嵌入式课程设计报告.docx

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嵌入式课程设计报告

嵌入式课程设计报告

　　最近几年，几乎所有的IT企业对应届毕业生都有抱怨：

动手能力太差，编程水平低下。

下面和小编一起来看看报告吧！

　　嵌入式课程设计报告　　Cortex-M3是ARM公司基于ARMV7架构的新型芯片内核。

STM32V100-II型是英蓓特公司新推出的一款基于ST意法半导体STM32系列处理器（Cortex-M3内核）的全功能评估板。

STM103V100-II评估板有USB，MotorControl，CAN，SD卡，Smart卡，UART，Speaker，LCD，LED，BNC，耳塞插孔等丰富的外设，有助于用户轻松开发STM32的强大功能。

STM32系列使用了ARM最新的、先进架构Cortex-M3内核，本文论述了在KeilRealview开发环境上开发基于汇编语言的LED控制程序，基于对STM32的GPIO寄存器写值配置思想，控制EduKit-M3实验平台的发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4，使它们有规律地点亮。

　　、设计需求

　　KeilRealview开发环境上，全部采用汇编语言编程，实现对EduKit-M3实验平台的发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4的亮灭控制，使它们有规律地点亮。

这里采用例程提供的顺序点亮方式，按照LED1亮LED2亮LED3亮LED4亮，如此反复，要求每个LED亮灭之间延时一段时间，以增强可观性。

需要说明的是，这仅仅作为程序控制LED的一种控制方式，基于点亮LED的控制原理，可以编程实现各种显示LED的亮灭模式，并提供一种通用的控制方法，要求程序可读性强，易于修改。

　　、设计原理

　　STM32通用GPIO端口概述STM32F10x处理器上共有7个I/O端口：

A、B、C、D、E、F、G，每个16个管脚每组端口每组端口有以下寄存器：

，32位配置寄存器：

GPIOx_CRL、GPIOx_CRH32为数据寄存器：

GPIOx_IDR、GPIOx_ODR32位置位/复位寄存器：

GPIOx_BSRR16位复位寄存器：

GPIOx_BRR32为锁定寄存器：

GPIOx_LCKRI/O口通用输入、输出端口配置为输入时，每个APB2时钟周期将端口数据送输入寄存器（GPIOx_IDR），在输入模式下，输出是断开的。

输出模式时：

写到输出寄存器（GPIOx_ODR）的值被传给对应的I/O引脚。

在输出模式下，输入是允许的程序设计原理EduKit-M3实验平台上，通过写值配置端口数据输出寄存器GPIOC_ODR值，可以实现对四个LED的亮灭控制，因为C口位和四个LED灯连通。

而这里主要是通过对时钟控制寄存器以及端口C的各配置寄存器和输出寄存器写值，以达到配置端口，控制LED的目的。

汇编语言与C语言相比，要求更加贴近硬件，了解M3内核的内部结构和寄存器地址。

基于汇编语言的编程控制，只需要找出需要配置的端口基地址，然后弄清楚各寄存器的偏移地址，以及各寄存器每位的含义，按照要求写1或写0即可。

　　2

　　硬件电路

　　硬件电路描述

　　本设计是基于EduKit-M3实验平台的嵌入式开发实例，EduKit-M3实验平台有四个LED灯，分别为LED1、LED2、LED3、LED4，对应的连接到I/O的C口、、、　四位输出位上，不需要外扩电路或者额外接线，简单易行。

　　程序流程图

　　软件设计描述

　　整个工程包含3个源文件：

、和my，stm32f10x_其中为启动代码，。

启动代码作用是：

1）堆和栈的初始化；2）向量表定义；3）地址重映射及中断向量表的转移；4）设置系统时钟频率；5）中断寄存器的初始化；6）进入汇编主程序。

my　是汇编主程序，完成所有控制功能。

　　程序工作原理概述：

对于LED的控制，主要通过对I/O端口的配置，将对应的寄存器相应的位写1写0控制。

程序首先要经过启动代码段进行相关的启动配置，然后跳转到汇编主程序。

汇编主程序完成了时钟、端口配置以及LED点亮的所有功能。

首先需要对于系统时钟进行配置，已获得系统所用频率。

然后进行端口配置低、高寄存器配置，获得输入输出模式以及最大速度。

将时钟和端口配置完成后，就可以对输出寄存器进行对应位的写值控制了，从而达到控制LED的目的，高电平点亮，低电平熄灭。

点亮LED后，转入延时子程序，延时子程序写值0X000FFFFF，做寄存器值减法，减到0后，过程所需时间即是延时时间，即单个LED点亮时间。

本程序设置循环点亮模式，即LED1到LED4顺序循环点亮，将对应位逐次写1，如果需要修改点亮模式，只需修改寄存器的值以及写值顺序即可。

　　寄存器配置描述端口配置低寄存器（GPIOC_CRL）C口基地址：

0X40011000偏移地址：

0x00复位值：

0x44444444寄存器配置：

0X22222222功能含义：

口配置低寄存器为模拟输入模式，端通用推挽输出模式，输出模式，最大速?

