ARM五路抢答器实训报告.

1、物理与机电学院课程设计报告课程名称：微型计算机原理与接口技术系部:物理与机电工程学院专业班级：0707 电子信息工程（1 1）班学生姓名：XXX指导教师：XXX完成时间：20102010 年 5 5 月 2121 日报告成绩：评阅意见：评阅教师日期五路智能抢答器摘要：电子智能抢答在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要设计一个系统来完成这个任务。如果在抢答中，靠视觉是很难判断出哪组先答题。利用嵌入式系统来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。由于 ARM7 勺开发板的按键只有六个，为了现象比较清晰的观察和操作的易于控制，抢答组数在五

2、组以内任意使用，本系统设计为模块形式采用ARM7 的 2138 开发板与 PC 机的链接来实现的，系统工作原理本系统采用 ARM7 勺 2138 开发板模块作为核心。控制系统的五个模块分别 为：显示模块、显示驱动模块、定时器模块、抢答开关按键模块、蜂鸣器输出模块。关键词：按键；显示；驱动；抢答；定时、设计任务与要求:1）设计一个容纳 5 组参赛队的智能式的抢答器，每组设置一抢答按钮供抢答者使用，分别为1、2、3、4、5 号选手。2） 设置一个系统清除和抢答控制开关按钮 S,该开关由主持人控制，为 6 号键。3）选手抢答前有 6 秒的倒计时，从 5 倒计到0,到0时开始抢答，在显示0之前抢答无效

3、。4） 抢答器具有锁存与显示功能。选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED 数码管上显示号码，同时亮相应号的流水灯。其他选手无法抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。5） 抢答器具有定时抢答功能。当主持人启动开始键后，定时器进行计时，定时 20 秒。6）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，流水灯输出且音乐输出“康定情歌”歌曲，显示器上显示选手的号码，并保持到主持人将系统清除为止，音乐输出完 后主持人才能按复位键开始重新一轮的抢答。7）当多个人在同一时间按下抢答键时，数码显示依次显示强选手的号码，蜂鸣器报警，抢答 无效。主持人可以按复位键开始重新开始倒计时

4、抢答。二、实训目的本次实训使用LPC2131的SPI接口作为主机向74HC595发送数据，数 据内容由7段数码管显示，再加上GPIO输入实验的按键输入检测，由 自己编程实现程序检测按键状态时，控制蜂鸣器蜂鸣和对应号的流水 灯来，（即表示此号队抢答到），进而进入定时状态抢答，用定时器0实现20s定时，查询标志位等待定时时间到达，表示此一轮抢答完毕， 音乐输出，而后按键复位开始新一轮的抢答。如此不断的循环下去， 实现了智能抢答的效果。在本次实验中，参赛选手由按键15表示，主持人按键由按键6表 示即复位和开始按键。通过本次的实验，能使自己了解并掌握定时器查询方式和中断的用法和SPI的7段数码管显示用

5、法，还有就是更熟练地应用GPIO口，以设计生活中实用的抢答来培养自己的思维和加强自己的系统设计能力。三、实验仪器1、装有ADS1.2及EasyJTAG仿真器的电脑一台2、ARM开发板一块四、实验原理（一）、GPI0 的相关原理PIM问.K 1.朮那|kJF. ：.1. 击irt谀畫扌Kit斗ft tawip-i-H.xxutmi. KBH甩l a*t L VKKtllfQBST，10皿KL】|）就为”itMKrr4 1.2特性单个位的方向控制：单独控制输出的置位和淸零：所存UO口在复位后默认为输入41J鼻叠A * Ia i - w,-虫| nwFIH MM1.R1 EQ d l；! ； 也世爆

