嵌入式系统编程实践数字钟.docx

1、嵌入式系统编程实践数字钟实 验 报 告课程名称 嵌入式系统编程实践 实验仪器 清华同方辰源嵌入式系统实验箱 实验名称 实验五:数字钟实验 系 别 _计算机学院_ 专 业 _ _ 班级/学号 _ _学生姓名 实验日期 成 绩 _ 指导教师 _ _ _实验五：数字钟实验一、实验问题回答（1）画出数字时钟的有限状态自动机，列出全部状态、状态转换规则，以及对应状态下的动作。 按A键按A键 按B键 设置结束 按C键 按C键 按B键（2）倒计时和正计时怎么设置？ 答：先添加一个功能键，令其完成的功能是实现倒计时和正计时。 正计时实现利用if(ms=99) ms=0; if(s=59) s=0; if(m=

2、59) m=0; else m+; else s+; else ms+; 在毫秒计数满100令其置零，并向秒进1，秒计数满60令其置零，并向分钟进1。在其后面加上代码段else if(ms=0) ms=99; if(s=0) s=59; if(m=0) m=59; else m-; else s-; else ms-; 若毫秒小于等于0责令其变为0，秒计数-1，若秒小于等于0责令其变为0，分钟计数-1，即可实现倒计时功能。二、实验目的和效果 （1）学习、理解、掌握利用状态机模型实现数字钟系统实验结果及检查（1）6个数码管上显示样式改为“分钟+秒+百分之一秒”，其中各占两个数码管。（2）OLED

3、屏幕上显示和数码管一样效果，“分钟：秒：百分之一秒”各占两个字符。（3）屏幕上显示功能选单，通过键盘A-F键选择不同功能，选择后屏幕显示相关功能提示，并在数码管和OLED屏幕上显示相应功能。如：开始显示：“please choose the function:” “A: ” “B: ” “C: ” “D: ” 按下“A”键后，显示”now you choose function A”（4）按下“A”键，暂停，再按“A”键，继续。（5）按下“B”键，表示设置时钟时间，从前往后或从后往前逐次设置时钟值。（6）按下“C”键，OLED和数码管回归“00:00:00”。（7）扩展：按下“D”键，倒计时，

4、再按“D”键，正计时。 三、实验内容和步骤（重点阐述自己的思路及遇到的问题）（一）Keil开发环境中对项目Project配置 （1）建立项目 1、新建一个project； 2、选择CPU中的Luminary LM3S 8962； 3、加载库文件； 4、项目相关配置项修改。（二）新建主函数程序，并加载到项目中 （1）加载必要程序 本次实验提供了几个源程序rit128x96x4.h，rit128x96x4.c，startup.s，utility.c，utility.h，definition.h都压在work2.zip中，与实验一（二）（1）步骤类似。 其中，definition.h文件中定义了一些

5、宏定义，用于将整个工程中的宏定义放在一起，目的是为了程序的可读性更好。本例中定义了五个不同的功能模式，可以根据自己习惯进行修改。 Utility.c和utility.h中包含了数码管显示处理函数。其函数声明如下：void disp(char x,int location);使用方法：第一个参数表示要显示的字符，在本例中，就是键盘中断服务程序执行完后保存在oledkey0里的字符，第二个参数表示显示的位置，其中1表示数码管的最右端，6表示数码管的最左端，2-4依次表示中间4个数码管。新建一个文件，保存为main.c，把main.c也加载到项目中，与实验一（二）（2）步骤类似。 本次实验需要增加以

6、下头文件#include #include #include #include #include #include #include #include #include rit128x96x4.h#include utility.h#include definition.h （2）系统初始化 SysCtlClockSet(SYSCTL_SYSDIV_1 | SYSCTL_USE_OSC | SYSCTL_OSC_MAIN | SYSCTL_XTAL_8MHZ); /*使能外设GPIO*/ SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOB); SysCtlPe

7、ripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOC); SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOD); /*配置GPIO端口为输出*/ / 7segd1(PB6);7segd2(PB4);7segd3(PB5) GPIOPinTypeGPIOOutput(GPIO_PORTB_BASE, GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5 | GPIO_PIN_6); / bitcode0(PC5);bitcode1(PC6);bitcode2(PC7) GPIOPinTypeGPIOOutput(GPIO_PORTC_BASE, GPI

8、O_PIN_5 | GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7); / 7segd0(PD4);7segdot(PD5);rst(PD6) GPIOPinTypeGPIOOutput(GPIO_PORTD_BASE, GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5 | GPIO_PIN_6); /*设置GPIO为输入*/ GPIOPinTypeGPIOInput(GPIO_PORTD_BASE, GPIO_PIN_7); GPIOPinTypeGPIOInput(GPIO_PORTC_BASE, GPIO_PIN_4); /*使能中断*/ IntEnable(INT_GPIOD); Int

