嵌入式学生信息查询系统.docx
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嵌入式学生信息查询系统
嵌入式系统
实习报告
课题名称：
学生信息查询系统
学院：
电气信息工程学院
专业：
通信工程
班级：
通信11-1
姓名：
学号：
指导教师：
山传文
成绩：
日期：
2014.6.23-2014.7.4
目录
一、实习目的………………………………………………3
二、实习设备………………………………………………3
三、实习内容………………………………………………3
四、实习原理………………………………………………3
五、实习流程图……………………………………………8
六、主要程序………………………………………………9
七、实习步骤………………………………………………17
1.准备实验环境……………………………………………….17
2.串口接收设置……………………………………………….17
3.图片文件转换……………………………………………….17
4.将编写好的程序运行，并显示结果…………………………18
5.声音文件转换………………………………………………20
八、实习心得……………………………………………21
九、参考文献………………………………………………22
一、实习目的
1、通过实验了解IIS音频接口的工作原理。
2、掌握有关音频处理的基础知识。
3、初步掌握液晶屏的使用及其设计方法。
4、掌握S3C2410X处理器的LCD控制其使用。
5、通过实验掌握对常用IIS接口音频芯片的控制方法。
6、通过实验掌握对处理器S3C2410X中IIS模块电路的控制方法。
7、掌握通过任务调度的方法把液晶显示函数添加到UCOS2中。
二、实习设备
1.硬件：
EmbestEduKit-IV平台，ULINK2仿真器套件，PC机。
2.软件：
μVisionIDEforARM集成开发环境，WindowsXP。
三、实习内容
在keil软件开发环境下，通过编写程序实现在键盘上输入学号，在液晶显示屏上显示相应的学生信息。
学生信息包括显示每个人的照片和姓名系别等，并用键控设置学生输出的顺序，显示相应学生的信息，然后设定一定延时顺序循环播放。
在显示信息的同时播放音频，按顺序读显示屏上的信息。
四、实习原理
1、数字音频基础:
人们日常生活听到的各种声音信息是典型的连续信号，它不仅在时间上连续，而且在幅度上也连续，我们称之为模拟音频。
对于计算机来说，处理和存储的只可以是二进制数，所以在使用计算机处理和存储声音信号之前，我们必须使用模数转换（A/D）技术将模拟音频转化为二进制数，这样模拟音频就转化为数字音频了。
所谓模数转换就是将模拟信号转化为数字信号，模数转换的过程包括采样、量化和编码三个步骤。
模拟音频向数字音频的转换是在计算机的声卡中完成的。
音频编码：
脉冲编码调制PCM（PulseCodeModulation）编码的方法是对语音信号进行采样，然后对每个样值进行量化编码，在“采样频率和采样精度”中对语音量化和编码就是一个PCM编码过程。
ITU-T的64kbit／s语音编码标准G.711采用PCM编码方式，采样速率为8KHz，每个样值用8bit非线性的μ律或A律进行编码，总速率为64kbit／s。
使用PCM编码的文件在Windows系统中保存的文件格式一般为大家熟悉的wav格式，实验中用到的就是一个采样44.100KHz，16位立体声文件g_ucWave1.wav和g_ucWave2.wav。
2、IIS音频接口
IIS接口（IntegrateInterfaceofSound）即集成音频接口，是一种串行总线设计技术，是SONY、PHILIPS等电子巨头共同推出的接口标准，主要针对数字音频处理技术和设备如便携CD机、数字音频处理器等。
在上世纪80年代首先被飞利浦用于消费音频，并在一个称为LRCLK（Left/RightCLOCK）的信号机制中经过多路转换，将两路音频信号变成单一的数据队列。
当LRCLK为高时,左声道数据被传输；LRCLK为低时,右声道数据被传输。
与PCM相比,IIS更适合于立体声系统。
对于多通道系统，在同样的BCLK和LRCLK条件下，并行执行几个数据队列也是可能的。
由于IIS、PCM和类似的音频接口不能提供寄存器入口，因此需要独立的控制接口。
IIS总线仅处理音频数据，其它信号如控制信号等单独传送，基于减少引脚数目和布线简单的目的，IIS总线只由三根串行线组成：
时分复用的数据通道线，字选择线和时钟线。
3、LCD液晶显示原理
S3C2410XLCD控制器
●LCD控制器特点：
S3C2410X处理器集成了LCD控制器，主要功能是S3C2410XLCD控制器用于传输显示数据和产生控制信号。
它并支持屏幕水平和垂直滚动显示。
数据的传送采用DMA（直接内存访问）方式，以达到最小的延迟。
它可以支持多种液晶屏：
TFTLCD:
支持1，2，4或8bpp彩色调色显示；支持16bpp和24bpp非调色真彩显示；在24bpp模式下，最多支持16M种颜色；支持多种屏幕大小；典型的实际屏幕大小是：
640×480,320×240,160×160和其它；最大虚拟屏幕占内存大小为4M字节；64K色模式下最大虚拟屏幕大小：
2048×1024和其它；
LCD控制器内部结构LCD控制器主要提供液晶屏显示数据的传送、时钟和各种信号的产生与控制功能。
