南邮课程设计电子钟CCS VC5509.doc

通信与信息工程学院2016 /2017 学年 第 1 学期课程设计报告模 块 名 称 DSP技术及应用 专 业 电子信息工程 学 生 班 级 学 生 学 号 学 生 姓 名 指 导 教 师 王奇 王明伟 吴庆国 卢敏 设计题目带报时功能的电子钟设计任务要求 设计电子时钟，要求有报时功能。显示器用液晶显示屏，报时可用蜂鸣器完成。设备及软件硬件：计算机（WINDOWS操作系统），ICETEK-VC5509-EDU 实验箱。软件：CCS软件，MATLAB(含SIMULINK工具包)软件及计算机音频播放软件等。目 录一、设计任务及要求41.1 设计电子时钟，要求有报时功能。41.2 显示器用液晶显示屏，报时可用蜂鸣器完成。4二、相关原理简介42.1 液晶显示器显示原理42.1.1 EMIF 接口42.1.2 液晶显示模块的访问42.1.3 显示控制方法42.1.4 数据信号的传送52.1.5 程序流程图52.2 音频信号发生原理62.2.1 EMIF 接口62.2.2 蜂鸣器62.2.3 蜂鸣器的连接62.2.4 程序流程图6三、设计方案与实现63.1 设计方案63.1.1 数字时钟选择方案63.1.2 液晶显示屏显示方案83.1.3 蜂鸣器整时报时83.2 设计结果8四、调试过程及问题解决8五、 体会与建议9参考文献9附录10DSP技术及应用课程设计报告一、设计任务及要求1.1 设计电子时钟，要求有报时功能。1.2 显示器用液晶显示屏，报时可用蜂鸣器完成。二、相关原理简介2.1 液晶显示器显示原理2.1.1 EMIF 接口TMS320C5509DSP 的扩展存储器接口(EMIF)用来与大多数外围设备进行连接，典型应用如连接片外扩展存储器等。这一接口提供地址连线、数据连线和一组控制线。ICETEK-VC5509-A 将这些扩展线引到了板上的扩展插座上供扩展使用。 2.1.2 液晶显示模块的访问 液晶显示模块的访问、控制是由 5509ADSP 对扩展接口的操作完成。控制口的寻址：命令控制接口的地址为 0x602800，数据控制接口的地址为 0x602801 和 0x600802，辅助控制接口的地址为 0x600801。 2.1.3 显示控制方法液晶显示模块中有两片显示缓冲存储器，分别对应屏幕显示的象素，向其中写入数值将改变 显示，写入“1”则显示一点，写入“0”则不显示。其地址与象素的对应方式如表1： 表1 液晶显示屏地址与像素对应位置左侧显示内存右侧显示内存Y=016263016263行号X=0X=7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB707DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7855DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB7DB0DB75663 发送控制命令：向液晶显示模块发送控制命令的方法是通过向命令控制接口写入命令控制字，然后再向辅助控制接口写入0。下面是基本命令字、解释和 C 语言控制语句。举例： 显示开关：0x3f 打开显示、0x3e 关闭显示； 设置显示起始行：0x0c0+起始行取值，其中起始行取值为 0 至 63； 设置操作页：0x0b8+页号，其中页号取值为 0-7； 设置操作列：0x40+列号，其中列号为取值为 0-63； 写显示数据：在使用命令控制字选择操作位置之后，可以将待显示的数据写入液晶显示模块的缓存。将数据发送到相应数据控制 I/O 接口即可。 2.1.4 数据信号的传送 由于液晶显示模块相对运行在高主频下的 DSP 属于较为慢速设备，连接时需要考虑数据线上信号的等待问题； 电平转换：由于 DSP 为 3.3V 设备，而液晶显示模块属于 5V 设备，所以在连接控制线、数据线时需要加电平隔离和转换设备，如：ICETEK-CTR 板上使用了74LS245。2.1.5 程序流程图，如图1：初始化DSP时钟开始初始化 EMIF 接口初始化 CTR清屏，设置显示位置由 0 到 9 循环显示图1 程序流程图2.2 音频信号发生原理2.2.1 EMIF 接口TMS320C5509DSP 的扩展存储器接口(EMIF)用来与大多数外围设备进行连接，典型应用如连接片外扩展存储器等。这一接口提供地址连线、数据连线和一组控制线。ICETEK-VC5509-A 将这些扩展线引到了板上的扩展插座上供扩展使用。 