EasyARM2131开发板实验报告.doc

开发板实验报告实验名称：报时表及闹钟的设计实验 系 部：物理与机电工程学院 专业班级：电子信息工程（）班 学生姓名：阙 开 灿 学 号： 指导教师：涂二生老师 完成时间：年月日 报告成绩： 报时表及闹钟的设计实验（结合、，万年历改装实验）一、 实验目的：1) 设计一个由万年历改装的报时表和闹钟2) 复习、的段数码显示管的工作原理和应用3) 了解和掌握实时时钟的工作原理及应用4) 学会综合以前所学的知识实现新的功能5) 更加熟悉开发板的结构和使用方法二、 实验仪器：硬件：实验开发板一套计算机一台（内装有及仿真器）软件： 系统，集成开发环境三、 实验原理：1. 概述:1) 实时时钟（， ）提供一套计数器在系统上电和关闭操作时对时间 进行测量，消耗的功率非常低。 2) 的时钟可由独立的 振荡器或基于时钟的可编程预分频器来提供。 3) 另外，还具有专用的电源管脚，可连接到电池或其它器件使用的相同的 电压上。 4) 要使中断能够唤醒掉电的，必须选择外部时钟源。 2. 的特性：l 测量保持日历或时钟的时间通路； l 超低功耗设计，支持电池供电系统； l 提供秒、分、小时、日、月、年和星期； l 指定的 振荡器或可编程 时钟预分频器； z l 专用电源管脚可与电池或 的电压相连。3. 结构:功能结构如图 所示:4. 时间计数器：（）时间计数器寄存器： 地址名称规格描述访问秒值 该值的范围为 分值 该值的范围为 小时值 该值的范围为 002402C日期（月）值该值的范围为 星期值 该值的范围为 日期（年）值 该值的范围为 月值 该值的范围为 002403C年值 该值的范围为 （）时间计数器的关系和值：计数器规格使能最小值最大值秒（图）分秒小时分日期（月）小时, , 或 星期小时日期（年）小时 或 （闰年）月日期（月）年月或日期（年）5. 预分频器：预分频器允许从任何频率高于（）的外设时钟源产生一个 的基准时钟。这样，不管外设时钟的频率为多少总是以正确的速率运行。预分频器通过一个包含整数和小数部分的值对外设时钟()进行分频。这样就产生了一个不是恒定频率的连续输出，有些时钟周期比其它周期多个周期，但是每秒钟的计数总数总是。 基准时钟分频器包含一个位整数计数器和一个位小数计数器。使用该规格的原因如下： 1) 对于 所支持的频率，位整数计数器是必要的。可以这样进行计算：频率除以再减去等于，余数为 。保存需要个位。位实际所能支持的高频率为（）2) 余数的大值为 ，需要 位来保存。6. 中断：中断的产生由中断位置寄存器()、计数器递增中断寄存器()、报警寄存器和报警 屏蔽寄存器() 控制，只有转换到中断状态才能产生中断。 单独使能和中断（ 寄存器实际是一个中断标志寄存器）。 中的每个位都对应一个时间计数器，如果使能用于一个特定的计数器，那么该 计数器的值每增加一次就产生一个中断，如图所示。报警寄存器允许用户设定产生中断的日期或时间。提供一个屏蔽报警比较的机制，如果所有非屏蔽报警寄存器与它们对应的时间计数器的值相匹配时，则会产生中断，如 图 所示。如果 使用独立的外部振荡器， 中断可使 退出掉电模式。当 中 断唤醒使能并且所选中断事件出现时，将启动 管脚相关的振荡器，经过一定周期 后， 被唤醒。7. 基本操作: 的实时时钟，可用来进行定时报警，日期及时分秒计时等等。 具有独立的电源和时钟源，电源消耗很低，特别适合于电池供电，不连续工作（掉电模式）的系统。通过设置中断唤醒寄存器（），中断还能将从掉电模式下唤醒。设置时钟控制寄存器（）可以选择的计数时钟，由独立的 振荡器提供或将 进行分频得到。当使用作为时钟源时，它的基准时钟分频器允许调节任何频率高于 的外设时钟源产生一个的基准时钟，实现准确计时操作。如图 所示，实时时钟计数器的时钟源使用由通过基准时钟分频器 (、)调整出的时钟信号，或者直接使用独立的外部振荡器产生的时钟信号。是一个位的计数器，它位于秒计数器之前，每秒计数 个时钟；当有秒进位时，完整时间、时间寄存器(如、等)将会更新；中断有两种，一种是增量中断，由进行控制，另一种为报警中断，由寄存器和各报警时间寄存器控制，如、等；报警位置寄存器用来产生相应的中断标志；时钟控制寄存器用于使能实时时钟，复位控制等。 其中，日期寄存器(表示“日”)有两个，分别为和，表示为一年中的 第几日，值为(闰年为 )；而则为一月中的第几日，值为，一般日期计数使用 即可。 