非操作系统下的实验嵌入式实验报告.docx
《非操作系统下的实验嵌入式实验报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《非操作系统下的实验嵌入式实验报告.docx（46页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
非操作系统下的实验嵌入式实验报告
HarbinInstituteofTechnology
实验报告
课程名称：
嵌入式系统
院系：
电信学院
班级：
1105301
姓名：
张常乐
学号：
1110530110
指导教师：
任广辉
实验时间：
2014年12月
哈尔滨工业大学
第二章非操作系统下的实验
2.2GPIO接口实验
2.2.1实验目的
1.熟悉ADS软件的使用
2.熟悉程序的下载和调试流程
3.熟悉GPIO的操作
2.2.2实验原理
1）GPIO的原理及寄存器操作
GPIO（GeneralPurposeI/O，通用输入/输出接口）也称为并行I/O（parallelI/O），是最基本的I/O形式，由一组输入引脚、输出引脚或输入/输出引脚组成，CPU对它们能够进行存取操作。
GPIO引脚能够通过软件编程改变输入/输出方向。
S3C2440A共有130个多功能复用输入／输出端口（I/O口），分为端口A～端口J共9组。
端口A除了作为功能口外，只能够作为输出口使用，其他端口都可以为输入/输出端口。
为了满足不同系统设计的需要，每个I/O口可以很容易地通过软件对进行配置。
每个引脚的功能必须在启动主程序之前进行定义。
如果一个引脚没有使用复用功能，那么它可以配置为I/O口。
与配置I/O口相关的寄存器包括：
◆端口控制寄存器（GPACON～GPJCON）
◆端口数据寄存器（GPADAT～GPJDAT）
◆端口上拉寄存器（GPBUP～GPJUP）
以端口B为例，说明端口寄存器的配置方式，端口B的寄存器如下所示：
端口B控制寄存器：
端口B数据寄存器：
端口B上拉电阻寄存器:
2）.LED硬件接口电路
LED的硬件接口电路如图2-1所示，LED与ARM的GPB端口连接，需要使用的寄存器有：
3）.蜂鸣器硬件接口电路
蜂鸣器的硬件接口如图2-2所示，其与ARM的GPB端口的第0位GPB0连接，对其操作涉及的寄存器有
4）按键硬件接口电路
按键硬件接口如图2-3所示，其采用的上拉的形式，按键没有按下则管脚的电平为高电平，当按键按下后，管脚电平为低电平。
四个按键分别跟ARM的GPF口的第0、1、2和4位连接，对其操作涉及的寄存器有：
2.2.3实验仪器与设备
1.TQ2440实验平台
2.J-LINK调试器
2.2.4实验步骤
1．实现控制LED开启关闭功能
（1）单步调试例程，也可以双击程序中的某一行添加断点，则全速运行后程序会停在断点处。
并且在调试过程中观察LED的变化。
写出控制LED开启和关闭的程序语句和对应LED的状态，填入下表当中
序号
程序
现象
1
rGPFDAT=rGPFDAT&（~（1<<0））;//PORTB[0]为低电平
LED0点亮
2
rGPFDAT=rGPFDAT|（1<<0）;//PORTB[0]为高电平
LED0熄灭
（2）例程中实现的是对一个LED的控制，修改例程，写出一个对所有LED控制的通用函数，该函数的参数有两个：
LED的号码和LED的开关状态。
写出该函数并且写出调用该函数控制4个LED状态的语句和对应现象，填入下表中：
序号
程序
现象
1
rGPFDAT&=~（（1<<0）|（1<<1）|（1<<2）|（1<<3））;//PORTB[0至3]为低电平
LED0~LED3全部点亮
2
rGPFDAT|=（（1<<0）|（1<<1）|（1<<2）|（1<<3））;//PORTB[0至3]为高电平
LED0~LED3全部熄灭
3
rGPFDAT&=~（（1<<0）|（1<<1）|（1<<2）|（1<<3））;//PORTB[0至3]为低电平
delay（20）;
rGPFDAT|=（（1<<0）|（1<<1）|（1<<2）|（1<<3））;//PORTB[0至3]为高电平
delay（20）;
LED0~LED3循环点亮熄灭
2.实现流水灯功能
（1）利用上面编写的通用的LED控制函数，实现LED依次亮灭的过程（流水灯），把流水灯控制的语句填入下表中并描述LED的变化
序号
程序
现象
1
rGPFDAT&=~（（1<<0））;//PORTB[0]为低电平
delay（20）;
rGPFDAT|=（（1<<0））;//PORTB[0]为高电平
delay（20）;
rGPFDAT&=~（（1<<1））;//PORTB[1]为低电平
delay（20）;
rGPFDAT|=（（1<<1））;//PORTB[1]为高电平
delay（20）;
rGPFDAT&=~（（1<<2））;//PORTB[2]为低电平
delay（20）;
rGPFDAT|=（（1<<2））;//PORTB[2]为高电平
delay（20）;
rGPFDAT&=~（（1<<3））;//PORTB[3]为低电平
delay（20）;
rGPFDAT|=（（1<<3））;//PORTB[3]为高电平
delay（20）;
LED0~LED3循环点亮熄灭实现流水灯功能
3.实现控制蜂鸣器功能
（1）跟LED的控制类似，蜂鸣器的控制也是通过控制IO输出电平来控制的。
蜂鸣器使用的是GPB0，只需要对该端口操作即可
（2）写出控制蜂鸣器鸣叫和静音的语句，并把实验现象填入下表当中
序号
程序
现象
1
rGPBDAT=rGPBDAT&（~（1<<0））;//PORTB[0]为低电平
