ARM实训总结报告专业资料.doc

物理与机电学院课程设计报告课程名称：微机原理与接口技术设计 系 部： 物 理 与 机 电 学 院 专业班级：08电子信息工程 学生姓名：凃 齐 赞 指引教师：李 建 华 涂 二 生 完毕时间： 5月29日 报告成绩： 评阅意见： 评阅教师 日期 目录1. 设计目与规定 31.1设计目 3 1.2设计规定 3 2. 方案设计与论证4 1、设计分析42、方案论证43、方案选取43.硬件电路设计44.软件设计65.下载与调试86.结论与心得107.参照文献10附录 实验程序11一、 设计目和规定1.1设计目（1）在学习了进一步浅出ARM7课程后，为了加深对理论知识理解，学习理论知识在实际中运用，培养动手能力和解决实际问题能力，通过实训，进一步熟悉和掌握ARM构造及工作原理。（2）熟悉ARM Developer suitv1.2调试和仿真，提高软件调试能力。通过实际程序设计和调试，逐渐掌握模块化程序设计办法和调试技术。（3）通过课程设计，掌握以ARM为核心电路设计基本办法和技术，理解电路参数计算办法。（4）通过实训，电路检查能力，提高动手实践能力、提高科学思维能力。（5）通过完毕一种程序开发完整过程，理解开发一种ARM应用系统全过程，为此后从事相应事业打下基本。1.2设计规定（1）ARM板DAC口P0.25连接数字示波器，默认状况下，输出一条直线流水等显示，数码管显示0；（2）通过按住键1，波形切换为正弦波，伴有蜂鸣器鸣叫，数码管显示0；（3）通过按住键2，波形切换为锯齿波，伴有蜂鸣器鸣叫，数码管显示1；（4）通过按住键3，波形切换为三角波，伴有蜂鸣器鸣叫，数码管显示2；（5）通过按住键4，波形切换为正弦半波，伴有蜂鸣器鸣叫，数码管显示3；（6）在任意波形状况下，通过按住键5，可以线性调频；（7）在任意波形状况下，通过按住键6，可以线性调幅；二、方案设计与论证1、设计分析：本次实训目在于运用LPC2138开发板及外部中断方式进行函数信号发生器设计，实现函数信号发生器基本功能，并随着相应批示：产生各种波形以及波形切换和调频调幅（可以在此基本上进行添加，使其功能更加全面）。2、方案论证：方案一：采用ARMPWM功能产生方波，方波频率可以达到几百k，外接滤波电路，通过选频，得到各种波形。通过PWM直接调频调幅，或通过外接电路也可以调节。方案二：采用ARMDAC功能产生任意波形，通过外部中断和定期调节调幅，在已有参照程序上做修改和补充。3、方案选取： 本次实验选取第二种方案：第一种方案可以通过直接通过PWM来调幅调频，频率范畴比较宽，外接电路也很简朴。实现任意波形有点复杂，外接电路固定后，难于变化波形。第二种方案可以轻松通过编写任意波形函数，非常容易得到任意想要波形，不需外接电路也能实现上面功能。频率和幅度调节也可以通过数组较为容易实现。弊端频率范畴比较窄。这次选取了第二种方案。三、硬件电路1、器件（1）选取芯片LPC2138运用EasyARM2131-LYXY开发板（2） D/A 转换器 具备特性： 10 位数模转换器； 电阻串连构造； 缓冲输出； 掉电模式； 选取转换速率与功率关于。她寄存器如下：写程序时，只要将要转化值赋给DACR6到15位，然后定期器定期给她转换时间。则可以完毕转化。咱们采用10转化，也即1024个采样点转化，设定期时间为t0，则波形频率计算办法为：f=1/（1024*t0）。设赋值为value,则波形幅度计算办法为A=VALUE/1024*3.3.（3）中断LPC2138 通过向量中断控制器（VIC ）管理中断。外设中断信号需要通过2 个开关才干 到达ARM 内核，真正产生异常，逻辑示意图如下图所示。如果在VIC中使能了相应外设中断，外设中断才干到达VIC并向内核发送中断祈求；只有使能了内核中断IRQ或者 FIQ，内核才干真正产生异常。硬件图如下中断过程示意图如下：（4）蜂鸣器连接图在EasyARM2131开发板上，接有一种蜂鸣器，由P0.7控制，通过跳线JP11选取连接，控制电路图如下所示：本实验中由于和SPI片选有所冲突因此改用P0.11控制蜂鸣器，连接P0.11到P0.7即可实现功能。 