嵌入式系统课程设计.docx
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嵌入式系统课程设计.docx
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嵌入式系统课程设计
嵌入式系统课程设计
《嵌入式系统》课程设计
一、目的
《嵌入式系统》课程设计为学生提供了一个理论与实践相结合的机会。
既
锻炼了学生动手能力,又会加深理解学生在课堂所学习的理论知识。
通过课程
设计可以将课本上的理论知识和实际应用有机的结合起来,培养学生又动脑,又动手,独立思考分析问题的能力,提高学生运用所学知识解决实际问题的综合素质。
《嵌入式系统》课程设计的主要目标是:
(1)掌握构建嵌入式系统软硬件平台的基本技能;
(2)具备基本嵌入式系统下C语言编程能力、嵌入式操作系统基本调试的能力;
(3)了解应用嵌入式系统技术开发一套嵌入式系统设备的方法。
二、设计题目
基于ARM勺滚屏LED广告牌开发
三、设计原理
1、点阵LED屏硬件原理
EMBEST验平台设计了一个16X16的点阵屏。
点阵屏由发光LED巨阵块组成。
16X16点阵屏即屏上有16X16个LED发光二极管,每个发光二极管可理解为一个像素点,它们被按着行与列的形式整齐地排列,通过控制每个LED
(像素点)的亮灭,点阵屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形。
本实验平台的点阵屏电路如下图:
图1点阵屏的行扫描信号
图2点阵屏的列扫描信号
图3点阵屏的行驱动信号
图4点阵屏的接口电路
本实验平台使用的16X16点阵屏上,每一行16个LED,它们采用共阳极的接法;每一列16个LED它们采用共阴极白接法。
如上图4中,QL1〜QL16是点阵屏的行驱动信号,每一个信号控制一行;LR1〜LR16是点阵屏的列驱动信号,每一个信号控制一列。
故通过利用相应行线输出高电平,相应列线输出低电平,就可以点亮点阵屏上相应的LED如果按着一定的控制或扫描方法,就可以实现
汉字、图形的显示。
为了能够稳定地控制点阵屏的显示,本实验平台采用了
CD4094作为行线和列线扫描信号的控制芯片。
CD4094K片简单来说就是一审入并出的功能,将CPU的串行数据转化为并行数据输出。
如上图1与图2,行(列)
扫描信号分别采用了两片CD409钛连的方式来构成,第一片的数据溢出信号LQS连接到第二片的串行数据输入口。
在图1中,当CPU!
过DAT闻I脚用彳输入16位的行扫描信号时,第一片CD4094(标号U1101)存储先输入的8位数据,后输入的8位数据通过引脚LQS溢出,然后输入并存储到第二片CD4094(标号U1102)。
CLK信号是时钟信号,当时钟信号为高电平时,CD4094允许用行输
入的数据发生变化。
LL1〜LL8是并行输出信号。
LOE为全局输出使能信号,当LOE输入高电平时,CD4094上锁存的并行数据全部输出。
列线扫描信号也是同样的方式,如图2。
在图3与图4中,行线扫描信号LL1〜LL16分别外接电阻(限流)后接至NPN®三极管,最后引出行线驱动信号QL1〜QL16三极管提高了行线输出信号的驱动能力。
在图4中,如果RQx(x为1〜16的整数)输出低电平,那么相应的三极管导通,行驱动信号QLx(x为1〜16的整数)将输出高电平。
2.软件设计
本实验要求编写点阵屏驱动程序以及点阵屏应用程序。
驱动程序要求实现字符、图形显示;应用程序可以调用驱动接口,在点阵屏中显示字符与图形。
要在点阵屏上显示字符、图形,只需要按照字符/图形的编码,点亮矩阵屏上相应的LED即可。
在本实验平台上,矩阵屏为16X16点阵,每屏显示两个字符,只需要把16X8点阵的字库码送到可容纳两个字符字库码(2X16字节)的显示缓冲区,然后根据显示缓冲区的内容控制点阵屏上LED灯的亮灭。
字库码表明了显示某个字符时点阵屏上的LED的亮灭布局,每一个LED灯的状态用一位二进制表示,1表示该LED亮,0表示该LED灭,对于16X8点阵的字库码,每个字符的字库码所占用的存储容量为16*8/8=16Byte。
在点阵屏显示驱动程序中,开辟一个显示缓冲区用来接受字库码,(字库码是由应用程序传递过来的),然后采用动态扫描的方法来实现字符、图形的
显示。
每次扫描一行,这样依次循环扫描16行,经过一定的延时处理,就可以实现字符、图片的静态显示。
为了实现字符和图片的动态流动显示,还需要一个大小为可容纳3个字符字库码(3X16字节)的缓冲区,该缓冲区中每次保存3个字符的字库码。
在显示过程中,为了达到流动效果,每次将该缓冲区中的前两个字符字库码的各字节左移i位与其后第16字节右移8-i位相或的结果复制到显示缓冲区中显示,直到第一个字符完全移出、第三个字符完全移入时,更新缓冲区。
如此循环即可实现字符的流动显示。
在显示时,根据字库码,对点阵屏逐行动态扫描。
扫描时,行线的数据与列线的数据都通过CD4094锁存起来,然后经过片选使能再同时输出。
在本设计中,使用到的通用端口有GPIOB4/5GPIOC0/7GPIOD10GPIOG8因此对它们的工作模式应配置为输出模式。
四、设计要求
(1)分析矩阵LED屏模块硬件原理图,了解矩阵LED屏块基本的构成及其硬件电路的基本工作原理。
(2)使用ULINK2仿真器连接EmbestEduKit-IV实验平台上使用Keil软件编写矩阵LED屏模块的驱动程序并调试,使得矩阵LED屏模块可以正常工作运行。
(注:
代码要求条理清晰,并在主要程序代码部分添加注释说明)
(3)编写相应的嵌入式程序,要求实现在EMBES开发箱矩阵LED屏左滚屏、右滚屏显示广告内容信息的子程序。
(4)按下开发箱上KEY1开发箱ADC01道的转换数值滚屏显示在LED广告屏上,按下开发箱上KEY2LED广告屏滚屏显示自己名字的拼音。
五、实现程序代码
#include”2410lib.h"
#include"sys_init.h"
#include"fonts.h"
#include"led16x16.h”
externvoidtxdrdn(unsignedcharn);
externvoidtxdispram(unsignedcharn);
externvoidled_char_disp(void);
externvoidadc_test(void);
