TC复位
2 停止(MR0) 为1时，MR0与TC值的匹配将清零TCR的bit0位，使TC和PC停止
5:3 MR1
8:6 MR2 与上对应相同
9:11 MR3

MR n 匹配寄存器n，通过MCR寄存器可以设置匹配发生时的动作
EMR 外部匹配寄存器 EMR控制外部匹配管脚MATx.0~MATx.3
CCR 捕获控制寄存器，用于设置捕获信号的触发特征（下降沿捕获还是上升沿），以及捕获发生时是否产生中断
CRn（1~3） 捕获寄存器n，在捕获n引脚上产生捕获时间时，CRn装载TC的值

3．定时器初始化步骤：
1、计数定时器计数频率 （设置T0PR）
2、设置匹配值及工作模式 （设置T0MCR）
3、设置捕获方式 （设置T0CCR）
4、设置定时器中断 （设置VIC）
5、启动定时器 （设置TCR）
4．中断函数
ads1.2 规定，在定义中断服务函数时，必须加入关键字__irq，保证函数返回时会切换处理器模式。需要注意的是：注意在退出中断服务程序时，要清零相应外设的中断标志以及VICVectAddr，为响应下一次中断做好准备 。
在中断函数中我们添加需要处理的事件程序。

5 实验流程图

图 6 定时器初始化流程图 图 7 定时器整体流程图（结合代码）

6 参考源代码

7 思考题
7.1 如何设置定时器1？
7.2 怎样将蜂鸣时间改为两秒一间隔？
7.3 结合数码管程序，把数码管扫描放到定时器中。

六 UART串口通信模块
1 实验目的
1.1 了解计算机常用的接口。
1.2 掌握串口通信的原理，能实现实验箱与PC的通信。
2 实验内容
2.1 了解串口通信的数据帧格式及波特率设置。
2.2 实现实验箱与PC的通信，包括从在PC上显示实验箱的键盘按键，在实验箱的数据管显示PC发送的数据。
3 实验预习要求
3.1 查找相关串口资料，了解串口工作的基本流程。
4 实验原理
4.1 串口接口简介
计算机常见的接口包括：并行接口，串行接口，磁盘接口(IDE接口，EIDE接口)，SCSI接口，USB接口等。其中串口是计算机上一种常用的设备通信协议，大多数计算机包含两个基于RS 232的串口。串口通讯对嵌入式设备(单片机)而言意义重大，因为它不但可以实现单片机的数据传输到电脑端，而且也能实现电脑对单片机的控制，还能实现设备之间的通信。

4.2 串口数据帧格式及串口通信的控制
串口要实现数据的通信，必须要保证串口发送与接收数据的速率一致和相同的数据帧格式。我们可以通过设置波特率来实现传输数据速率的匹配，所谓波特率是指每秒传送的信息位的数量。如果接收端与发送端的波特率设置不同的话，就会造成数据传输错误。 串口的数据帧格式一般为：

图 1 数据帧格式及相应寄存器设置

我们可以通过串行接口实现数据的发送和接收，一般通过查询方式发送数据，通过中断方式接收数据。 其流程图如下：

图 2 串口发送函数流程图图 图3 串口接收（中断）函数流程图

4.3 实现步骤

图 4 串口连接电路逻辑图

在LPC2292中与串口相关的寄存器(串口0)：

图 5 UART0相关的寄存器

其中：(1)U0IER,U0IIR：中断使能与中断标志寄存器。
(2)U0DLM,U0DLL：波特率设置寄存器。
　　　(3)U0THR,U0TSR：发送缓存与发送移位寄存器。
(4)U0RBR,U0RSR：接收缓存与接收移位寄存器。
　　　(5)U0LCR：设置UART0格式(数据帧格式)。
　　　(6)U0FCR：FIFO控制。
　　　(7)U0LSR：UART0当前状态寄存器。

在使用UART0之前需要设置的寄存器：
　　　U0IER：中断的设置(中断优先级，中断服务程序地址等)。
U0DLM,U0DLL：波特率 (每秒传送的信息位的数量，一般设置为9600) 设置。
　　　U0LCR：数据帧格式设置(包括有效数据位数，奇偶校验，结束位数等)。
　　　U0FCR：使能FIFO与触发设置。 一般用默认值。
5 实验流程图

图 5 串口工作流程图　
6 参考源代码

7 思考题
7.1 串口与并口有什么不同？

七 I2C存储程序
1 实验目的
1.1 理解并掌握I2C工作原理！
1.2 理解并掌握AT24C02工作方式熟练掌握你存储方式以及读写各状态之间的转换和意义
2 实验内容
2.1 利用实验箱向AT24C02以字节形式写入并读出，用数码管显示
3 实验要求与预习
3.1 参考ARM嵌入式系统基础教程（PPT）了解I2C工作原理。
3.2 读ATC2402数据手册，理解你其操作原理
4 实验原理
4.1 I2C接口介绍
是Philips推出的一种串行总线方式，用于IC器件之间的通信。它通过SDA和SCL两根线连到总线上的器件之间传递信息，并通过软件寻址识别到每个器件，而不是片选线。而对SDA和SCL则是通过器件之间发生应答和非应答信号。而关联应答和非应答信号，则会对器件产生不同状态，并通过状态的不同对器件操作。
4.2 写函数带选择地址字节写的状态（已经发送启示条件）0X08（装入器件地址和读写位）—（接受可器件地址和读写位并已经接受ACK）0X18（将发送数据，即AT24C02的存储地址）---（接收到24C02的写入地址，接受ACK）0X28（将发送写入数据）---（接受到存储数据，接受到ACK）0X28（发送停止条件，STO复位）, 每一状态参考课本设置下一次操作的初始状态！
4.3 读函数带选择地址字节读的状态0X08—0X18（发送的要读地址）---（前面跟写一样）0X28（将置位STA将从新发送启始条件）—（已经发送启始条件）0X10（将发送器件地址以及读状态）—（接受到状态信息）0X40（将接收数据，返回非ACK）—（接收到数据）0X58（提取数据）
4.4 启动I2C后，循环等待中断，每到达一状态产生一次中断、直到完成，停止循环！
具体状态转换请仔细读ARM嵌入式系统基础教程（ppt）和ATC2402数据手册

5 实验流程图

总的流程图 写函数流程图 读函数流程图

6 参考源代码

7 思考题
7.1 如何完成字符串写入和带选择地址连续读

八 电机实验
1 实验目的
1.1 了解步进电机、直流电机工作的基本原理。
1.2 学习步进电机、直流电机的控制原理和控制方法。
2 实验内容
2.1 实现直流电机不同转速的转动。
2.2 利用定时器实现步进电机的不同转速的转动，并可以控制步进电机的正转和逆转。
3 实验预习要求
3.1 适当复习端口操作章节。
3.2 在网上查找步进、直流电机相关资料，了解基本原理并结合电机连接引脚熟悉控制原理。
4 实验原理
4.1 步进电机
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制