6、打怦剛H3I舟册呂口4.1.4、GPI 一蜂鸣器控制*8 如果跳线JP11选择蜂鸣器，当P0.7输出低电平，蜂鸣器蜂鸣，当P0.7输出高电平时，蜂鸣器停止蜂鸣。实验利用P0.7的输出功能，控制蜂鸣器，程序设置PINSEL0使P0.7链接GPIO,并通过IO0DIR将其设置输出状态，然后通过IO0CLR和IO0SET青零 和置位P0.7口，控制蜂鸣器。4.1.5、GPI0 输出单路 LED 控制EJKIARMJI i ri ( * M： LED. fl-, i tir 1-冲MK甲1 fC. ? ItJSriti.Wil PLW”.It J IQ U LF：fin LLDt N, P1 M fl

7、rMa匚鼻押拧誓1$洁弓特1114泄星,4.2.2 、特性两牛丸全独立的sn控fktih遵循卑行外设接范：冋步、串疔、全取I通信；组合的3PI主机和从机；最大数摭位速率为輸入时怦速率的1/84.2.3、管脚描述*sW|0阿冒1匚*| 蚩i凹机i-H ti-1 ? IHL-4内神Iffit * Jfe -II q ft*U|i* ff4t4M *1* 4 tutu ft 呂to b -Knfl-Qflr f !* ”H) ),wm申BMk*t r-VRfMlim- H昼VflllEK *II w*U4 wmiMMMiiisMa环丹即*W *冲A. wentt VArMI4t! 1* 1 K|44

8、lt U Bi| i | IM fVIVtlJ童|.afeSR打热Oll i*iTksflB氧ap,ii,-wt：7 i unvr,峠切i fcw出R,H. 40*1 A M*a Kfl 4Wl叫科 電“ 最啊,桦mm剧；MviVBf if F Litfin 1 Hit W T 0匚机豐*4*1* *ffll 4*1IC t V4tdi ftA m 1MW uoiii 4h. lfrVIEE. itl僅网！l l ；亚 睥T广FE豐SPISPI 接口相关原理4.2.6、SPI7 段数码显示4.2.5、SPI 基本操作U* ?lilVH.I 4H：”.”It i氈*魏遶* 胃人时粋遽*j I*,

9、fll-iiilW 4M4l.4 r?ft 4Mi匸 *胡.、片只，I讪izptx，tsmjr巾L#.*. 、pt打punP-r at) V i cfnfttiS iisiKLKWdcatXijSK?口iA毫Nt豐 * 尢Ff BsnRMditmw(量I., ftijlrt WJk7r|tiM-| n. fi 1 sif . 4rrtvr t LtitfX如前所i. SH时钟值计灯韧F删时钟 M 互生SPCCRtll - SPCCR的值応细期X F 8的PIR餌XT$円卉團*ftl4LICT| nSHMHfr j I fL4 T4HCWS电還説_ 剤(冉胡T R f叫警 帕H忙旦i rfLU林

10、ZC*fJ忖也UiL就收画R-牛：l虧崛肯趟tt Il “z卜. 4口缶 L 伯 PMIS區申 uaui RnUK Wsoa. f.t.tHTK 询*吐轩誅萨盘属TOHrt ( f H ArtJt l-ftltwfrt1H 准 H 棉由札EAtxAAM：E39 *tl A*-RV.Mt 电匕 H 更申 N W倉 +4J *1 +口 4nLbTTTTTtTta 閃 ?itSKdWN4 F-& !Ff?UKt十冒莊嘗儿m于虚人t;号规世Jt芟H快吋制h畀璋蠡If产住屮Hi血432、特性LF轻I .r. i 1 I LI !. Ti flh M 4 IB miMilUM- *1 A| 9H，int-

11、VISMI*-fl awit 區显 11 卢T曾百4 t- JI ISF St 5fisii-ilfcH幣宣#T+ 事蚁博 A WTWN*-”91 瞰 1%喇骨._/wim 帚4.3.3、结构4.3.5、定时器查询具訝即刑尊14.3.4、功能框图理时尸制路斬尊KtlCTfjUttbt9刚曲A駅FOLlTTCCR.W)31 4睪本匸时晡的需却堆归111忑叫4塔，址1 LttTC.1.-BMiir-；PE?. -|- flr. f.1：*X 止*宙T进-川旻昼电轉空*牴趙雀配样St生ft 申恆唐慣*乘星紀产主中*扁凰UI童财側，iltlfl WBtiWWj.削;7*+甲,评、S-t*frs( (M