9、MasterEnable(); GPIOPinIntEnable(GPIO_PORTD_BASE, GPIO_PIN_7); GPIOIntTypeSet(GPIO_PORTD_BASE, GPIO_PIN_7, GPIO_RISING_EDGE);（3）利用键盘GPIO Port D中断，接收键盘输入本步骤与实验（二）对应部分一样，不再重复。（4）利用系统Time0中断，来控制控制时钟速度 /*使能中断*/ IntEnable(INT_GPIOD); IntMasterEnable(); GPIOPinIntEnable(GPIO_PORTD_BASE, GPIO_PIN_7); GPIOI

10、ntTypeSet(GPIO_PORTD_BASE, GPIO_PIN_7, GPIO_RISING_EDGE); /*计时器初始化*/timerset();初始化的具体函数实现void timerset() SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_TIMER0); TimerConfigure(TIMER0_BASE, TIMER_CFG_32_BIT_PER); TimerLoadSet(TIMER0_BASE, TIMER_A, SysCtlClockGet()/100); / 不除以100则1秒中断一次 IntEnable(INT_TIMER0A);

11、TimerIntEnable(TIMER0_BASE, TIMER_TIMA_TIMEOUT);通过对Timer0中断进行使能和屏蔽来实现秒表的暂停和恢复TimerEnable(TIMER0_BASE, TIMER_A);TimerDisable(TIMER0_BASE, TIMER_A);中断处理函数实例void Timer0IntHandler(void) unsigned long ulStatus; ulStatus = TimerIntStatus(TIMER0_BASE, true); / 获取当前中断状态 TimerIntClear(TIMER0_BASE, TIMER_TIMA

12、_TIMEOUT); / 清除全部中断状态 if (ulStatus & TIMER_TIMA_TIMEOUT) / 如果是超时中断 /补充该部分代码 /每次计时中断，相应计数值进行变化 （5）修改主函数，实现本次实验要求的功能选好A、B、F功能后，按键后在数码管上按照不同的功能显示秒表显示效果。自己设计程序逻辑并实现。注意：数码管上所有位置的数字同时显示，可以使用for循环赋值并进行显示： for(j=1;j7;j+) disp(digitsj,j); for(k=0;kdelaytime;k+) ; /设置适当的延迟，缓和显示过快的字符重合现象 计数值如m,s,ms分别表示分钟，秒，百分之

13、一秒的具体数值，是个整数，方便计数，但在OLED上显示需要转换成字符格式。char buf2;sprintf(buf,“%d”,m);再显示buf0和buf1的字符暂停的功能实现：关掉中断即可、（6）编译、连接，生成可执行程序文件（编译）（链接）（7）反复（3）-（7）步骤，直到完成 如果中间出现错误，修改代码，一直到无错，生成最后程序。（三）硬件连接（1）接上电源线，先关闭开关（2）用蓝色USB线接上仿真器，仿真器另一JTAG端接LM3S8962 CPU板（左下较大子板），USB线接电脑（3）确认连接无误后，打开电源开关（四）联调（1）在Keil uVision4中执行下载，（Flash菜单

14、-Download），即可通过仿真器将（一）步编译链接好的执行程序下载到LM3S8962芯片内的Flash中。（2）按下实验箱上LM3S8962子板屏幕上方的白色按钮Reset键，即可查看程序执行效果。若有问题，返回第一步继续修改程序，编译、链接、下载，一直到显示出满意的效果。实验代码：main.c#include #include #include #include #include #include #include #include #include rit128x96x4.h#include utility.h#include definition.hint Event_key=0;i

15、nt b_press_count=0; int c_press_count=0; int countdown_flag=0; /倒计时标记，1表示倒计时；0表示正常计时int key_i=0;/i定义为全局变量，因为只有1根线GPIO_PIN_4与CPU相联，所以一个按键（16种，4bit表示）需要四次中断才能传给CPU。unsigned char ucValue=0x00; /ucValue定义为全局变量，该值存储输入的按键值的中间结果。char oledkey2;/设置全局变量oledkey用于保存键盘输入的按键char keychar1;int key_press_flag=0;/有没有

16、按键，0表示没有，1表示有int A_flag,B_flag,C_flag,D_flag,E_flag,F_flag;/按键ABCDEF状态,0表示未选中，1表示选中int led_postion;/led位置char digits7;/6个位置的数字字符int inputnext=0;/检测有无下一个输入数字，0表示没有，1表示有。char cm3; /cm2 = cs0char cs3;char cms3;int m=0,s=0,ms=0;int E_clr=0;/时钟中断处理函数实例void Timer0IntHandler(void) unsigned long ulStatus; u

