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学生姓名：

严维锋专业年级：

自动化2008级

目录

前言3

第一章系统设计4

第一节课题目标及总体方案4

第二节原理框图5

第三节程序和芯片的初始化5

第四节构建功能模块7

第五节main函数的局部原理分析8

第二章实验（测试）结果及讨论13

第一节ads1.2软件的编译，连接和运行13

第二节程序调试14

第三章结论14

心得体会15

参考文献16

附录17

源程序17

前言

近年来，随着计算机技术及集成电路技术的发展，嵌入式技术日渐普及，其强大的控制能力和专业性在通讯、网络、工控、电子等领域发挥着越来越重要的作用。

嵌入式系统成为当前当之无愧的最有发展前途的IT应用领域之一。

实时时钟（RTC）器件是一种能提供日历/时钟、数据存储等功能的专用集成电路，常用作各种计算机系统的时钟信号源和参数设置存储电路。

RTC具有计时准确、耗电低和体积小等特点，特别适用于在各种嵌入式系统忠记录事件发生的时间和相关信息，尤其是在通信工程、电力自动化、工业控制等自动化程度较高领域的无人职守环境。

随着集成电路技术的不断发展，RTC器件的新品也不断推出。

这些新品不仅具有准确的RTC，还有大容量的存储器、温度传感器和A/D数据采集通道等，已成为集RTC、数据采集和存储于一体的综合功能器件，特别适用于以微控制器为核心的嵌入式系统。

本课程设计将体现嵌入式技术的优越性。

第一章系统设计

第一节课题目标及总体方案

一、设计要求

学习LCD与ARM的LCD的控制器的接口原理，掌握内置LCD控制器驱动编写方法和RTC控制方法，在可行性分析的基础上实现以下功能：

2、仿照图1在LCD上显示类似的时钟界面；

图1LCD上显示的时钟界面

二、设计方案

基于S3C44B0X的典型嵌入式系统硬件体系结构图如图2所示，通过对S3C44B0X处理器的学习，可以利用其内部的RTC单元和LCD控制器，外接LCD模块、晶振和（后备）电源实现电子实时时钟的功能。

主要实现方法为：

通过电源和晶振保证处理器的正常工作和时钟来源，通过编程设定RTC单元的工作模式，实现实时时钟的功能；

然后根据所要求显示的图形效果，编写程序设定LCD控制器的相应寄存器，将RTC单元和LCD控制器合理有效地结合起来；

最终由LCD模块作出相应动作，完成实时时钟的显示功能。

该设计的中英文字符显示方案，有效地利用了嵌入式系统自身的ROM存储容量，其最大的特点是以少量的存储容量为代价，来简单灵活地实现LCD上的字符显示。

此方案可以显示所有的一、二级汉字，并且能实现汉字、英文的混合显示，从而方便地构造出良好的人机界面。

所讨论的硬件平台是在S3C44BOX和液晶显示器的基础上搭建的，对于实现S3C44BOX与其它类型LCD模块的连接和应用，具有一定的参考价值。

图2S3C44B0X的典型嵌入式系统硬件体系结构

第二节原理框图

根据课题所要实现的功能，结合S3C44B0X处理器的单元结构，作出如图3所示的原理框图。

图3原理框图

第三节程序和芯片的初始化

程序和芯片的初始化包括：

LCD的初始化：

U16LCD_Init（U8Lcd_Bpp）

{

switch（Lcd_Bpp）

Case8:

rLCDCON1=（0）|（2<

<

5）|（MVAL_USED<

7）|（0x1<

8）|（0x1<

10）|（CLKVAL_COLOR<

12）;

rLCDCON2=（LINEVAL）|（HOZVAL_COLOR<

10）|（10<

21）;

rLCDSADDR1=（0x3<

27）|（（（U32）Video_StartBuffer>

>

22）<

21）|M5D（（U32）Video_StartBuffer>

1）;

rLCDSADDR2=M5D（（（（U32）Video_StartBuffer+（SCR_XSIZE*LCD_YSIZE））>

1））|（MVAL<

21）|1<

29;

rLCDSADDR3=（LCD_XSIZE/2）|（（（SCR_XSIZE-LCD_XSIZE）/2）<

9）;

rREDLUT=0xfdb96420;

rGREENLUT=0xfdb96420;

rBLUELUT=0xfb40;

rDITHMODE=0x0;

rDP1_2=0xa5a5;

rDP4_7=0xba5da65;

rDP3_5=0xa5a5f;

rDP2_3=0xd6b;

rDP5_7=0xeb7b5ed;

rDP3_4=0x7dbe;

rDP4_5=0x7ebdf;

rDP6_7=0x7fdfbfe;

rDITHMODE=0x12210;

rLCDCON1=

（1）|（2<

7）|（0x3<

8）|（0x3<

break;

default:

return1;

