嵌入式实验报告.docx
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嵌入式实验报告
院系：
计算机科学学院
专业：
计算机科学与技术
年级：
2011级
学号：
1106xxxx
姓名：
xx
指导教师：
刘科
2014年5月20日
年级
2011级
班级
计科3班
学号
1106xxxx
专业
计算机科学与技术
姓名
xx
题目名称
实验一、GPIO_LED_KEY实验
实验设计要求
1、首先双击工程文件，编译下载程序，观察实验现象，分析原因
2、修改源代码，使得四个灯依次循环点亮，或两个一组循环点亮（使用两种方式控制LED灯，一种通过对寄存器赋值方式，另一种通过固件函数调用方式）
3、解释主函数中TimingDelay_Decrement的作用，delay（）函数是一个死循环，程序通过什么方式从这个死循环中跳出来。
4、在自己的U盘上新建工程添加各类文件，使得自己新建的工程文件能够正常编译（若不能正常编译找出原因），下载后验证实验现象与原始工程是否相同。
实
验
设
计
思
路
实
验
步
骤
与
结
果
分
析
实
验
步
骤
与
结
果
分
析
实
验
步
骤
与
结
果
分
析
（1）硬件电路设计
在EduKit-M3实验平台上，LED1、LED2、LED3、LED4分别与PC6、PC7、PC8、PC9相连，按键Key与PB9相连。
硬件电路结构如图所示：
（2）软件程序设计
根据任务要求，程序内容主要包括：
（1）配置PB口第9个引脚作为外部中断，下降延触发；
（2）读取端口数据输出寄存器GPIOC_ODR[15:
0]的值，因为C口[9:
6]位和四个LED灯连通。
（3）初始化时，LED依次点亮，当按下Key键时产生中断；
（4）中断服务子程序内容：
灯全部熄灭，2秒钟后发光二极管全部点亮，再过1秒钟后中断返回。
1、源文件及其函数
（1）整个工程包含3个源文件：
STM32F10x.s、stm32f10x_it.c和main.c，其中STM32F10x.s为启动代码，所有中断服务子程序均在stm32f10x_it.c
中，其它函数则在main.c中。
（2）GPIO_Configuration函数负责配置GPIO端口，其中GPIO_InitStructure数据结构包含所有GPIO端口配置所需各项，函数GPIO_Init则实现某个端口的配置。
（3）NVIC_Configuration函数用于配置嵌入式中断控制器，相关内容将在后面章节介绍，此处需要将PB9引脚配置为外部中断。
2、函数简介
（1）EXTI9_5_IRQHandler函数是PB9的中断服务子程序，当按下Key按钮之后触发EXTI9_5中断，在中断服务子程序中先将灯全部熄灭，延迟2秒后全部点亮，再延迟1秒之后退出中断服务子程序。
（2）SysTick_Configuration函数用于配置和允许系统时钟中断，系统时钟中断服务子程序SysTickHandler函数则用于产生1毫秒的延时，这样Delay函数就可以通过开关系统时钟计数器来实现精确延时了。
3、运行过程
（1）使用KeiluVision3通过ULINK2仿真器连接EduKit-M3实验平台，打开实验例程目录GPIO_TEST子目录下的
GPIO.Uv2例程，编译链接工程；
（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，
在逻辑分析仪中添加GPIOC_ODR.6、GPIOC_ODR.7、GPIOC_ODR.8、GPIOC_ODR.9，点击Run按钮即可在
逻辑分析仪中看到如图7-11；
（3）选择硬件调试模式，选择Start/StopDebugSession项或Ctrl+F5键，下载程序并运行，观察LED
灯的变化情况；当程序运行在while循环体内时，按Key键，程序进入中断服务子程序EXTI9_5_IRQHandler（），
单步运行，观察LED的变化情况。
（4）退出Debug模式，打开Flash菜单>Download，将程序下载到EduKit-M3实验平台的Flash中，按RESET键复位，
观察LED灯的情况，正常情况应如表所列。
LED灯状态说明
LED1LED2LED3LED4
亮灭灭灭程序正常运行，发光二极管依次点亮
灭亮灭灭
灭灭亮灭
灭灭灭亮
灭灭灭灭外部信号输入，发生中断，执行中断处理程序
亮亮亮亮
去掉DELAY，运行程序观察结果，灯全部亮了，而且一直亮着，如果
不用Delay，人眼将分辨不出来灯依次亮的过程。
端口配置寄存器（低位）（GPIOA_CRL-GPIOG_CRL）
（1）低位配置寄存器用来设置端口低8位的工作模式。
（2）该寄存器的地址偏移量为00h（所有GPIO控制寄存器的地址都从0x40010800处开始）。
端口配置寄存器（低位）的定义
端口配置寄存器（高位）（GPIOA_CRH-GPIOG_CRH）
（1）高位配置寄存器用来设置端口高8位的工作模式。
