嵌入式大型实验报告

嵌入式系统大型实验报告

嵌入式系统大型实验报告

（2014级）

实验题目电子广告牌的设计与实现

学生姓名

学生学号

指导教师

专业班级

所在学院

提交日期 2017.6.9

电子广告牌的设计与实现

一、实验目的

通过实验掌握S3C2410X的中断控制寄存器的使用；

通过实验掌握S3C2410X 处理器的中断响应过程；

通过实验掌握ARM处理器的中断方式和中断处理过程；

通过实验掌握ARM 处理器中断处理的软件编程方法；

了解看门狗定时器的作用；

掌握S3C2410X看门狗定时器的计时和中断的使用；

初步掌握液晶屏的使用及其电路设计方法；

掌握S3C2410X处理器的LCD控制器的使用；

通过实验掌握液晶显示文及图形的方法与程序设计。

掌握S3C2410X芯片的I/O控制寄存器的配置；

了解ARM 芯片中复用I/O口的使用方法；

掌握矩阵LED 的应用原理。

二、实验设备

硬件: Embest Edu Kit-IV平台，ULINK2仿真器套件，PC机；

软件: µVision IDE for ARM集成开发环境，Windows 98/2000/NT/XP。

三、实验内容

1.编写液晶显示屏驱动程序和应用程序，要求能够显示ASCII码字符、汉字字符、简单图

形、彩色位图，用定时器控制某一元素显示的时间并周期性地发生变化。

2.编写点阵屏驱动程序和应用程序，设计字码库，要求能够显示ASCII码字符和汉字字符。

用按键控制点阵屏的向左、向右方向的滚动，以及字符的闪动。

四、实验原理

按键中断实验原理

主板上有两路按键，左边的KEY1按键，其导出了一个输出信号KEY0，信号KEY2对应了标号EXINT1。按键信号EXINT0直接输入到CPLD芯片。在实验平台中，EXINT0信号经过CPLD逻辑处理后，最终连接到CPU的中断引脚上。实验平台的CPLD内部逻辑如下图：

图1 CPLD内部逻辑

按键中断EINT0是由状态寄存器StatusReg1与中断控制器CtrlReg1来控制的，并且按键中断EINT0与其它外部中断(如IRQCF、IRQKEY等)共享了一个CPU 中断，在初始状态，这些引脚信号为高电平。

下面说明CPLD芯片上与按键中断相关的寄存器：

表1中断控制寄存器Ctrl Reg1（地址0x06600000）

中断控制寄存器Ctrl Reg1是8 位只写寄存器。它的每个位分别控制了一个外部中断。其中按键中断EINT0位于BIT1位。往寄存器相应位写1，则相应中断被屏蔽；相应位清零，则相应中断被打开。

表2 中断状态寄存器Status Reg1（地址0x06200000）

状态寄存器Status Reg1是8位只读寄存器。它的每个位分别实时反映了一个外部中断信号的状态，其中BIT1位反映了按键中断EINT0的状态，比如当前按建KEY2 没有键按下，则中断信号引脚EINT0为高电平，此时寄存器Status Reg1的BIT1位也为高电平；当有键按下，EINT0变为低电平，则Status Reg1的BIT1位也变为低电平。

看门狗定时器原理

看门狗模块包括一个预比例因子放大器，一个四分频的分频器，一个16 位计数器看

门狗的时钟信号源来自PCLK，为了得到宽范围的看门狗信号，PCLK先被预分频，之后再经过分频器分频。预分频比例因子和分频器的分频值，都可以由看门狗控制寄存器（WTCON）决定，预分频比例因子的范围由0到255，分频器的分频比可以是16，32，64 或者 128。

图2 S3C2410X 看门狗的功能框图

看门狗定时器时钟周期的计算

t_watchdog=1/(PCLK/(Prescaler value+1)/Division_factor)式中 Prescaler value 为预分频比例放大器的值。Division_factor 是四分频的分频比，可以是16，32，64 或128 。一旦看门狗定时器被允许，看门狗定时器数据寄存器（WTDAT）的值不能被自动的装载到看门狗计数器（WTCNT）中。因此，看门狗启动前要将一个初始值写入看门狗计数器（WTCNT）中。WTCON、WTDAT、WTCNT描述如下所示：

表3 看门狗定时器控制寄存器（WTCON）

表4 WTCON 位描述

WTDAT用于指定超时时间，在初始化看门狗操作后看门狗数据寄存器的值不能被自动装载到看门狗计数寄存器（WTCNT）中。然而，如果初始值为 0x8000，可以自动装WTDAT 的值到WTCNT中。

表4 看门狗定时器数据寄存器（WTDAT）

表4 看门狗计数寄存器（WTCNT）

WTCNT包看门狗定时器工作的时候计数器的当前计数值。注意在初始化看门狗操作后看门狗数据寄存器的值不能被自动装载到看门狗计数寄存器（WTCNT）中，所以看门狗被允许之前应该初始化看门狗计数寄存器的值。

LCD屏原理

LCD控制器主要提供液晶屏显示数据的传送、时钟和各种信号的产生与控制功能。

S3C2410X处理器的LCD控制器主要部分框图如图所示：

图3 LCD 控制器框图

写一个 16 位数据的颜色数据（为了分析的方便，把它写成二进制）RGB=10101101 10111001根据上面的结构可以得出分析一下RGB各是多少

a)blue:{offset:0,length:5}偏移量为0，长度为5，从RGB中提取出来便是“11001”；

b) green:{offset:5, length:6}偏移量为5，长度为6，从RGB中提取出来便是“101101 ”；

c) red:{offset:11, length:5 } 偏移量为11，长度为5，从RGB中提取出来便是“10101 ”。

下图表示了对应16位TFT，一个象素点的RGB示意图。屏幕上1个象素用16位表

示。

图4 象素点的RGB示意图

LED点阵原理

点阵屏由发光LED矩阵块组成。16×16点阵屏即屏上有16×16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、英文文和图形。