S3C2410X处理器的LCD控制器主要部分框图如图6-4-2所示：
●TFTLCD显示
（1）LCD控制器时间相关参数设定
TIMEGEN产生LCD驱动器所需要的控制信号，例如VSYNC，HSYNC，VCLK，VDEN和LEND。
这些控制信号又和REGBANK中的寄存器LCDCON1/2/3/4/5的设置密切相关。
可以对REGBANK中的这些寄存器进行设置以产生适合于不同种类LCD驱动器的控制信号。
VSYNC是帧同步信号，VSYNC每发出1个脉冲，都意味着新的1屏视频资料开始发送，而HSYNC为行同步信号，每个HSYNC脉冲都表明新的1行视频资料开始发送。
而VSYNC和HSYNC脉冲的产生则依赖于LCDCON2／3寄存器的HOZVAL域和LINEVAL域的配置。
HOZVAL和LNEVAL的值由LCD屏的尺寸决定：
HOZVAL=水平显示尺寸-1
LINEVAL=垂直显示尺寸-1
VCLK信号的频率取决于LCDCON1寄存器中的CLKVAL域。
VCLK和CLKVAL的关系如下（其中CLKVAL的最小值是0）：
VCLK（Hz）=HCLK／[（CLKVAL+1）x2]
一般情况下，帧频率就是VSYNC信号的频率，它与LCDCON1和LCDCON2／3／4寄存器的VSYNC、VB2PD、VFPD、LINEVAL、HSYNC、HBPD、HFPD、HOZVAL和CLKVAL都有关系。
大多数LCD驱动器都需要与显示器相匹配的帧频率,帧频率计算公式如下：
FrameRate=1/[{（VSPW+1）+（VBPD+1）+（LIINEVAL+1）+（VFPD+1）}×{（HSPW+1）+（HBPD+1）+（HFPD+1）+（HOZVAL+1）}×{2×（CLKVAL+1）/（HCLK）}]
针对16位TFT屏BSWP，HWSWP这两位用来控制字节交换和半字交换，主要用来大小头的问题，如果输出到屏上的汉字左右互换了，或者输出到屏上的图花屏了，可以更改这个选项。
图4-1-1像素在内存中表示的示意图
图4-1-216位TFT表示RGB
给一个16位数据的颜色数据（为了分析的方便，把它写成二进制）
RGB=1010110110111001
根据上面的结构可以得出分析一下RGB各是
a）blue:
{offset:
0,length:
5}偏移量为0，长度为5，从RGB中提取出来便是“11001”；
b）green:
{offset:
5,length:
6}偏移量为5，长度为6，从RGB中提取出来便是“101101”；
c）red:
{offset:
11,length:
5}偏移量为11，长度为5，从RGB中提取出来便是“10101”。
图4-1-3像素点的RGB示意图
●TFTLCD控制器信号时序
TFT屏的典型时序。
其中VSYNC是帧同步信号，VSYNC每发出1个脉冲，都意味着新的1屏视频资料开始发送。
而HSYNC为行同步信号，每个HSYNC脉冲都表明新的1行视频资料开始发送。
而VDEN则用来标明视频资料的有效，VCLK是用来锁存视频资料的像数时钟。
并且在帧同步以及行同步的头尾都必须留有回扫时间，例如对于VSYNC来说前回扫时间就是（VSPW+1）＋（VBPD+1），后回扫时间就是（VFPD+1）；HSYNC亦类同。
图4-1-4LCD时序图
图4-1-5LCD电路连接图
4.按键控制原理
在实验平台的主板上设计了两路外部按键，当键被按下时，会产生按键中断信号。
按键产生的中断信号经过CPLD逻辑处理后连接到CPU的中断引脚。
电路原理图如下：
图4-3-1按键电路图4-3-2按键电路
电路图4-3-1、4-3-2是主板上设计的两路按键，分别输出了两个按键信号：
EXINT0与EXINT1。
两路按键的原理是一样的。
这里以主板上的按键KEY2为例说明。
如图4-3-1右边的KEY2按键，其导出了一个输出信号KEY1，信号KEY1对应了标号EXINT0。
在没有键按下时，EXINT0信号为高电平，当有键按下时，EXINT0变为低电平。
EXINT0信号作为CPLD芯片的输入信号。
下面说明CPLD芯片上与按键中断相关的寄存器：
BIT7
BIT6
BIT5
BIT4
BIT3
BIT2
BIT1
BIT0
IRQNET
IRQKEY
IRQCF
IRQCAN
Reserved
EINT1
EINT0
Reserved
表4-3-1中断控制寄存器CtrlReg1（地址0x06600000）
中断控制寄存器CtrlReg1是8位只写寄存器。
它的每个位分别控制了一个外部中断。
其中按键中断EINT0位于BIT1位。
往寄存器相应位写1，则相应中断被屏蔽；相应位清零，则相应中断被打开。
BIT7
BIT6
BIT5
BIT4
BIT3
BIT2
BIT1
BIT0
IRQNET
IRQKEY
IRQCF
IRQCAN
Reserved
EINT1
EINT0
Reserved
表4-3-2中断状态寄存器StatusReg1（地址0x06200000）
状态寄存器StatusReg1是8位只读寄存器。
它的每个位分别实时反映了一个外部中断信号的状态，其中BIT1位反映了按键中断EINT0的状态，比如当前按建KEY2没有键按下，则中断信号引脚EINT0为高电平，此时寄存器StatusReg1的BIT1位也为高电平；当有键按下，EINT0变为低电平，则StatusReg1的BIT1位也变为低电平
