基于LCD的电子时钟实验

河海大学物联网工程学院课程设计报告题目基于LCD的电子时钟实验专业、学号电信、授课班号学生姓名指导教师奚吉完成时间2013.07.05课程设计（报告）任务书（理工科类）Ⅰ、课程设计（报告）题目：基于LCD的电子时钟实验Ⅱ、课程设计（论文）工作内容一、课程设计目标1、培养综合运用知识和独立开展实践创新的能力；2、培养学生的编程能力、用计算机解决实际问题的能力。3、学习LCD与ARM的LCD的控制器的接口原理；4、掌握内置LCD控制器驱动编写方法；5、RTC控制方法。二、研究方法及手段应用1、将任务分成若干模块，查阅相关论文资料，分模块调试和完成任务；2、查阅网上的相关素材，查阅相关论文资料，进行比较、研究；3、在独立思考的基础上，请教老师，和同组同学讨论、学习；4、运用Proteus仿真环境、S3C44B0x实验箱实验平台进行实验调试；5、学习并使用使用ADS1.2编译汇编语言和C语言，连接生成Hex文件和Axf文件。三、课程设计预期效果1、完成实验环境搭建；2、分模块调试和编译;3、组合并完善程序。4、联合仿真软件运行程序5、显示时钟界面；6、动态显示当前的时间，包括：年、月、日、时、分、秒，时针，分针、秒针必须为动态实时指示当前的时间；学生姓名：刘晓婷专业年级：电信、10级目录前言………………………………………………………………………………………………1第一章系统设计…………………………………………………………………………………2第一节课题目标及总体方案…………………………………………………………………..2………………第二节……………………………..…………………第二章实验（测试）结果及讨论……….……………………………………………………….5………………第三章结论………………………………………………………………………………………10………………心得体会…………………………………………………………………………………………42参考文献…………………………………………………………………………………………43附录…………………………………………………………………………………………44一、源程序………………………………………………………………………………………60二、其他………………………………………………………………………………………61河海大学本科课程设计报告-2-前言计算机技术及集成电路技术的飞速发展，嵌入式技术的日渐普及，使其在通讯、网络、工控、医疗、电子等领域发挥着越来越重要的作用。通常我们常用的LCD显示模块，有两种，一是带有驱动电路的LCD显示模块，一是不带驱动电路的LCD显示屏。大部分ARM处理器中都集成了LCD的控制器，所以，针对ARM芯片，一般不使用带驱动电路的LCD显示模块。S3C44B0X中具有内置的LCD控制器，它能将显示缓存（在SDRAM存储器中）中的LCD图像数据传输到外部的LCD驱动电路上的逻辑功能。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。通过S3C44B0X实验系统板实现LCD电子时钟的设计，可以增强我们的自学能力和思考能力，掌握科学研究的方法，提高信息检索的能力以及获取与时俱进知识的能力。同时，使我们深刻学习了ARM的相关知识，增强对实际电路的感性认识，提高了分析问题，处理问题的能力。关键字：S3C44B0X、嵌入式、电子时钟河海大学本科课程设计报告-3-第一章系统设计第一节课题目标及总体方案本实验是基于ARM处理器而设计的实时时钟，综合性较强，涉及到RTC外部中断，C语言编程等知识。需使用到中断，涉及对外部中断进行初始化，其中有规定优先级，中断触发方式，中断地址分配。采用液晶模块LCD显示实时时间，同样要对它进行初始化，包括检查总线忙与闲，传送地址，传送数据及显示函数的编程。运用ads1.2编译汇编语言和C语言，连接生成Hex文件和Axf文件。使用PROTEUS仿真,选用ARM7LPC2106芯片和LCD12864，导入Hex文件，然后进行软件仿真调试。将Axf文件下载到S3C44B0试验箱上，通过LCD实物调试程序，完成电子时钟计时功能。第二节相关组件说明一、LCD显示原理S3C44B0X中具有内置的LCD控制器，它能将显示缓存（在SDRAM存储器中）中的LCD图像数据传输到外部的LCD驱动电路上的逻辑功能。它支持单色、4级、16级灰度LCD显示，以及256彩色LCD显示。在显示灰度时，它采用时间抖动算法（time-basedditheringalgorithm）和帧率控制(FrameRateControl)方法，在显示彩色时，它采用RGB的格式，即RED、GREEN、BLUE，三色混合调色。通过软件编程，可以实现233或332的RGB调色的格式。对于不同尺寸的LCD显示器，它们会有不同的垂直和水平象素点、不同的数据宽度、不同的接口时间及刷新率，通过对LCD控制器中的相应寄存器写入不同的值，来配置不同的LCD显示板。本次课设的显示模式设置为8bit单扫描模式。二、proteus简介河海大学本科课程设计报告-4-Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。