嵌入式系统实验报告.doc

实验报告 课程名称：嵌入式系统学 院：信息工程专 业：电子信息工程班 级：学生姓名：学 号：指导教师：开课时间：学年第一学期实验名称：IO接口（跑马灯）实验时间：11.16实验成绩：一、实验目的1.掌握 STM32F4 基本IO口的使用。2.使用STM32F4 IO口的推挽输出功能，利用GPIO_Set函数来设置完成对 IO 口的配置。3.控制STM32F4的IO口输出，实现控制ALIENTEK 探索者STM32F4开发板上的两个LED实现一个类似跑马灯的效果。二、实验原理本次实验的关键在于如何控制STM32F4的IO口输出。IO主要由：MODER、OTYPER、OSPEEDR、PUPDR、ODR、IDR、AFRH和AFRL等8个寄存器的控制，并且本次实验主要用到IO口的推挽输出功能，利用GPIO_Set函数来设置，即可完成对IO口的配置。所以可以通过了开发板上的两个LED灯来实现一个类似跑马灯的效果。三、实验资源实验器材:探索者STM32F4开发板硬件资源:1. DS0(连接在PF9) 2. DS1(连接在PF10)四、实验内容及步骤1.硬件设计2.软件设计（1）新建TEST工程，在该工程文件夹下面新建一个 HARDWARE文件夹，用来存储以后与硬件相关的代码。然后在 HARDWARE 文件夹下新建一个LED文件夹，用来存放与LED相关的代码。（2）打开USER文件夹下的test.uvproj工程，新建一个文件，然后保存在 LED 文件夹下面，保存为 led.c，在led.c中输入相应的代码。（3）采用 GPIO_Set 函数实现IO配置。LED_Init 调用 GPIO_Set 函数完成对 PF9 和 PF10 ALIENTEK 探索者 STM32F407 开发板教程 119 STM32F4 开发指南(寄存器版) 的模式配置，控制 LED0 和 LED1 输出 1（LED 灭），使两个 LED 的初始化。（4）新建一个led.h文件，保存在 LED 文件夹下，在led.h中输入相应的代码。3.下载验证使用 flymcu 下载（也可以通过JLINK等仿真器下载），如图 1.2所示：图1.2运行结果如图1.3所示：图1.3五、实验源程序相关代码如下所示：(1) led.c文件#include led.hvoid LED_Init(void) RCC-AHB1ENR|=15;/GPIO_Set(GPIOF,PIN9|PIN10,GPIO_MODE_OUT,GPIO_OTYPE_PP, GPIO_SPEED_100M,GPIO_PUPD_PU); /PF9,PF10 设置 LED0=1;/LED0 关闭 LED1=1;/LED1 关闭 (2)led.h文件#ifndef _LED_H#define _LED_H #include sys.h /LED 端口定义#define LED0 PFout(9) / DS0#define LED1 PFout(10) / DS1void LED_Init(void); /初始化 #endif(3)main函数#include sys.h #include delay.h#include led.hint main(void) Stm32_Clock_Init(336,8,2,7);/设置时钟,168Mhzdelay_init(168); /初始化延时函数 LED_Init(); /初始化 LED 时钟 while(1) LED0=0; /DS0 亮LED1=1; /DS1 灭delay_ms(500); LED0=1; /DS0 灭 LED1=0; /DS1 亮 delay_ms(500); 六、实验总结本次实验过程中，由于第一次实验，对实验器件，还有实验过程都不大了解，使得做实验过程中遇到很大的问题。也花费了不少时间，不过在慢慢的摸索中，以及老师的指导和同学的帮助下，最终也了解了探索者STM32F4开发板的外部结构，以及各个引脚的作用，还有各个串口和并口的具体使用，还观察了跑马灯的运行状态，以及它的运行程序。七、预习思考题八、注意事项（1）新建文件夹时，区分不同的文件夹之间的关系。（2）编写代码时，注意格式和符号，在英文环境下输入。4实验名称：触摸屏实验时间：11.23实验成绩：一、 实验目的1. 掌握触摸屏的工作原理。2. 通过外接带触摸屏的LCD模块，来实现触摸屏控制。3. 通过对电阻触摸和电容触摸的学习，实现触摸屏驱动，最终实现一个手写板的功能。二、实验原理电阻式触摸屏原理：当手指触摸屏幕时，两层导电层在触摸点位置就有了接触，控制器检测到这个接通点并计算出X、Y轴的位置。