嵌入式系统原理与应用实验报告(KL25部分).docx

嵌入式系统原理与应用实验报告专业班级：物联1301姓名：齐亨 学号：13516110组员：齐亨实验日期：2016年4月19日实验名称：KL25入门实验一、 实验目的1、熟悉FRDM-KL25开发板的硬件环境，掌握其使用方法及调试方式。2、掌握K i n e t i s D e s i g n S t u d io（以下简称K D S）开发环境的使用。3、以G P I O为例，理解底层驱动的含义与编程方法。2、 实验设备微型计算机，F R D M-K L 2 5开发板，M i c r o U S B线。二、 实验内容1、按附录1的内容导入第一个样例工程，运行程序，掌握F R D M-K L 2 5的硬件构成和使用方法，K D S的使用和调试方法。2、观察小灯闪烁，调整延时的长短，观察小灯的变化。3、根据电路图，修改程序，加入另外两个小灯的控制程序，使R G B小灯交替闪烁。三、 实验过程1、如图所示，将M i c r o U S B线缆连接到F R D M-K L 2 5实验板的S D A口，另一头接入P C的任意U S B口。一般会自动安装驱动，如果没有，请运行C:F r e e s c a l eK D S_v 3p e m i c r o目录底下P E D r i v e r s_i n s t a l l文件。 2、打开P C的设备管理器（计算机上右键属性，弹出窗口左侧，设备管理器），连接正常的话能看到下图的两个红框里的信息。1、导入工程在P r o j e c t E x p l o r e r上单击右键，选择I m p o r t.（或者在点击F i l e菜单下拉选择）弹出的对话框中展开G e n e r a l，选择E x i s t i n g P r o j e c t s i n t o W o r k s p a c e，点击N e x t 弹出的对话框中选择B r o w s e r，选择实验1的工程文件夹，如果保留原工程，可以勾上下方的C o p y P r o j e c t i n t o W o r k s p a c e，这样可以把整个工程拷贝到环境的工作文件夹底下。接着点击F i n i s h，就完成了整个工程的导入。 2、调试工程新建调试文件，把程序下载到板子上前，需要根据使用的调试硬件建立调试文件，才能下载程序。下面介绍F R D M-K L 2 5板子自带O p e n S D A调试器的调试文件的建立方法。点击K D S上方的虫子（D e b u g按钮）右侧的倒三角，下拉选择D e b u g C o n f i g u r a t i o n s. 弹出的对话框中选择G D B P E m i c r o I n t e r f a c e D e b u g g i n g，在上面点击右键，选择N e w，新建一个配置 可以看到右侧会出现该配置的相应选择，N a m e中的配置名称默认工程的名称，可以自己更换。选择D e b u g g e r选项卡，在I n t e r f a c e框中下拉，选择最后一项O p e n S D AE m b e d d e d D e b u gU S B P o r t,在连接到板子的情况下，P o r t后面的对话框里会自动检测到相应的端口和I D。（没有连接的可连接后点击旁边的R e f r e s h）接着点击P o r t下方的S e l e c t D e v i c e，选择要调试的芯片型号。这里选择N x pK L 2 xK L 2 5 Z 1 2 8 M 4 最后完成的配置如下图所示点击右下侧的A p p l y按钮再点击D e b u g按钮，就可进入D e b u g界面。下图是各主要窗口及功能按钮的介绍。 外设寄存器窗口设置，K D S的片内外设寄存器窗口是通过插件的形式实现的，3.0后版本默认集成该插件，但需要自己选择芯片型号才能生效。点击选中E m b s y s R e g i s t e r s窗口，点击右侧的黑色扳手图标，弹出的窗口中选择M L 2 5 Z 4，点O K返回，就可以看到各种片内外设的寄存器了 。3、工程中加入自定义文件夹为全工程组织明晰，这里采用文件夹的方式组织。为了使编译环境能够找到文件夹中的文件，需要将文件夹加入编译路径。在工程上右键P r o p e r t i e s，在弹出的窗口中点击展开C/C+B u i l d，选择S e t t i n g，右侧窗口选择C r o s s A R M G N U C o m p l i e rI n c l u d e r，右边就是当前工程编译时会查找的文件路径。 为了工程文件能够在其它电脑还能使用，最好采用相对路径或工作空间（前提是工程要放在工作空间目录下）的路径。下面是相对路径的写法。$P r o j D i r P a t h就是当前工程对应的文件夹。四、 编程1、 程序流程图开始头文件声明初始化子程序 进度循环 等待函数调用结 束否发送给指示灯显示命令2、主要代码段及解释/说明见工程文件夹下的Doc文件夹内Readme.txt文件/=#include includes.h /包含总头文件int main(void)/1. 声明主函数使用的变量uint_32 mRuncount; /主循环计数器/2. 关总中断 DISABLE_INTERRUPTS;/3. 