2.2.2 蜂鸣器 蜂鸣器由 DSP 通用 I/O 管脚输出控制，可将此管脚上的频率输出转换成声音输出。5509A 的通用 I/O 口 S13 控制蜂鸣器的输出频率。控制的方法是使用 DSP 通用定时器设置 S13 以一定的频率改变高低状态，输出方波。对于通用定时器周期寄存器的设置，计数值为所需频率计数值的二分之一。2.2.3 蜂鸣器的连接由于选用的蜂鸣器所需电流较小，所以采用将 DSP 通用 I/O 引脚直接驱动的方式。 2.2.4 程序流程图，如图2：图2 程序流程图三、设计方案与实现3.1 设计方案3.1.1 数字时钟选择方案使用软件实现数字时钟。原理：利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分值加1；若分值达到60，则清零，并将时值加1；若时值达到24，则清零。由于是软件实现，当DSP芯片不上电，程序不执行时，时钟将不工作。具体流程图如图3：初始化DSP时钟开始数码管清零时值=0，分值=0秒值=0Yh=0YN时值=24分值=0，时值加一YN分值=60Y秒值=0，分值加一N秒值加一秒值=60 图3 程序流程图3.1.2 液晶显示屏显示方案 液晶显示模块中有两片显示缓冲存储器，分别对应屏幕显示的象素，向其中写入数值将改变显示，写入“1”则显示一点，写入“0”则不显示。3.1.3 蜂鸣器整时报时由于选用的蜂鸣器所需电流较小，所以采用将 DSP 通用 I/O 引脚直接驱动的方式。程序首先设置全局控制寄存器中的BUZZE位为1，再使用DSP通用定时器设置DX0以一定的频率改变高低状态，输出方波。3.2 设计结果如图4，示意图截取了00:00:04时和01:31:52时刻的计时片段： 图4 设计结果四、调试过程及问题解决1、在设计初期，我们做了与设计相关的两个例程403液晶显示器控制显示和405音频信号发生。例程肯定是没问题，可是液晶显示屏总是显示不出来。最后发现是USB线的问题，换了USB线就好了。2、在程序编写阶段，我们采用了比较复杂的一个实现方案。即将液晶显示屏分出六个8*8的小块，个位得10进1，秒针得60即分针进1。循环嵌套过多，分针的十位超过6了就出现乱码。于是我们采用了另一种方案，即将液晶显示屏分为三个功能模块，即时针模块，分针模块，秒针模块。利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分值加1；若分值达到60，则清零，并将时值加1；若时值达到24，则清零。3、在编写代码过程中，我们采取的方案是先实现两位从00加到60，再在两位的基础上加到4位，再到6位。过程中不可避免分针和秒针得顺序颠倒问题。秒针占据0到16像素、分针占据16到32像素时结果为正确，修改循环后确实实现了两者位置的颠倒，却在分针处出现乱码。正确修改方案为直接修改定义8*8块的位置即可，无需改变循环。5、 体会与建议 本次的课程设计主要是针对LCD液晶显示模块进行实现功能的代码编写。设计之初，就出现了无法突破的难题。换了好几台电脑和硬件箱子，最简单的例程始终出不来，最后解决了竟然发现是USB线的问题，这件事情告诉我，当出现问题时，要考虑涉及设计结果的所有方面，而不能理所当然的认为其中一个部分肯定没问题。 解决了硬件问题，接着在整个的程序设计和操作阶段都还比较的顺利，但是在后期的调试过程中又发现一些错误，这是由于我最初设计的时候不够细致所造成的。在调试过程中，一遍遍检查代码，自己觉得循环没有一点问题，可是下载程序运行之后，一进位到分钟的部分就出现乱码，心情也就特别烦躁，越烦躁越做不出来。在调试过程中，难免会遇到很难解决或者自己无法解决的问题，在遇到问题时，要沉着冷静，首先自己要不断尝试修改，实在无法完成时，也要适当向同学、老师寻求帮助，在交流中收获知识，达到查漏补缺的效果。当自己完成设计的调试运行，看到设计达到要求的时刻，是设计最快乐的时刻。 通过课题的研究与设计，使我进一步掌握了 DSP 基本理论，对 DSP 技术及 DSP 技术的应用有了更深刻的认识，并使自己所学的各种知识得到了全面的应用，提高了分析问题解决问题的能力。最后，由衷的感谢学校给了我这次学习进步锻炼自我的机会，感谢王老师在我有问题的时候不辞辛苦一遍遍指导、一遍遍运行帮我找出问题所在，这次设计我收获很多。参考文献1 郑红、王鹏、董云凤、吴冠.DSP应用系统设计实践.北京航空航天大学出版社，2006.4.2 赵红怡.DSP技术与应用实例.