数码管显示课程设计报告.docx
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数码管显示课程设计报告
四．实验内容3
五．实验原理3
六．管脚分配4
七．实验步骤4
八．实验原理图：
5
九．实验程序代码：
6
（1）CH452_I2C.h代码6
（2）Define.h代码8
（4）Key.c代码10
（5）Seven_seg.c代码12
十．结果分析：
15
十一．个人体会与总结：
16
一．实验前的准备
打开实验箱开关，连接好JTAG下载线，将开发平台上的MODUL_SEL组合开关的1、2、7拨上，3、4、5、6、8拨下，使两个共阳极数码管显示为C2。
二．实验目的
（1）熟悉并学习运用I2C总线的读写方式。
（2）运用CH452芯片的数码管显示功能，熟悉两线制访问CH452芯片的工作原理。
三．实验设备
硬件：
PC机
GX-CIDE-SOC/SOPC综合创新开发实验平台
GX-CIDE-SOC/SOPC综合创新开发实验平台核心板
软件：
QuartusII8.0
NiosII8.0
四．实验内容
用七段数码管前三位显示000-999，计数周期为1s；按F1进行加1操作并用数码管显示。
按F2计数停止，并显示当前数。
按F3进行减1操作；当数从000-999时再加1变为000；当数从999-000时再减1变为999。
五．实验原理
根据I2C总线时序要求，对CH452进行操作，送地址，送控制字，送数据。
数码管显示是以BCD译码方式显示。
六．管脚分配
七．实验步骤
（1）打开QuartusII8.0，打开工程cide_c2，进行SOPC操作，裁剪所需要的内容，综合一下再分配管脚。
（2）启动NiosIIIDE并新建一个空白C/C++工程，命名为smm,在SOPCBuilderSystem中选择之前建立好的硬件系统cide_c2.ptf。
（3）转换工程路径，将提供的参考程序seven_seg.c,CH452_I2C.h,define.h加入到建立好的NiosII工程中，修改程序代码符合实验要求。
（4）在SystemLibrary设置页中，把程序和数据区都指定为sdram。
（5）在QuartusII中下载文件，编译整个工程，查找语法错误。
（6）全速运行程序，按下按键观察数码管的显示。
八．实验原理图：
九．实验程序代码：
（1）CH452_I2C.h代码
#include"system.h"
#include"altera_avalon_pio_regs.h"
#include"alt_types.h"
#include"priv/alt_busy_sleep.h"
#include
#include"sys/alt_irq.h"
#include"define.h"
voidCH452_I2c_Start_2（void）//操作起始，两线制方式，SDA用做中断输出，使用以下两个函数
{
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION（SEG_KEY_SDA_BASE,1）;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION（SEG_KEY_SCL_BASE,1）;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SDA_BASE,1）;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SCL_BASE,1）;
usleep（5）;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SDA_BASE,0）;
usleep（5）;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SCL_BASE,0）;
//usleep（3）;
}
voidCH452_I2c_Stop_2（void）//操作结束
{
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION（SEG_KEY_SDA_BASE,1）;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION（SEG_KEY_SCL_BASE,1）;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SDA_BASE,0）;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SCL_BASE,1）;
usleep（5）;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SDA_BASE,1）;
usleep（5）;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SCL_BASE,0）;
}
voidack（）//确认
{
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION（SEG_KEY_SDA_BASE,0）;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION（SEG_KEY_SCL_BASE,1）;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SDA_BASE,0）;
usleep（5）;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SCL_BASE,1）;
usleep（5）;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SCL_BASE,0）;
}
voidCH452_I2c_WrByte（unsignedchardat）//写一个字节数据
{
unsignedchartemp_number;
unsignedchari;
intdelay;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION（SEG_KEY_SDA_BASE,1）;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION（SEG_KEY_SCL_BASE,1）;
for（i=0;i<8;i++）{
temp_number=dat>>7;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SCL_BASE,0）;
usleep（5）;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SDA_BASE,temp_number）;
for（delay=0;delay<5;delay++）;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SCL_BASE,1）;
dat=dat<<1;
}
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SCL_BASE,0）;
}
unsignedcharCH452_I2c_RdByte（void）//读一个字节数据
{
unsignedchari=8;
unsignedcharDATA_received=0;