12、P!ti；t*t.ftBLPf :i MJf *申5杠.：时ftH+i il.ltTO”ivurvM0*幢杠対 aft -513羸K时鬲电專中F皐刖H冲*4奇存量4.4.2、特性h * fi TDMJi frtk.LHS rVP1 i. l( Tt -i 1 P HXr M F算4唱.BIER! 1r.-! * * .i.F.nit J?t f* T.和if* FiT :EHth m*ii*i *?i电左輸斤武： s*（四）、脉宽调制相关原理441、概述LK2I3I JPTM. PutWW血脑MM .： HIMl-Ol :尺M rwMior；Kj.tt i ranaif.PWNttiFAnf时

13、幕犠#員脅底崗糊L怕1LK2MI IU|*FVM动IT普芦HtH.tWBtFttfW4#t中曲*1：堆雜的宣吋Rli冠KE戊作电甲*认样hnr. ii 1 ftM；1: ilr- 1 Hr f : ti ra-MiMlt卜財測Hl ”鼻磺瞬E事事悴H龙上*疊 umv MFM耳4書圈孑E*的SUL剧+ * 勺TF1划F匸1 H FHV =14i! hH tilrtfMr料卜*上即打兽I I岭虽甲出.帕出 豐7 FWXMKAMi HX V. W +P；hHw卜；*卜荷r(；和1 nu：41Hn?nwmm即卓）thMlFBMriam冋划酬H*卍HIFWM*i41EM n$ 州FSW创FW出HP4.4

14、.4、结构4.4.5、基本操作 M4 103. ?2 N d时屈!LK 4 4f PWCK. C4t1*- feKPAV*f 11 ! .i . 惯憎立曲用PWW世C f Uttill PWM?. PWM4.冋1$；4jU*O PWHHPVU刈関干忙对宀也*几配勺乂刊代ft咱nwttlj）|PVM 1-：S4搐 幽WMB*r!Qr*i?tll.t W.4.4.6、PWM 音乐输出1 _ _* -*i*| HWW-a： *Til fl?, t姑r.nrw -：_ 2 -：-|-11FJ id E 1 J . I- -f：J! 5；* -j*rU. ?卜齐龍宵aJ tr:,曳可MW.r：Tj* ,

15、：* r W NPWVTCV.片PWMTC - : i不KltEfiiit可作*ururtimi*曲電援ti鼻】曲Ti I円抑Or：.，f叫MMT.YUt:;、：、殊划* ! ： .P*WVh It.抄屯挣叫I；BEEF也 E，At FffM iTJ* t .- *时恃I f) .1.罪卡.，：，：.豈f；PAM昨*Ifi *：ItJ T If-】；汕* * F;-札店样1唧b41 HflltL 1讯呼希出那“廉Fr屯电協4 IMB 4.106 PWMBS出实道程图五、实验总流程图如下所示Y肯乐曲谱表和书摘甘祚SIT訣姐呻六、实验程序#in elude con fig.h#in elude m

16、usic.h#defi ne BEEP 1 7 P0.7#define HC595_CS (1 29 / P0.29 口为 74HC595 的片选con st ui nt32 KYES8 = (0 x3F 16;con st uin t32 LEDS8 = (0 x3F 16;con st uin t32 LED1 = (1 18;const ui nt32 LED2 = (1 19;const ui nt32 LED3 = (1 20;const uint32 LED4 = (1 21;const ui nt32 LED5 = (1 22;const ui nt32 LED6 = (1 23

17、;uin t8 const DISP_TAB1 6 = 0 x92,0 x99,0 xB0,0 xA4,0 xF9,0 xC0;/倒计时显示 5 到 0con st ui nt32 KYE = 0 x03,0 x05,0 x09,0 x11,0 x06,0 x0A,0 x12,0 x0C,0 x14,/两个人同时按下按键时0 x18;#defi ne KEY1 116#defi ne KEY2 117#defi ne KEY3 118#defi ne KEY4 119#defi ne KEY5 120控制蜂鸣器#defi ne KEY6 10; dly-for(i=0; i0; dly-for