特点：精度高、价格便宜、抗干扰能力强、稳定性好； 易被划伤、透光性差、不支持多点触摸。电容式触摸屏原理：利用人体的电流感应进行工作。当手指触摸金属层时，由于人体电场，用户和触摸屏表面形成一个耦合电容。对于高频电流来说电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分别从触摸屏的4个角的电极流出，并且流经4个电极的电流与手指到4角的距离成正比。控制器通过对电流比例的计算，得到触摸点的位置。特点：手感好、无需校正、透光性好、支持多点触摸； 成本高、精度不高、抗干扰力差。三、实验资源实验器材:探索者STM32F4开发板硬件资源:1、DS0(连接在PF9) 2、串口1(波特率:115200,PA9/PA10连接在板载USB转串口芯片CH340上面) 3、ALIENTEK 2.8/3.5/4.3/7寸TFTLCD模块(通过FSMC驱动,FSMC_NE4接LCD 片选/A6 接RS) 4、按键KEY0(PE4)四、实验内容及步骤1.硬件设计图2.1触摸屏与 STM32F4 连接原理图2.软件设计（1）打开上一章的工程，由于本次实验不要用到USMART和CAN相关代码，所以，先去掉USMART相关代码和can.c（此时HARDWARE组剩下：led.c、ILI93xx.c和key.c）。不过，本次实验要用到24C02，所以要添加myiic.c和24cxx.c到HARDWARE组下。（2）然后，在HARDWARE文件夹下新建一个TOUCH文件夹。然后新建一个touch.c、touch.h、ctiic.c等十个文件，并保存在TOUCH文件夹下，并将这个文件夹加入头文件包含路径。其中，touch.c和touch.h是电阻触摸屏部分的代码，顺带兼电容触摸屏的管理控制，其他则是电容触摸屏部分的代码。3.下载验证使用 flymcu 下载（也可以通过JLINK等仿真器下载），如图 2.2所示：图2.2运行结果如图2.3所示：图2.3五、实验源程序(1)main函数 int main(void) Stm32_Clock_Init(336,8,2,7); /设置时钟,168Mhz delay_init(168); /延时初始化 uart_init(84,115200); /初始化串口波特率为115200 LED_Init(); /初始化 LED LCD_Init(); /LCD 初始化 KEY_Init(); /按键初始化 tp_dev.init(); /触摸屏初始化 POINT_COLOR=RED; /设置字体为红色LCD_ShowString(30,50,200,16,16,Explorer STM32F4); LCD_ShowString(30,70,200,16,16,TOUCH TEST); LCD_ShowString(30,90,200,16,16,ATOMALIENTEK); LCD_ShowString(30,110,200,16,16,2014/5/7); if(tp_dev.touchtype!=0XFF)LCD_ShowString(30,130,200,16,16,PressKEY0toAdjust); delay_ms(1500);Load_Drow_Dialog(); if(tp_dev.touchtype&0X80)ctp_test(); /电容屏测试 else rtp_test(); /电阻屏测试(2)/电阻触摸屏测试函数 void rtp_test(void) u8 key; u8 i=0; while(1) key=KEY_Scan(0); tp_dev.scan(0); if(tp_dev.sta&TP_PRES_DOWN) /触摸屏被按下 if(tp_dev.x0lcddev.width&tp_dev.y0(lcddev.width-24)&tp_dev.y016) Load_Drow_Dialog();else TP_Draw_Big_Point(tp_dev.x0,tp_dev.y0,RED); /画图 else delay_ms(10); /没有按键按下的时候if(key=KEY0_PRES) /KEY0 按下,则执行校准程序 LCD_Clear(WHITE); /清屏 TP_Adjust(); /屏幕校准 TP_Save_Adjdata(); Load_Drow_Dialog(); i+; if(i%20=0)LED0=!LED0; (3) /电容触摸屏测试函数void