5、实习流程图
图5-1-1主程序流程图图5-1-2color_lcd_test（）子程序
KEY1
KEY2
图5-1-3键盘中断子程序
六．主要程序
（1）主程序如下：
/**************main（）函数部分程序*******************/
intmain（）
{
sys_init（）;//Initials3c2410'sClock,Interrupt,PortandUART
color_lcd_test1（）;
color_lcd_test2（）;
color_lcd_test3（）;
color_lcd_test4（）;
while
（1）
{int_int（）;}
}
（2）学生文字信息显示程序如下：
/**************color_lcd_test（）函数部分程序*******************/
voidcolor_lcd_test1（void）
{
inti=100;
lcd_init_app（）;
lcd_clr（）;
lcd_clr_rect（0,0,800,480,WHITE）;
BitmapViewTft16Bit_128160（（unsignedchar*）gImage_aa）;
Glib_Rectangle（5,5,795,475,BLACK）;
Lcd_DspHz24（300,i,BLUE,"电气信息工程学院"）;
Lcd_DspHz24（300,i+=30,RED,"姓名"）;
Lcd_DspAscII8x16（350,140,RED,":
"）;
Lcd_DspHz24（380,130,BLACK,"鲍晶晶"）;
Lcd_DspHz24（300,i+=30,RED,"班级"）;
Lcd_DspAscII8x16（350,170,RED,":
"）;
Lcd_DspHz24（380,i,BLACK,"通信工程"）;
Lcd_DspAscII8x16（480,170,BLACK,"11-1"）;
Lcd_DspHz24（300,i+=30,RED,"学号"）;
Lcd_DspAscII8x16（350,200,RED,":
"）;
Lcd_DspAscII8x16（380,200,BLACK,"02"）;
Lcd_DspHz24（405,i,BLACK,"号"）;
iis_test4（）;
}
voidcolor_lcd_test2（void）
{
inti=100;
lcd_init_app（）;
lcd_clr（）;
lcd_clr_rect（0,0,800,480,WHITE）;
BitmapViewTft16Bit_128160（（unsignedchar*）gImage_bb）;
Glib_Rectangle（5,5,795,475,BLACK）;
Lcd_DspHz24（300,i,BLUE,"电气信息工程学院"）;
Lcd_DspHz24（300,i+=30,RED,"姓名"）;
Lcd_DspAscII8x16（350,140,RED,":
"）;
Lcd_DspHz24（380,130,BLACK,"冯广翠"）;
Lcd_DspHz24（300,i+=30,RED,"班级"）;
Lcd_DspAscII8x16（350,170,RED,":
"）;
Lcd_DspHz24（380,i,BLACK,"通信工程"）;
Lcd_DspAscII8x16（480,170,BLACK,"11-1"）;
Lcd_DspHz24（300,i+=30,RED,"学号"）;
Lcd_DspAscII8x16（350,200,RED,":
"）;
Lcd_DspAscII8x16（380,200,BLACK,"07"）;
Lcd_DspHz24（405,i,BLACK,"号"）;
iis_test4（）;
}
voidcolor_lcd_test3（void）
{
inti=100;
lcd_init_app（）;
lcd_clr（）;
lcd_clr_rect（0,0,800,480,WHITE）;
BitmapViewTft16Bit_128160（（unsignedchar*）gImage_cc）;
Glib_Rectangle（5,5,795,475,BLACK）;
Lcd_DspHz24（300,i,BLUE,"电气信息工程学院"）;
Lcd_DspHz24（300,i+=30,RED,"姓名"）;
Lcd_DspAscII8x16（350,140,RED,":
"）;
Lcd_DspHz24（380,130,BLACK,"高芳容"）;
Lcd_DspHz24（300,i+=30,RED,"班级"）;
Lcd_DspAscII8x16（350,170,RED,":
"）;
Lcd_DspHz24（380,i,BLACK,"通信工程"）;
Lcd_DspAscII8x16（480,170,BLACK,"11-1"）;
Lcd_DspHz24（300,i+=30,RED,"学号"）;
Lcd_DspAscII8x16（350,200,RED,":
"）;
Lcd_DspAscII8x16（380,200,BLACK,"08"）;
Lcd_DspHz24（405,i,BLACK,"号"）;
iis_test4（）;
}
voidcolor_lcd_test4（void）
{
inti=100;
lcd_init_app（）;
lcd_clr（）;
