嵌入式流水灯实验.docx

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嵌入式流水灯实验

实验三GPIO输出控制实验

一、实验目的

熟悉LPC2000系列ARM7微控制器的GPIO输入控制。

二、实验设备

●硬件：

PC机一台

LPC2131教学实验开发平台一套

●软件：

Windows98/XP/2000系统，ADS1.2集成开发环境。

三、实验内容

1.P0.7管脚控制EasyARM教学实验开发平台上的蜂鸣器报警。

2.GPIO输出实验－流水灯实验

实验预习要求：

LPC2000GPIO管脚的设置和控制。

四、实验原理

1.GPIO输出实验，蜂鸣器控制

在EasyARM2131开发板上，接有一个蜂鸣器，由P0.7控制，通过跳线JP11选择连接。

蜂鸣器控制电路如所示。

图3-1蜂鸣器控制电路

如果跳线JP11选择蜂鸣器，当P0.7输出低电平时，蜂鸣器鸣叫，当P0.7输出高电平则停止鸣叫。

程序设置PINSEL0使P0.7连接GPIO，并通过IO0DIR将其设置为输出状态，然后通过IO0CLR和IO0SET清零和置位P0.7口，控制蜂鸣器，流程图见图3-2。

图3-2蜂鸣器控制实验流程图

2．GPIO输出实验－流水灯实验

单路LED控制

EasyARM2131开发板上有8个独立的LED，分别由8个GPIO口控制，现在使用其中一路进行实验，使用的电路如图3-3所示。

图3-3单路LED电路图

当跳线JP12连接LED1时，P1.18采用灌电流方式驱动LED1，当P1.18输出低电平时，LED1点亮，当P1.18输出高电平时，LED1熄灭。

实验程序首先设置管脚连接GPIO，接着设置P1.18口为输出模式，然后通过IO1CLR和IO1SET控制P1.18，驱动LED1的亮灭。

GPIO输出实验－流水灯实验

EasyARM2131开发板上的8路LED（LED8~LED1）分别可选择P1[25:

18]进行控制，电路如图3-4所示。

图3-48路LED控制电路

当跳线JP12全部选择LED8～LED1后，P1.25～P1.18分别控制这8路LED，就可以进行流水灯实验。

流水灯显示花样可以通过数组人为定义，亦可通过一定的算法计算，程序清单所示为采用人为定义数组控制显示花样的实验程序，流程图如图3-5所示。

图3-5流水灯花样显示流程图

五、实验步骤

实验内容1步骤

①启动ADS1.2IDE集成开发环境，选择ARMExecutableImageforlpc2131工程模板建立一个工程BeepCon_C。

②在user组里编写主程序代码main.c。

③将EasyARM教学实验开发平台上的P0.7管脚与Beep跳线短接gde台ngtheng。

④选择Project->Debug，启动AXD进行JLINK仿真调试。

在工程窗口中选择DebugInRAM生成目标，然后编译连接工程（单击Make按钮）。

如图所示。

选择DebugInRAM生成目标时，编译连接生成的目标代码就是用于在片内RAM调试。

打开ADS开发环境下的【Edit】->【DebugInFLASHSettings...】,在”ARMfromELF”下Outputformat做如图选择，输出文件选择你的文件同一目录下，扩展名’.HEX’

⑥全速运行程序，程序将会在main.c的主函数中停止（因为main函数起始处默认设置有断点）。

⑦单击ContextVariable图标按钮（或者选择ProcessorViews->Variables）打开变量观察窗口，通过此窗口可以观察局部变量和全局变量。