18、(i=0; i0 x7ffff; i+;void din gshi(/*定时器 0 初始化*/TOTC = 0; /*定时器设置为 0 */T0PR =0; /* 时钟不分频 */T0MCR = 0 x03; /* 设置 T0MR0 匹配后复位 T0TC 并产生中断标志 */T0MR0 =Fpclk*20; /* 20秒钟定时 */T0TCR = 0 x01; /*启动定时器*/T0IR = 0 x01;/开启中断while (T0IR & 0 x01 = 0; /*等待定时时间到 */T0IR = 0 x01;/* 函数名称：MSPI_Init(*函数功能：初始化 SPI 接口，设置为主机。

19、*入口参数：无*出口参数：无*void MSPI_I nit(voidPINSELO = 0 x00005500; /设置管脚连接 SPIPINSEL2 = PINSEL2 & (0 x08; P125:16 连接 GPIOSPCCR = 0 x52; / 设置 SPI 时钟分频SPCR = (0 3 | / CPHA = 0, 数据在 SCK 的第一个时钟沿采样(1 4 | / CPOL =1, SCK为低有效(1 5 | / MSTR =1, SPI处于主模式(0 6 | / LSBF =0, SPI数据传输 MSB （位 7 在先(0 7; / SPIE =0, SPI中断被禁止*函数名

20、称： MSPI_Se ndData(函数功能： 向 SPI 总线发送数据。入口参数:data 待发送的数据出口参数： 返回值为读取的数据*/uint8 MSPI_SendData(uint8 dataIOCLR = HC595_CS; / 片选 74HC595/*while(0 =等待 SPIF 置位,即等待数据发送完毕IOSET = HC595_CS;return(SPI_SPDR;const uin t32 LED_TBL = 0 x00, 0 xFF, /全部熄灭后，再全部点亮0 x01, 0 x02, 0 x04, 0 x08, 0 x10, 0 x20, 0 x40, 0 x80,

21、/依次逐个点亮0 x01, 0 x03, 0 x07, 0 x0F, 0 x1F, 0 x3F, 0 x7F, 0 xFF, /依次逐个叠加0 xFF, 0 x7F, 0 x3F, 0 x1F, 0 x0F, 0 x07, 0 x03, 0 x01, /依次逐个递减0 x81, 0 x42, 0 x24, 0 x18, 0 x18, 0 x24, 0 x42, 0 x81, /两个靠拢后分开0 x81, 0 xC3, 0 xE7, 0 xFF, 0 xFF, 0 xE7, 0 xC3, 0 x81; /从两边叠加后递减/* 此表为 LED0- F 以及 L、P 的字模*/uin t8 cons

22、t DISP_TAB6 = 0 xC0,0 xF9,0 xA4,0 xB0,0 x99,0 x92 ;/ 0 1 2 3 4 5void music(PINSEL0=0 x0214;for(i=0; i40; i+PWMMR0 = Fpclk / HCMMi; / 设置输出频率SPI_SPDR = data;PWMLER = 0 x05; / 更新匹配值后，必须锁存IO1SET = (LED_TBLi 18;IO1CLR = (LED_TBLi 18;Delay(HCMM_Li;PINSEL0 = 0 x00005500;/*函数名称：main(*函数功能：使用硬件SPI, 74HC595 驱

23、动控制 7 段数码管显示。*先显示 0F 的字模，然后显示 LPC2131 字样。*/int mai n (voiduin t32 temp;PINSEL0 = 0 x00005500; / 设置 SPI 管脚连接PINSEL1 = 0 x00000000;PINSEL0=0 x0214;IO0DIR = BEEP|HC595_CS;PINSEL2 = PINSEL2 & (0 x08; / P125:16连接 GPIOI01DIR = LEDS8; II 设置 LED1 控制口为输出MSPI_I nit(;I01SET=LEDS8;IO0SET = BEEP;PWMPR = 0 x00; I

