嵌入式课程设计电梯实验报告.docx

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嵌入式课程设计电梯实验报告

西安邮电学院

嵌入式硬件课程设计报告

嵌入式系统硬件课程设计题目

电梯控制系统

系部名称

：

计算机系

专业名称

：

计算机科学与技术

班级

：

计科0703班

学号

：

学生姓名

：

指导教师

：

时间

：

20010年12月6日—12月17日

1.实验目的

1）熟悉ARM（LPC2131）&ADSV1.2的环境。

2）了解LPC2131DemoBoard资源、环境；掌握ADS工具使用。

3）熟练掌握ADS工具的使用，掌握ARMC程序设计、调试技术。

4）理解ARM芯片引脚功能选择，理解GPIO的使用设置、输入驱动方法。

5）理解UART串行通信原理，学习ARMUART资源的驱动编程。

2.实验仪器及设备

1）EasyARM2131开发实验板。

2）TKStudioIDE集成开发环境。

3.实验内容

Ø基础实验

内容1：

ARM（LPC2131）&ADSV1.2环境熟悉

♦LPC2131硬件环境介绍；

♦ADS工具简介；

要求：

了解LPC2131DemoBoard资源、环境；掌握ADS工具使用。

内容2：

ADS模板工具&ARMC语言程序设计

♦ADS环境中编程模板的理解与使用；

♦使用ADS工具，基于LPC2131进行简单的C程序设计；

要求：

熟练掌握ADS工具的使用，掌握ARMC程序设计、调试技术；

内容3：

GPIOOutput（LED、Beep）实验

♦理解ARM芯片引脚功能选择；

♦理解GPIO的使用设置、输出驱动方法；

♦熟练掌握ADS工具，基于LPC2131进行简单的C程序设计；

要求：

实现一个秒闪航标灯和蜂鸣。

内容4：

GPIOInput（KeyInput）实验

♦理解ARM芯片引脚功能选择；

♦理解GPIO的使用设置、输入驱动方法；

♦熟练掌握ADS工具，基于LPC2131进行简单的C程序设计；

要求：

实现一个秒闪航标灯和可按键控制的蜂鸣器。

内容5：

EintVIC实验

♦理解ARM芯片引脚功能选择；

♦理解外中断的含义与应用；

♦熟练掌握ADS工具，基于LPC2131进行简单的C程序设计；

要求：

实现一个秒闪航标灯和可按键控制的蜂鸣器（用外中断方式实现）。

内容6：

定时器

♦理解ARM芯片引脚功能选择；

♦理解GPIO的使用设置、输入/输出驱动方法；

♦熟练掌握AD定S工具，基于LPC2131进行简单的C程序设计；

要求：

基于ucosII的GPIO、时器、RTC、串口等综合实验。

内容7：

异步串行口UART

♦理解ARM芯片引脚功能选择；

♦理解GPIO的使用设置、输入/输出驱动方法；

♦理解UART串行通信原理，学习ARMUART资源的驱动编程；

♦熟练掌握ADS工具，基于LPC2131进行简单的C程序设计；

要求：

结合前边内容，实现LPC2131和PC端串行传输数据信息。

Ø课程设计任务要求

课题名称：

电梯控制系统。

要求该控制器应具备如下功能：

♦通过键盘输入楼层，输入之后数码管从当前位置向上或向下运行。

♦运行到对应楼层，显示楼层号。

♦灯表示运行楼层。

♦数码管数字大小增减表示向上、向下。

4.设计过程

1）设计方案

用LED灯显示当前电梯的起始楼层和目标楼层

用数码管显示电梯当前所在的楼层

当电梯到达目标楼层时，用蜂鸣器发出蜂鸣，提示已经到达

通过UART来控制输入楼层，中断控制

2）流程图

3）电路图

按键输入检测电路图

8路LED控制电路图

UART0

数码管

4）程序模块说明

a.定义模块：

#include"config.h"

#defineBEEP1<<7//P0.7控制蜂鸣器，低电平蜂鸣

/*LED8~LED18个LED分别由P1.25~P1.18控制*/

constuint32LEDS8=（0xFF<<18）;//P1[25:

18]控制LED8~LED1，低电平点亮

#defineHC595_CS（1<<29）//P0.29口为74HC595的片选

typedefstructNode

{

uint8floor;

structNode*next;

}Node,*LinkList;

/*定义串口模式设置数据结构*/

typedefstructUartMode

{

uint8datab;//字长度，5/6/7/8可选

uint8stopb;//停止位，1/2可选

uint8parity;//奇偶校验位，0-无校验,1-奇校验,2-偶校验

}UARTMODE;

LinkListL;

uint8up,down,keep,stop;//UART0数据接收缓冲区

volatileuint8rcv_new;//接收新数据标志

/*流水灯花样，低电平点亮，注意调用时候用了取反操作*/

constuint32LED_TBL[]={

//0x01,0x03,0x07,0x0F,0x1F,0x3F,0x7F,0xFF,//依次逐个叠加

0x01,0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,//依次逐个点亮

};

/*此表为LED0～F以及L、P的字模*/

uint8constDISP_TAB[]={

//0123456789

0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90

};

**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

**函数名称：

MSPI_Init（）

**函数功能：

初始化SPI接口，设置为主机。

**入口参数：

无

**出口参数：

无

**函数名称：

MSPI_SendData（）

**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

b.接收输出模块：

**函数名称：

IRQ_UART0（）

**函数功能：

串口0接收中断服务程序

**入口参数：

无

**出口参数：

无

void__irqIRQ_UART0（void）

{

Node*p;

if（（U0IIR&0x0F）==0x04）

{p=（Node*）malloc（sizeof（Node））;

rcv_new=1;//设置接收到新的数据标志

p->floor=U0RBR;//读取FIFO的数据，并清除中断

if（（p->floor-48）>0&&（p->floor-48）<9）

{

p->next=L->next;