intdelay;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION（SEG_KEY_SDA_BASE,0）;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION（SEG_KEY_SCL_BASE,1）;
while（i--）{
DATA_received<<=1;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SCL_BASE,0）;
usleep（5）;
for（delay=0;delay<5;delay++）;
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SCL_BASE,1）;
DATA_received|=IORD_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SDA_BASE）;
}
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SCL_BASE,0）;
returnDATA_received;
}
voidCH452_Write（unsignedshortcmd）//写命令
{
CH452_I2c_Start_2（）;/*启动总线*/
#ifdefENABLE_2_CH452//若有两个CH452并连
CH452_I2c_WrByte（（unsignedchar）（cmd>>7）&CH452_I2C_MASK|CH452_I2C_ADDR0）;//CH452的ADDR=0时
#else
CH452_I2c_WrByte（（unsignedchar）（cmd>>7）&CH452_I2C_MASK|CH452_I2C_ADDR1）;//CH452的ADDR=1时（默认）
#endif
ack（）;
CH452_I2c_WrByte（（unsignedchar）cmd）;/*发送数据*/
ack（）;
CH452_I2c_Stop_2（）;/*结束总线*/
}
unsignedcharCH452_Read（void）//读取按键
{
unsignedcharkeycode;
CH452_I2c_Start_2（）;/*启动总线*/
CH452_I2c_WrByte（（unsignedchar）（CH452_GET_KEY>>7）&CH452_I2C_MASK|0x01|CH452_I2C_ADDR1）;//若有两个CH452并连,当ADDR=0时,需修改为CH452_I2C_ADDR0
ack（）;
keycode=CH452_I2c_RdByte（）;/*读取数据*/
ack（）;
CH452_I2c_Stop_2（）;/*结束总线*/
return（keycode）;
}
（2）Define.h代码
#ifndef_DEFINE_H_
#define_DEFINE_H_
#endif//_DEFINE_H_
#defineCH452_NOP0x0000//空操作
#defineCH452_RESET0x0201//复位
#defineCH452_LEVEL0x0100//加载光柱值
#defineCH452_CLR_BIT0x0180//段位清0
#defineCH452_SET_BIT0x01C0//段位置1
#defineCH452_SLEEP0x0202//进入睡眠状态
#defineCH452_LEFTMOV0x0300//设置移动方式-作移
#defineCH452_LEFTCYC0x0301//设置移动方式-左循
#defineCH452_RIGHTMOV0x0302//设置移动方式-右移
#defineCH452_RIGHTCYC0x0303//设置移动方式-右循
#defineCH452_SELF_BCD0x0380//自定义BCD码
#defineCH452_SYSOFF0x0400//关显示、键盘
#defineCH452_SYSON10x0401//开显示
#defineCH452_SYSON20x0403//开显示、键盘
#defineCH452_SYSON2W0x0423//开显示、键盘,真正2线接口
#defineCH452_DSP0x0500//设置默认显示方式
#defineCH452_BCD0x0580//设置BCD译码方式
#defineCH452_TWINKLE0x0600//设置闪烁控制
#defineCH452_GET_KEY0x0700//获取按键
#defineCH452_DIG50x0d00//数码管位5显示,需另加8位数据
#defineCH452_DIG60x0e00//数码管位6显示,需另加8位数据
#defineCH452_DIG70x0f00//数码管位7显示,需另加8位数据
#defineCH452_SCL_SET{IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SCL_BASE,1）;}
#defineCH452_SCL_CLR{IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SCL_BASE,0）;}
#defineCH452_SDA_SET{IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SDA_BASE,1）;}
#defineCH452_SDA_CLR{IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SCL_BASE,0）;}
#defineCH452_SDA_IN（IORD_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（SEG_KEY_SDA_BASE）;）
#defineCH452_SDA_D_OUT{IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION（SEG_KEY_SDA_BASE,1）;}//设置SDA为输出方向,对于双向I/O需切换为输出
#defineCH452_SDA_D_IN{IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION（SEG_KEY_SDA_BASE,0）;}//设置SDA为输入方向,对于双向I/O需切换为输入
#defineCH452_SCL_D_OUT{IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION（SEG_KEY_SCL_BASE,1）;}//设置SCL为输出方向,对于双向I/O需切换为输出
#defineCH452_I2C_ADDR10x60//CH452的ADDR=1时的地址,默认值
#defineCH452_I2C_MASK0x3E//CH452的2线接口高字节命令掩码
alt_u8flag;//队列放满标志
alt_u32key_value;//存储键盘值
（3）key.h代码
#ifndef_KEY_H_
#define_KEY_H_
#include"alt_types.h"
#defineKEY1_MASK0x01//0xfe
#defineKEY2_MASK0x02//0xfd
#defineKEY3_MASK0x04//0xfb
#defineKEY4_MASK0x08//0xf7
#defineKEY5_MASK0x10//0xef
#defineKEY6_MASK0x20//0xdf
#defineKEY7_MASK0x40//0xbf
#defineKEY8_MASK0x80//0x7f
#defineKEY11
#defineKEY22