}

return0;

}

中断向量的初始化：

voidKeyINT_Init（void）{

if（（rINTPND&

BIT_EINT4567））

{

SPC=BIT_EINT4567;

}

rINTMSK=~（BIT_GLOBAL|BIT_EINT4567）;

RTC的初始化：

voidRtc_Tick_Init（void）

BIT_TICK））

rI_ISPC=BIT_TICK;

rINTMSK&

=~（BIT_GLOBAL|BIT_TICK）;

rRTCCON=0x0;

rTICINT=1|（1<

7）

voidRtc_Tick_Init0（void）

BIT_TICK））

rRTCCON=0x0;

6）;

第四节构建功能模块

LCD显示的时钟界面包括：

静止不动的圆形钟面和一直在走动的时钟指针。

所以需要构建两个重要的函数实现画圆和画直线。

画圆函数：

该算法是通过X变量的自增，补偿1修正正方形控制Y变量自减，找到距中心恒定距离的点，其中rs=45，X自0加1增至45。

和原点坐标运算，可以在第一象限找到一点，再通过折叠对称找到其他象限的三个点，通过画点函数描绘出。

再画他的45度镜像就好了。

画线函数：

voidline（unsignedintx1,unsignedinty1,unsignedintx2,unsignedinty2,unsignedchardraw）

以中心的坐标为起点，使用while函数与指针最外圈的点比较，不断延长直至相等，所以事先计算出时针，分针和秒针三个同心圆最外圈点的坐标，以便带入函数。

也同圆类似，要考虑不同象限点的情况，根据不同的位置带参数到画点函数中描绘。

第5节MAIN函数的局部原理分析

首先让我们先来看一下main函数的宏定义与变量定义，如下：

从上面的程序可以看出，所使用的头文件主要是config.h。

这个文件的内容不再详述，后面的附录会给出。

同时该程序还给出了时分秒的初始值，其字符型为i8，也即char型（在其它文件中有定义）。

初始值为：

hour=0，min=0，sec=0，ms=0；

例如如果当前时间为6:

20，十九秒，则将对应的数字修改即可。

同理，年月日的初始值设定是一样的，并且字符类型也为char类型。

下面是针对字符类型的宏定义：

#defineI8char

#defineU8unsignedchar

#defineI16short

#defineU16unsignedshort

#defineI32long

#defineU32unsignedlong

#defineI16PI16

#defineU16PU16

下面我们来看看对于时针，分针，秒针的坐标设定，程序如下：

上述为秒针的坐标定义，SpaceXS[61]对应于秒针的横坐标值，SpaceYS[61]对应于纵坐标值。

第一个点对应的是十二点的位置，即（160,30）点。

因此只要设定两个指针，分别指向这两个数组的首地址，每当时间秒变化时，就将这两个指针加一，从而指向下一坐标，达到动态变化的效果。

分针，时针的定义与上述定义完全一样，只不过时针定义时变量个数为十三个，具体如下定义：

SpaceXH[13]={160,175,185,190,185,175,160,145,135,130,135,145,160},

SpaceYH[13]={50,55,65,80,95,105,110,105,95,80,65,55,50}；

此外还要设定一些指针，用来指向各个数组的首地址，来方便坐标的变化，定义如下：

*Placex=&

SpaceXS[0],*Placey=&

SpaceYS[0],*Placexm=&

SpaceXM[0],

*Placeym=&

SpaceYM[0],*Placexh=&

SpaceXH[0],*Placeyh=&

SpaceYH[0];