高电平时蜂鸣器停止鸣叫，低电平时开始鸣叫（5）按键连接图进行GPIO输入实验时，先要设立IODIR使口线成为输入方式，然后读取IOPIN值即可。接线方式已在上面阐明。不按下时为高电平，按下时变为低电平（6）流水灯控制电路EasyARM2131开发板上8路LED（LED8LED1）分别可选取P125:18进行控制，电路图如下所示：(7)SPI接口方框图 SPI接口方框图2、器件连接阐明本次实训程序需要将实验板杜邦线线如下改接：（1）JP5连接verf；（2）KEY1连接p0.1；KEY2连接p0.3；KEY3连接p0.15；KEY4连接p0.9；（3）数字示波器连接DAC、GND；（4）P0.11接P0.7连接蜂鸣器。 四、软件设计系统软件采用C语言编程，程序详情请看程序附件二；程序流程图如下图所示：在按键同步数码管显示数字0、1、2、3分别相应正弦波、锯齿波正弦半波，三角波，按键时蜂鸣器会蜂鸣一次，在整个过程中流水灯会始终不断循环。1、 SPI管脚设立2、蜂鸣器、流水灯机数码管设立均按照其各自功能和引脚程序设立，详细程序在附录主程序中给出。按照教师规定将此引脚连接语句进行简化：/* P0.25连接AOUT*/ PINSEL1&=(uint32)0x0318); PINSEL1|=(uint32)0x0218); PINSEL1=PINSEL1&(uint32)0x0010); PINSEL1=PINSEL1&(uint32)0x008);简化后语句同上面语句具备同样功能： PINSEL1=0x00080000;将UART0串口方式改为其她方式；加入SPI七段数码管显示波形标示。详细办法请参照附录程序。五、调试与成果连接杜邦线，连接示波器。分别调试6个按键，观测波形变化。按KEY1键是正弦波，数码管显示0；按KEY2锯齿波，数码管显示1；按KEY3三角波，数码管显示2；按KEY4正弦半波，数码管显示3；并且流水灯也在不断循环。实现现象完全和预期同样。成果：六、心得体会 通过这次实训虽然花了挺多精力和时间，但是学到了诸多知识并且较好实现了程序所有预期功能。在程序设计过程中两位教师耐心、有力指引给了我很大协助，尚有自己不断思考和查阅资料，再加上咱们小组中每一种人通力合伙较好完毕了这次课程设计。通过这次实训，使我对于软件制作流程有了更加深刻结识，并且更加能纯熟地使用有关软件。在编写程序过程中，要注意诸多问题，例如引脚使用有无冲突，怎么样才干同步运用两个同端口输出，怎么样把繁琐语句简化成简朴可行语句等等，这些都给我提出了规定，从中使我进步了诸多，不论在写程序还是程序阅读方面均有所加强，同步让我懂得独立思考和团队合伙重要性。这次实训不但仅是对于知识考察，更是考察了我细心与耐心，只有这样才干在实训中不至于迷失自己，找不到方向和突破口，也只有这样才干做到将学到知识较好应用到实际设计中去。总之，在实践中要多动脑筋，多动手，多查阅资料，将理论与实际完全结合好，才干做到最佳。七、参照文献【1】进一步浅出ARM7 北京航空航天大学出版社周立功，张华等编著【2】电子报合订本（上） 四川出版集团-四川科学技术出版社【3】C程序设计完全手册 人民邮电出版社【4】C程序设计 清华大学出版社【5】数字电子技术基本 高等教诲出版社附录：实验程序#include config.h#include math.hconst uint32 LEDS8 = (0xFF 18);/ P125:18控制LED8LED1，低电平点亮 #define HC595_CS (1 29) / P0.29口为74HC595片选#define BEEP 1 11/* P0.7控制蜂鸣器 */const uint32 KEY6 = 1 21;/ P0.21连接KEY6const uint32 KEY5 = 1 0；dly-)for (i=0；i100000；i+);/* 函数名称 ：main()* 函数功能 ：流水灯显示实验。* 调试阐明 ：连接跳线JP12至LED8LED1。