通信工程专业课程设计.docx
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通信工程专业课程设计
通信工程专业课程设计
实验报告
——带有LED指示的图片播放器
组员:
姓名：
蒋跃
学号：
1004220129
姓名：
陈奇
学号：
1004220120
指导教师：
陈文武
完成日期：
2013.10.18
目录
1、实验目的......................................3
2、实验原理......................................3
3、实验设备......................................3
4、设计思想与功能简介............................3
5、总体设计方案..................................4
6、主要模块实现方案..............................4
1.矩阵键盘模块.................................4
2.LCD显示模块.................................11
3.LED显示模块.................................16
7、整体效果图...................................20
8、实验结论.....................................23
9、实验总结.....................................23
10、参考文献.....................................24
一、实验目的
随着信息化技术的发展，嵌入式系统已经成为当前IT产业界一个非常热门的话题。
嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件和嵌入式软件系统组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。
总体看来，嵌入式系统具有便利灵活、性能价格比高、嵌入性强等特点，可以嵌入到现有任何信息家电和工业控制系统中。
从软件角度来看，嵌入式系统具有不可修改性、系统所需配置要求较低、系统专业性和实时性较强等特点。
为此我们开展基于SEP3203的通信工程专业课程设计以实现以下目的：
1、通过实验，接触目标开发板、集成开发环境的构建方式和作业方式；
2、通过实验，了解嵌入式系统的硬件和软件、JTAG调试方法，学会如何从头开始着手开发一个嵌入式系统；
3、增加交叉编译、目标板程序调试和加载的真知；积累嵌入式系统开
发流程、开发方法和开发技巧的经验。
通过整个实验流程最终增强实践能力，达到对所学知识的巩固，在实践中
加深对嵌入式软件开发的体会。
二、实验原理
1.通过键盘按键判断的工作原理和方法，利用UCB1400的控制方法，实现按键控制切换；
2.基于LCD的物理特性和工作原理及ARM7TDMI内核LCD控制器的工作原理，设计液晶显示文本及图形的方法与程序；
3.基于LED的工作原理和控制方法及74HC595移位寄存器的使用，实现键控与LED指示的结合；
4.掌握SEP3203GPIO口的配置和读写方法。
三、实验设备
1.硬件：
HOST机一台、调试器一台、ARM实验平台一套。
2.软件：
WIN98或2000操作系统、ADS或SDT开发环境、调试器驱动程序ICE、键控LCD与LED范例源程序。
四、设计思想与功能简介
设计思想的最初来源是对于图片和幻灯片的播放，并且利用LED动态的显示与图片匹配的日期或编号或其他信息。
通过对实验功能的整合，现取以下两个功能实例展示程序的功能：
1、通过键盘按键控制LCD液晶显示屏切换图片，实现播放。
2、达到播放同时在LED数码管上实时显示图片编号。
3、文字提示信息：
当播放成功时会同时显示LCD、LED功能实现成功，在信息提示框中同时显示按键号码、图片号码，当所按按键无图片时会提示“无图片”信息。
4、程序采用模块并列模式，易于扩展图片数量与LED指示，便于动态添加，这正是播放设备的基本需要。
五、总体设计方案
本系统基于SEP3203微处理器，ARM7TDMI内核，主要由矩阵键盘模块、LCD模块、LED模块等部分组成。
系统的总体框图如下：
矩阵键盘模块
LED指示模块
LCD播放模块
六、主要模块实现方案
1.矩阵键盘模块
1.1按键位置的确定
本系统采用矩阵键盘，矩阵键盘有两种驱动方式，一种是行扫描法，另一种是高低电平翻转法。
本系统采用了行扫描法。
包括两个步骤：
判断键盘中是否有键按下：
将全部行线置为低电平，然后检测列线的状态。
只要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被按下，而且闭合的键位于低电平与4根行线相交叉的4个按键之中。
若所有列线均为高电平，则键盘中无键按下。
判断闭合键所在的位置：
