实时时钟RTC新型设计.docx
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实时时钟RTC新型设计
关于RTC的万年历实验
一．目的：
1．通过实验加深对实时时钟RTC结构和工作原理的理解和相关寄存器的应用；
2．通过UART传输数据并由PC机终端软件EasyARM.exe显示，复习异步串行口UART内容；
3．通过对《深入浅出ARM7》中万年历显示实验程序的修改添加，实现闹钟功能，以及通过按键可实现时钟和闹钟时间的调整。
二．仪器：
ARM开发板一块、
装有ADS1.2及EasyJTAG仿真器的电脑一台
三．实验原理：
1．RTC功能结构如下图所示：
2．相关寄存器描述：
（1）中断位置寄存器—InterruptLocationRegister（ILR–0xE0024000）
（2）时钟控制寄存器—ClockControlRegister（CCR–0xE0024008）
（3）计数器增量中断寄存器—CounterIncrementInterruptRegister（CIIR–0xE002400C）
计数器增量中断寄存器可使计数器每次增加时产生一次中断。
在中断位置寄存器的位0（ILR[0]）写入1之前，该中断一直保持有效。
（4）报警屏蔽寄存器—AlarmMaskRegister（AMR–0xE0024010）
对于报警功能来说，要产生中断，非屏蔽的报警寄存器必须匹配对应的时间计数器。
只有当计数器之间的比较第一次从不匹配到匹配时，才会产生中断。
向中断位置寄存器（ILR）的位写入1，会清除相应的中断。
如果所有屏蔽位都置位，报警将被禁止。
四．实验程序：
（见附录。
）
五．实验结果：
通过EasyARM的万年历功能实现了实时时钟和闹钟时间的显示。
同时LED1每秒间隔闪烁，到预设的闹钟时间（即报警时间）时，LED8闪烁三次后蜂鸣器开始播放“虹彩妹妹”的音乐，播放音乐同时LED1跟随音乐节奏闪烁。
按键KEY1按一次，实时时钟计数停止，LED1长亮指示秒调整状态，可通过KEY3（减一）、KEY4（加一）调节秒。
KEY1按两次，进入分钟调整状态，可通过KEY3（减一）、KEY4（加一）调节分钟。
依次类推，可依次调整秒、分、时、星期、日、月、年；按键KEY2按一次，EasyARM显示闹钟时间，类似实时时钟调整功能，可通过按KEY2依次调整闹钟时间（由于程序中报警屏蔽寄存器AMR只是没屏蔽秒报警值，故只要所设的秒报警值与时钟秒计数值相等就会产生报警）。
每次按键时，都有LED8闪烁一次和BEEP蜂鸣一声提示。
六．调试总结和体会：
经过整整一天的努力和老师同学的帮助，终于将实验调试成功了。
一开始，经过反复的调试终于实现了报警功能，然后在实验室通过老师的指导，实现了播放音乐过程中时钟实时更新功能以及实现LED灯跟随音乐节奏闪烁。
再经过程序的改进，实现了实时时钟和闹钟调整功能。
在同学建议下，添加了LED灯指示调整时间点（秒、分、时、星期、日、月、年）功能。
在调试过程中，总结了一些错误原因分析以及编程注意点：
①刚开始时，由于没注意格式书写，程序看起来很乱，在老师的建议下，将程序中函数的正反大括号对齐，这样程序变得更直观。
②经过调试以及和同学的探讨，成功实现了KEY3和KEY4按键在最小值和最大值的变化。
其中关键是使用类似if（SEC==0）SEC=59;elseSEC--；和if（SEC==59）SEC=0;elseSEC++;而自己原来是将类似SEC--和SEC++放在前面，由于SEC寄存器不能取-1值，所以SEC--放在前面时，不能减到00的状态，直接从01到59了。
原来只是个顺序问题，让程序变得如此微妙。
③在调试时，由于错在将#defineKEY11<<16后面多加了“；”导致调试时显示很多错误。
从中发现，有时会因一个地方出错导致显示很多错误。
同样的，有时也会是调试时只显示一个错误，但其实有多个地方有错。
以后要注意这点。
④在调整星期时发现，当7加一时竟变成0了。