基本操作方法： l 选择时钟源( 寄存器)； l 设置 基准时钟分频器(、)（根据上一步选择执行此步操作）； z l 初始化 时钟值，如 、 等； l 报警中断设置，如 、 等； l 启动 ，即 的 位置位； l 读取完整时间寄存器值，或等待中断。四、 实验程序流程图：开始选择引脚连接；设置连接串口； 、 选择连接；设置、为输出状态， 为输入状态，串口初始化初始化增量中断标志置位?清除中断读取时钟，送到上位机显示按下？按下？按下？按下？按下？按下？月份大于？设置基准时钟； 设置年、月、日、星期、时、分、秒；设置秒增量产生中断； 启动否否否否否否月份自增日期大于？小时大于？星期大于？分钟大于？是是是是是日期自增星期自增小时自增分钟自增年份自增否否否否否是否？ ?灯闪烁；蜂鸣器鸣叫声；数码管显示倒计时灯熄灭；蜂鸣器停止鸣叫；数码管熄灭点闹钟报警； 灯亮；蜂鸣器鸣叫；数码管显示灯熄灭；蜂鸣器停止鸣叫；数码管熄灭 ？是否是否五、 实验内容：结合、，用实时时钟实现报时和闹钟的功能。六、 实验步骤：1) 按照开发板说明连接计算机，打开和软件给开发板上电调试。2) 观察实验现象，看看蜂鸣器是否鸣叫，程序是否正常运作。3) 适当调节定时器的定时时间，观察程序运行现象。4) 修改程序，观察程序运行后，是否符合预计程序的功能。七、 程序：.程序说明:本程序是结合了、和实时时钟设计的一个由万年历改装的报时表和闹钟。.实验程序（表格内和字体加粗部分为增加修改的程序）: ( ) 口为的片选 控制蜂鸣器，低电平蜂鸣 ( ) 控制，低电平点亮 ; 连接 ; ; ; ; ; ;* 函数名称：()* 函数功能：初始化接口，设置为主机。* 入口参数：无* 出口参数：无* () ( ) ; ( ( ) ( ) ; ; 设置时钟分频 ( ) , 数据在 的第一个时钟沿采样 ( ) , 为低有效 ( ) , 处于主模式 ( ) , 数据传输 (位)在先 ( ; ) (; ) (); ( ) (); ( ) ( ) (); ( ) (); 设置串口波特率 ; ( ) ; ; ; 设置串口模式 ; ( ) ; ( ) ; ; ) ; 获取 年(, ); ;(, ); ;(, );(, ); ( ) 0f; 获取 月(, );(, ); 1f; 获取 日(, );(, ); ( ) ; 获取 星期(, ); ( ) 1f; 获取 小时(, );(, ); ( ) 3f; 获取 分钟(, );(, ); 3f; 获取 秒钟(, );(, );* 函数名称 ：()* 函数功能 ：初始化实时时钟* 入口参数 ：无* 出口参数 ：无* () ; 设置基准时钟分频器 ( ) * ; ; 禁止时间计数器 ; ; ; ; ; ; ; ; 设置秒值的增量产生次中断 ; 启动* 函数名称 ：()* 函数功能 ：读取实时时钟的值，通过串口发送出去。* () ( ( ) ( ) 设置管脚连接 ; ; 从机片选 ; (); ; (); 连接 ; 控制口 ; ; 连接到 ; ; ;(, ); ; 使能(); () ( ( ); 等待增量中断( ) ; 调节年( ) () ; 调节月 ; ( )( ) () ; 调节日 ; ( )( ) () ; 调节星期 ; ( )( ) () ; 调节小时 ; ( )( ) () (); 发送显示数据 ; ; (); 发送显示数据(); (); 发送显示数据 ; ; (); 发送显示数据 ( ( ); 等待增量中断 ; 清除中断标志(); ();* *七、实验现象： 在运行本实验程序后，打开,实验现象如下：打开万年历窗口，显示年，月，：。l 当键按一下时，年会增加；l 当键按一下时，月份小于则会增加，要是月份为则变为；l 当键按一下时，日期小于则会增加，要是日期为则变为；l 当键按一下时，星期小于则会增加，要是星期为则变为；l 当键按一下时，小时小于则会增加，要是小时为则变为；l 当键按一下时，分钟小于则会增加，要是分钟为则变为。1) 当分钟为，秒钟为时，即到整点时的最后，数码管显示的倒计时、蜂鸣器相应的鸣叫声和灯相应的闪次。2) 当时钟的时、分、秒分别显示为：，即早上点整时，有闹钟会响，即蜂鸣器会鸣叫，而且灯会亮，数码管显示。八、实验心得体会：通过本次实验，让我又复习了、的段数码管的应用；了解了实时时钟的工作原理及其应用；以及掌握了综合几个小实验实现一个新功能；更加熟练了的实验环境。通过