delay（10）;
rGPBDAT=rGPBDAT|（1<<0）;//PORTB[0]为高电平
delay（10）;
TX实验板上的蜂鸣器实现鸣叫和静音循环
4.实现按键控制LED功能
（1）写出查询按健状态函数，并根据不同的按键控制不同的LED亮
（2）按键使用的是IO口是GPF0、GPF1、GPF2和GPF4。
需要将其配置为输入的模式，然后读取数据寄存器即可
（3）把按键检测的程序段和对应的现象写入下表中
序号
程序
现象
1
For（j=0;j<4;j++）
{
If（（rGPFDAT&=（1<{
rGPFDAT&=~（（1<<0））;
}
Else
{
rGPFDAT|=（（1<<0））;
}
}
程序循环监测4个按键，当按下1~4对应的按键后1~4的LED对应点亮，松开后便熄灭
2.2.5实验思考题
从程序编写的角度，比较51单片机和SC32440的IO操作的不同之处
答：
51单片机可以单独对1bit的位进行操作，而SC32440必须一次性对整个IO口进行操作。
2.3中断实验
2.3.1实验目的
1.熟悉ARM的中断操作
2.掌握按键检测的方法
2.3.2实验原理
1）.中断的原理和相关寄存器
S3C2440A中的中断控制器可以从60个中断源接收中断请求。
这些中断源由内部外设提供，例如DMA控制器、UART、IIC等。
当接收来自内部外设和外部中断请求引脚的多个中断请求时，在仲裁过程后中断控制器请求ARM920T的FIR或IRQ中断。
S3C2440A中与中断相关的寄存器有:
◆中断源挂起寄存器（SRCPND）
◆中断挂起寄存器（INTPND）
◆中断模式寄存器（INTMOD）
◆中断屏蔽寄存器（INTMSK）
◆中断优先级寄存器（PRIORITY）
S3C2440A中的外部中断在上述中断寄存器的基础上增加了以下寄存器:
◆外部中断控制寄存器（EXTINT0~2）
◆外部中断滤波寄存器（EINTFLT0~3）
◆外部中断屏蔽寄存器（EINTMASK）
◆外部中断挂起寄存器（EINTPEND）
本次实验采用了外部中断EINT0、EINT1、EINT2和EINT4。
下面分析相关寄存器的意义：
中断源挂起寄存器（SRCPND）
该寄存器标志哪个中断源产生中断请求，产生中断请求但未必响应，该寄存器不受中断屏蔽和优先级的影响。
中断处理函数需要将其清零以免重复触发。
下表列出了SRCPND中部分位的意义
中断挂起寄存器（INTPND）
该寄存器标志中断源挂起寄存器（SRCPND）中非屏蔽的且优先级最高的中断，只有一位被标志，该中断将产生IRQ。
中断处理函数中应该将其清零以防止重复触发。
下表列出了INTPND中部分位的意义。
中断模式寄存器（INTMOD）
用于选择中断源属于FIQ还是IRQ，只有一个中断源能够配置为FIQ。
下表列出了INTMOD中部分位的意义。
中断屏蔽寄存器（INTMSK）
该寄存器用于用于屏蔽某些中断。
若某被屏蔽的中断产生了，中断源挂起寄存器（SRCPND）相应的位仍然会被置1，但中断挂起寄存器（INTPND）相应的位不会被置1，该中断也不会被处理。
下表列出了INTMSK中部分位的意义。
外部中断控制寄存器（EXTINT0~2）
外部中断控制寄存器（EXTINT0~2）主要用于配置外部中断的触发方式，触发方式有：
低电平触发、高电平触发、下降沿触发、上升沿触发、双边触发。
下表列出了EXTINT0的部分位的意义。
外部中断屏蔽寄存器（EINTMASK）
外部中断屏蔽寄存器（EINTMASK）用于屏蔽某些外部中断，当其中的位为1时，表示屏蔽对应的中断源。
其部分位的意义如下表所示，本实验只用到其第4位：
外部中断挂起寄存器（EINTPEND）
外部中断挂起寄存器（EINTPEND）用于标志产生中断请求的外部中断源，其各位的意义如下所示。
2.3.3实验仪器与设备
1.TQ2440实验平台
2.J-LINK调试器
2.3.4实验步骤
1.打开实验代码文件夹中的irq_test子文件夹中的工程irq_test.mcp工程
2.阅读代码，单步执行，体会voidKeyScan_Test（void）函数里面对中断相关寄存器的设置方法和意义，了解中断服务函数staticvoid__irqKey_ISR（void）中对相关寄存器的设置方法
3.注意：
要进入中断服务函数，必须全速执行程序，不能单步执行。
因此，可以在中断服务函数staticvoid__irqKey_ISR（void）添加一个断点，然后点击
全速执行程序。
当按下按键后，程序就会停在断点处
4.例程中只给出外部中断0和外部中断4的程序，只能实现对按键K2和K4的检测，仿照对外部中断0的配置，完成对按键K1和K3的检测，写出对外部中断1和2的配置代码还有对LED的控制程序，并进行调试，把代码和现象列入下表中
序号
程序
现象
1
if（rINTPND==BIT_EINT1）
{ClearPending（BIT_EINT1）;
}
if（rINTPND==BIT_EINT2）
{ClearPending（BIT_EINT2）;
}
检测按键中断并清除相应中断挂起位
2
if（（rGPFDAT&（1<<1））==0）
{LED_Control（1,ON）;
Delay（1000）;
LED_Control（1,OFF）;
}
LED1亮1s后熄灭
3
if（（rGPFDAT&（1<<2））==0）
{LED_Control（3,ON）;
Delay（1000）;
LED_Control（4,OFF）;
}
LED3亮1s后熄灭
2.3.5实验思考题
比较实验2.2和实验2.3，要
升级会员 