和同学讨论后得知原来星期寄存器只用了3为（26：
24），所以当7加一时为8但第四位没被获取故只得0。
以后多了解寄存器地址、结构等内部原理知识，这样一些问题就会迎刃而解。
⑤调试时发现，当双击“｛”或“｝”所在行，则其所包含的函数体会用黑色显示，如下图，这样即可快速找到“｛”或“｝”的匹配括号，因此也可以很方便用来查错。
⑥通过调试，掌握了按键释放程序的应用。
程序中采用类似while（（IO0PIN&KEY4）==0）;语句，其作用与while（！
（IO0PIN&KEY4））;等价得知“！
（IO0PIN&KEY4）”并不是取反的意思。
程序中KEY1和KEY2采用等待按键释放，而为了按住按键时自动快速加减，KEY3和KEY4不用等待按键释放程序。
这次实验，我习得了不少，从中体会到多调试多实际操作练习将会发现很多的问题，同时在解决问题过程中可以获得很多知识。
再次，感谢老师的指导和同学的帮助。
附录：
#include"config.h"
#include"music.h"
#defineBEEP1<<7
constuint32KEY1=1<<16;
constuint32KEY2=1<<17;
constuint32KEY3=1<<18;
constuint32KEY4=1<<19;
constuint32LED8=1<<25;
constuint32LED1=1<<18;
constuint32LED2=1<<19;
constuint32LED3=1<<20;
constuint32LED4=1<<21;
constuint32LED5=1<<22;
constuint32LED6=1<<23;
constuint32LED7=1<<24;
constuint32LEDS8=0xFF<<18;
//定义串口模式设置的数据结构
constuint32HCMM[]=
{
_LA,_SO,_MI,_LA,_SO,_MI,
_LA,_LA,_SO,_LA,
_LA,_SO,_MI,_LA,_SO,_MI,
_RE,_RE,_DO,_RE,
_MI,_MI,_SO,_LA,_DO1,_LA,_SO,
_MI,_MI,_SO,_DO,
_MI,_MI,_MI,_MI,_MI,
_1LA,_1LA,_1SO,_1LA,
};
/*歌曲节拍*/
constuint32HCMM_L[]=
{
_4,_8,_8,_4,_8,_8,
_8,_4,_8,_2,
_4,_8,_8,_4,_8,_8,
_8,_4,_8,_2,
_4,_8,_8,_8,_8,_8,_8,
_8,_4,_8,_2,
_4,_4,_4,_8,_8,
_8,_4,_8,_2,
};
typedefstructUartMode
{
uint8datab;//字长度5/6/7/8
uint8stopb;//停止位1/2
uint8parity;//奇偶校验0－无校验，1－奇校验，2－偶校验
}UARTMODE;
voidDelay（uint8dly）
{
uint32i;
for（;dly>0;dly--）
{for（i=0;i<0x7FFFF;i++）;}
}
uint8UART0_Init（uint32baud,UARTMODEset）
{
uint32bak;
//参数过滤
if（（0==baud）||（baud>115200））return（0）;
if（（set.datab<5）||（set.datab>8））return（0）;
if（（0==set.stopb）||（set.stopb>2））return（0）;
if（set.parity>4）return（0）;
//设置串口波特率
U0LCR=0x80;//DLAB=1
bak=（Fpclk>>4）/baud;
U0DLM=bak>>8;
U0DLL=bak&0xff;
//设置串口模式
bak=set.datab-5;
if（2==set.stopb）bak|=0x04;
if（0!