24、I 不分频，计数频率为 FpclkPWMMCR = 0 x02; / 设置 PWMMF 匹配时复位 PWMTCPWMPCR = 0 x0400; / 允许 PWM 输出，单边 PWMPWMMR0 = Fpclk / 500;PWMMR2 = PWMMR0 / 2; / 50% 占空比PWMLER = 0 x05; / PWM0 和 PWM 匹配锁存PWMTCR = 0 x02; / 复位 PWMTCPWMTCR = 0 x09; / 启动 PWM 输出MSPInit(; /初始化 SPI 接口while(1IO1CLR=LED6;DelayNS(20;IO1SET=LED6;DelayNS(2

25、0;if(IO0PIN&KEY6=0din gshi(;进入定时程序for(i=0;i6;i+ rcv_data = MSPI_Se ndData(DISP_TAB1i;DelayNS(100;；if(i=6i=0;temp=0;while(temp=Otemp= (IOOPI N&(0 x1f16 &(0 x1f16;if(temp&KEY1!=0 /按键一按下DelayNS(20;if(temp&KEY1!=0IO1SET=LEDS8;MSPI_Se ndData(DISP_TAB1; /发送显示数据IO1CLR=LED1; LED1 点亮DelayNS(200;IO1SET=LED1;

26、LED1 熄灭while(IOOPI N&KEY6!=0&(TOIR & OxO1 = 0/当按键 6 未按下且定时时间到music(;IOCLR = HC595_CS; 进入音乐输出程序if(temp&KEY2!=0 /按键二按下 DelayNS(20;if(temp&KEY2!=0IO1SET=LEDS8;rcv_data = MSPI_Se ndData(DISP_TAB2; /IO1CLR=LED2; /LED2 点亮DelayNS(20; / 延时IO1SET=LED2; /LED2 熄灭DelayNS(20;din gshi(;进入定时程序while(IOOPI N&KEY6!=0

27、&(TOIR & 0 x01 = 0/当按键 6 未按下且定时时间到music(; /进入音乐输出程序if(temp&KEY3!=0 /按键三按下IO1SET=LEDS8;发送显示数据数码显示 2rcv_data = MSPI_Se ndData(DISP_TAB3;IO1CLR=LED3; /LED3 点亮DelayNS(50; / 延时IO1SET=LED3; /LED3 熄灭DelayNS(50;din gshi(;进入定时程序while(IOOPI N&KEY6!=0&(TOIR & 0 x01 = 0/当按键 6 未按下且定时时间到music(;/进入音乐输出程序if(temp&KE

28、Y4!=0 / 按键四按下rcv_data = MSPI_Se ndData(DISP_TAB4;发送显示数据数码显示4IO1CLR=LED4; /LED4 点亮DelayNS(20; / 延时IO1SET=LED4; /LED4 熄灭DelayNS(20;din gshi(;/进入定时程序while(IO0PI N&KEY6!=0&(T0IR & 0 x01 = 0/当按键 6 未按下且定时时间到music(;发送显示数据数码显示 3/进入音乐输出程序if(temp&KEY5!=0 /按键五按下IO1SET=LEDS8;rcv_data = MSPI_SendData(DISP_TAB5;发

29、送显示数据数码显示 5IO1CLR=LED5; /LED5 点亮DelayNS(20; / 延时IO1SET=LED5; /LED5 熄灭DelayNS(20;din gshi(; 进入定时程序while(IOOPI N&KEY6!=0&( (TOIR & 0 x01 = 0/当按键 6 未按下且定时时间到music(;/进入音乐输出程序else if(temp&KEY1!=0&(temp&KEY2!=0DelayNS(20;if(temp&KEY1!=0&( (temp&KEY2!=0 rcv_data = MSPI_SendData(DISP_TAB5; /发送显示数据数码显示 2IO1CLR=LED1