东北大学嵌入式课程设计报告.docx
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东北大学嵌入式课程设计报告
嵌入式系统课程设计报告
姓名：
张阳
学号：
20082723
班级：
电子0803
摘要
嵌入式系统应用广泛，涉及通信、网络消费电子产品、医疗仪器、汽车电子、工业控制、仪器仪表、航天军事等各个行业和领域。
通信领域大量使用嵌入式系统，主要包括程控交换机，路由器，IP交换机，传输设备等。
在消费电子产品领域，随着技术的发展，消费电子产品正向数字化和网络化方向发展。
在医疗仪器，汽车电子，工业控制，仪器仪表等领域，随着医疗卫生，汽车，工业等各部门对智能控制需求的不断增长，需要对设备进行智能化，数字化改造，位嵌入式系统提供了很大的市场。
就汽车电子系统而言，目前的大多数高档轿车每两拥有约50个嵌入式微处理器。
嵌入式系统在应用数量上已经远远超过了各种通用计算机。
可以说嵌入式产品“无处不在”。
本次课程设计，使用基于华邦W90P710处理器的实验教学系统设计了一个电子密码锁。
关键字：
华邦W90P710微处理器、UART、USI、FLASH、LCD，键盘
1.绪论…………………………………………………………………………………………4
1.1课程设计的目的………………………………………………………………………4
1.2课程设计的要求………………………………………………………………………4
1.3课程设计的任务………………………………………………………………………4
1.4课程设计的意义………………………………………………………………………4
2.应用试验箱开发电子密码锁系统……………………………………………5
2.1电子密码锁系统概述…………………………………………………………………5
2.2题目意义………………………………………………………………………………5
2.2.1系统的主要功能……………………………………………………………………5
2.2.2密码锁系统功能框图………………………………………………………………7
2.2.3LCD液晶显示模块…………………………………………………………………7
2.3软件设计流程及主要函数描述………………………………………………………8
2.3.1程序流程图…………………………………………………………………………8
2.3.2主要函数……………………………………………………………………………11
3.程序设计中遇见的问题及解决的方法………………………………………………12
4.课程设计体会………………………………………………………………………………12
5.参考文献……………………………………………………………………………………13
1.绪论
1.1课程设计目的
（1）通过设计加深对书本知识的理解；
（2）增强实践动手能力；
（3）培养综合设计能力。
1.2课程设计要求
（1）根据教师布置的题目自行选题；
（2）根据实验板提供的功能，自行设计功能模块，画出硬件原理图；
（3）画出软件流程图；
（4）采用C语言进行编程；
（5）编写完整的软件程序；
（6）调试、修改、完善；
（7）写出课程设计报告。
1.3课程设计任务
用华邦W90P710开发板实现电子密码锁。
要求：
1、设置密码：
从键盘输入任意6位数字作为密码，将这六位数字经过USI总线存储到Flash芯片中，设置密码完成。
2、通过密码登陆系统：
（1）、从键盘输入密码，比较键盘输入的密码与Flash中存储的密码是否相同。
（2）、如果密码正确，则LED灯点亮；如果密码不正确，则LED灯闪烁，而且如果连续三次输入密码错误则系统锁定，不允许再次输入密码。
1.4课程设计的意义
本次实训，在实验指导书中已经给出一些实例程序，其中包括已有实验程序：
（1）启动代码程序；
（2）流水灯程序；
（3）键盘程序；
（4）外部中断程序；
（5）定时计数器程序；
（6）串口通信程序；
（7）实时时钟程序；
（8）USI程序；
（9）LCD显示程序；
通过对已有程序的理解，之后进行修改拼凑，在由华邦W90P710为核心器件的硬件系统上实现了具有一定功能的系统。
通过设计，熟悉了ARM开发系统，及开发流程，并深入了解了嵌入式系统的实际应用，能更深地理解课堂上所学的内容，使得单调的理论知识与实际联系起来，帮助我们更好的理解。
2.应用实验箱开发电子密码锁系统
2.1电子密码锁系统概述
2.2题目意义
生活中，安全一直都是人们关心的话题。
随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲呢。