ctp_test(void) u8 t=0; u8 i=0; u16 lastpos52; /最后一次的数据 while(1) tp_dev.scan(0); for(t=0;t5;t+)if(tp_dev.sta)&(1t)if(tp_dev.xtlcddev.width&tp_dev.yt(lcddev.width-24)&tp_dev.yt20)Load_Drow_Dialog(); /清除else lastpost0=0XFFFF; delay_ms(5);i+; if(i%20=0)LED0=!LED0; 六、实验总结基本达到实验的要求，了解触摸屏基本概念与原理，以及通过编程实现对触摸屏的控制，以及知道如何验证实验结果是否属于预期目标，并了解实验原理，为今后嵌入式的学习打下一定的学习基础。七、预习思考题八、注意事项（1）新建文件夹时，区分不同的文件夹之间的关系。（2）编写代码时，注意格式和符号，在英文环境下输入。实验名称：串口通信实验时间：11.30实验成绩：一、实验目的1.了解STM32F4串口。 2.掌握如何使用STM32F4的串口来发送和接收数据。3.学会如何初始化串口。4.掌握串口编程与调试方法。二、实验原理串行通信需要将传输的数据分解成二进制位，然后采用一条信号线将多个二进制数据位按一定的时间和顺序，逐位由信息发送端传到信息的接收端。根据数据的传输方向和发送接收是否能同时进行，数据传输的工作方式分为单工方式，半双工方式和全双工方式。单工通信是指信息只能单方向传输的工作方式，发送端和接收端的方向是固定的。半双工通信方式可以实现双向的通信，不能在两个方向上同时进行工作，但可以轮流交替地进行通信，即通信信道的任意端，既可以是发送端也可以是接收端。全双工通信方式是指在通信的任意时刻，允许数据同时在两个方向上传输，即通信双方可以同时发送和接收数据。三、实验资源实验器材:探索者STM32F4开发板硬件资源:a. DS0(连接在PF9) b. 串口1(波特率:115200,PA9/PA10连接在板载USB转串口芯片CH340上面)四、实验内容及步骤1.硬件设计所需硬件资源：1） 指示灯 DS0 2） 串口 1图 3.1 硬件连接图示意图2.软件设计（1）打开上一章的TSET工程，因为本章我们用不到按键和蜂鸣器等功能，所以把key.c和beep.c从HARDWARE工程组里面删除，从减少工程代码量，仅留下必须的.c文件，节省空间，加快编译速度。（2）然后在SYSTEM组下双击usart.c,就可以看到文件里的代码。3.下载验证使用 flymcu 下载（也可以通过JLINK等仿真器下载），如图 3.2所示：图3.2运行结果如图3.3所示：图3.3五、实验源程序（1）uart_init 函数/初始化 IO 串口1 /pclk2:PCLK2 时钟频率(Mhz) /bound:波特率 void uart_init(u32 pclk2,u32 bound) float temp; u16 mantissa; u16 fraction; temp=(float)(pclk2*1000000)/(bound*16);/得到 USARTDIVOVER8=0 mantissa=temp; /得到整数部分 fraction=(temp-mantissa)*16; /得到小数部分OVER8=0 mantissaAHB1ENR|=1APB2ENR|=1BRR=mantissa; / 波特率设置USART1-CR1&=(1CR1|=1CR1|=1CR1|=1CR1|=113; /串口使能（2）test.c函数#include sys.h#include delay.h #include usart.h #include led.hint main(void) u8 t; u8 len; u16 times=0; Stm32_Clock_Init(336,8,2,7);/设置时钟,168Mhz delay_init(168); /延时初始化 uart_init(84,115200); /串口初始化为 115200 LED_Init(); /初始化与 LED 连接的硬件接口 while(1) if(USART_RX_STA&0x8000)len=USART_RX_STA&0x3fff;/得到此次接收到的数据长度printf(rn 您发送的消息为:rn);for(t=0;tDR=USART_RX_BUFt; while(USART1-SR&0X40)=0);/等待发送结束 printf(rnrn);/插入换行 USART_RX_STA=0; else times+; if(times%5000=0) printf(rnALIENTEK 探索者 STM32F407 开发板 串口实验rn);printf(正点原子ALIENTEKrnrnrn); if(times%200=0)printf(请输入数据,以回车键结束rn); if(times%30=0)LED0=!LED0;/闪烁 LED,提示系统正在运行. delay_ms(10); 六、实验总结在程序设计方面，对串口通信的过程有了更深刻的理解和领会。