2MHz

　　端口配置高寄存器（GPIOC_CRH）C口基地址：

0X40011000偏移地址：

0x04复位值：

0x44444444寄存器配置：

0X22222222功能含义：

口配置高寄存器为模拟输入模式，端通用推挽输出模式，输出模式，最大速?

2MHz端口输出数据寄存器（GPIOC_ODR）C口基地址：

0X40011000地址偏移：

0Ch寄存器配置0xfffffc4f0xfffffc8f复位值：

00000000h功能含义　位写1，对应点亮LED1　位写1，对应点亮LED2

　　40xfffffd0f　位写1，对应点亮LED3　位写1，对应点亮LED4

　　时钟控制寄存器（RCC_CR）复位和时钟基地址：

0X40021000偏移地址:

0x00复位值:

0x000XX83寄存器配置：

0X00000003功能含义：

PLL未锁定，PLL关闭，时钟监测器关闭，外部1-25MHz振荡器没有旁?

，外部1-25MHz时钟没有就绪，HSE振荡器关闭内部8MHz时钟就绪，内部8MHz时钟开启。

时钟配置寄存器（RCC_CFGR）复位和时钟基地址：

0X40021000偏移地址:

0x04复位值:

0x00000000寄存器配置：

0X00000000功能含义：

没有时钟输出，PLL时钟　倍分频作为USB时钟，PLL2倍频输出，HSE不分频，HSI时钟2分频后作为PLL输入时钟，PCLK22分频后作为ADC时钟，HCLK不分频，HCLK不分频，SYSCLK不分频，HSI作为系统时钟，HSI作为系统时钟。

AHB外设时钟使能寄存器（RCC_AHBENR）复位和时钟基地址：

0X40021000偏移地址：

0x14复位值：

0x00000014寄存器配置：

0X00000014功能含义：

睡眠模式时闪存接口电路时钟开启，睡眠模式时SRAM时钟开启，DMA时钟关闭APB2外设时钟使能寄存器（RCC_APB2ENR）复位和时钟基地址：

0X40021000偏移地址：

0x18复位值：

0x00000000寄存器配置：

0XFFFFFFFF功能含义：

USART1时钟开启，SPI1时钟开启，TIM1时钟开启，ADC2时钟开启，ADC1时钟开启，IO口E时钟开启，IO口D时钟开启，IO口C时钟开启，IO口B时钟开启，IO口A时钟开启，辅助功能IO时钟开启

　　主要程序说明

　　启动代码转入汇编主程序的设置：

【启动代码段设置：

】Reset_HandlerPROCEXPORTReset_Handler　IMPORTMAIN；声明外部函数，导入符号LDRR0,=MAIN；等待工作调用BXR0；跳转到汇编主程序MAIN函数ENDP；过程段结束【汇编主程序设置：

】AREAMYCODE,CODE,READONLY；定义一个代码段，属性为只读EXPORTMAINMAINPROC　EndPEND汇编主程序;配置时钟

　　5LDRR1,=0X40021000LDRR0,=0X00000003STRR0,LDRR0,=0X00000000STRR0,LDRR0,=0X00000014STRR0,

　　时钟控制寄存器入口

　　配置时钟控制寄存器（RCC_CR）

　　配置时钟配置寄存器（RCC_CFGR）

　　配置AHB外设时钟使能寄存器RCC_AHBENR

　　LDRR0,=0XFFFFFFFFSTRR0,;配置APB2外设时钟使能寄存器（RCC_APB2ENR）;----------------------------------------------------------------------------------------------------;配置端口MOVSR0,#0X22222222LDRR1,=0X40011000STRR0,;配置端口配置寄存器GPIOC_CRLMOVSR0,#0X22222222LDRR1,=0X40011000STRR0,;配置端口配置寄存器GPIOC_CRH;---------------------------------------------------------------------------------------------------;点亮LEDLDRR0,=0xfffffc4fSTRR0,;将0xfffffc4f写进GIPOC_ODR,点亮LED1BLDELAY;延时--------------------------------------------------------------------------------------------------------LDRR0,=0xfffffc8fSTRR0,;将0xfffffc8f写进GIPOC_ODR,点亮LED2BLDELAY;延时-------------------------------------------------------------------------------------------------------LDRR0,=0xfffffd0fSTRR0,;将0xfffffd0f写进GIPOC_ODR,点亮LED3BLDELAY;延时-------------------------------------------------------------------------------------------------------LDRR0,=0xfffffe0fSTRR0,;0xfffffe0f写进GIPOC_ODR,点亮LED4BLDELAY;延时-------------------------------------------------------------------------------------------------------BMAIN;跳到MAIN函数;------------------------------------------------------------------------延时子程序DELAY