17、lStatus = TimerIntStatus(TIMER0_BASE, true); / 获取当前中断状态 TimerIntClear(TIMER0_BASE, TIMER_TIMA_TIMEOUT); / 清除全部中断状态 if (ulStatus & TIMER_TIMA_TIMEOUT) / 如果是超时中断 if(countdown_flag=0) if(ms=99) ms=0; if(s=59) s=0; if(m=59) m=0; else m+; else s+; else ms+; else if(ms=0) ms=99; if(s=0) s=59; if(m1; ucVal

18、ue = ucValue + ucKey; ucValue = ucValue4)4) + 48; else oledkey0 = (ucValue4) - 10 + A; /计时器初始化函数void timerset()SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_TIMER0);TimerConfigure(TIMER0_BASE, TIMER_CFG_32_BIT_PER);TimerLoadSet(TIMER0_BASE, TIMER_A, SysCtlClockGet()/100); / 不除以100则1秒中断一次IntEnable(INT_TIMER0A

19、);TimerIntEnable(TIMER0_BASE, TIMER_TIMA_TIMEOUT);/更新led/暂停或者继续void goOn_pause(int i) /如果是奇数次（第一次）按B就是暂停，偶数次（第二次）就是恢复 if(i%2)=1) TimerEnable(TIMER0_BASE, TIMER_A); /恢复 else TimerDisable(TIMER0_BASE, TIMER_A);/暂停/倒计时void countdown(int i) if(i%2)=1) countdown_flag=1; else countdown_flag=0;void displed

20、() int i,k; for(i=1;i=6;i+) disp(digitsi,i); for(k=0;k200;k+) ; void clear() int i; for(i=1;i=6;i+) digitsi=0;/主函数int main() char buf5; SysCtlClockSet(SYSCTL_SYSDIV_1 | SYSCTL_USE_OSC | SYSCTL_OSC_MAIN | SYSCTL_XTAL_8MHZ); RIT128x96x4Init(1000000); RIT128x96x4Clear(); /*使能外设GPIO*/ SysCtlPeripheralEn

21、able(SYSCTL_PERIPH_GPIOB); SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOC); SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOD); /*配置GPIO端口为输出*/ / 7segd1(PB6);7segd2(PB4);7segd3(PB5) GPIOPinTypeGPIOOutput(GPIO_PORTB_BASE, GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5 | GPIO_PIN_6); / bitcode0(PC5);bitcode1(PC6);bitcode2(PC7) GPIOPin

22、TypeGPIOOutput(GPIO_PORTC_BASE, GPIO_PIN_5 | GPIO_PIN_6 | GPIO_PIN_7); / 7segd0(PD4);7segdot(PD5);rst(PD6) GPIOPinTypeGPIOOutput(GPIO_PORTD_BASE, GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5 | GPIO_PIN_6); /*设置GPIO为输入*/ GPIOPinTypeGPIOInput(GPIO_PORTD_BASE, GPIO_PIN_7); GPIOPinTypeGPIOInput(GPIO_PORTC_BASE, GPIO_PIN_4);

23、 /*使能中断*/ IntEnable(INT_GPIOD); IntMasterEnable(); GPIOPinIntEnable(GPIO_PORTD_BASE, GPIO_PIN_7); GPIOIntTypeSet(GPIO_PORTD_BASE, GPIO_PIN_7, GPIO_RISING_EDGE); /*计时器初始化*/ timerset(); /默认 RIT128x96x4StringDraw(2011011374, 0, 0, 15); RIT128x96x4StringDraw(pengxin, 0, 10, 15); RIT128x96x4StringDraw(Wo

24、rk5 , 0, 20, 15); RIT128x96x4StringDraw(please choose, 0, 30, 15); RIT128x96x4StringDraw(A:start, 5, 40, 15); RIT128x96x4StringDraw(B:input char, 5, 50, 15); /RIT128x96x4StringDraw(B:pause, 5, 50, 15); RIT128x96x4StringDraw(C:clear, 5, 60, 15); RIT128x96x4StringDraw(D:count down, 5, 70, 15); /RIT128

25、x96x4StringDraw(B:input char, 5, 70, 15); while(1) if(Event_key) Event_key = 0; if(A=oledkey0 & oledkey0=F) /显示按下的字母 keychar0=oledkey0; RIT128x96x4StringDraw(keychar, 90, 30, 15); /只要按ABCDEF中任意一个都必须先把A_flag,B_flag,D_flag,F_flag置0，避免混乱。 A_flag=B_flag=D_flag=E_flag=F_flag=0; switch(oledkey0) case A:A_

26、flag=1;/开始 TimerEnable(TIMER0_BASE, TIMER_A); b_press_count=b_press_count+1; TimerDisable(TIMER0_BASE, TIMER_A); goOn_pause(b_press_count); break; case B:E_flag=1;/ input E_clr=1; m=s=ms=0; TimerDisable(TIMER0_BASE, TIMER_A); clear(); led_postion=6; break; case C:D_flag=1;/qing 0 TimerDisable(TIMER0_BASE, TIMER_A); m=s=m