在确认有键按下后，即可进入确定具体闭合键的过程。
方法是：
依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平时，其他线为高电平。
在确定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态。
若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键。
1.2键盘中断
键盘实验的主函数流程如下图所示：
上述的循环等待过程可由按键中断打断，执行相应的键盘中断函数。
键盘中断服务流程可以由下图表示：
1.3实验代码
实验代码主要由三个部分的函数组成：
顶层实现函数，硬件设置函数，中断服务函数。
1.3.1顶层实现函数
voidKeyBoardModule（void）;
键盘实验的顶层函数，实现系统初始化及键盘初始化。
1.3.2硬件设置函数
voidkeyboardinit（void）;
该函数实现了键盘的初始化。
主要调用InitAC97（）和int15init（），完成UCB1400初始化及GPIO口的配置。
voidint15init（void）;
GPIO口的配置函数。
voidInitAC97（void）;
UCB1400的初始化配置函数。
voidwucb（U32addr,U32val）;
通过向AC97CRC寄存器中写入，配置UCB1400的各寄存器值，该函数用来被查找按键函数调用。
U32rucb（U32addr）;
通过读出AC97CRC寄存器值，获得UCB1400的各寄存器值，该函数用来被查找按键函数调用。
1.3.3中断服务函数
voidkeyhandler（void）;
键盘中断处理函数，调用findkey（）函数来查找并显示键号。
中断处理函数的流程如下图所示。
voidfindkey（void）;
查找按键的函数，用于求出被按下按键的键号并打印出来，该函数被键盘处理中断调用。
1.4键盘中断相关代码如下：
voidkey_handler（void）
{
U32tmp_int_status;
U32i;
U8key;
char*s;
*（RP）INTC_IMSK=0xffffffff;
tmp_int_status=*（RP）INTC_ISTAT;
for（i=0;i<10000;i++）;
if（tmp_int_status==0x20）
{//int4
/*************setY3,Y2,Y1={1,1,0},configGPIO*************/
*（RP）PORTE_DATA|=0x00e0;
*（RP）PORTE_INTRCLR=0xffff;
*（RP）PORTE_DATA&=0xffc3;
for（i=0;i<5000;i++）;
if（*（RP）INTC_ISTAT==0x20）
{
key=1;
*（RP）PORTE_DATA&=0xff1f;
for（i=0;i<100;i++）;
*（RP）PORTE_INTRCLR|=0x10;
*（RP）INTC_IMSK=0;
}
/*************setY3,Y2,Y1={1,0,1},configGPIO*************/
*（RP）PORTE_DATA|=0x00e0;
*（RP）PORTE_INTRCLR=0xffff;
*（RP）PORTE_DATA&=0xffa3;
for（i=0;i<5000;i++）;
if（*（RP）INTC_ISTAT==0x20）
{
key=4;
*（RP）PORTE_DATA=0x0;
for（i=0;i<100;i++）;
*（RP）PORTE_INTRCLR|=0x8;
*（RP）INTC_IMSK=0;
}
/*************setY3,Y2,Y1={0,1,1}},configGPIO*************/
*（RP）PORTE_DATA|=0x00e0;
*（RP）PORTE_INTRCLR=0xffff;
*（RP）PORTE_DATA&=0xff63;
for（i=0;i<5000;i++）;
if（*（RP）INTC_ISTAT==0x20）
{
key=7;
*（RP）PORTE_DATA=0x0;
for（i=0;i<100;i++）;
*（RP）PORTE_INTRCLR|=0x4;
*（RP）INTC_IMSK=0;
}
}
elseif（tmp_int_status==0x10）
{
/*************setY3,Y2,Y1={1,1,0},configGPIO*************/
*（RP）PORTE_DATA|=0xe0;
*（RP）PORTE_INTRCLR=0xffff;
*（RP）PORTE_DATA&=0xffc3;
for（i=0;i<5000;i++）;
if（*（RP）INTC_ISTAT==0x10）
{
key=2;
*（RP）PORTE_DATA=0x0;
for（i=0;i<10000;i++）;
*（RP）PORTE_INTRCLR|=0x10;