*/* 流水灯花样，低电平点亮，注意调用时候用了取反操作 */const uint32 LED_TBL = 0x00，0xFF,/ 所有熄灭后，再所有点亮0x01，0x02，0x04，0x08，0x10，0x20，0x40，0x80,/ 依次逐个点亮0x01，0x03，0x07，0x0F，0x1F，0x3F，0x7F，0xFF,/ 依次逐个叠加0xFF，0x7F，0x3F，0x1F，0x0F，0x07，0x03，0x01,/ 依次逐个递减0x81，0x42，0x24，0x18，0x18，0x24，0x42，0x81,/ 两个靠拢后分开0x81，0xC3，0xE7，0xFF，0xFF，0xE7，0xC3，0x81/ 从两边叠加后递减;/* 函数名称：MSPI_Init()* 函数功能：初始化SPI接口，设立为主机。* 入口参数：无* 出口参数：无*/void MSPI_Init(void) PINSEL0 = (PINSEL0 & (0xFF 8) | (0x55 8) ; SPCCR = 0x52; / 设立SPI时钟分频 SPCR = (0 3) |/ CPHA = 0，数据在SCK 第一种时钟沿采样 (1 4) |/ CPOL = 1，SCK 为低有效 (1 5) |/ MSTR = 1，SPI 处在主模式 (0 6) |/ LSBF = 0，SPI 数据传播MSB (位7)在先 (0 7);/ SPIE = 0，SPI 中断被禁止/* 函数名称：MSPI_SendData()* 函数功能：向SPI总线发送数据。* 入口参数：data 待发送数据* 出口参数：返回值为读取数据*/uint8 MSPI_SendData(uint8 data) IOCLR = HC595_CS; / 片选74HC595 SPI_SPDR = data; while( 0 = (SPI_SPSR & 0x80);/ 等待SPIF置位，即等待数据发送完毕 IOSET = HC595_CS; return(SPI_SPDR);/* 此表为LED0F以及L、P字模 */uint8 const DISP_TAB19 = / 0 1 2 3 0xC0,0xF9,0xA4,0xB0;/* 函数名称 ：IRQ_Eint0()* 函数功能 ：外部中断0 EINT0服务程序口。* 入口参数 ：无。* 出口擦数 ：无。*/void _irq IRQ_Eint0 (void)uint32 i;i = IO0SET;/* 读取当前BEEP控制值*/if (i & BEEP) = 0)IO0SET = BEEP;elseIO0CLR = BEEP;/* 正弦波输出*/while(1) MSPI_SendData(DISP_TAB0); for(i=0;i1024;i+) M=zhenxiantabi*fuducnt2; DACR=M6； if(IO0PIN&KEY6)=0) DelayNS(2); if(IO0PIN&KEY6)=0) cnt1%=16; cnt1+; DelayNS(50); if(IO0PIN&KEY5)=0) DelayNS(2); if(IO0PIN&KEY5)=0) cnt2%=16; cnt2+; DelayNS(50); while (T0IR & 0x01) = 0);/* 等待定期时间到*/ T0IR = 0x01;/* 清除中断标志*/ /* 等待外部中断信号恢复为高电平,若信号保持为低电平，中断标志会始终置位。*/ if (EXTINT & 0x01) != 0)break； EXTINT = 0x01;/* 清除EINT0中断标志*/VICVectAddr = 0;/* 向量中断结束*/* 函数名称 ：IRQ_Eint1()* 函数功能 ：外部中断1 EINT1服务程序口。* 入口参数 ：无。* 出口擦数 ：无。