本次课程设计，我实现一款电子密码锁，既简单又适用。
2.2.1系统的主要功能
本系统的基本功能就是密码锁，如果用户是第一次使用则提示其先设定密码，要求输入两次以确认。
成功设定密码后将密码通过USI写到FLASH中保存，并写入密码已设定的标志。
如果用户不是是第一次使用则提示其输入密码，系统将比对设定好的密码及用户输入的密码，如果密码正确，则屏幕显示“密码正确”；若不正确则提示错误，同时LED闪烁，若连续三次错误，系统就自动锁定。
2.1.3创新特点
本设计添加了退格键，以便用户输入错误密码时可以退格清除。
在设定密码阶段加上了重输密码以确认的功能，防止用户不小心设定了错误的密码。
界面和操作更友好，更人性化。
2.2硬件电路设计及描述
2.2.1实验箱硬件电路及原理框图
2.2.2密码锁系统功能框图
系统各个功能模块的概述：
1）嵌入式处理器模块：
此模块为本系统的重心，是程序运行的载体，同时这个模块也是我们这次课程设计的运行平台，我们所做的便是通过编写程序应用其自身的外设和资源。
2）按键输入模块：
通过键盘调实现密码输入。
3）LCD模块：
密码锁界面显示。
2.2.3LCD液晶显示模块
LCD控制器的主要目的是用于将video/OSD的原始图像数据显示到外部显示设备。
它支持一般的小包RGB和小包YUV格式的原始数据，并且能够连接到一般的TFTLCD,STNLCD和电视编码器。
可以支持LG的TFT屏，CASIO的TFT屏，以及STNLCD，支持VIDEO和OSD模式，这两种模式的设定有不同的寄存器控制，通过设定寄存器的设置可以实现不同的模式及功能。
W90P710试验板，使用的是AUO3.0"TFTA030DL01（960x240,8位数据总线）数字式TFT液晶屏，可以将video/OSD的原始图像数据显示到外部显示设备。
TFT液晶屏的显示是对屏上每个像素点进行操作，通过向这些像素点配置不同的值，以显示不同的颜色，由于其内部没有缓存，所要显示的数据要随着时钟脉冲一点一点的传送过来。
因此，它需要在中开辟出一片缓冲区，将要显示的数据先存放到的缓冲区中，即存在SDRAM中，一般按照一维数组的形式进行存储，然后把存储数据的SDRAM的地址送给FIFO，然后送给颜色生成器，进而实现在屏幕上的显示；如果在屏上的定位显示，算出所要显示的内容在屏幕上的位置，然后在相应的SDRAM的地址内存入要显示的数据即可。
硬件图如下：
该模块由40个引脚与外界电路相连，由于本身没有寄存器，需要由W90P710提供的LCD控制寄存器来控制选择对应的液晶类型及显示形式，FIFO的使用、颜色的显示模式和时序的设置，并通过配置相应的的寄存器即可实现。
模块可以选择并行或串行方式与微控制器相连，通过配置寄存器、送入指令和数据，可对显示方式和显示内容作出选择。
2.3软件设计流程及主要函数描述
2.3.1程序流程图
主函数流程图：
LED工作流程
LED工作的代码：
for（i=0;i<5;i++）
{
EBILedSet（0xF0）;
Delay（1000000）;
EBILedSet（0x0f）;
Delay（1000000）;
}
if（++ti==3）
for（i=0;i<10;i++）
{
EBILedSet（0xFF）;
Delay（1000000）
EBILedSet（0x81）;
Delay（1000000）;
}
2.3.2主要函数
intmain（void）
{
LCD_IMAGE_TLCD_Size;
LCD_LOCATION_TLCD_Location;
LCD_Size.width=480;
LCD_Size.height=240;
LCD_Location.StartX=0;
LCD_Location.StartY=0;
LCD_Location.EndX=960;
LCD_Location.EndY=240;
LCDInit（）;//LCD初始化
LCDShow（LCD_Size,LCD_Location）;
LCDFIFOBufferSet（gImage_login）;//装入背景图片
LCDDisplayOn（）;//开显示
KPIInit（）;//键盘初始化
EBILedInit（）;//LED初始化
USIInit（）;//USI初始化
//USIRead_ID（）;
USIRead（0x0,2,pswSign）;//从FLASH中读取0x0开始的
//两个“已设定密码”标志
if（pswSign[0]==0x00&&pswSign[1]==0x01）setFlg=1;
//如果两位分别是0x20,0x09则表示已经设定好密码，置setFlg为1
if（!