下面我们先来介绍此程序中用到的几个重要的函数。

首先来说Set_Color（）函数，这是一个设定颜色的函数，此函数的代码在其他文件中经行了编写，只要在括号中输入相应的颜色就可，颜色定义如下：

#defineGUI_BLACK0x000000

#defineGUI_BLUE0x0000FF

#defineGUI_GREEN0x00FF00

#defineGUI_CYAN0xf0f000

#defineGUI_RED0xFF0000

#defineGUI_MAGENTA0x800080#defineGUI_BROWN0x2020a0

#defineGUI_DARKGRAY0x404040#defineGUI_GRAY0x808080

#defineGUI_LIGHTGRAY0xd0d0d0#defineGUI_LIGHTBLUE0xf08080

#defineGUI_LIGHTGREEN0x80f080#defineGUI_LIGHTCYAN0x80f0f0

#defineGUI_LIGHTRED0x8080f0#defineGUI_LIGHTMAGENTA0xf080f0

#defineGUI_YELLOW0xF0f000#defineGUI_WHITE0xffffff

下面来说Fill_Circle（x,y,r）函数。

如下所示：

voidFill_Circle（U16x0,U16y0,U16r）

U32i;

U32imax=（（int）（（int）r*707））/1000+1;

U32sqmax=（int）r*（int）r+（int）r/2;

U16x=r;

LCD_DrawHLine（x0-r,y0,x0+r）;

for（i=1;

i<

=imax;

i++）

{

if（（i*i+x*x）>

sqmax）

if（x>

imax）

{

LCD_DrawHLine（x0-i+1,y0+x,x0+i-1）;

LCD_DrawHLine（x0-i+1,y0-x,x0+i-1）;

}

x--;

}

LCD_DrawHLine（x0-x,y0+i,x0+x）;

LCD_DrawHLine（x0-x,y0-i,x0+x）;

当此函数执行完以后会在液晶显示仪显示出一个实心圆，与前面的setcolor函数配合可以画出特定颜色的的圆，x为横坐标，y为纵坐标，r为半径。

还有一个为fillrect（）函数。

也即矩形填充函数，此函数可以在显示屏上显示特定大小的矩形图案，并结合颜色设定函数得出相应的颜色相应函数如下：

voidFill_Rect（U16x0,U16y0,U16x1,U16y1）

LCD_FillRect（x0,y0,x1,y1）;

既然是实时时钟，那么程序是如何实现指针的偏转的，是靠什么思路实现的。

下面的程序是以秒针为例简述这其中的原理的。

可以看到，程序中有擦除上一秒的程序。

之所以能靠一个设定颜色的程序来将其擦出是因为，之前已经将底色设定为该指针擦除时的颜色。

既然该指针与底色有一样的颜色，所以观察者就看不到之前的指针了，所以就达到了擦出的目的，当显示下一秒时，只要将指针的颜色设定为与底色不同，即达到了显示的效果。

同时，还要显示分针和时针。

对于擦除分针和时针得原理与上面所述大同小异，这里只给出程序，不在详细讨论，程序如下：

那么是通过怎样的方式将以上时分秒的变化联系起来的呢？

其实这全靠if。

。

else。

的条件判断语句，程序如下：

我们可以看到其中有一个delay函数，这个函数的自变量为1200，即为delay（1200），它实现了一秒的延时，一秒以后sec加一，从而实现一秒的计时。

当为60秒时，分针指向下一分钟，擦除上一分钟，也就是调用上面的三个显示与擦除函数。

第二章实验（测试）结果及讨论

第一节ADS1.2软件的编译，连接和运行

构建完整的程序：

添加头文件，中断处理汇编程序段，初始化函数和主函数：

voidMain（void）

{

Target_Init（）;

//ARMII实验系统的初始化，包括CPU板

GUI_Init（）;

OSInit（）;

Key_Mbox=OSMboxCreate（（void*）0）;

//键盘初始

OSTaskCreate（Task_1,（void*）0,（OS_STK*）&

Stack_Task_1[STACKSIZE-1],5）;

//创建任务一

OSStart（）;

