ARM——秒表设计

1、Easy ARM2131开发板实验报告实验名称： 秒 表 系 部：物理与机电工程学院 专业班级：07电子信息工程（2）班 学生姓名：阙 开 灿 学 号：2006050427 指导教师：涂二生老师 完成时间：2010年5月6日 报告成绩： 秒 表（结合UART0、定时器0设计的实验）一、 实验目的：1) 结合UART0和定时器0，设计一个秒表2) 复习UART0和定时器0的工作原理和应用3) 熟悉掌握ARM中的程序应用，将理论结合实际4) 通过本次实验，将以前学的进行结合使用，以检验自己的学习质量5) 更加熟练了ARM的实验环境二、 实验仪器：硬件：Easy-ARM实验开发板一套计算机一台（内装

2、有ADS1.2及EasyJTAG仿真器）软件：Windows xp系统，ADS1.2集成开发环境三、 实验原理：1. 中断:LPC2131 通过向量中断控制器（VIC）管理中断。外设中断信号需要经过 2 个开关才能到达ARM内核，真正产生异常，逻辑示意图如图4.129所示。如果在VIC中使能了相应外设的中断，外设中断才能到达VIC并向内核发送中断请求；只有使能了内核中断IRQ或者FIQ，内核才能真正产生异常。使用VIC的IRQ中断处理过程如图4.130所示： l 用户程序首先要初始化VIC使能相关中断，然后正常运行用户程序(如图 4.130中的)； l 当有IRQ中断产生时，VIC将会根据中断

3、源设置VICVectAddr寄存器为相应中断服务程序的地址(如图4.130中的)， l 切换处理器工作模式为IRQ模式，并跳转到异常向量表的IRQ中断入口 0x00000018处(如图4.130中的)； l 读取VICVectAddr寄存器的值然后放入PC程序指针，跳转到相应中断服务程序(如图4.130中的)； l 中断服务中执行相应的中断处理，清除中断标志，(如图4.130中的)； l 中断服务完成后，切换回原来的模式，并返回原中断点(如图4.130中的)。 2. UART0 查询：（1）特性：l 16字节收发FIFO；l 寄存器位置符合16C550工业标准； l 接收器FIFO触发点可为1

4、, 4, 8和14字节； z l 内置波特率发生器； l LPC2131包含使能实现软件流控制的机制。（2）结构：UART 接收器模块UxRx监视串行输入线RxD的有效输入。UART Rx移位寄存器（UxRSR）通过RxD接收有效的字符。当UxRSR接收到一个有效字符时，它将该字符传送到UARTRx缓冲寄存器FIFO中，等待CPU或主机通过主机接口进行访问。 UART发送器模块UxTx接收CPU或主机写入的数据并将数据缓存到UART Tx保持寄存器FIF（UxTHR）中。UART Tx移位寄存器（UxTSR）读取UxTHR中的数据并将数据 通过串行输出管脚TxD发送。 UART波特率发生器模块

5、UxBRG产生UART Tx模块所使用的定时。UxBRG模块时钟源为VPB时钟（pclk）。主时钟与UxDLL和UxDLM寄存器所定义的除数相除得到 UART Tx模块使用的时钟。该时钟为16倍过采样时钟NBAUDOUT。 中断接口包含寄存器UxIER和UxIIR。中断接口接收几个由UxTx和UxRx发出的单时钟宽度的使能信号。 l UxTx 和 UxRx 的状态信息保存在 UxLSR 中。l UxTx 和 UxRx 的控制信息保存在 UxLCR 中。 UART的结构如图4.16所示: VPB 接口提供CPU或主机与UART之间的通信连接。3. 定时器: (1)概述:LPC2131具有2个32

6、位可编程定时/计数器，均具有4路捕获、4比较路匹配并输出电路。定时器对外设时钟（pclk）周期进行计数，可选择产生中断或根据4个匹配寄存器的设定，在到达指定的定时值时执行其它动作（输出高/低电平、翻转或者无动作）。它还包括4个捕获输入，用于在输入信号发生跳变时捕获定时器值，并可选择产生中断。可用于对内部事件进行计数的间隔定时器，或者通过捕获输入实现脉宽调制，亦可作为自由运行的定时器。 定时器0和定时器1除了外设基地址以外，其它都相同。(2)定时器特性：l 带可编程32位预分频器的32位定时器/计数器； l 具有多达4路32位的捕获通道当输入信号跳变时可取得定时器的瞬时值，也可选择使捕获事件产生

7、中断； l 4个32位匹配寄存器：Ø 匹配时定时器继续工作，可选择产生中断；Ø 匹配时停止定时器，可选择产生中断； Ø 匹配时复位定时器，可选择产生中断。 l 多达4个对应于匹配寄存器的外部输出，具有下列特性： Ø 匹配时设置为低电平； Ø 匹配时设置为高电平； Ø 匹配时翻转；Ø 匹配时无动作。 (3)结构:定时器 0 和定时器 1 的方框图，如下图所示：（注：捕获寄存器3不能用于定时器0）（4）定时器基本操作方法： l 计算定时器的时钟频率，设置PR寄存器进行分频操作； l 设置比较匹配通道的初值及其工作模式，若是使用捕

8、获功能，则设置捕获方式； z l 若使用定时器的相关中断，则设VIC，使能中断； l 设置TCR，启动定时器。 如前所述，定时计数器时钟频率计算如下：其中，N为PR的值。四、 实验内容：结合了UART0和定时器，自编程序设计的一个可以记录20个时间值的秒表。五、 实验步骤：1) 按照开发板说明连接计算机，打开ADS1.2和H-JTAG软件，给开发板上电、调试。2) 载入编好的程序，运行ADS.12软件；3) 观察实验现象，看程序是否正常运作，有没有达到实验预计的功能。六、 实验程序流程图：开始设置I/O连接UART0IRQ使能中断设置定时器使能，IRQ中断定时器初始化启动定时器开始计时暂停计时