（2）寄存器的地址偏移量为04h，复位值为44444444h。
端口配置寄存器（高位）的定义
主
要
程
序
代
码
分
析
主
要
程
序
代
码
分
析
4、主要程序代码及分析
初始化主要代码：
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8|GPIO_Pin_9;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_OUT;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init（GPIOB,&GPIO_InitStructure）;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_OUT;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init（GPIOF,&GPIO_InitStructure）;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_UP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init（GPIOA,&GPIO_InitStructure）;
GPIO_SetBits（GPIOB,GPIO_Pin_8）;
GPIO_SetBits（GPIOB,GPIO_Pin_9）;
GPIO_SetBits（GPIOF,GPIO_Pin_6）;
GPIO_SetBits（GPIOF,GPIO_Pin_7）;
方法一，直接通过寄存器控制管脚的高低电平
（1）改变while循环语句：
GPIOB->ODR=0xfffff0ff;
GPIOB->ODR=0xffffff0f;
GPIOB->ODR=0xfffffeff;//灯LED1会亮
Delay（80）;
GPIOB->ODR=0xfffffdff;//灯LED2会亮
Delay（80）;
GPIOB->ODR=0xfffff0ff;
GPIOB->ODR=0xffffff0f;
GPIOF->ODR=0xffffffbf;//灯LED3会亮
Delay（80）;
GPIOF->ODR=0xffffff7f;//灯LED4会亮
Delay（80）;
可以看到灯亮顺序为:
LED1亮----LED2亮（LED1灭）-----LED3亮（LED2灭）------LED4亮（LED3灭）即每次只有一个灯循环亮
方法二，直接通过寄存器控制管脚的高低电平
（2）改变while循环语句
GPIO_SetBits（GPIOB,GPIO_Pin_8）;//灯LED1亮
GPIO_SetBits（GPIOB,GPIO_Pin_9）;//灯LED2亮
Delay（80）;
GPIO_ResetBits（GPIOB,GPIO_Pin_8）;//灯LED1灭
Delay（80）;
GPIO_SetBits（GPIOB,GPIO_Pin_9）;//灯LED2亮
GPIO_SetBits（GPIOF,GPIO_Pin_6）;//灯LED3亮
Delay（80）;
GPIO_ResetBits（GPIOB,GPIO_Pin_9）;//灯LED2灭
Delay（80）;
GPIO_SetBits（GPIOF,GPIO_Pin_6）;//灯LED3亮
GPIO_SetBits（GPIOF,GPIO_Pin_7）;//灯LED4亮
Delay（80）;
GPIO_ResetBits（GPIOF,GPIO_Pin_6）;//灯LED3灭
Delay（80）;
GPIO_SetBits（GPIOF,GPIO_Pin_7）;//灯LED4亮
GPIO_SetBits（GPIOB,GPIO_Pin_8）;//灯LED1亮
Delay（80）;
GPIO_ResetBits（GPIOF,GPIO_Pin_7）;//灯LED4灭
Delay（80）;
可以看到两个灯同时亮并循环移动
年级
2011级
班级
计科3班
学号
1106xxxx
专业
计算机科学与技术
姓名
xx
题目名称
实验二、TIMERx定时器实验（软件仿真）
实验设计要求
1、设计要求：
对TIM2定时器进行控制，使得TIM2通道1产生频率为900Hz
2、配置TIM2各通道均为输出比较模式（预分频系数设为2），设置各通道的参数（TIM2CC1=0x8000、TIM2CC2=0x4000、TIM2CC3=0x2000、TIM2CC4=0x1000）；
3、测量定时器程序中各指定输出引脚的频率及占空比（分别采用逻辑分析仪软件仿真和示波器测量），查看程序，判断是否与程序相符
实
验
设
计
思
路
（1）硬件电路设计
TIM2定时器的通道1到4分别对应PA.00、PA.01、PA.02和PA.03引脚，这些处理器引脚已经以插针形式引出。
（2）软件程序设计