编译

所有的文件：

第二节程序调试

连接芯片与LCD端口，运行程序，观察效果。

此时LCD上将显示如图4所示的时钟界面。

图4程序运行时LCD显示的时钟界面

第三章结论

基于LCD的电子时钟可以准确地将动态时钟进行显示，并且能通过图像时钟形式和数字时钟多种形式表现出来，此外根据需要还可添加日历功能。

在将程序烧入系统后，我们发现了两个比较严重的问题。

第一个问题是我小组成员的名字出现乱码，经过我组及指导老师的细心排查，我们发现出现的原因是，字符重叠的原因。

当擦除上一个名字时，我的名字没有对齐从而没有擦除干净，与下一个要显示的字符相重合，从而出现乱码。

解决办法是在两个字的中间加入一个汉字宽度的空格，就可以消除此现象了。

第二个问题是秒针擦除不干净的问题。

当秒针走向下一个位置时，它的上一个位置仍然有图形。

此时背景颜色是深蓝。

但是我们发现擦除时的指针确实是深蓝，为什么还会有痕迹呢？

于是我组将指针颜色改成浅蓝，将背景颜色也改成浅蓝，终于痕迹不在了。

到此，基本的问题已经解决，即实现了实验所设定的要求。

心得体会

在此次的基于LCD的电子时钟设计的过程中，我学会了把课本中的知识应用到实际操作中来，学会了通过查看其他课外资料来学习新的知识。

此外，通过这一过程也提升了自己独立思考的能力。

切实做到发现问题，仔细思考，团结合作，动手实践，解决问题这一系列过程。

虽然这只是一次小系统设计，但通过它，我了解了课程设计的一般步骤和设计中应注意的问题，受益良多。

最初接收任务书，我们有些不知所措，虽然这学期学习了嵌入式系统的理论课程，但是毕竟缺少实践，还是难以着手。

随后与任务相同的别组同学一起讨论，确定了初步的设计方案，也就是主体部分是基于S3C44B0X处理器的体系结构。

然后就是分模块的设计。

课程设计已经结束，自己从这一过程中体会到了很多，有完成的喜悦，有停滞不前的郁闷，不管何种情况，我都提醒自己要静下心来，冷静的分析，老师在验收的时候，笑着问我请了多少外援，当时回答是一本书，现在想想有些逞强，还是有些经验丰富的同学在我不懂的时候帮助我的，不然我可能还要花些时间折腾。

课程设计的过程让我懂得面对问题要勤于思考，遇到困难，要勇于面对，这在任何知识的学习中都是弥足珍贵的。

参考文献

【1】王勇，嵌入式系统原理与设计，浙江大学出版社，2007.

【2】谢自美，电子线路设计、实验、测试，华中理工大学出版社，2003。

【3】宋春荣，通用集成电路速查手册，山东科学技术出版社，1995。

【4】桑楠.嵌入式系统原理及应用开发技术，北京：

北京航空航天大学出版社,2002

附录

源程序：

#include"

..\inc\config.h"

#defineSTACKSIZE256

#definex_line160

#definey_line80

OS_STK_DATAstk;

externGUI_FONTCHINESE_FONT12;

externGUI_FONTCHINESE_FONT16;

externGUI_FONTGUI_Font8x16;

OS_EVENT*Send_LCD_Sem;

OS_EVENT*Key_Mbox;

I8Hour[3],Min[3],Sec[3];

I8hour=0,min=0,sec=0,ms;

I8YEA1[3],YEA2[3],MON[3],DAY[3];

intyea1=20,yea2=11,mon=6,day=29;

I8XH0[3],XH1[3],XH2[3],XH3[3];

I8XH4[3],XH5[3];

charxh0=01,xh1=62,xh2=51,xh3=01;

charxh4=27,xh5=28,xh6=29;

//intTimeCount=0;

intSpaceXS[61]={160,165,170,175,180,185,

189,193,197,201,205,

206,207,208,209,210,

209,208,207,206,205,

201,197,193,189,185,

180,175,170,165,160,

155,150,145,140,135,

131,127,123,119,115,

114,113,112,111,110,

111,112,113,114,115,

119,123,127,131,135,

140,145,150,155,160,

},

SpaceYS[61]={30,31,32,33,34,

35,39,43,47,51,

55,60,65,70,75,

80,85,90,95,100,

105,109,113,117,121,

125,126,127,128,129,

130,129,128,127,126,

125,121,117,113,109,

105,100,95,90,85,

80,75,70,65,60,

55,51,47,43,39,

35,34,33,32,31,30},

SpaceXM[61]={160,164,168,172,176,180,183,186,189,192,

195,196,197,198,199,200,199,198,197,196,

195,192,189,186,183,180,176,172,168,164,

160,156,152,148,144,140,137,134,131,128,

125,124,123,122,121,120,121,122,123,124,

125,128,131,134,137,140,144,148,152,156,

160

SpaceYM[61]={40,41,42,43,44,45,48,51,54,57,

60,64,68,72,76,80,84,88,92,96,

100,103,106,109,112,115,116,117,118,119,

120,119,118,117,116,115,112,109,106,103,

100,96,92,88,84,80,76,72,68,64,

60,57,54,51,48,45,44,43,42,41,

40

},

Spac