*/void _irq IRQ_Eint1 (void)uint32 i;i = IO0SET;/* 读取当前BEEP控制值*/if (i & BEEP) = 0)IO0SET = BEEP;elseIO0CLR = BEEP;/* 锯齿波输出*/while(1) MSPI_SendData(DISP_TAB1); for(i=0;i1024;i+) M=juchibotabi*fuducnt2; DACR=M6； if(IO0PIN&KEY6)=0) DelayNS(2); if(IO0PIN&KEY6)=0) cnt1%=16; cnt1+; DelayNS(50); if(IO0PIN&KEY5)=0) DelayNS(2); if(IO0PIN&KEY5)=0) cnt2%=16; cnt2+; DelayNS(50); while (T0IR & 0x01) = 0);/* 等待定期时间到*/ T0IR = 0x01;/* 清除中断标志*/ /* 等待外部中断信号恢复为高电平,若信号保持为低电平，中断标志会始终置位。*/ if (EXTINT & 0x02) != 0)break; EXTINT = 0x02;/* 清除EINT1中断标志*/VICVectAddr = 0;/* 向量中断结束*/* 函数名称 ：IRQ_Eint2()* 函数功能 ：外部中断2 EINT2服务程序口。* 入口参数 ：无。* 出口擦数 ：无。*/void _irq IRQ_Eint2 (void)uint32 i;i = IO0SET;/* 读取当前BEEP控制值*/if (i & BEEP) = 0)IO0SET = BEEP;elseIO0CLR = BEEP; /* 三角波输出*/while(1) MSPI_SendData(DISP_TAB3); for(i=0;i1024;i+) M=sanjiaotabi*fuducnt2; DACR=M6； if(IO0PIN&KEY6)=0) DelayNS(2); if(IO0PIN&KEY6)=0) cnt1%=16; cnt1+; DelayNS(50); if(IO0PIN&KEY5)=0) DelayNS(2); if(IO0PIN&KEY5)=0) cnt2%=16; cnt2+; DelayNS(50); while (T0IR & 0x01) = 0);/* 等待定期时间到*/ T0IR = 0x01;/* 清除中断标志*/ /* 等待外部中断信号恢复为高电平,若信号保持为低电平，中断标志会始终置位。*/ if (EXTINT & 0x04) != 0)break； EXTINT = 0x04;/* 清除EINT2中断标志*/ VICVectAddr = 0;/* 向量中断结束*/* 函数名称 ：IRQ_Eint3()* 函数功能 ：外部中断3 EINT3服务程序口。* 入口参数 ：无。* 出口擦数 ：无。*/void _irq IRQ_Eint3 (void)uint32 i;i = IO0SET;/* 读取当前BEEP控制值*/if (i & BEEP) = 0)IO0SET = BEEP;elseIO0CLR = BEEP;/* 正弦全波输出*/while(1) MSPI_SendData(DISP_TAB2); for(i=0;i1024;i+) M=zhenquanbotabi*fuducnt2; DACR=M6； if(IO0PIN&KEY6)=0) DelayNS(2); if(IO0PIN&KEY6)=0) cnt1%=16; cnt1+; DelayNS(50); if(IO0PIN&KEY5)=0) DelayNS(2); if(IO0PIN&KEY5)=0) cnt2%=16; cnt2+; DelayNS(50); while (T0IR & 0x01) = 0);/* 等待定期时间到*/ T0IR = 0x01;/* 清除中断标志*/ /* 等待外部中断信号恢复为高电平,若信号保持为低电平，中断标志会始终置位。*/ if (EXTINT & 0x08) != 0)break; EXTINT = 0x08;/* 清除EINT3中断标志*/ VICVectAddr = 0;/* 向量中断结束*/* 函数名称 ：main()* 函数功能 ：初始化外部中断为向量中断，低电平触发，然后等待中断。* 调试阐明 ：在Startup.s文献中使能IRQ中断(清零CPSR中I位)。