setFlg）setPsw（）;//如果未设定密码，则先调用设定密码函数
USIRead（0x10,6,psw2）;//从FLASH中读取6位密码
inpPsw（）;//调用输入密码函数
return0;
}
3.调试设计中遇见的问题及解决的方法
首先我实现了密码锁最基本的功能：
设置密码，输入正确密码允许进入，输入错误密码禁止进入，三次错误后密码锁锁定，以及相应的屏幕文字显示和LED灯相应变化。
接下来我打算扩展密码锁的功能：
（1）当输入密码正确时显示图片。
（2）操作密码锁是可以作为电子相册。
1）问题：
把多个工程的相关文件组合成一个工程时出现编译错误。
解决方法：
分析各变量、函数所依赖的头文件，把缺失的加入到工程，把相同的定义去除。
2）问题：
LCD无法显示汉字和显示图片失真。
解决方法：
在调试运行时把汉字字库文件加载到内存即可显示汉字。
把图片转换成字模时色彩选择“真彩”，字模数组大小为960*240。
4.课程设计体会
在大学时候的第一次在书本之外，自己设计实现的小系统让我初步的了解嵌入式的前景。
这次小系统设计让我体会了一种学习方式，那就是实践和书本上的理论很不同，却又紧密相关，激发了我积极参与到实践中的热情，收获了实践的经验。
5.参考文献
[1]张石，佘黎煌等.嵌入式系统技术教程.北京：
人民邮电出版社，2009.3
[2]嵌入式实验指导书
程序的主要代码：
MAIN.C
intmain（void）
{
U8np=0,ti=0,i;
U8pswSign[2],setFlg=0,reFlg=0;
U8psw[6],psw2[6];
U8ast[]="＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊";
U8prmpt1[]="请设定密码：
";
U8prmpt2[]="请重输确认：
";
U8prmpt3[]="两次密码不符！
请重新输入：
";
U8prmpt4[]="密码设定成功！
";
U8prmpt5[]="请输入密码：
";
U8prmpt6[]="密码错误！
请重新输入：
";
U8prmpt7[]="密码正确！
";
U8prmpt8[]="对不起，您已经连续三次输入密码错误，系统锁定！
";
LCD_IMAGE_TLCD_Size;
LCD_LOCATION_TLCD_Location;
LCDShowParameterLSP,LSP0,LSP1,LSP2,LSP3,LSP4,LSP5,LSP6,LSP7,LSP8
LCD_Size.width=480;
LCD_Size.height=240;
LCD_Location.StartX=0;
LCD_Location.StartY=0;
LCD_Location.EndX=960;
LCD_Location.EndY=240;
LSP.StartX=12;
LSP.StartY=4;
LSP.LibPlace=0x400000;
LSP.Color=0x0;
LSP.LetterChar=ast;
LSP.LCDBuffer=BlackBoard;
LSP0.StartX=12;
LSP0.StartY=4;
LSP0.LibPlace=0x400000;
LSP0.Color=0x07ff;
LSP0.LetterChar=ast;
LSP0.LCDBuffer=BlackBoard;
LSP1.StartX=5;
LSP1.StartY=4;
LSP1.LibPlace=0x400000;
LSP1.Color=0x07ff;
LSP1.LetterChar=prmpt1;
LSP1.LCDBuffer=BlackBoard;
LSP2.StartX=5;
LSP2.StartY=6;
LSP2.LibPlace=0x400000;
LSP2.Color=0x07ff;
LSP2.LetterChar=prmpt2;
LSP2.LCDBuffer=BlackBoard;
LSP3.StartX=8;
LSP3.StartY=8;
LSP3.LibPlace=0x400000;
LSP3.Color=0x07ff;
LSP3.LetterChar=prmpt3;
LSP3.LCDBuffer=BlackBoard;
LSP4.StartX=8;
LSP4.StartY=8;
LSP4.LibPlace=0x400000;
LSP4.Color=0x07ff;
LSP4.LetterChar=prmpt4;
LSP4.LCDBuffer=BlackBoard;
LSP5.StartX=5;
LSP5.StartY=4;
LSP5.LibPlace=0x400000;
LSP5.Color=0x07ff;
LSP5.LetterChar=prmpt5;
LSP5.LCDBuffer=BlackBoard;
LSP6.StartX=8;
LSP6.StartY=8;
LSP6.LibPlace=0x400000;
LSP6.Color=0x07ff;
LSP6.LetterChar=prmpt6;
LSP6.LCDBuffer=BlackBoard;
LSP7.StartX=8;
LSP7.StartY=8;
LSP7.LibPlace=0x400000;
LSP7.Color=0x07ff;
LSP7.LetterChar=prmpt7;
LSP7.LCDBuffer=BlackBoard;
LSP8.StartX=4;
LSP8.StartY=8;
LSP8.LibPlace=0x400000;
LSP8.Color=0x07ff;
LSP8.LetterChar=prmpt8;
LSP8.LCDBuffer=BlackBoard;
/******************************************************************/
USIInit（）;
USIRead_ID（）;
USIRead（0x0,2,pswSign）;
if（pswSign[0]==0x20&&pswSign[1]==0x07）setFlg=1;
LCDInit（）;
LCDShow（LCD_Size,LCD_Location）;
LCDFIFOBufferSet（BlackBoard）;
LCDDisplayOn（）;
KPIInit（）;
EBILedInit（）;
EBILedSet（0x00）;
if（!
