ARM及嵌入式系统课程设计.doc

重庆交通大学计算机与信息学院综合性设计性实验报告班 级： 姓 名： 学 号： 实验项目名称： 采样输入信号波形跟踪同步显示 实验项目性质： 综合性试验 实验所属课程： ARM及嵌入式系统 实验室(中心)： 嵌入式系统实验室 指 导 教 师 ： 实验完成时间： 年 月 日教师评阅意见： 签名： 年 月 日实验成绩：一、实验项目名称采样输入信号的波形跟踪与同步显示二、实验目的1 通过对输入信号波形跟踪来了解ARM7的LPC2210芯片为处理CPU芯片，外接液晶显示器，并通过I2C接口实现输出显示控制电路实现的原理。2 进一步熟悉VC+进行界面开发，并在MagicARM2200-S实验开发平台上进行测试。3 能自主设计利用波形发生器产生波形信号，通过嵌入式系统获得波形数据，并将数据以示波图形方式在液晶显示器上充分、自由、优化、合理地跟踪显示。三、实验内容及相关要求用基于ARM7的LPC2210芯片为处理CPU芯片，外接液晶显示器，通过I2C接口实现输出显示。基本要求如下： 1 通过计时捕获恢复方波信号，并显示在液晶显示器上。2 通过A/D采样，实现对任意输入信号的波形跟踪并显示在液晶显示器上。3 要求自行设计方案，并编写程序。4 绘制示波界面，建立采样通道，获取有效数据，并将数据变换为显示器示波界面的图点和连线，并按一帧一帧显示出来。四、实验原理1 对要求1，由傅立叶级数原理可知：周期性的矩形波可由一系列的正弦谐波组成，级数越大越逼近与原波形，所以可以利用矩形波的傅立叶逼近通过图形函数接口把矩形波演示在液晶显示器上。2 对要求2 、3、4：因为是实现对任意输入信号的波形跟踪，所以先进行A/D采样，使用ADC模块的通道0、1进行电压的测量，然后将转换结果从串口输出，上位机使用EasyARM软件全仿真的DOS字符窗口观察。五、实验仪器、材料1 MagicARM2200-S实验开发平台一套；2 波形发生器一台；3 万用表一只；4 Windows2000 系统计算机一台(装有ADS 1.2 集成开发环境)。六、实验过程及原始记录1 利用矩形波的傅立叶逼近通过图形函数接口把矩形波演示在液晶显示器上，首先初始化背景和坐标系，填充白色背景，绘画x坐标轴，绘画y坐标轴；然后绘制正弦波形，绘出含谐波的波形 ，再绘制出含谐波的波形进一步逼近。程序如下：#include config.h#define PI 3.1415* 初始化背景和坐标系void Coordinate(void) GUI_FillSCR(WHITE); / 填充白色背景 GUI_HLine( 0, 120, 319, BLACK); / 绘画x坐标轴 GUI_RLine(160, 0, 240, BLACK); / 绘画y坐标轴* 演示矩形波的傅立叶逼近过程int main(void) float x,y; uint16 i;GUI_Initialize(); / 初始化LCM while(1) /* 绘出正弦波形 */ Coordinate(); / 初始化背景和坐标系 x = 0; for(i=0; i320; i+) x = -PI + 2*PI*i/320; y = (uint16)(120*sin(x) + 120); GUI_Point(i, 239-y, BLACK); /* 绘出含谐波的波形 */ Coordinate(); x = 0; for(i=0; i320; i+) x = -PI + 2*PI*i/320; y = (uint16)(120*( sin(x) + (sin(3*x)/3 ) + 120); GUI_Point(i, 239-y, BLACK); /* 绘出含谐波的波形，进一步逼近 */ Coordinate(); x = 0; for(i=0; i0; dly-) for(i=0; i2000; i+); int main(void) float x,y; uint32 i,j,k; float redata32; float disdata320; float disdataCopy320; uint32 ADC_Data; char str20; PINSEL1 = 0x01400000;/ 设置P0.27、P0.28连接到AIN0、AIN1 /* 进行ADC模块设置，其中xn表示第n位设置为x(若x超过一位，则向高位顺延) */ ADCR = (1 0) / SEL = 1 ，选择通道0 (Fpclk / 1000000 - 1) 8) / CLKDIV = Fpclk / 1000000 - 1 ，即转换时钟为1MHz (0 16) / BURST = 0 ，软件控制转换操作 (0 17) / CLKS = 0 ，使用11clock转换 (1 21) / PDN = 1 ， 正常工作模式(非掉电转换模式) (0 22) / TEST1:0 = 00 ，正常工作模式(非测试模式) (1 24) / START = 1 ，直接启动ADC转换 (0 27); / EDGE = 0 (CAP/MAT引脚下降沿触发ADC转换) DelayNS(10); ADC_Data = ADDR; / 读取ADC结果，并清除DONE标志位GUI_Initialize(); / 初始化LCM GUI_FillSCR(WHITE); while(1) i=0; do ADCR = (ADCR&0x00FFFF00)|0x01|(1 24);/ 设置通道1，并进行第一次转换 while( (ADDR&0x80000000)=0 ); / 等待转换结束 ADCR = ADCR | (1 6) & 0x3FF; / 提取AD转换值 ADC_Data = ADC_Data * 3300; / 数值转换 ADC_Data = ADC_Data / 1024; redatai =120*(float)ADC_Data/3296; i+; DelayNS(1); while(i=32); for(i=0; i320; i+) GUI_Point(i, 120-disdataCopyi, WHITE); Coordinate();i=0;do for(j=0;j=32;j+) for(k=j*10;k(j+1)*10;k+) disdatai = (redataj+1-redataj)/10*(i-j*10)+redataj ; i+; if(j=32) do disdatai=200; i+; while(i=328); while(i=328); for(i=0; i320; i+) GUI_Point(i, 120-disdatai, BLACK); for(i=0; i320; i+) disdataCopyi=disdatai; DelayNS(10); return 0;七、实验结果及分析把以上源程序输入到计算机后，并运行，下载到MagicARM2200-S实验开发平台，然后调节信号发生器调节波形，如方波或正弦波，设定好幅度和频率。观察示波器上波形显示如下：图1 输入方波信号时的跟踪同步显示图2 输入正弦波信号时的跟踪同步显示八、实验体会此次实验主要用到了A/D转换模块和彩色液晶绘图模块。对采样输入信号的波形跟踪与同步显示，就是对以上两个模块的合理整合。基于ARM7的LPC2210芯片能够满足各种高速高精度应用的需求，还提供了两种接口电压可调的数据接口，大大提高了系统设计的灵活性，