（1）配置TIM2各通道均为输出比较模式（预设分频系数为2）设置各通道的参数（TIM2_CC1=0x8000、TIM2_CC2=0x4000、TIM2_CC3=0x2000、TIM2_CC4=0x1000）；
（2）在相应的TIM2定时器中断服务处理程序中根据定时器的值翻转输出电平，以输出方波。
实
验
步
骤
与
结
果
分
析
实
验
步
骤
与
结
果
分
析
1、实验步骤：
（1）使用KeiluVision3通过ULINK2仿真器连接EduKit-M3实验平台，打开实验例程目录TIMx_test子目录下的TIMx.Uv2例程，编译链接工程；
（2）点击MDK的Debug菜单，选择软件仿真模式，点击Start/StopDebugSession，将PORTA.0、PORTA.1、PORTA.2和PORTA.3加入到逻辑分析仪中，点击Run按钮运行程序，在逻辑分析仪中可以看到各通道波形。
（3）进行硬件调试，将EduKit-M3实验平台上的PA.00、PA.01、PA.02和PA.03引脚接入示波器。
选择项或Ctrl+F5键，远程连接EduKit-M3实验平台并下载调试代码到目标系统的RAM中，点击Run按钮或按F5开始运行例程，在示波器上可以看到各通道的波形。
（4）改变通道一的占空比及频率输出为1000HZ
2、实验结果：
在main.c里面设置：
vu16CCR1_Val=0x8000;
vu16CCR2_Val=0x4000;
vu16CCR3_Val=0x2000;
vu16CCR4_Val=0x1000;
可以看到TIM2通道1产生频率为900Hz的方波，通道2产生频率为366.2Hz的方波，通道3产生频率为732.4Hz的方波，通道4产生频率为1464.8Hz的方波。
运行结果如下：
改变通道1的vu16CCR1_Val=0x1B4E;
通道1变为900HZ，结果如下：
主
要
程
序
代
码
分
析
主
要
程
序
代
码
分
析
3、主要程序代码及分析
1、初始化四个通道的参数
TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_TimeBaseStructure;
TIM_OCInitTypeDefTIM_OCInitStructure;
vu16CCR1_Val=0x8000;
vu16CCR2_Val=0x4000;
vu16CCR3_Val=0x2000;
vu16CCR4_Val=0x1000;
ErrorStatusHSEStartUpStatus;
TIM2Configuration:
OutputCompareToggleMode:
TIM2CLK=36MHz,Prescaler=0x2,（分频数为2）
TIM2counterclock=12MHz
CC1updaterate=TIM2counterclock/CCR1_Val=366.2Hz
CC2updaterate=TIM2counterclock/CCR2_Val=732.4Hz
CC3updaterate=TIM2counterclock/CCR3_Val=1464.8Hz
CC4updaterate=TIM2counterclock/CCR4_Val=2929.6Hz
//updaterate通过公式算出来的是更新频率，即TIM2counterclock/CCR1_Val，而在通道上面实际测出来的频率需要乘以2，一个周期更新了两次。
2、以下为TIM2的中断处理程序
voidTIM2_IRQHandler（void）
{
/*TIM2_CH1togglingwithfrequency=183.1Hz*/
if（TIM_GetITStatus（TIM2,TIM_IT_CC1）!
=RESET）
{
TIM_ClearITPendingBit（TIM2,TIM_IT_CC1）;
capture1=TIM_GetCapture1（TIM2）;
//capture1=TIMx->CCR1;
//TIM_GetCapture1获得输入捕获的值
//TIMx->CCR1
TIM_SetCompare1（TIM2,capture1）;
//TIMx->CCR1=TIMx->CCR1;
//TIM_SetCompare1设置比较捕获寄存器值
//TIMx->CCR1=Compare1
}
/*TIM2_CH2togglingwithfrequency=366.2Hz*/
if（TIM_GetITStatus（TIM2,TIM_IT_CC2）!
=RESET）
{
TIM_ClearITPendingBit（TIM2,TIM_IT_CC2）;
capture2=TIM_GetCapture2（TIM2）;
TIM_SetCompare2（TIM2,capture2）;
}
/*TIM2_CH3togglingwithfrequency=732.4Hz*/
if（TIM_GetITStatus（TIM2,TIM_IT_CC3）!