*（RP）INTC_IMSK=0;
}
/*************setY3,Y2,Y1={1,0,1},configGPIO*************/
*（RP）PORTE_DATA|=0x00e0;
*（RP）PORTE_INTRCLR=0xffff;
*（RP）PORTE_DATA&=0xffa3;
for（i=0;i<5000;i++）;
if（*（RP）INTC_ISTAT==0x10）
{
key=5;
*（RP）PORTE_DATA=0x0;
for（i=0;i<100;i++）;
*（RP）PORTE_INTRCLR|=0x8;
*（RP）INTC_IMSK=0;
}
/*************setY3,Y2,Y1={0,1,1}},configGPIO*************/
*（RP）PORTE_DATA|=0x00e0;
*（RP）PORTE_INTRCLR=0xffff;
*（RP）PORTE_DATA&=0xff63;
for（i=0;i<5000;i++）;
if（*（RP）INTC_ISTAT==0x10）
{
key=8;
*（RP）PORTE_DATA=0x0;
for（i=0;i<100;i++）;
*（RP）PORTE_INTRCLR|=0x4;
*（RP）INTC_IMSK=0;
}
}
elseif（tmp_int_status==0x8）
{
/*************setY3,Y2,Y1={1,1,0},configGPIO*************/
*（RP）PORTE_DATA|=0x00e0;
*（RP）PORTE_INTRCLR=0xffff;
*（RP）PORTE_DATA&=0xffc3;
for（i=0;i<5000;i++）;
if（*（RP）INTC_ISTAT==0x8）
{
key=3;
*（RP）PORTE_DATA=0x0;
for（i=0;i<100;i++）;
*（RP）PORTE_INTRCLR|=0x10;
*（RP）INTC_IMSK=0;
}
/*************setY3,Y2,Y1={1,0,1},configGPIO*************/
*（RP）PORTE_DATA|=0x00e0;
*（RP）PORTE_INTRCLR=0xffff;
*（RP）PORTE_DATA&=0xffa3;
for（i=0;i<5000;i++）;
if（*（RP）INTC_ISTAT==0x8）
{
key=6;
*（RP）PORTE_DATA=0x0;
for（i=0;i<100;i++）;
*（RP）PORTE_INTRCLR|=0x8;
*（RP）INTC_IMSK=0;
}
/*************setY3,Y2,Y1={0,1,1}},configGPIO*************/
*（RP）PORTE_DATA|=0x00e0;
*（RP）PORTE_INTRCLR=0xffff;
*（RP）PORTE_DATA&=0xff63;
for（i=0;i<5000;i++）;
if（*（RP）INTC_ISTAT==0x8）
{
key=9;
*（RP）PORTE_DATA=0x0;
for（i=0;i<100;i++）;
*（RP）PORTE_INTRCLR|=0x4;
*（RP）INTC_IMSK=0;
}
}
*（RP）INTC_IMSK=0x0;
*（RP）PORTE_DATA&=0xff1f;
for（i=0;i<100;i++）;
*（RP）PORTE_INTRCLR=0xffff;
DBG_Printf（"key=%x\n",key）;
}
voidfindkey（void）
{
U32intstatus=0;
U32i=0;
U16j=0;
U16k=0;
U16l=0;
U16m=0;
U16n=0;
U32datareg=0;
U16key=0;
char*s;
datareg=rucb（0x5a）;//记录下数据寄存器原始值，用于判断列地址
intstatus=rucb（0x62）;//记录下中断状态值，用于判断行地址
if（intstatus!
=0）
{
for（j=0;j<4;j++）//确定列位置。
{
k=（0x08>>j）|datareg;//依次写入1000010000100001
wucb（0x5a,k）;//进行列扫描动作
for（n=1000;n>1;n--）;
l=rucb（0x5a）;
if（（l&0x1e0）==0x1e0）//如果数据寄存器值变化，则输入为"1"的那列号就为按键所在列
break;//此时，j代表的循环数即为列号
}
n=intstatus>>4;//确定行位置。
for（m=0;m<4;m++）
{
n=n>>1;
if（（n&0x1）==0x1）
break;
}
}
//下面判断按键是否抬起
n=0;
wucb（0x5a,0x1e0）;//向I/O0-3写入全"0"
l=rucb（0x5a）;
while（（l&0x1e0）!