　　6LDRR3,=0X000FFFFF；延时控制字DELAY_1SUBSR3,R3,#0X01；延时控制字自减BEQDELAY_OUT；为0跳出返回BDELAY_1；不为0回转继续做减法DELAY_OUTBXLR；程序返回

　　调试过程

（1）使用KeiluVision3通过ULINK2仿真器连接EduKit-M3实验平台，打开建立的myledcontroler工程，点击子目录下的my　文件，编译链接工程。

设置Flash——Debug，选择Cortex-M3J-LINK，Flash——Utilities，同样选择Cortex-M3J-LINK，效果如下

　　点击编译链接，生成HEX文件

　　点击Load，下载源程序到STM32，运行程序

（2）选择软件调试模式，点击MDK的Debug菜单，选择Start/StopDebugSession项或Ctrl+F5键。

　　7在逻辑分析仪中添加GPIOC_、GPIOC_、GPIOC_、GPIOC_，点击Run按钮即可在逻辑分析仪中看波形。

　　测试

　　本程序由于大量的涉及到原理简单，测试方便，只需要单步运行，查看寄存器的值，就可以测试程序的正确性。

　　程序开始时各寄存器的值

　　将时钟控制寄存器入口基地址赋值给R1

　　R1既已经被赋值了时钟控制寄存器入口地址，利用偏移地址将时钟各控制寄存器的地址赋值给达到配置RCC_CR、RCC_CFGR、RCC_AHBENR、RCC_APB2ENR的目的，，集体寄存器值变化如下：

　　8端口配置情况测试：

I/OC口入口地址写进通用寄存器R1，利用基地址加偏移地址找到端口配置寄存器GPIOC_CRL、GPIOC_CRH，然后将控制字0X22222222写进该寄存器。

　　端口输出数据寄存器（GPIOx_ODR）的值的变化，直接反映了外部LED的亮灭变化，采用逐位写1的方式，实现循环点亮，此时通用R1已经被写进了C口的入口基地址，只需加上偏移地址#0X0C，便是GPIOx_ODR的地址，每次写值控制LED点亮后，程序跳转到延时子程序，所测试结果如下：

【将0xfffffc4f写进GIPOC_ODR点亮LED1】【延时子程序运行寄存器变化情况】

　　当转入延时子程序后，寄存器R3值做减1算法，从0X000FFFFF循环减至0，是为延时时间，然后继续跳转至端口输出寄存器配置，点亮LED2，接着再次跳转到延时子程序，R39再次做减1运算，如此控制LED循环点亮。

【转入延时子程序】

　　【退出延时子程序对LED2对应位写1况】

　　结果及描述

　　逻辑分析仪中波形：

　　GPIOC_、GPIOC_、GPIOC_、GPIOC_的波形即对应的LED1、LED2、LED3、LED4高低电平波形，由此可以验证程序的正确性，即LED确实按照程序的思想循环顺序点亮。

　　当将程序下载到STM32中后，EduKit-M3实验平台上四个LED确实循环点亮，进一步验证控制程序的正确性。

　　本设计是基于STM32的汇编语言编写的LED循环顺序点亮控制程序，原理简单易行，程序可修改性和可读性强，件电路也很简单，需要外扩电路，接利用试验台内部接线，硬不直通过对GPIO的控制来相应地点亮LED灯。

整个控制程序只需要找到相应的时钟、端口、输出寄存器的地址，以及各控制寄存器的偏移地址，直接寻址写值控制，这是与C语言程序最大的不同点，即汇编编程更加的贴近硬件，要求熟悉内部寄存器的地址，熟悉如何配置各位，这就要求对寄存器每位的含义非常清楚。

通过用汇编语言编写I/O控制程序，进一步熟悉了解了STM32GPIO操作，以及CORTEXM3的内部架构和优点，学会了如何使用KEILRealview开发STM32，以及如何进行程序单步调试，寄存器值查看。

了解了EduKit-M3实验平台内部结构和优良的功能。