华东师范大学计算机科学技术系上机实践报告.docx
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华东师范大学计算机科学技术系上机实践报告
华东师范大学计算机科学技术系上机实践报告
课程名称:
年级:
上机实践成绩:
指导教师:
姓名:
创新实践成绩:
上机实践名称:
综合实验
学号:
上机实践日期:
2009/6/9
上机实践编号:
No.6
组号:
1
上机实践时间:
2学时
一、实验目的
利用MSP430的基本结构和外围模块来设计一个较为完整的作品
二、实验设备
1.硬件:
PC机
2.软件:
IAREmbeddedWorkbenchIDE集成开发环境,WindowsXP。
三、实验原理
这次实验设计了一个带校时和闹钟的时钟系统。
通过K1~K4四个按键,LED3~LED4两个LED,外接蜂鸣器,和MSP430来实现整个系统。
这个软件一上电就开始从00:
00:
00记时,可以通过键操作set_alarm,和set_time,当time到达和alarm中的预设值相同时,蜂鸣器响2s后停止(time还是在不断累加)。
1.硬件部分:
K1~K4四个按键和LED3(P1.0),LED4(P5.1)都是开发板上已经连接好的。
因为实验板上没有提供蜂鸣器,所以外接了一个蜂鸣器。
参考实验原理图(图1)上的DVSS2端口99接蜂鸣器的GND,并插上开发板上提供的一个VCC,来为蜂鸣器提供电源。
然后再用(图2)P1.1作为蜂鸣器的信号来控制其发声。
图1
图2
实际物理连接如下图(图3),黄色的线为P1.1,给蜂鸣器提供信号,红色的线接到开发板上露出的VCC上,绛红色的线接到DVSS1上,为地。
图3
蜂鸣器部分如下图,就是用了某个板上的蜂鸣器部分。
图4
LED3和LED4,Keyboard部分如下图(图5)
图5
八位数码管部分如下图(图6)
图6
2.软件部分:
定义LED3作为时间指示器,每一秒钟改变一次状态(亮-->灭/灭-->亮)。
定义LED4作为settime或者setalarm的指示器,若亮则表示在settime状态,若灭则表示在设置alarm状态。
开机默认状态是setalarm状态。
定义K1作为改变成settime状态的键,按下K1后,进入settime状态。
定义K2作为改变成setalarm状态的键,按下K2后,进入setalarm状态。
定义K3作为改变设置第几个数
定义K4作为改变设置数的value
使用WDT的普通定时器功能,为时钟和蜂鸣器来提供时钟信号。
因为时钟需要的频率为1HZ,蜂鸣器在低频率下无法出声。
则在WDT的中断函数中有如下处理:
设置WDTCTL=WDT_MDLY_0_5,即2KHZ,然后设置staticsecond_cnt=0,当它到达2000,即1s,再修改全局变量time_1s_ok,当主程序读到time_1s_ok这个标志,就对时间进行更新(在数码管上增加1s)。
当alarm_ok==1(即闹钟设定的时间和当前时间相等时)就按照2KHZ的频率来让蜂鸣器发声,并通过alarm_cnt==4000来控制蜂鸣器只响2s。
#pragmavector=WDT_VECTOR
__interruptvoidWDT_Interrupt(void)
{
staticintsecond_cnt=0;
staticintalarm_cnt=0;
if(alarm_ok)
{
P1OUT^=0x02;//P1.1outputToggle
alarm_cnt++;
if(alarm_cnt==4000)alarm_ok=0;
}
second_cnt++;
if(second_cnt==2000)
{
time_1s_ok=1;
second_cnt=0;
P1OUT^=0x01;
}
}
读取键值部分就参照例程KB12,通过延时来消除抖动。
进行实验,了解有中断和轮询两种方式来读取键值。
/************************************************************
*key_Event(),检测键盘是否有键按下,如果有获取键值
*************************************************************/
voidkey_Event(void){
unsignedchartmp;
P1OUT&=0x01;//设置P1OUT输出值
tmp=P1IN;//获取p1IN
if((key_Pressed==0x00)&&((tmp&0xf0)<0xf0))
{//是否有键按下
key_Pressed=1;//如果有按键按下,设置key_Pressed标识
delay();//消除抖动
check_Key();//调用check_Key(),获取键值
}elseif((key_Pressed==1)&&((tmp&0xf0)==0xf0))
{//是否按键已经释放
key_Pressed=0;//清除key_Pressed标识
key_Flag=1;//设置key_Flag标识
}
}
在数码管显示部分也参照例程,在自己的main函数中只需要修改led_Buf的内容,再在while循环中的末尾加一个led_Display(),因为while循环的速度很快,所以通过led_Display()可以实现动态刷新。
/****************************************************
*LED显示,该函数可以放到定时器中断中
****************************************************/
voidled_Display(){
unsignedtmp;
tmp=0x01;
P3OUT=NUM_LED[led_Buf[led_Ctrl]];//设置显示值
P4OUT|=0x02;//打开数据锁存器
P4OUT&=0XFD;//关闭数据锁存
