嵌入式实验报告-流水灯设计等

嵌入式系统导论实验报告 学院： 学号： 姓名：上海工程技术大学电子电气工程学院实验一 GPIO（按键和LED）实验一、实验要求1 、掌握基于STM32F103微控制器的嵌入式系统、仿真器和开发用PC机之间的连接方法，能够搭建基于STM32F103微控制器的嵌入式系统交叉开发环境。2 、熟悉常用的嵌入式开发工具KEIL MDK或IAR EWARM的操作环境和基本功能（包括编辑、编译、链接、调试和下载等），学会创建、配置和管理STM32工程，掌握嵌入式程序的基本调试方法，学会使用逻辑分析仪窗口和外设窗口等信息窗口调试嵌入式程序。3 、理解LED和按键的构件原理，学会设计它们与微控制器间的接口电路4 、掌握STM32F103微控制器GPIO的工作原理，熟悉STM32的GPIO库函数5 、学会使用STM32的GPIO库函数在KEIL MDK或IAR EWARM下开发基于LED和按键的简单嵌入式应用程序二、实验环境1 、硬件：ALIENTEK STM32F103嵌入式开发板2 、软件：KEIL MDK或IAR EWARM三、实验内容1 、流水灯实验一： 在KEIL MDK或IAR EWARM 中建立STM32工程，并使用GPIO库函数和延时循环设计基于无限循环架构的嵌入式应用程序，使开发板上的红色LED以一定周期闪烁。采用软件仿真的方式调试程序，通过“Logic Analyzer”，观察程序模拟运行时连接红色LED的引脚PA8上的输出波形。采用硬件下载的方式调试程序，观察程序下载硬件运行时红色LED的闪烁情况。2 、按键控制LED实验：在KEIL MDK或IAR EWARM 中建立STM32工程，并使用GPIO库函数设计基于无限循环架构的嵌入式应用程序，实现以下功能：当按键KEY0按下时，目标板上红色LED点亮；当按键KEY0释放时，目标板上红色LED熄灭。采用软件仿真的方式调试程序，通过“Logic Analyzer”和“PeripheralsGPIOC”，观察程序模拟运行时连接红色LED的引脚PA8和连接按键KEY0的PC5上的输出波形。采用硬件下载的方式调试程序，观察程序下载硬件运行时按键KEY0按下和释放时红色LED的点亮和熄灭情况。四、硬件设计1 、发光二极管（红色LED）、按键（KEY0）与嵌入式微控制器（STM32F103）的接口电路五、软件设计1 、流水灯实验一程序：3 、按键控制LED实验程序：六、实验结果1 、流水灯实验一1 ）软件模拟仿真用连接红色LED的PA8引脚的输出信号波形图描述软件仿真的运行结果2 ）下载硬件运行用文字或图片描述程序在STM32F103微控制器上的运行结果STM32F103微控制器上的运行结果为:LED灯点亮一段时间后熄灭并且循环点亮2 、按键控制LED实验1 ）软件模拟仿真用连接红色LED的PA8和连接按键KEY0的PC5的引脚信号波形图描述软件仿真的运行结果2 ）下载硬件运行用文字或图片描述程序在STM32F103微控制器上的运行结果按下按钮LED灯点亮,松开按钮后LED灯熄灭七、实验思考1 、依次连接按键KEY0、KEY1和WK_UP的STM32引脚PA13、PA15和PA0的复用功能：1 ）PA13、PA15：由于PA13和PA15复位时默认设置为调试接口引脚（JTAG/SW），所以观察实验结果时先关闭开发板电源，然后拔下开发板上连接的仿真器接口，接着重新打开开发板电源观察程序运行结果。2 ）PA0：由于PA0外接跳线连接到温度传感器DS18B20，所以在做按键KEY和外部中断EXTI实验时，先拔下开发板上PA0与DS18B20的跳线。实验二 定时器实验一、实验目的1 、掌握STM32的TIMER工作原理，熟悉STM32的TIMER库函数2 、学会使用STM32库函数在KEIL MDK或IAR EWARM下开发基于TIMER的嵌入式应用程序3 、掌握嵌入式系统中延时的实现方法和主要应用4 、学会在嵌入式开发工具（KEIL MDK或IAR EWARM）中使用单步全速运行、设置断点和观察变量寄存器等方法调试嵌入式应用程序二、实验环境1 、硬件：ALIENTEK STM32F103嵌入式开发板2 、软件：KEIL MDK或IAR EWARM三、实验内容1 、流水灯实验二：在KEIL MDK或IAR EWARM 中建立STM32工程，使用GPIO和TIMER库函数，设计基于无限循环架构的嵌入式应用程序，使目标板上红色LED按固定时间一直闪烁，其中红色LED点亮和熄灭的时间各为x秒（x学生学号最后两位/10，如对于学号为021110223的学生，x23.0/10.02.3秒）。同时，在主程序中定义一个32位无符号变量CountOfToggle用来统计红色LED闪烁的次数，并且每当红色LED完成一次闪烁时，便在调试窗口中输出该变量的值。采用软件仿真的方式调试程序，当程序模拟运行时，通过设置断点、使用“Logic Analyzer”等方法观察连接红色LED的引脚PA8上的输出波形，并使用“Debug Viewer”监测用来记录红色LED闪烁次数的32位无符号变量CountOfToggle的变化情况。采用硬件下载的方式调试程序，观察程序下载硬件运行时红色LED的闪烁情况。2 、PWM输出实验：在KEIL MDK或IAR EWARM 中建立STM32工程，使用GPIO和TIMER库函数，设计基于无限循环架构的嵌入式应用程序，实现以下功能：使用PWM输出达到部分点亮红色LED的效果即在连接红色LED引脚PA8（TIM1的通道1）上输出频率为20kHz、占空比（即正脉冲时间与信号周期的比值）为94%的矩形脉冲信号，如下图所示。采用软件仿真的方式调试程序，当程序模拟运行时，使用“Logic Analyzer”观察连接红色LED的引脚PA8上的输出波形。采用硬件下载的方式调试程序，观察程序下载硬件运行时红色LED的亮度情况，注意与实验一中完全点亮的红色LED的亮度比较。四、硬件设计1 、发光二极管（LED）与嵌入式微控制器（STM32F103）的接口电路五、软件设计1 、流水灯实验二：2 、PWM输出实验：六、实验结果1 、流水灯实验二：1 ）软件模拟仿真用连接红色LED的PA8引脚的输出信号波形图描述软件仿真的运行结果截图描述变量窗口和调试窗口中记录LED闪烁次数的变量CountOfToggle的变化情况2 ）下载硬件运行用文字或图片描述程序在STM32F103微控制器上的运行结果STM32F103微控制器上的运行结果为:LED点亮之后熄灭并且循环点亮2 、PWM输出实验：1 ）软件模拟仿真用连接红色LED的PA8引脚的输出信号波形图描述软件仿真的运行结果2 ）下载硬件运行