*/ uint8 rcv_data；int main (void) uint32 i; PINSEL0 = 0x800c55cc;/ 管脚连接GPIO,设立管脚连接，P0.1为EINT0,P0.3为EINT1,P0.9为EINT3,P0.15为EINT2 PINSEL2 = PINSEL2 & (0x08)； / P125:16连接GPIOIO1DIR = LEDS8; / 设立LED1控制口为输出 /* P0.25连接AOUT*/ PINSEL1=0x00080000; IO0DIR = BEEP|HC595_CS;/* 设立BEEP控制口为输出，别的输入。*/ /* 定期器0初始化 */T0TC = 0;/* 定期器设立为0*/T0PR = 0;/* 时钟不分频*/T0MCR = 0x03;/* 设立T0MR0匹配后复位T0TC，并产生中断标志*/T0MR0 = Fpclk/pinlvcnt2;/* 0.5秒钟定期*/T0TCR = 0x01;/* 启动定期器*/ EXTMODE = 0x00;/* 设立EINT0EINT1EINT2EINT3为电平触发。*/* 极性寄存器使用默认值0。*/IO0SET = BEEP;/* 正弦波输出*/for (i=0;i1024;i+)zhenxiantabi=512+511*sin(i*3.1415926/512);/* 锯齿波输出*/for (i=0;i1024;i+)juchibotabi=i%512*2;/* 三角波输出*/for (i=0;i512;i+)sanjiaotabi=i*2;for (i=512;i1024;i+)sanjiaotabi=(1023-i)*2; /* 正弦半波输出*/for (i=0;i512;i+)zhenbanbotabi=512+511*sin(i*3.1415926/512);for (i=512;i1024;i+)zhenbanbotabi=512; /* 正弦全波输出*/for (i=0;i512;i+)zhenquanbotabi=1024*sin(i*3.1415926/512);for (i=512;i1024;i+)zhenquanbotabi=1024*sin(i-512)*3.1415926/512); /* 方波输出*/for (i=0;i512;i+)fangbotabi=0;for (i=512;i1024;i+)fangbotabi=512; MSPI_Init();IRQEnable();/ 使能IRQ中断/* 打开EINT0中断(使用向量中断) */VICIntSelect = 0x00000000;/* 设立所有中断分派为IRQ中断*/VICVectCntl0 = 0x20 | 14;/* 分派外部中断0到向量中断0*/VICVectAddr0 = (uint32)IRQ_Eint0;/* 设立中断服务程序地址*/* 打开EINT1中断(使用向量中断) */VICVectCntl1 = 0x20 | 15;/* 分派外部中断1到向量中断1*/VICVectAddr1 = (uint32)IRQ_Eint1;/* 设立中断服务程序地址*/* 打开EINT2中断(使用向量中断) */VICVectCntl2 = 0x20 | 16;/* 分派外部中断2到向量中断2*/VICVectAddr2 = (uint32)IRQ_Eint2;/* 设立中断服务程序地址*/* 打开EINT3中断(使用向量中断) */VICVectCntl3 = 0x20 | 17;/* 分派外部中断3到向量中断3*/VICVectAddr3 = (uint32)IRQ_Eint3;/* 设立中断服务程序地址*/EXTINT=0x0f； /* 清除外部所有中断标志*/VICIntEnable = (1 14)|(1 15)|(1 16)|(1 17)； /* 使能所有中断*/while (1) for (i=0；i42；i+)/* 流水灯花样显示 */IO1SET = (LED_TBLi) 18);DelayNS(20);IO1CLR = (LED_TBLi) 18);DelayNS(20); return (0);/*