选择SystemViews->DebuggerInternals即可打开LPC2000系列ARM7微控制器的片内外寄存器窗口。

⑧可以单步运行程序，可以设置/取消断点；或者全速运行程序，停止程序运行，观察变量的值，判断蜂鸣器控制是否正确。

在FLASH中调试

在工程窗口中选择DebugInFLASH生成目标，然后编译连接工程（单击Make按钮）。

选择DebugInFLASH生成目标时，编译连接生成的目标代码就是用于在片内FLASH调试。

编译连接通过后，按键盘的F5键，启动AXD进行调试。

注意，由于程序要烧写到片内FLASH，默认选项在每次装载FLASH地址的调试文件时，将会擦除FLASH并下载代码到FLASH中。

脱机运行

使用DebugInFLASH生成目标，并进行调试后（使用JLINK仿真器），程序即烧写到片内FLASH中。

将JLINK电源断开，重新上电，程序将脱机运行；

实验内容2实验步骤

①启动ADS1.2IDE集成开发环境，选择ARMExecutableImageforlpc2131工程模板建立一个工程LedDisp_C。

②在user组里编写主程序代码main.c。

③选用DebugInRam生成目标，然后编译链接工程。

④将EasyARM教学实验开发平台上的P1.[18:

25]管脚对应与LED[1:

8]跳线短接gde台ngtheng。

⑤选择Project->Debug，启动AXD进行JLINK仿真调试。

⑥全速运行程序，程序将会在main.c的主函数中停止。

⑦单击ContextVariable图标按钮（或者选择ProcessorViews->Variables）打开变量观察窗口，通过此窗口可以观察局部变量和全局变量。

选择SystemViews->DebuggerInternals即可打开LPC2000系列ARM7微控制器的片内外寄存器窗口。

⑧可以单步运行程序，可以设置/取消断点；或者全速运行程序，停止程序运行，观察变量的值，判断LED1~LED8控制是否正确。

（3）实验参考程序

GPIO输出控制实验的参考程序见3-1。

程序清单1GPIO输出控制实验1的参考程序

/****************************************************************************

*文件名：

main.c

*功能：

蜂鸣器控制。

对蜂鸣器进行控制，采用软件延时方法。

*使用I/O口直接控制，采用灌电流方式。

*说明：

将P0.7与Beep短接。

****************************************************************************/

#include"config.h"

#defineBEEPCON1<<7//P0.7引脚控制Beep，低电平蜂鸣

/****************************************************************************

*名称：

DelayNS（）

*功能：

长软件延时。

*入口参数：

dly延时参数，值越大，延时越久

*出口参数：

无

****************************************************************************/

voidDelayNS（uint32dly）

{

uint32i;

for（;dly>0;dly--）

{

for（i=0;i<5000;i++）;

}

}

/****************************************************************************

*名称：

main（）

*功能：

控制蜂鸣器蜂鸣。

****************************************************************************/

intmain（void）

{

PINSEL0=0x00000000;//设置管脚连接GPIO

IO0DIR=BEEPCON;//设置I/O为输出

while

（1）

{

IO0SET=BEEPCON;//BEEPCON=1

DelayNS（200）;

IO0CLR=BEEPCON;//BEEPCON=0

DelayNS（200）;

}

return（0）;

}

程序清单2

#include"config.h"

/*LED8~LED18个LED分别由P1.25~P1.18控制*/

constuint32LEDS8=（0xFF<<18）;//P1[25:

18]控制LED8~LED1，低电平点亮

/*********************************************************************************************函数名称：

DelayNS（）

**函数功能：

长软件延时

**入口参数：

dly延时参数，值越大，延时越久

**出口参数：

无

*******************************************************************************************/

voidDelayNS（uint32dly）

{uint32i;

for（;dly>0;dly--）

for（i=0;i<50000;i++）;

}

/*******************************************************************************************

**函数名称：

main（）

**函数功能：

流水灯显示实验。

**调试说明：

连接跳线JP12至LED8~LED1。

*******************************************************************************************/

/*流水灯花样，低电平点亮，注意调用时候用了取反操作*/

constuint32LED_TBL[]=

{

0x00,0xFF,//全部熄灭后，再全部点亮

0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,//依次逐个点亮

0x01,0x03,0x07,0x0F,0x1F,0x3F,0x7F,0xFF,//依次逐个叠加

0xFF,0x7F,0x3F,0x1F,0x0F,0x07,0x03,0x01,//依次逐个递减

0x81,0x42,0x24,0x18,0x18,0x24,0x42,0x81,//两个靠拢后分开

0x81,0xC3,0xE7,0xFF,0xFF,0xE7,0xC3,0x81//从两边叠加后递减

};

intmain（void）

{uint8i;

