嵌入式系统技术实验指导

《嵌入式系统技术》

实验指导

桂林电子科技大学

电子工程与自动化学院

2013.10

实验一 KEIL MDK 编程环境及实验箱使用入门

一、实验目的：

1、掌握MDK建立工程、设置工程的方法；

2、掌握MDK编译工程、链接工程的方法；

3、掌握MDK仿真调试的方法；

二、实验内容：

1、参考本次实验的实验步骤，完成本次实验，以及实验步骤中的几个思考题

2、参考教材66页有关MDK工具的配置回答以下几个问题

（1）MDK提供的两种调试模式

（2）如何在工程中打开存储单元观察窗口

（3）如何在工程中设置断点

三、实验原理：

Keil公司开发的ARM开发工具

MDK（Microcontroller Development Kit），是用来开发基于ARM核的系列微控制器的嵌入式应用程序。它适合不同层次的开发者使用，包括专业的应用程序开发工程师和嵌入式软件开发的入门者。MDK包含了工业标准的Keil C编译器、宏汇编器、调试器、实时内核等组件，支持所有基于ARM 的设备，能帮助工程师按照计划完成项目。本次实验主要熟悉软件的使用过程以及编译代码的下载过程。

四、实验步骤：

（1）启动MDK；

（2）建立项目；

（3）设置工程

（4）建立文件并将文件添加到过程；

（5）输入代码；

（6）编译连接；

（7）下载代码在线调试。

五、实验要求

1. 总结软件使用过程；

1．总结CORTEXM3处理器的开发流程和调试方法；

实验二数字I/O实验

1、实验目的

1、了解通用I/O接口的接口和性能；

2、了解复用功能和重映射；

3、掌握通用I/O接口的程序设计方法。

2、实验原理

CORTEX 处理器的一个GPIO引脚包含以下几个寄存器：

①两个32位的配置寄存器（GPIOx_CRL,GPIOx_CRH）

②两个32位的数据寄存器（GPIOx_IDR,GPIOx_ODR）

③一个16位的复位寄存器（GPIOx_BRR）

④一个32位的置位/复位寄存器（GPIOx_BSRR）

⑤一个32位的锁定寄存器（GPIOx_LCKR）。

所有寄存器不允许按照半字节或字节访问，必须按32位字访问。1.1.2每一个GPIO引脚都可以在程序中配置成如下几种模式：输入悬空，输入上拉，输入下拉，模拟输入，开漏输出，推挽式输出，，推挽式复用功能，开漏复用功能。

3、实验内容

编写I/O对应的LED的跑马灯程序。

4、实验要求

1. 编写和验证实验程序；

2. 编写实验报告（流程图、主要程序代码、实验结果）；

3. 总结CORTEXM3处理器I/O的使用方法；

实验三串口通信实验

一、实验目的

1、了解通用串行接口的结构和性能；

2、了解RS-232电气标准；

3、掌握通用串行接口的程序设计方法。

二、实验原理

LPC1768含有4 个符合16C550工业标准的异步串口UATR0-UART3，其中UART1具有标准的MODEM接口和RS-485/EIA-485接口模式。串口通讯

接口是连接计算机、终端、通讯控制器等设备之间的物理接口。它实行的最成功的标准是RS232。

RS-232特性RS-485特性

最高速率约为20kb/s与TTL电平兼容

传输最大距离约为15m传输距离实际达1200m

共模抑制比能力差共模抑制比能力强

UATR0/2/3可以工作在UART模式下，也可以工作在IrDA模式下，IrDA是红外数据组织（Infrared Data Association）的简称，目前广泛采用的IrDA红外连接技术就是由该组织提出的。到目前为止，全球采用IrDA 技术的设备超过了5000万部。IrDA已经制订出物理介质和协议层规格，以及2个支持IrDA标准的设备可以相互监测对方并交换数据。初始的IrDA1.0 标准制订了一个串行，半双工的同步系统，传输速率为2400bps 到115200bps，传输范围1 m，传输半角度为15度到30度。最近IrDA扩展了其物理层规格使数据传输率提升到4Mbps。IrDA数据协议由物理层，链路接入层和链路管理层三个基本层协议组成，另外，为满足各层上的应用的需要，IrDA栈支持IrLAP, IrLMP, IrIAS, IrIAP, IrLPT, IrCOMM, IrOBEX 和IrLAN等。IrDA的优点是成本低，体积小、功耗低，数据传输干扰小等。关于IrDA的协议与应用这里暂时先不总结，后续学习中会再慢慢涉及到，届时将做深入研究。UATR1具有MODEM接口，能过该接口可以接入电话网络，实现远距离通讯。

三、实验电路

4、实验内容

查询方式发送字符到串口，所以很多寄存器没有用到，关于寄存器的详细说明可以参考LPC1768的数据手册。根据实验电路图，使用一个按键，8个LED灯，还有串口0，按一下按键亮一个灯，等全亮时，再按按键灯全灭，然后再按按键时第按一下点亮一个，循环往复，同时哪个灯亮，就发送字符“Led X on”。

5、实验要求

1. 编写和验证实验程序；

2. 编写实验报告（流程图、主要程序代码、实验结果）；

3. 总结CORTEXM3串行接口的使用方法；

实验四 A/D转换实验

一、实验目的

1、了解A/D接口的结构和性能；

2、了解A/D性能指标的衡量方法；

3、掌握A/D接口的程序设计方法。

二、实验原理

LPC1768内部集成的是12位主次逼近式的模数转换器，具有8 个通道，它的基本时钟由APB时钟提供，它还包含一个可编程的分频器，可以将APB时钟调整为主次逼近转换所需的时钟（最大可达13MHz）。与ADC相关的引脚配置包括功能配置也即配置引脚功能选择寄存器PINSEL，一般ADC是第二功能，这次实验的电路连接的是ADC0.2通道所以要把P0.25配置成ADC功能，即PINCON->PINSEL1 |= (1<<18); /* 设置ADC有第二通道*/。还要把电源参考引脚连接上参考电源一般是接3V或与VCC电压相等。与 ADC相关的寄存器包括：

1、外围器接口电源管理寄存器PCONP，要把这个寄存器的第12位即PCADC位置位，这一位是ADC的电源控制与时钟控制位。

2、A/D控制寄存器ADCR，主要是控制ADC转换的一些操作如通道选择，工作模式选择等等，AD转换开始前，必须设置ADCR寄存器来选择工作模式。

3、 A/D全局数据寄存器ADGDR，它包含最近一次A/D转换的结果。

4、A/D中断使能寄存器ADINTEN，如果使用转换完中断时，需要配置此寄存器，它包含的使能位控制每一个A/D通道的DONE标记是否用来产生中断。

5、 A/D通道n数据寄存器ADDRn，共有8个，它包含在通道n上完成的最近一次转换结果。

6、A/D状态寄存器AD0STAT，它包含所有A/D通道的DONE标志和OVERRUN标志，以及A/D中断标志。