通过本次实验，使我对ARM嵌入式开发有了一定的掌握和理解，巩固了我在课程中所学的基本理论知识和实验技能，使我对嵌入式系统课程有了更深入的了解，熟悉了串口的使用，了解了内部功能模块及内核架构。七、预习思考题八、注意事项（1）新建文件夹时，区分不同的文件夹之间的关系。（2）编写代码时，注意格式和符号，在英文环境下输入。实验名称：RTC实时时钟实验时间：12.7实验成绩：一、实验目的1.学会使用TFTLCD模块来显示日期和时间，实现一个简单的实时时钟，并可以设置闹钟2.了解和掌握STM32F4的RTC的工作原理二、实验原理STM32F4的RTC时钟的使用：1）时钟和分频；2）日历时间（RTC_TR）和日期（RTC_DR）寄存器；3）可编程闹钟；4）周期性自动唤醒RTC正常工作的一般配置步骤如下：1）使能电源时钟，并使能RTC及RTC后备寄存器写访问；2）开启外部低能振荡器，选择RTC时钟，并使能；3）取消RTC写保护；4）进入RTC初始化模式；5）设置RTC的分频，以及配置RTC参数通过以上的5个步骤，我们就完成了对RTC的配置，RTC即可正常工作，而且这些操作不是每次上电都必须执行的，可以视情况而定。三、实验资源实验器材:探索者STM32F4开发板四、实验内容及步骤硬件资源:1、DS0(连接在PF9),DS1(连接在PF10)2、串口1(波特率:115200,PA9/PA10连接在板载USB转串口芯片CH340上)3、ALIENTEK 2.8/3.5/4.3/7寸TFTLCD模块(通过FSMC驱动,FSMC_NE4接LCD片选/A6接RS) 1.硬件设计RTC属于STM32F4内部资源，期配置也是通过软件设置好就可以了。不过RTC不能断电，否则数据就丢失了，我们如果想让时间在断电后还可以继续走，那么必须确保开发板的电池有电。2. 软件设计打开上一章的工程，首先在HARDWARE文件夹下新建一个RTC的文件夹。然后打开USER文件夹下的工程，新建一个rtc.c的文件和rtc.h的头文件，保存在RTC文件夹下，并将RTC文件夹加入头文件包含路径。rtc.c中的代码中的RTC_Init函数用来初始化RTC时钟，在这里设置时间和日期，分别是通过RTC_Set_Time和RTC_Set_Data函数来实现的，其中RTC_Set_Time用于设置时间，RTC_Set_Data用于设置日期。Test.c中通过RTC_Sst_WakeUp(4,0);设置RTC周期型自动唤醒周期为1秒钟，类似于STM32F1的秒钟中断。然后，在main函数不断的读取RTC的时间和日期（每100ms一次），并显示在LED上面。将RTC的一些相关函数加入了usmart,这样通过串口就可以直接设置RTC时间、日期、闹钟A、周期性唤醒和备份寄存器读写等操作。3.下载验证使用 flymcu 下载（也可以通过JLINK等仿真器下载），如图 4.2所示：运行结果如图4.3所示：图4.2 图4.3五、实验源程序1.RTC_Init/RTC 初始化 /返回值:0,初始化成功;/ 1,LSE 开启失败; / 2,进入初始化模式失败;u8 RTC_Init(void) u16 retry=0X1FFF; RCC-APB1ENR|=1CR|=1BDCR|=1BDCR&0X02)=0) /等待LSE准备好 retry-; delay_ms(5); if(retry=0)return 1; /LSE 开启失败. RCC-BDCR|=1BDCR|=1WPR=0xCA; RTC-WPR=0x53; if(RTC_Init_Mode()return 2; /进入RTC初始化模式 RTC-PRER=0XFF; /RTC同步分频系数(07FFF),必须先设置同步分频, /再设置异步分频,Frtc=Fclks/(Sprec+1)*(Asprec+1) RTC-PRER|=0X7F16; /RTC异步分频系数(10X7F) RTC-CR&=(116); /RTC设置为,2