=set.parity）
{
set.parity=set.parity-1;
bak|=0x08;
}
bak|=set.parity<<4;
U0LCR=bak;
return（0）;
}
voidSendByte（uint8data）
{
U0THR=data;
while（（U0LSR&0X20）==0）;//等待数据发送
}
voidPC_DispChar（uint8no,uint8chr）
{
SendByte（0xff）;
SendByte（0x81）;
SendByte（no）;
SendByte（chr）;
SendByte（0x00）;
}
voidabd（void）
{
IO0CLR=BEEP;
IO1CLR=LED8;
Delay（5）;
IO0SET=BEEP;
IO1SET=LED8;
}
uint8constSHOWTABLE[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
voidSendTimeRtc（void）
{
uint32datas;
uint32times;
uint32bak;
times=CTIME0;//读取完整的时钟寄存器
datas=CTIME1;
bak=（datas>>16）&0xfff;//获取年
PC_DispChar（0,SHOWTABLE[bak/1000]）;
bak=bak%1000;
PC_DispChar（1,SHOWTABLE[bak/100]）;
bak=bak%100;
PC_DispChar（2,SHOWTABLE[bak/10]）;
PC_DispChar（3,SHOWTABLE[bak%10]）;
bak=（datas>>8）&0x0f;//获取月
PC_DispChar（4,SHOWTABLE[bak/10]）;
PC_DispChar（5,SHOWTABLE[bak%10]）;
bak=datas&0x1f;//获取日
PC_DispChar（6,SHOWTABLE[bak/10]）;
PC_DispChar（7,SHOWTABLE[bak%10]）;
bak=（times>>24）&0x07;//获取星期
PC_DispChar（8,SHOWTABLE[bak]）;
bak=（times>>16）&0x1f;//获取小时
PC_DispChar（9,SHOWTABLE[bak/10]）;
PC_DispChar（10,SHOWTABLE[bak%10]）;
bak=（times>>8）&0x3f;//获取分钟
PC_DispChar（11,SHOWTABLE[bak/10]）;
PC_DispChar（12,SHOWTABLE[bak%10]）;
bak=times&0x3f;//获取秒钟
PC_DispChar（13,SHOWTABLE[bak/10]）;
PC_DispChar（14,SHOWTABLE[bak%10]）;
}
voidSendTimeRtc1（void）
{
PC_DispChar（0,SHOWTABLE[ALYEAR/1000]）;
ALYEAR=ALYEAR%1000;
PC_DispChar（1,SHOWTABLE[ALYEAR/100]）;
ALYEAR=ALYEAR%100;
PC_DispChar（2,SHOWTABLE[ALYEAR/10]）;
PC_DispChar（3,SHOWTABLE[ALYEAR%10]）;
PC_DispChar（4,SHOWTABLE[ALMON/10]）;
PC_DispChar（5,SHOWTABLE[ALMON%10]）;
PC_DispChar（6,SHOWTABLE[ALDOM/10]）;
PC_DispChar（7,SHOWTABLE[ALDOM%10]）;
PC_DispChar（8,SHOWTABLE[ALDOW]）;
PC_DispChar（9,SHOWTABLE[ALHOUR/10]）;
PC_DispChar（10,SHOWTABLE[ALHOUR%10]）;
PC_DispChar（11,SHOWTABLE[ALMIN/10]）;
PC_DispChar（12,SHOWTABLE[ALMIN%10]）;
PC_DispChar（13,SHOWTABLE[ALSEC/10]）;
PC_DispChar（14,SHOWTABLE[ALSEC%10]）;
}
void__irqRTC_Int（void）
{
uint32i,num1;
if（（IO1SET&LED1）==0）IO1SET=LED1;
elseIO1CLR=LED1;
if（num1!
=0）SendTimeRtc1（）;
elseSendTimeRtc（）;
if（ILR==0x03）
{
for（i=0;i<3;i++）
{
IO1CLR=LED8;
Delay（3）;
IO1SET=LED8;
Delay（3）;
}
PINSEL0=（PINSEL0&0xFFFF3FFF）|（0x02<<14）;//P0.7选择PWM2功能
for（i=0;i{
if（（IO1SET&LED1）==0）IO1SET=LED1;
elseIO1CLR=LED1;
PWMMR0=Fpclk/HCMM[i];//设置输出频率
PWMLER=0x05;//更新匹配值后，必须锁存
Delay（HCMM_L[i]）;//延时，控制播放速度
if（num1!
=0）SendTimeRtc1（）;
elseSendTimeRtc（）;
}
PINSEL0=（PINSEL0&0xFFFF3FFF）|（0x00<<14）;//P0.7取消PWM2功能
}
ILR=0x03;
VICVectAddr=0;
}
voidRTCInit（void）
{
YEAR=2011;
MONTH=04;
DOM=28;
DOW=4;
HOUR=10;
MIN=29;
SEC=50;
ALYEAR=2003;
ALMON=04;
ALDOM=01;
ALDOW=4;
ALHOUR=06;
ALMIN=42;
ALSEC=20;
AMR=0xFE;//设置报警屏蔽寄存器，设置秒值与报警寄存器比较。
CIIR=0x01;//设置秒值的增量产生1次中断
ILR=0x03;
CCR=0x11;//启动RTC
}
intmain（void）
{
uint8i,num=0,num1=0;
UARTMODEuart0_set;
PINSEL0=0x00000005;//连接IO到UART0
PINSEL2=PINSEL2&（~0x08）;
IO1DIR=LEDS8;
IO1SET=LEDS8;
IO0DIR=BEEP;
IO0SET=BEEP;
PWMPR=0x00;//不分频，计数频率为Fpclk
PWMMCR=0x02;//设置PWMMR0匹配时复位PWMTC
PWMPCR=0x0400;//允许PWM2输出，单边PWM
PWMMR0=Fpclk/1000;
PWMMR2=PWMMR0/2;//50%占空比
PWMLER=0x05;//PWM0和PWM2匹配锁存
PWMTCR=0x02;//复位PWMTC
PWMTCR=0x09;//启动PWM输出
//IRQEnable（）;//中断使能，程序可用查询方式，也可以用中断方式。
VICIntSelect=0x00;//设置所有中断连接IRQ中断
VICVectCntl0=0x20|13;//分配通道0
VICVectAddr0=（int）RTC_Int;//设置中断服务程序地址
VICIntEnable=（1<<13）;//使能RTC中断
uart0_set.datab=8;
uart0_set.stopb=1;
uart0_set.parity=0;
UART0_Init（115200,uart0_set）;
U0FCR=0x01;//FIFO使能
RTCInit（）;
while
（1）
{
if（ILR==0x01）
{
if（（IO1SET&LED1）==0）IO1SET=LED1;
elseIO1CLR=LED1;
if（num1!