9、寄存这个时刻的值按键2 按下？按键1 按下？按键3 按下？是否是是否否七、 程序：1.程序说明:本程序是结合了UART0和定时器，自编程序设计的一个可以记录20个时间值的秒表。2.实验程序（表格内和字体加粗部分为增加修改的程序）:#include "config.h"#include "stdio.h"#defineUART_BPS115200/ 串口通讯波特率uint32 K1=<<16;uint32 K2=<<17;uint32 K3=<<18;uint32 h=0,m=0,s=0,ss=0,i=1;char st

10、r20,strr30/* 函数名称 ：IRQ_Timer0()* 函数功能 ：定时器0中断服务程序，取反LED9控制口。* 入口参数 ：无* 出口参数 ：无*/void _irq IRQ_Timer0 (void)s+;if(ss=100)ss=0;s+;if(s=60)s=0;m+;if(m=60)m=0;h+;if(h=24)h=0;T0IR = 0x01;/* 清除中断标志 */VICVectAddr = 0x00;/* 通知VIC中断处理结束 */* 函数名称 ：DelayNS()* 函数功能 ：长软件延时。* 入口参数 ：dly延时参数，值越大，延时越久* 出口参数 ：无*/void

11、 DelayNS (uint32 dly)uint32 i;for ( ; dly>0; dly-)for (i=0; i<50000; i+);/* 函数名称 ：UART0_Init()* 函数功能 ：串口初始化，设置为8位数据位，1位停止位，无奇偶校验，波特率115200。* 入口参数 ：无* 出口参数 ：无*/void UART0_Init (void)uint16 Fdiv;U0LCR = 0x83;/ DLAB=1,允许设置波特率Fdiv = (Fpclk / 16) / UART_BPS;/ 设置波特率U0DLM = Fdiv / 256;U0DLL = Fdiv %

12、256;U0LCR = 0x03;/* 函数名称 ：UART0_SendByte()* 函数功能 ：向串口发送字节数据，并等待发送完毕，查询方式。* 入口参数 ：dat要发送的数据* 出口参数 ：无*/void UART0_SendByte (uint8 dat)U0THR = dat;while (U0LSR & 0x40) = 0);/ 等待数据发送完毕void PC_DispChar(uint8 x,uint8 y,uint8 chr,uint8 color)UART0_StendByte(0xff);UART0_StendByte(x);UART0_StendByte(y;UA

13、RT0_StendByte(chr);UART0_StendByte(color);/* 函数名称 ：UART0_SendStr()* 函数功能 ：向串口发送一字符串* 入口参数 ：str要发送的字符串的指针* 出口参数 ：无*/void UART0_SendStr (uint8 x,uint8 y,uint8 color, char *str)while (1)if (*str = '0')break;/ 遇到结束符，退出PC_DispChar(x+,y,*str+,color);/ 发送数据if(x>=80) x=0;y+;void reset()h=0;m=0;s=

14、0;ss=0;for(i=1;i<21;i+)spirntf(strr,"%2d-%2d:%2d:%2d:%2d",i,h,m,s,ss);UART0_SendStr(0,i,0x30,strr);i=1;void xianshi()spirntf(str,"%2d:%2d:%2d:%2d",i,h,m,s,ss);UART0_SendStr(1,0,0x30,str);/* 函数名称 ：main()* 函数功能 ：使用定时器实现1秒钟定时，控制LED9闪烁。中断方式。* 调试说明 ：需要将跳线JP11连接BEEP。*/int main (void

15、)PINSEL0 = 0x00000005;/* 设置管脚连接GPIO*/IRQEnable();/* IRQ中断使能 */* 定时器0初始化 */T0TC = 0; /* 定时器设置为0 */T0PR = 0; /* 时钟不分频 */T0MCR = 0x03; /* 设置T0MR0匹配后复位T0TC，并产生中断标志*/T0MR0 = Fpclk /100; /* 0.5秒钟定时 */* 设置定时器0中断IRQ */VICIntSelect = 0x00;/* 所有中断通道设置为IRQ中断 */VICVectCntl0 = 0x20 | 0x04; /*设置定时器0中断通道分配最高优先级*/V

16、ICVectAddr0 = (uint32)IRQ_Timer0;/* 设置中断服务程序地址*/VICIntEnable = 1 << 0x04;/* 使能定时器0中断 */rest()while(IO0PIN&K1);DelayNs(80);while(!(IO0PIN&K1);T0TCR = 0x01;/* 启动定时器 */while (1)if(IO0PIN&K1)=0)while(!(IO0PIN&K1);DelayNs(80);T0TCR = 0x00;while(IO0PIN&K1)if(IO0PIN&K3)=0) res

17、t();xianshi();while(!(IO0PIN&K1);DelayNs(80);T0TCR = 0x01;if(IO0PIN&K2)=0)while(!(IO0PIN&K2);DelayNs(80);if(i<21)spirntf(str,"%2d-%2d:%2d:%2d:%2d",i,h,m,s,ss);UART0_SendStr(0,i,0x30,str);i+;xianshi(); return 0;/* End Of File*/七、实验现象： 在运行本实验程序后，实验现象如下：打开DOS窗口:1) 当按下KEY1键时，秒表开始启动；2) 当按下KEY2键时，将计数到底时间记录下来；3) 当按下KEY3键时，秒表停止走动；4) 最多可以记录20个时间值。八、实验心得体会：通过本次实