初始化外设模块 /GPIO基本编程步骤： /(1)计算给出PORTB9的引脚控制寄存器地址 /PORTB端口的引脚控制寄存器基地址为0x4004A000u（后缀u表示无符号数） volatile uint_32 *portB_ptr = (uint_32*)0x4004A000u; /PORTB9的引脚控制寄存器地址=基地址+偏移量 volatile uint_32 *portB_PCR_9 = portB_ptr + 9; /(2)计算给出PORTB的数据方向寄存器、输出反转寄存器地址 /PORTB端口（作为GPIO功能）的基地址为0x400FF040u volatile uint_32 *gpioB_ptr = (uint_32*)0x400FF040u; /PORTB的数据方向寄存器地址=基地址+偏移量 volatile uint_32 *portB_PDDR=gpioB_ptr+5; /PORTB的输出寄存器地址=基地址+偏移量 volatile uint_32 *portB_PDO=gpioB_ptr+0; /PORTB的输出反转寄存器地址=基地址+偏移量 volatile uint_32 *portB_PTOR=gpioB_ptr+3; /(3)设置PORTB9引脚为GPIO引脚，即令相应引脚控制寄存器的10-8位 /(MUX)字段为001 /*portB_PCR_9=0x00000100; *portB_PCR_9=0b00000000000000000000000100000000; /(4)通过PORTB的输出寄存器(给蓝色小灯的寄存器）赋初值1，保证定义为输出时为暗 *portB_PDO |= (19); /(5)通过PORTB的方向寄存器，定义PORTB9引脚输出 *portB_PDDR |= (19); /(6)通过PORTB的输出寄存器给蓝色小灯赋初值（0-亮） /（以下供单步调试观察） *portB_PDO &= (19); /亮 *portB_PDO |= (19); /暗 *portB_PDO &= (19); /亮 *portB_PDO |= (1=5) /单步调试用，若直接运行， 比较的数可以是一个大数，如556677 mRuncount=0; *portB_PTOR|= (19); /PTB9（蓝灯）取反 /以下加入用户程序- /end_for /主循环结束= return 0;五、 实验问答1、 FRDM-KL25 开发板有哪些主要元器件？ 答：单片机插座 晶振 电容 复位电路 面包板 插针 以及下载线。2、 FRDM-KL25 是使用何种调试接口进行调试的？ 答：Debug调试。六、 实验小结通过本次实验，我深刻了解了FRDM-KL25 开发板的硬件环境，并且掌握了该开发板的使用方法和调试方式，熟悉了编写该程序所用的C语言代码。实验二： GPIO实验1 实验目的1. .掌握KDS的工程文件组织框架2. 掌握GPIO基本编程步骤3. 掌握使用结构化开发底层驱动的方法4. 了解KDS链接文件2 实验设备微型计算机，FRDM-KL25开发板，Micro USB线3 实验步骤 硬件：嵌入式实验平台一套、仿真器一个、PC 机一台。 软件：Windows 98/2000/NT/XP 操作系统、仿真器驱动程序、ADS 开发软件一套 控制嵌入式实验箱上的LED 轮流点亮。 三、概要设计 S3CRRB0X 芯片上共有71个多功能I/O 引脚，他们分别为7 组I/O 端口： 2个9 位I/O 端口（端口E 和F） 2个8 位I/O 端口（端口D 和G） 1个16 位I/O 端口（端口C） 1个10 位I/O 端口（端口A） 1个11 位I/O 端口（端口B） 每组端口都可以通过软件配置寄存器来满足不同系统合设计的需要。在运行主程序之前，必须先对每一个用到的引脚的功能进行设置。如果某些引脚的附庸功能没有使用，那么可以先将该引脚设置为I/O 口。 S3C44B0X 芯片与端口相关的寄存器： （1）端口控制寄存器（PCONAG）：在S3C44B0X 芯片中，大部分引脚是使用多路复用的，所以要确定每个引脚的功能。PCONn（端口控制寄存器）能够定义引脚功能。如果PG0PG7 作为掉电模式下的唤醒信号，那么这些端口必须配置成中断模式。 （2）端口数据寄存器（PDATAG）：如果端口定义为输出口，那么输出数据可以写入PDATn 中相应的位；如果端口定义为输入口，那么输入数据可以从PDATn 相应的位中读入。 （3）端口上拉寄存器（PUPCG）：通过配置端口上拉寄存器，可以使该组端口与上拉电阻连接或断开。当寄存器中相应位配置为0 时，该引脚接上拉寄存器；当寄存器中相应位配置为1 时，该引脚不接上拉电阻。 （4）外部中断寄存器（EXTINT）：通过不同的信号方式可以使8个外部中断被请求。EXTINT 寄存器可以根据外部中断的需求，将中断触发信号配置为低电平触发，高电平触发，下降沿触发，上升沿触发和边沿触发几种方式。 四、详细设计 1启动ADS1.2,使用ARM Execuatable Image 工程模板新建一个工程; 2添加两个组INC 和SRC; 3将INC 文件夹下所有文件添加到组INC 中; 4将SRC 文件夹下所有文件添加到组SRC 中; 5建立源文件test5.C,编写实验程序，添加到工程中; 6编译链接选项的设置同前面实验; 7编译链接工程，点击Debug 按钮，启动AXD 进行调试; 8连续点击step in 按钮，单步运行程序。 9理解并掌握本实验原理及程序。 五、调试过程，设计技巧及体会 8个LED灯依次实现：全部熄灭后，再全部点亮，依次逐个点亮，依次逐个叠加，依次逐个递减，两个靠拢后分开从两边叠加后递减。 蜂鸣器定时器0.5s定时，实现蜂鸣器每隔1s，响一次0.5s。 通过这次试验，我学会了ADS硬件仿真的设置和调试，实验板的连接，建立C语言工程，掌握了I/O端口相关寄存器的使用。实验过程中遇到一些问题如下载蜂鸣器定时控制后，蜂鸣器没有响，由于没有接P0.7的跳线造成的。每次重新下载程序编译过程中，须要进行Remove Object code，再重新make检测，以免产生错误。 六、附录： 1 流水灯实验 #include config.h /* LED8LED1 8个LED分别由P1.25P1.18控制 */ const uint32 LEDS8 = (0xFF 0; dly-) for (i=0; i50000; i+); * 函数名称 ：main() * 函数功能 ：流水灯显示实验。 * 调试说明 ：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, / 全部熄灭后，再全部点亮 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 ; int main (void) uint8 i; PINSEL1 = 0x00000000; / 设置管脚连接GPIO IO1DIR = LEDS8; / 设置LED控制口为输出 while