在PROTEUS绘制好原理图后，调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，可以在PROTEUS的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。PROTEUS不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果，后者则是实物演示实验难以达到的效果。它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应。这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能，例：元器件选择、电路连接、电路检测、电路修改、软件调试、运行结果等。三、S3C44B0X实验系统简介EL-ARM-830型教学实验系统属于一种综合的教学实验系统，该系统采用了目前在国内普遍认同的ARM7TDMI核，32位微处理器，实现了多模块的应用实验。它是集学习、应用编程、开发研究于一体ARM实验教学系统。用户可根据自己的需求选用不同类型的CPU适配板，在不需要改变任何配置情况下，完成从ARM7到ARM9的升级，同时，实验系统上的Tech_V总线能够拓展较为丰富的实验接口板。用户在了解Tech_V标准后，更能研发出不同用途的实验接口板。除此之外，在实验板上有丰富的外围扩展资源（数字、模拟信号发生器，数字量IO输入输出，语音编解码、人机接口等单元），可以完成ARM的基础实验、算法实验和数据通信实验、以太网验。其功能框图如下所示。河海大学本科课程设计报告-5-四、USOSII操作系统简介μC/OS-II是一种可移植的，可植入ROM的，可裁剪的，抢占式的，实时多任务操作系统内核。μC/OS-II是专门为计算机的嵌入式应用设计的，绝大部分代码是用C语言编写的。CPU硬件相关部分是用汇编语言编写的、总量约200行的汇编语言部分被压缩到最低限度，为的是便于移植到任何一种其它的CPU上。用户只要有标准的ANSI的C交叉编译器，有汇编器、连接器等软件工具，就可以将μC/OS-II嵌入到开发的产品中。μC/OS-II具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点，最小内核可编译至2KB。μC/OS-II已经移植到了几乎所有知名的CPU上。第三节流程框图河海大学本科课程设计报告-6-第四节主要程序分析一、程序中初始化包括1.Lcd的初始化：U16LCD_Init(U8Lcd_Bpp){switch(Lcd_Bpp){Case8:rLCDCON1=(0)|(25)|(MVAL_USED7)|(0x18)|(0x110)|(CLKVAL_COLOR12);rLCDCON2=(LINEVAL)|(HOZVAL_COLOR10)|(1021);rLCDSADDR1=(0x327)|(((U32)Video_StartBuffer22)21)|M5D((U32)Video_StartBuffer1);rLCDSADDR2=M5D((((U32)Video_StartBuffer+(SCR_XSIZE*LCD_YSIZE))1))|(MVAL21)|129;rLCDSADDR3=(LCD_XSIZE/2)|(((SCR_XSIZE-LCD_XSIZE)/2)9);rREDLUT=0xfdb96420;rGREENLUT=0xfdb96420;rBLUELUT=0xfb40;河海大学本科课程设计报告-7-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)|(25)|(MVAL_USED7)|(0x38)|(0x310)|(CLKVAL_COLOR12);break;default:return1;}return0;}2.中断向量的初始化：voidKeyINT_Init(void){if((rINTPND&BIT_EINT4567)){SPC=BIT_EINT4567;}rINTMSK=~(BIT_GLOBAL|BIT_EINT4567);}3.RTC的初始化：voidRtc_Tick_Init(void){if((rINTPND&BIT_TICK)){rI_ISPC=BIT_TICK;}rINTMSK&=~(BIT_GLOBAL|BIT_TICK);rRTCCON=0x0;rTICINT=1|(17)}voidRtc_Tick_Init0(void){if((rINTPND&BIT_TICK)){rI_ISPC=BIT_TICK;}rINTMSK&=~(BIT_GLOBAL|BIT_TICK);河海大学本科课程设计报告-8-rRTCCON=0x0;rTICINT=1|(16);}二、功能模块1.画指针模块intSpaceXS[61]={110,115,120,125,130,135,139,143,147,151,155,156,157,158,159,160,159,158,157,156,155,151,147,143,139,135,130,125,120,115,110,105,100,95,90,85,81,77,73,69,65,64,63,62,61,60,61,62,63,64,65,69,73,77,8