P3OUT=~(tmp< P4OUT|=0x01;//打开控制锁存 P4OUT&=0XFE;//关闭控制锁存 led_Ctrl=(led_Ctrl+1)%LED_IN_USE;//设置下一个要显示的LED } 四、实验内容 在MSP430的资源和外接蜂鸣器的基础上,编写一个带校时和闹钟的时钟系统软件。 主要的流程的伪代码是 while (1) { if(time_1s_ok) { 修改time[]中数据,并修改led8中的数据 判断如果time[]中的值和alarm[]中的值数据一样,setalarm_ok标志位 } key_Event();//读取键值 switch(key_value)//处理键值的子模块 { casekey_set_time: casekey_set_alarm: casekey_change_state: casekey_change_value: } } 在程序中增加一个return_time的变量,设置目的是在设置time或者alarm过程中,如果20s没有按键事件发生,则返回显示时间状态。 状态转换图如下图: 五、实验步骤 1.配置好硬件环境,外接上蜂鸣器。 2.设计软件,上机调试运行。 六、调试过程、结果和分析 1.因为这个实验实际是综合以前的LED数码管,Keyboard,WDT的部分,遇到的问题不是特别多,在开始在调试的时候发现无论怎样修改程序,在实验板上跑出的结果都是一样的(不是我修改的程序的正确结果)。 因为以前碰到过类似情况,是通过Projectclean清除以前生成的Object代码,再重新生成就可以了。 但是这次没有效果。 经过很长时间的查错才发现是在项目的设置里面,选择的是Simulator,而不是FlashOnlineDebug。 所以程序一直没有下载到目标板上,目标板上跑的是以前固化在上面的程序。 2.在最初Key_board读取键值时没有参考例程采用消除抖动,就自己直接写的一个读取键值。 尽管以前原理课上也讲过需要消除抖动,但是自己没有一个直观印象。 通过实验发现得到的结果一直不对,问题就是出在按下一次键会读出几次键值。 这种硬件部分的问题只有通过真正的实践才会了解,否则光看看原理脱离硬件,自己推测的结果往往是不正确的。 然后结合硬件和原理,了解读键值可以通过中断和轮询两种方法来进行。 在这次写的程序里面直接采用例程的voidkey_Event(void),通过轮询来读取键值。 实际操作时可以对其中通过delay来消抖进行优化,使用一个Timer来控制Press,Release之类的状态转换。 七、总结 八、附件 #defineMSP430F449_H0 #include #ifndefLED_IN_USE #include"..//..//led//led.c" #endif #ifndefKEY_BOARD #include"keyboard12.c" #endif #definekey_set_time1 #definekey_set_alarm2 #definekey_change_state3 #definekey_change_value10 unsignedchartime_1_alarm_2; unsignedchartime[3],time_set[3],alarm_set[3]; unsignedchardis_buff[6]; unsignedchartime_1s_ok,alarm_ok; unsignedcharclock_state=6,return_time=0; voidsetWDT(intmode) { unsignedinttmp; if(mode==1) {//定时器模式 WDTCTL=WDT_MDLY_0_5;//1000ms中断间隔 IE1|=WDTIE;//使能WDT中断 P1DIR|=0x01;//P1.0outputmode P1DIR|=0x02;//P1.1outputmode P5DIR|=0x02;//P5.1outputmode _EINT();//开中断 }elseif(mode==0) {//看门狗模式 WDTCTL=WDT_ARST_250;//设置看门狗时间间隔为ms //在系统加电后,默认子系统时钟频率是M for(tmp=0x7fff;tmp>0;tmp--);//延迟 P1DIR|=0x01;//P5.1outputmode P1OUT|=0x01;//lightLED4 for(tmp=0x7fff;tmp>0;tmp--);//延迟,执行一次tmp--至少要用个指令 } } voidtime_to_disbuffer(unsignedchar*time)//时钟显示送显示缓冲区函数 { unsignedchari,j=0; for(i=0;i<3;i++) { led_Buf[(5-(j++))]=time[i]%10; led_Buf[(5-(j++))]=time[i]/10; } } /********************************************************** *函数说明: *WDT中断函数 * ************************************************************/ #pragmavector=WDT_VECTOR __interruptvoidWDT_Interrupt(void) { staticintsecond_cnt=0; staticintalarm_cnt=0; if(alarm_ok) { P1OUT^=0x02;//P1.1outputToggle alarm_cnt++; if(alarm_cnt==4000)alarm_ok=0; } second_cnt++; if(second_cnt==2000) { time_1s_ok=1; second_cnt=0; P1OUT^=0x01; } } /********************************************* *main()函数 *********************************************/ voidmain(void) { intposition=0; intvalue=0; inti; unsignedchartmp; setWDT (1);//设置程序运行在看门狗模式 time_1_alarm_2=1;//初始化开始在设置什么 clock_state=6; P5OUT|=0x02; time_1s_ok=0; //WDTCTL=WDTHOLD+WDTPW;//停止看门狗 init_LED();//初始化LED init_Keyboard();//初始化键盘 alarm_ok=0; while (1) { if(time_1s_ok)//1s到 { time_1s_ok=0; //point_on=~point_on;//秒闪烁标志 if(++time[0]>=60)//秒加,以下为时间调整 { time[0]=0; //if(! play_on);//时间到,播放音乐 if(++time[1]>=60) { time[1]=0; if(++time[2]>=24)time[2]=0; } } if((++return_time>=20)&&(clock_state! =6))clock_state=6; if(clock_state==6)time_to_disbuffer(time); //match if((alarm_set[0]==time[0])&&(alarm_set[1]==time[1])&&(alarm_set[2]==time[2])) { alarm_ok=1; } } //if(key_stime_ok) { key_Event();//检测按键事件 if(key_Flag==1)//检测key_val里是否有键值可以读取 { key_Flag=0;//恢复键盘按键标识 switch(key_val) { casekey_set_time: //settime clock_state=6; time_1_alarm_2=1; //亮led4 P5OUT|=0x02; break; casekey_set_alarm: //setalarm clock_state=6; time_1_alarm_2=2; //灭led4 P5OUT&=~(0x02); break; casekey_change_state: if(time_1_alarm_2==1) { return_time=0;//响应 if(++clock_state>=7)clock_state=0; if(clock_state==0) { for(i=0;i<3;i++) time_set[i]=0; time_to_disbuffer(time_set); } if(clock_state==6) { for(i=0;i<3;i++) time[i]=time_set[i]; time_to_disbuffer(time); } } else//time_1_alarm_2==2 { return_time=0;//响应 if(++clock_state>=7)clock_state=0; if(clock_state==0) { for(i=0;i<3;i++) alarm_set[i]=0; time_to_disbuffer(alarm_set); } if(clock_state==6) { //for(i=0;i<3;i++) //time[i]=alarm_set[i]; time_to_disbuffer(time); } } break; casekey_change_value: if(time_1_alarm_2==1) { return_time=0;//响应 if(clock_state! =6) { if(clock_state%2)time_set[clock_state/2]+=10; else { if((time_set[clock_state/2]%10)==9) time_set[clock_state/2]-=9; else time_set[clock_state/2]+=1; }//endif if(time_set[0]>=60)time_set[0]-=60; if(time_set[1]>=60)time_set[1]-=60; if(time_set[2]>=24)time_set[2]-=10; time_to_disbuffer(time_set); }//endif }//endcase else//time_1_alarm_2==2 { return_time=0;//响应 if(clock_state! =6) { if(clock_state%2)alarm_set[clock_state/2]+=10; else { if((alarm_set[clock_state/2]%10)==9) alarm_set[clock_state/2]-=9; else alarm_set[clock_state/2]+=1; }//endif if(alarm_set[0]>=60)alarm_set[0]-=60; if(alarm_set[1]>=60)alarm_set[1]-=60; if(alarm_set[2]>=24)alarm_set[2]-=10; time_to_disbuffer(alarm_set); }//endif } default: break; }//endswitch }//endif }//endif led_Display();//使用LED数据 }//endwhile }
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