=RESET）
{
TIM_ClearITPendingBit（TIM2,TIM_IT_CC3）;
capture3=TIM_GetCapture3（TIM2）;
TIM_SetCompare3（TIM2,capture3）;
}
/*TIM2_CH4togglingwithfrequency=1464.8Hz*/
if（TIM_GetITStatus（TIM2,TIM_IT_CC4）!
=RESET）
{
TIM_ClearITPendingBit（TIM2,TIM_IT_CC4）;
capture4=TIM_GetCapture4（TIM2）;
TIM_SetCompare4（TIM2,capture4）;
}
}
年级
2011级
班级
计科3班
学号
1106xxxx
专业
计算机科学与技术
姓名
xx
题目名称
实验三、LCD显示实验
实验设计要求
1、在液晶显示屏上显示每个组成员各自的学号和姓名
2、改变原显示函数，用点阵来重新显示学号和姓名
实
验
设
计
思
路
（1）硬件电路设计
（2）软件程序设计
由于系统自带的flash容量有限，故使用SPIFlash来存储16×16的汉字字库或者图片。
因此，程序使用两个步骤来实现：
首先使用一个工程将字库以及图片烧写到SPIFLASH中去；再使用两外一个工程显示任何16×16的汉字和显示8×16的ASCII码；两副图片分别位于picture.h与picture1.h中；汉字库位于hzk16.c中；WAV音乐位于music.h中。
实
验
步
骤
与
结
果
分
析
实
验
步
骤
与
结
果
分
析
实
验
步
骤
与
结
果
分
析
1、实验步骤：
1、首先双击工程文件（在LCD显示（实验三）目下），编译下载程序，观察实验现象，分析原因
2、在自己的U盘上新建工程添加各类文件，看到与步骤一相同的实验现象
3、修改代码，使得LCD屏幕上显示的内容发生变化（如显示自己的学号与姓名）
4、通过取模软件将字体设置为二号字体，生成字模点阵编码，修改程序使得屏幕上显示二号字体的姓名。
2、实验结果：
（1）在液晶显示屏上显示每个组成员各自的学号和姓名：
核心代码如下：
lcd_display_string（"11061043",BLACK,GREEN,0,1）;
lcd_display（0,BLACK,GREEN,0,2）;
lcd_display（1,BLACK,GREEN,1,2）;
lcd_display_string（"11061147",BLACK,GREEN,0,6）;
lcd_display（2,BLACK,GREEN,0,4）;
lcd_display（3,BLACK,GREEN,1,4）;
lcd_display（4,BLACK,GREEN,2,4）;
lcd_display_string（"1106xxxx",BLACK,GREEN,0,10）;
lcd_display（5,BLACK,GREEN,0,6）;
lcd_display（6,BLACK,GREEN,1,6）;
lcd_display（7,BLACK,GREEN,2,6）;
（2）改变原显示函数，用点阵来重新显示学号和姓名：
这个步骤必须先用相应的字符转换软件来将字符转换为相应的点阵，其实也就是一个十六进制数组，每个元素相当于一个点的坐标。
这个步骤三个组员的学号和姓名的显示其实是一个道理，所以为了简便，只用了一个组员的信息：
利用自模提取软件得到相应文字的点阵如下图所示
//简体汉字点阵
//字体：
宋体
//点阵：
16×16
//叶
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x80,
0x00,0x00,0x03,0xC0,0x1F,0xFF,0xFF,0xE0,0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,
0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,
0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,0x07,0x03,0x00,0x00,0x07,0x07,0x80,0x0F,0xFF,0xFD,0x80,
0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,
0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,0x00,0x07,0x00,0x00,
0x00,0x07,0x00,0xE0,0x7F,0xFF,0xFF,0xF0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,
//繁
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xC0,0x00,0x0C,0x00,0xF0,0x00,0x07,0x00,0xE0,0x00,
0x07,0x80,0xE0,0xC0,0x03,0x80,0xE1,0xE0,0x03,0x7F,0xFF,0x70,0x00,0xC1,0xC0,0x00,
0x00,0xC1,0xC3,0x80,0x79,0xFF,0xFF,0x80,0x3D,0x81,0xC0,0xC0,0x1F,0x83,0x80,0x00,
0x0F,0x83,0x81,0xE0,0x03,0xFF,0xFF,0xF0,0x03,0x07,0x06,0x30,0x07,0x07,0x07,
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