电子工业出版社，2003.6.3 万山明TMS320F281xDSP原理与应用实例北京航空航天大学出版社，2007.7.附录：主程序代码：#define LCDDELAY 1#include myapp.h#include ICETEK-VC5509-EDU.h#include scancode.hvoid beep()int k;for (k=0;k24;k+) CTRGR=0; Delay(2); CTRGR=8; Delay(2); void Second1(void);int a=0,b=0,c=0,d=0,e=0,f=0,g=0; int d1=0,d2=0,d3=0,d4=0,d5=0;void Showmh2(void) int i=0;CTRLCDCMDR=0x68;/ 起始列=0CTRLCDCR=0;for( i=0;i8;i+)CTRLCDCMDR=0x70; CTRLCDLCR=ledmhi;/ 屏幕左侧第1至8行第i列赋值port8002=0;/ (赋值后当前操作列自动加1，所以不需设置)CTRLCDCR=0;void Showmh(void) int i=0;/ 设置操作页=0CTRLCDCMDR=0x50;/ 起始列=0CTRLCDCR=0;for( i=0;i8;i+)CTRLCDCMDR=0x70; CTRLCDLCR=ledmhi;/ 屏幕左侧第1至8行第i列赋值port8002=0;/ (赋值后当前操作列自动加1，所以不需设置)CTRLCDCR=0;void Hour2(void) int i=0;/ 设置操作页=0CTRLCDCMDR=0x40;/ 起始列=0CTRLCDCR=0;for ( i=0;i8;i+ ) CTRLCDLCR=ledkeygi;/ 屏幕左侧第1至8行第i列赋值port8002=0;/ (赋值后当前操作列自动加1，所以不需设置)CTRLCDCR=0;g+;if (g=2)g=0;void Hour1(void)int i=0;/ 设置操作页=0CTRLCDCMDR=0x48;/ 起始列=0CTRLCDCR=0;for ( i=0;i8;i+ ) CTRLCDLCR=ledkeyfi;/ 屏幕左侧第1至8行第i列赋值port8002=0;/ (赋值后当前操作列自动加1，所以不需设置)CTRLCDCR=0;if(d5=1)Hour2();d5-; f+;if (f=10 )d5+;f=0;void Minute2(void) int i=0;/ 设置操作页=0CTRLCDCMDR=0x58;/ 起始列=0CTRLCDCR=0;for ( i=0;i8;i+ ) CTRLCDLCR=ledkeyei;/ 屏幕左侧第1至8行第i列赋值port8002=0;/ (赋值后当前操作列自动加1，所以不需设置)CTRLCDCR=0;if(d4=1)Hour1();d4-;e+;if (e=6 )d4+;e=0;void Minute1(void) int i=0;CTRLCDCMDR=0x60;/ 起始列=0CTRLCDCR=0;for ( i=0;i8;i+ ) CTRLCDLCR=ledkeyci;/ 屏幕左侧第1至8行第i列赋值port8002=0;/ (赋值后当前操作列自动加1，所以不需设置)CTRLCDCR=0; if(d3=1)Minute2();beep();d3-;c+;if (c=10 )d3+;c=0;void Second2(void) int i=0;/ 设置操作页=0CTRLCDCMDR=0x70;/ 起始列=0CTRLCDCR=0;for ( i=0;i8;i+ ) CTRLCDLCR=ledkeybi;/ 屏幕左侧第1至8行第i列赋值port8002=0;/ (赋值后当前操作列自动加1，所以不需设置)CTRLCDCR=0;if(d2=1)Minute1();d2-;b+;if (b=6 )b=0;d2+;void Second1(void)int i=0; / 设置操作页=0CTRLCDCMDR=0x78;CTRLCDCR=0;for ( i=0;i8;i+ )CTRLCDLCR=ledkeyai;/ 屏幕左侧第1至8行第i列赋值port8002=0;/ (赋值后当前操作列自动加1，所以不需设置)CTRLCDCR=0;Delay(LCDDELAY); if(d1=1)Second2();d1-;Delay(0);a+;if ( a=10 ) d1+;a=0; void IntiTime(void)Second1(); S