intmain(void)
{
UINT8Trpt,i;
sys_init();//Initialsystem
uart_printf("\nPleaseLookAtThe16X16
LEDS'n");
led_init();//Initialleddiplay
while
(1)
(
for(i=0;i<176;i++)
(
txdrdn(i);
rpt=20;
while(rpt--)
(
led_char_disp();
}
}
}
}
#include”2410lib.h"
#include"ziku.h"
#include"fonts.h"
#include"led16x16.h"
#defineEn_DataoutrGPBDAT|=0x20
#defineDisEn_DataoutrGPBDAT&=0xFFDF#defineCLK_HrGPDDAT|=0x400
#defineCLK_LrGPDDAT&=0xFBFF
#defineRdata_HrGPCDAT|=0x1
#defineRdata_LrGPCDAT&=0xFFFE
#defineLdata_HrGPCDAT|=0x1
#defineLdata_LrGPCDAT&=0xFFFE
#defineLstr_HrGPBDAT|=0x10
#defineLstr_LrGPBDAT&=0xFFEF
#defineRstr_HrGPGDAT|=0x100
#defineRstr_LrGPGDAT&=0xFEFF
INT8TcTemp;
INT8TcEnChange0,cEnChange1;
UINT8Twangshuai[]={
0x00,0x08,0x7F,0xFC,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,
0x00,0x01,0x00,0x01,0x08,0x3F,0xFC,
0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x04,0xFF,0xFE,0x00,0x00,0x00,0x00,0x08,0x20,0x08,0x20,0x08,0x20,0x4B,0xFE,0x4A,0x22,0x4A,0x22,0x4A,0x22,0x4A,0x22,0x4A,0x22,0x4A,0x22,0x4A,0x22,0x12,0x2E,0x12,0x24,0x20,0x20,0x40,0x20,0x80,0x20,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x10,0x00,0x70,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,
0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x7C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x18,0x00,0x24,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,
0x42,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x24,0x00,0x18,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x3C,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x04,0x00,
0x04,0x00,0x08,0x00,0x10,0x00,0x20,0x00,0x42,0x00,0x7E,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x10,0x00,0x70,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,
0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x7C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x30,0x00,0x42,
0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x04,0x00,
0x04,0x00,0x08,0x00,0x10,0x00,0x20,0x00,0x42,0x00,0x7E,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x30,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x04,0x00,0x18,0x00,
0x04,0x00,0x02,0x00,0x02,0x00,0x42,0x00,0x44,0x00,0x38,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x30,0x00,0x42,
0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x04,0x00,
0x04,0x00,0x08,0x00,0x10,0x00,0x20,0x00,0x42,0x00,0x7E,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x18,0x00,0x24,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,
0x42,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x42,0x00,0x24,0x00,0x18,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
);
UINT8Tdispram[32];
voidtxdrdn(unsignedchar
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