L->next=p;

VICVectAddr=0x00;//中断处理结束

}

else

{

rcv_new=0;//设置接收到新的数据标志

VICVectAddr=0x00;//中断处理结束

}

}

}

**函数名称：

UART0_SendByte（）

**函数功能：

向串口0发送1字节数据

**入口参数：

dat要发送的数据

**出口参数：

无

voidUART0_SendByte（uint8dat）

{

U0THR=dat;//要发送的数据

}

**函数名称：

UART0_SendBuf（）

**函数功能：

向串口发送8字节数据

**入口参数：

无

**出口参数：

无

voidUART0_SendBuf（void）

{

uint8i;

//for（i=0;i<8;i++）

UART0_SendByte（L->next->floor）;

while（（U0LSR&0x20）==0）;//等待数据发送完毕

}

c.主程序模块：

**函数名称：

main（）

**函数功能：

从串口UART0接收字符串"ABCDEFGH"，并发送回上位机显示。

**调试说明：

需要PC串口显示终端软件如EasyARM.exe。

uint8rcv_data;

intmain（void）

{

Node*p;

uint8start,end;

uint8i,j,sum=0,k;

uint32temp;

L=（LinkList）malloc（sizeof（Node））;

L->next=NULL;

UARTMODEset;

start=1;

set.datab=8;

set.stopb=1;

set.parity=0;

rcv_new=0;

loop:

PINSEL0=0x00005505;//设置I/O连接到UART0

PINSEL1=0x00000000;

IODIR=HC595_CS;

PINSEL2=PINSEL2&（~0x08）;//P1[25:

16]连接GPIO

IO1DIR=LEDS8;//设置LED1控制口为输出

MSPI_Init（）;//初始化SPI接口

UART0_Init（115200,set）;//串口初始化

U0FCR=0x01;//使能FIFO，并设置触发点为8字节

U0IER=0x01;//允许RBR中断，即接收中断

IRQEnable（）;//使能IRQ中断

/*使能UART0中断*/

VICIntSelect=0x00000000;//设置所有的通道为IRQ中断

VICVectCntl0=0x20|0x06;//UART0分配到IRQslot0，即最高优先级

VICVectAddr0=（uint32）IRQ_UART0;//设置UART0向量地址

VICIntEnable=1<<0x06;//使能UART0中断

p=L->next;

while

（1）

{

if（rcv_new==1）

{

rcv_new=0;

end=rcv_buf[0]-48;

UART0_SendByte（p->floor）;

//UART0_SendBuf（）;

if（start

{

for（i=start;i<=end;i++）

{

for（j=start;j<=end;j++）

{

sum+=LED_TBL[j];

IO1SET=~（（sum）<<18）;

DelayNS（20）;

IO1CLR=（（sum）<<18）;

DelayNS（20）;

}

rcv_data=MSPI_SendData（DISP_TAB[i]）;//发送显示数据

sum=0;

}

}

else{

for（i=start;i>=end;i--）

{

for（j=start;j>=end;j--）

{

sum+=LED_TBL[j];

IO1SET=~（（sum）<<18）;

DelayNS（20）;

IO1CLR=（（sum）<<18）;

DelayNS（20）;

}

rcv_data=MSPI_SendData（DISP_TAB[i]）;//发送显示数据

//DelayNS（20）;//延时

sum=0;

}

}

for（k=0;k<4;k++）

{

PINSEL0=0x00000000;//设置管脚连接GPIO

IO0DIR=BEEP;//设置BEEP控制口为输出

IO0SET=BEEP;//BEEP停止蜂鸣

DelayNS（20）;

IO0CLR=BEEP;//BEEP蜂鸣

DelayNS（20）;

IO0SET=BEEP;

}

start=end;

gotoloop;

//rcv_data=MSPI_SendData（DISP_TAB[end-48]）;//发送显示数据

//DelayNS（40）;//延时

}

}

return0;

}

5.实验过程：

●实验步骤：

首先熟悉开发环境，以及开发板的应用。

熟悉板子上的各个接口的功能。

其次，做基础实验，对GPIO，定时，中断，UART做进一步的熟悉。

然后，对电梯的原理做进一步的了解，设计出基本要求，以及需要的模块和部件。

最后，对各个功能做组合，并进行融合，修改，并做进一步的优化

●遇到的问题

遇到的问题1：

当输入的楼层有多个时，因为缓存数组只有八个，所以会有丢失数据的现象。

解决办法：

缓存用链表来存数据，这样既可以避免数据丢失，而且在用完一个数据后可以及时释放，避免了空间的浪费。

遇到的问题2：

电梯只能按照输入的顺序来运作，不能够判断最优路径。

解决办法：

在电梯运作之前，对缓存的数据进行优化排序，选出最优路径再运作。

实验结果：

实现了基本的简单电梯功能。

6.实验总结和实验心得

通过这次课程设计，我学到了很多东西，原先我对嵌入式系统并没有很深刻的了解，在做完课程设计后，我对，数码管，蜂鸣器，流水灯等一些期间应用有了更深刻的了解，知道了他们的结构和功能，以及相关的函数的功能与运用，真正的把所学的东西运用到了实际中，更好的把课本知识与实际相结合，对我以后的学习有很大帮助。