PINSEL1=0x00000000;//设置管脚连接GPIO

IO1DIR=LEDS8;//设置LED控制口为输出

while

（1）

{

for（i=0;i<42;i++）

{/*流水灯花样显示*/

IO1SET=~（（LED_TBL[i]）<<18）;

DelayNS（20）;

IO1CLR=（（LED_TBL[i]）<<18）;

DelayNS（20）;

}

}

return0;

}

参考程序3

/****************************************************************************

*文件名：

main.c

*功能：

LED显示控制。

*通过GPIO直接控制8个LED产生流水灯效果

*说明：

P1.[18:

25]管脚对应与LED[1:

8]跳线短接，把P0.16与KEY跳线短接，

*使用KEY1键来操作流水灯的运行方向

****************************************************************************/

#include"config.h"

constuint32LEDS8=0xFF<<18;//P1[25:

18]控制LED1~LED8，低电平点亮

constuint32KEY=1<<16;//P0.16连接KEY1

constuint32DISP_TAB[10]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,0xff,0xff};

constuint32DISP_TAB2[10]={0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01,0xff,0xff};

//两个LED图案码表

/****************************************************************************

*名称：

DelayNS（）

*功能：

长软件延时

*入口参数：

dly---延时参数，值越大，延时越久

*出口参数：

无

****************************************************************************/

voidDelayNS（uint32dly）

{uint32i;

for（;dly>0;dly--）

{

for（i=0;i<5000;i++）;

}

}

/****************************************************************************

*名称：

main（）

*功能：

根据表DISP_TAB来控制LED显示。

****************************************************************************/

intmain（void）

{uint8i;

PINSEL0=0x00;//P0[15:

0]用作GPIO

PINSEL1=0x00;//P0[31:

16]用作GPIO

PINSEL2=PINSEL2&（~0x08）;//P1[25:

16]连接GPIO

IO1DIR=LEDS8;//设置P1[25:

18]为输出口，控制LED[7:

0]

while

（1）

{

if（（IO0PIN&KEY）!

=0）//测试KEY按键

for（i=0;i<8;i++）

{

IO1CLR=DISP_TAB[i]<<18;

DelayNS（50）;

IO1SET=0xffffffff;

}

DelayNS（10）;

if（（IO0PIN&KEY）==0）//测试KEY按键

for（i=0;i<8;i++）

{

IO1CLR=DISP_TAB2[i]<<18;

DelayNS（50）;

IO1SET=0xffffffff;

}

DelayNS（10）;

}

return（0）;

}

参考程序4

1.

/****************************************************************************

*文件名：

LEDCON.C

*功能：

LED闪烁控制。

对发光二极管LED4进行控制，采用软件延时方法。

*使用I/O口直接控制LED，采用灌电流方式。

*说明：

将跳线器JP4_LED4短接。

****************************************************************************/

#include"config.h"

#defineLEDCON0x02000000/*P0.25引脚控制LED4，低电平点亮*/

/****************************************************************************

*名称：

DelayNS（）

*功能：

长软件延时

*入口参数：

dly延时参数，值越大，延时越久

*出口参数：

无

****************************************************************************/

voidDelayNS（uint32dly）

{uint32i;

for（;dly>0;dly--）

for（i=0;i<50000;i++）;

}

/****************************************************************************

*名称：

main（）

*功能：

控制LED闪烁

****************************************************************************/

intmain（void）

{PINSEL0=0x00000000;//设置所有管脚连接GPIO

PINSEL1=0x00000000;

IO0DIR=LEDCON;//设置LED4控制口为输出

while

（1）

{IO0SET=LEDCON;

DelayNS（30）;

IO0CLR=LEDCON;

DelayNS（30）;

}

return（0）;

}

六、思考

（1）理解实验参考程序中Startup.S文件的作用。

（2）实验程序中的main（）函数名是否可以更改为其它名字？

（提示：

main只是一个标号。

）

（3）在实验参考程序中，如何控制蜂鸣器报警的速度？

七、实验报告要求

写出实验目的、实验仪器设备、实验原理、实验内容、源代码和操作步骤，调试结果。