setFlg）
{
LCDOutputShow（LSP1,6）;
LCDOutputShow（LSP2,6）;
}
while（!
setFlg）
{
if（keyFlg）
{
keyFlg=0;
if（keyValue==0x0e）
{
if（np==6）
{
if（reFlg）
{
for（i=0;i<6;i++）
if（psw[i]!
=psw2[i]）break;
if（i<6）
{
LCDOutputShow（LSP3,13）;
np=0;
reFlg=0;
LSP0.StartX=12;
LSP0.StartY=4;
LSP.StartX=12;
LSP.StartY=6;
LCDOutputShow（LSP,6）;
LSP.StartY=4;
LCDOutputShow（LSP,6）;
}
else
{
LSP.StartX=5;
LSP.StartY=4;
LCDOutputShow（LSP,14）;
LSP.StartX=5;
LSP.StartY=6;
LCDOutputShow（LSP,14）;
LSP.StartX=8;
LSP.StartY=8;
LCDOutputShow（LSP,14）;
LCDOutputShow（LSP4,7）;
Delay（1000000）;
USIWriteEnable（）;
while（USICheckBusy（））;
USISectorErease（0x10）;
USIWriteEnable（）;
USIWrite（0x10,6,psw）;
Delay（100000）;
pswSign[0]=0x20;
pswSign[1]=0x07;
USIWriteEnable（）;
USIWrite（0x0,2,pswSign）;
Delay（100000）;
setFlg=1;
}
}
else
{
np=0;
reFlg=1;
LSP0.StartX=12;
LSP0.StartY=6;
LSP.StartY=6;
}
}
}
elseif（keyValue==0x0f）
{
if（np>0）
{
np--;
LSP0.StartX--;
LSP.StartX=LSP0.StartX;
LCDOutputShow（LSP,1）;
}
}
else
{
if（np==6）continue;
if（reFlg）psw2[np++]=keyValue;
elsepsw[np++]=keyValue;
LCDOutputShow（LSP0,1）;
LSP0.StartX++;
}
}
}
USIRead（0x10,6,psw2）;
LSP.StartX=8;
LSP.StartY=8;
LCDOutputShow（LSP,14）;
LCDOutputShow（LSP5,6）;
np=0;
LSP0.StartX=12;
LSP0.StartY=4;
LSP.StartY=4;
while
（1）
{
if（keyFlg）
{
keyFlg=0;
if（keyValue==0x0e）
{
if（np==6）
{
for（i=0;i<6;i++）
if（psw[i]!
=psw2[i]）break;
if（i<6）
{
LCDOutputShow（LSP6,11）;
np=0;
LSP0.StartX=12;
LSP0.StartY=4;
LSP.StartX=12;
LSP.StartY=4;
LCDOutputShow（LSP,6）;
for（i=0;i<5;i++）
{
EBILedSet（0xF0）;
Delay（1000000）;
EBILedSet（0x0f）;
Delay（1000000）;
if（++ti==3）
{
for（i=0;i<10;i++）
{
EBILedSet（0xFF）;
Delay（1000000）;
EBILedS
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