#defineKEY33
#defineKEY44
#defineKEY55
#defineKEY66
#defineKEY77
#defineKEY88
#defineNO_KEY0xff
#defineKEY_TIMEOUT0xfe
externalt_u32KeyPIOInit（void）;
externalt_u8GetKeyValue（void）;
externvoidKeyIntEnable（void）;
externvoidKeyIntDisable（void）;
#endif//_KEY_H_
（4）Key.c代码
#include"system.h"
#include
#include"altera_avalon_pio_regs.h"
#include"alt_types.h"
#include"sys/alt_irq.h"
#include"key.h"
#defineBUF_SIZE10
alt_u32done=0;//信号量：
通知外部中断事件发生
staticalt_u8key_value;
staticvoidKeyDownISR（void*context,alt_u32id）;
staticvoidKeyDownISR（void*context,alt_u32id）
{
/*clearcaptureregister*/
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_EDGE_CAP（BUTTON_PIO_BASE,0）;
/*Getthekeyvalue*/
key_value=IORD_ALTERA_AVALON_PIO_DATA（BUTTON_PIO_BASE）;
done++;
}
alt_u32KeyPIOInit（void）
{
//initializetheKEY_PIOdirectionasinput
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION（BUTTON_PIO_BASE,0x00）;//thedirectionisinput
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_IRQ_MASK（BUTTON_PIO_BASE,0xff）;//enableinterrupts
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_EDGE_CAP（BUTTON_PIO_BASE,0x00）;//clearcaptureregister
//registerkeydownISR
returnalt_irq_register（BUTTON_PIO_IRQ,NULL,KeyDownISR）;
}
voidKeyIntEnable（void）
{
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_IRQ_MASK（BUTTON_PIO_BASE,0xff）;//enableinterrupts
}
voidKeyIntDisable（void）
{
IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_IRQ_MASK（BUTTON_PIO_BASE,0x00）;//disableinterrupts
}
alt_u8GetKeyValue（void）
{
alt_u8value;
alt_u8err;
if（0!
=done）
{
/*中断事件数量减1*/
done--;
value=key_value;
key_value=0;//clearkey_value
}
else
value=0xff;
//thehighestpriorityofkeyiskey1
//thelowestpriorityofkeyiskey8
if（（value&KEY1_MASK）==0）
returnKEY1;
elseif（（value&KEY2_MASK）==0）
returnKEY2;
elseif（（value&KEY3_MASK）==0）
returnKEY3;
elseif（（value&KEY4_MASK）==0）
returnKEY4;
elseif（（value&KEY5_MASK）==0）
returnKEY5;
elseif（（value&KEY6_MASK）==0）
returnKEY6;
elseif（（value&KEY7_MASK）==0）
returnKEY7;
elseif（（value&KEY8_MASK）==0）
returnKEY8;
else
returnNO_KEY;
}
（5）Seven_seg.c代码
/*****************************************************
//点亮数码管程序
//2007.4.5
*///***************************************************
#include"system.h"
#include"altera_avalon_pio_regs.h"
#include"alt_types.h"
#include"priv/alt_busy_sleep.h"
#include
#include"sys/alt_irq.h"
#include"define.h"
#include"CH452_I2C.h"
#include"key.h"
#defineSPEED_UPKEY1//
#defineSPEED_DOWNKEY2//
#defineREVERSEKEY3//
#defineSTOP_STARTKEY4//
alt_u8KeyVlaue;
main（）
{
KeyPIOInit（）;
KeyIntEnable（）;
inti=0,a=0,b=0,c=0,u=0;
while
（1）
{
KeyVlaue=GetKeyValue（）;
switch（KeyVlaue）
{
caseSPEED_UP:
{
CH452_Write（CH452_SYSON2）;//两线制方式，如果SDA用做按键中断输出，那么命令应该为（0x04,0x23）
CH452_Write（CH452_BCD）;//BCD译码,8个数码管
while
（1）
{
if（u==1000）
{
u=0;
}
c=u/100;
b=u/10-c*10;
a=u%10;
CH452_Write（CH452_DIG7|c）;
CH452_Write（CH452_DIG6|b）;
CH452_Write（CH452_DIG5|a）;
u++;
KeyVlaue=GetKeyValue（）;
if（KeyVlaue==SPEED_DOWN）
{
break;
｝
alt_busy_sleep（1000000）;
i=u-1;
}
break;
}
caseREVERSE:
{
CH452_Write（CH452_SYSON2）;//两线制方式，如果SDA用做按键中断输出，那么命令应该为（0x04,0x23）
CH452_Write（CH452_BCD）;//BCD译码,8个数码管
while
（1）
{
c=i/100;
b=i/10-c*10;
a=i%10;
CH452_Write（CH452_DIG7|c）;
CH452_Write（CH452_DIG6|b）;
CH452_Write（CH452_DIG5|a）;
i--;
KeyVlaue=GetKeyValue（）;
if（KeyVlaue==SPEED_DOWN）
{
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