lcd_clr_rect（0,0,800,480,WHITE）;
BitmapViewTft16Bit_128160（（unsignedchar*）gImage_dd）;
Glib_Rectangle（5,5,795,475,BLACK）;
Lcd_DspHz24（300,i,BLUE,"电气信息工程学院"）;
Lcd_DspHz24（300,i+=30,RED,"姓名"）;
Lcd_DspAscII8x16（350,140,RED,":
"）;
Lcd_DspHz24（380,130,BLACK,"金雪"）;
Lcd_DspHz24（300,i+=30,RED,"班级"）;
Lcd_DspAscII8x16（350,170,RED,":
"）;
Lcd_DspHz24（380,i,BLACK,"通信工程"）;
Lcd_DspAscII8x16（480,170,BLACK,"11-1"）;
Lcd_DspHz24（300,i+=30,RED,"学号"）;
Lcd_DspAscII8x16（350,200,RED,":
"）;
Lcd_DspAscII8x16（380,200,BLACK,"14"）;
Lcd_DspHz24（405,i,BLACK,"号"）;
iis_test4（）;
}
（3）学生图片信息显示程序如下：
/**************BitmapViewTft16Bit_128160（）函数部分程序**********/
voidBitmapViewTft16Bit_128160（UINT8T*pBuffer）
{
UINT32Ti,j;
UINT32T*pView=（UINT32T*）frameBuffer16BitTft800480;
pView+=LCD_XSIZE_TFT_800480*100;
for（i=0;i<160;i++）
{for（j=50;j<228/2;j++）
{pView[j]=（（*（pBuffer+3））<<8）|（（*（pBuffer+2））<<0）|（（*（pBuffer+1））<<24）|（（*（pBuffer））<<16）;
pBuffer+=4;}
pView+=LCD_XSIZE_TFT_800480;}
}
（4）键盘中断子程序如下：
/**************void__irqint_int（）函数部分程序******************/
void__irqint_int（void）
{
unsignedcharStatus;
staticunsignedintkeynum=0;
Status=rCPLDIntStatus;
Status=~（Status&0x6）;
if（Status&0x2）//KEY1
{
keynum++;
if（keynum>4）
keynum=0;
switch（keynum）
{
case1:
color_lcd_test1（）;
break;
case2:
color_lcd_test2（）;
break;
case3:
color_lcd_test3（）;
break;
case4:
color_lcd_test4（）;
break;
}
rCPLDIntControl|=（1<<1）;
rCPLDIntControl&=~（1<<1）;
}
elseif（Status&0x4）//KEY2
{
keynum--;
if（keynum<1）
keynum=0;
switch（keynum）
{
case1:
color_lcd_test1（）;
break;
case2:
color_lcd_test2（）;
break;
case3:
color_lcd_test3（）;
break;
case4:
color_lcd_test4（）;
break;
}
rCPLDIntControl|=（1<<2）;
rCPLDIntControl&=~（1<<2）;
}
rEINTPEND=（1<<9）;
ClearPending（BIT_EINT8_23）;
}
（5）音频子程序如下：
/**************voidiis_test（）函数部分程序******************/
voidiis_test1（void）
{
UINT8TucInput=0;
intnSoundLen=155956;
iis_init（）;//initializeIIS
memcpy（（void*）0x32000000,g_ucWave1,nSoundLen）;
iis_play_wave（3,（UINT8T*）0x32000000,nSoundLen）;//nSoundLen=155956;
ucInput=0;
iis_close（）;//closeIIS
}
voidiis_test2（void）
{
UINT8TucInput=0;
intnSoundLen=155956;
iis_init（）;//initializeIIS
memcpy（（void*）0x32000000,g_ucWave2,nSoundLen）;
iis_play_wave（3,（UINT8T*）0x32000000,nSoundLen）;//nSoundLen=155956;
ucInput=0;
iis_cl
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