=0x1e0）//按键如果已经抬起了
{
key=（U16）（（m*4+j）%16）;//计算得到的键值
if（key<9）
{
key+=1;
}
elseif（key==9）
{
key=0;
}
if（n++==0）//如果是第一次按键抬起了
{DBG_Printf（"keey=%x\n",key）;
}
elseif（n>=10000）
{//如果在较长时间后，按键依然没有抬起，则快速打印键值
DBG_Printf（"keey=%x\n",key）;
}
wucb（0x5a,0x1e0）;//下一次的判断周期
l=rucb（0x5a）;
}
*（RP）PORTH_INTRCLR=0x8;//清除garfield中断源
wucb（0x62,0x1e0）;//ucbI/O5-8清除中断状态
wucb（0x5c,0x1f）;//配置UCB的I/O口功能，0－3为数据输出，5－8为中断输入
wucb（0x5a,0x1e0）;//配置UCB的I/O口初始数据值
wucb（0x60,0x1e0）;
}
2.LCD显示模块
2.1LCDC控制器的可编程控制寄存器
本系统中，LCD屏幕用于显示切换图片。
该模块需要完成的主要工作是LCD的驱动，在LCD的基本驱动中，需要配置以下寄存器：
寄存器
地址
复位值
SSA
0x11002000（BASE_LCDC）
0x31f00000
SIZE
BASE_LCDC+0x04
0x014000F0
PCR
BASE_LCDC+0x08
0x22080009
HCR
BASE_LCDC+0x0c
0x20004040
VCR
BASE_LCDC+0x10
0x14008586
PWMR
BASE_LCDC+0x14
0x00000114
DMACR
BASE_LCDC+0x1c
0x80070003
LCDICR
BASE_LCDC+0x20
0x00000000
SEP3203中具有内置的LCD控制器，支持灰度LCD和彩色LCD。
控制器负责将显存（在系统存储器中）中的数据送到LCD驱动电路。
在灰度LCD上，使用基于时间的抖动算法（time-basedditheringalgorithm）和FRC（FrameRateControl）方法，可以支持单色、4级灰度和16级灰度模式的灰度LCD；在彩色LCD上，最多可支持65535（16位）级彩色。
可以通过编程修改相应的LCD控制器寄存器的值，适配不同大小、象素的LCD。
2.2LCD的总体流程图
2.3实验代码
实验代码主要由三部分组成：
顶层实现函数，硬件设置函数，及两个画图函数。
2.3.1顶层实现函数
STATUSModuleLcdc（void）
该函数是Lcdc的顶层函数。
它实现了系统供电的初始化及Lcdc模块的初始化，并且根据Lcdc.h中的宏定义决定是否清屏，最后调用画图函数，画出一个矩形并显示出来。
2.3.2硬件设置函数
ERlcdc_init（void）
该函数实现的是对Lcdc的初始化。
其主要功能包括：
设置LCD数据帧的起始地址、屏幕尺寸、控制方式选择、灰度级别等。
（LCDC初始化的流程见下图）。
ERlcdc_clear（void）
该函数用于清除屏幕上所显示的内容。
2.3.3画图函数
ERlcd_draw2bpp（U8x1,U8y1,U8x2,U8y2,U8color）
该函数用来在屏幕上画一个由坐标（x1,y1）和（x2,y2）所确定的矩形，参数U8color表示所画图形的灰度级别。
voidpic_display（void）
该函数通过写屏幕起始地址寄存器，来显示一幅指定的图画。
2.4相关代码如下：
STATUSModuleLcdc（void）
{
U32i;
init_lcdc（）;
#ifndefLCD_640_480_Color
#ifdefLCDC_CLEAR
if（E_OK!
=lcdc_clear（））
returnE_CTX;
#endif
pic_display（）;
#else
ShowPics（）;
#endif
}
ERinit_lcdc（void）
{
U32i=4;
U32k=0;
volatilechartempDot;
*（RP）LECR=0x00000000;//禁用LCDC
//*（RP）PORTE_SEL=0X1<<11;//GPIOtoselectlcd_backlight
//*（RP）PORTE_DATA=（0X1<<11）;
/*configtheregisteroflcdc*/
#ifdefLCD_V//竖屏时的初始化
*（RP）SSA=VS_BASE;//lcd数据帧的起始地址
*（RP）SIZE=0x00F00140;//屏幕尺寸设定为240*320
*（RP）PCR=0x22080009;//LCD被动模式，单色显示，4bit总线宽度，2bpp，象素极性高有效，
//小印第安格式，最后刷新率配置必须写奇数这里是9，十分之一的
//AMBA频率
*（RP）HCR=0xc80008b4;//;0xc80008ab;
*（RP）VCR=0x14000304;//0x14000304;//V_WAIT_1=4,V_WAIT_1=4
*（RP）PWMR=0x00000113;//0x00000114;//选取象素时钟，关对比度，最后7位设置输出脉冲数目
*（RP）DMACR=0x80070003;//0x80070003;//burst=1设置DMA高标志7和低标志3，对于固定长度的burst，每次请求
//burst长度为高标志减一，这里是7－1＝6。
当bu
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