=0）SendTimeRtc1（）;
elseSendTimeRtc（）;
if（ILR==0x03）
{
for（i=0;i<3;i++）
{
IO1CLR=LED8;
Delay（3）;
IO1SET=LED8;
Delay（3）;
}
PINSEL0=（PINSEL0&0xFFFF3FFF）|（0x02<<14）;//P0.7选择PWM2功能
for（i=0;i{
if（（IO1SET&LED1）==0）IO1SET=LED1;
elseIO1CLR=LED1;
PWMMR0=Fpclk/HCMM[i];//设置输出频率
PWMLER=0x05;//更新匹配值后，必须锁存
Delay（HCMM_L[i]）;//延时，控制播放速度
if（num1!
=0）SendTimeRtc1（）;
elseSendTimeRtc（）;
}
PINSEL0=（PINSEL0&0xFFFF3FFF）|（0x00<<14）;//P0.7取消PWM2功能
}
ILR=0x03;
}
if（（IO0PIN&KEY1）==0）
{
Delay
（1）;
if（（IO0PIN&KEY1）==0）
{
abd（）;
CCR=0x00;
num++;
switch（num）
{
case1:
IO1CLR=LED1;break;
case2:
IO1SET=LED1;IO1CLR=LED2;break;
case3:
IO1SET=LED2;IO1CLR=LED3;break;
case4:
IO1SET=LED3;IO1CLR=LED4;break;
case5:
IO1SET=LED4;IO1CLR=LED5;break;
case6:
IO1SET=LED5;IO1CLR=LED6;break;
case7:
IO1SET=LED6;IO1CLR=LED7;break;
case8:
IO1SET=LED7;num=0;CCR=0x01;break;
}
}
while（（IO0PIN&KEY1）==0）;//等待按键释放
}
if（（IO0PIN&KEY2）==0）
{
Delay
（1）;
if（（IO0PIN&KEY2）==0）
{
abd（）;
num1++;
SendTimeRtc1（）;
switch（num1）
{
case1:
IO1CLR=LED1;break;
case2:
IO1SET=LED1;IO1CLR=LED2;break;
case3:
IO1SET=LED2;IO1CLR=LED3;break;
case4:
IO1SET=LED3;IO1CLR=LED4;break;
case5:
IO1SET=LED4;IO1CLR=LED5;break;
case6:
IO1SET=LED5;IO1CLR=LED6;break;
case7:
IO1SET=LED6;IO1CLR=LED7;break;
case8:
IO1SET=LED7;num1=0;break;
}
}
while（（IO0PIN&KEY2）==0）;//等待按键释放
}
if（（IO0PIN&KEY3）==0）
{
Delay
（1）;
if（（IO0PIN&KEY3）==0）
{
abd（）;
switch（num）
{
case1:
if（SEC==0）SEC=59;elseSEC--;break;
case2:
if（MIN==0）MIN=59;elseMIN--;break;
case3:
if（HOUR==0）HOUR=23;elseHOUR--;break;
case4:
if（DOW==1）DOW=7;elseDOW--;break;
case5:
if（DOM==1）DOM=31;elseDOM--;break;
case6:
if（MONTH==1）MONTH=12;elseMONTH--;break;
case7:
if（YEAR==0）YEAR=4095;elseYEAR--;break;
case8:
break;
}
switch（num1）
{
case1:
if（ALSEC==0）ALSEC=59;elseALSEC--;break;
case2:
if（ALMIN==0）ALMIN=59;elseALMIN--;break;
case
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