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嵌入式系统实训交通信息学院电子系编广东交通职业技术学院二〇一一年一月实训要求一、实训目的1嵌入式系统是一门理论性很强的课程，经过原来理论课程的学习，学生已经对相关的理论知识掌握了到了一定的程度。实训环节是对课程理论的巩固，也是学生掌握课程核心内容的一种有效途径和方式，通过实训可以使学生掌握电子产品的设计流程、设计方法和相关的概念。课程设计应强调以能力培养为主，在独立完成设计任务同时注意多方面能力的培养与提高，主要包括以下方面：1.独立工作能力和创造力。2.综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力。3.查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力。4.使用Protel等EDA工具进行单片机硬件系统设计的能力。5.基于ADS1.2开发LPC21XX系列处理器应用程序的能力6.写技术报告和编制技术资料的能力。二、内容及要求基于LPC21XX系列处理器实现对LED亮度的控制系统，该系统可通过多种方法进行LED亮度的控制。三、时间、地点安排地点：EDA实验室、电子制作室四、组织管理教师组织抽查、考勤五、学生分组2人1组。六、考核评估通过总结报告，并结合学生的动手能力，独立分析解决问题的能力和创新精神，及学习态度综合考评。成绩分优、良、及格和不及格四等。考核标准包括：实训报告（30%）学生的动手能力（60%）考勤（10%）23项目LED亮度控制系统基于LPC21XX单片机构成一个控制系统，如图1所示。嵌入式系统实验板键盘LEDPC传感器图1LED亮度系统实现的功能要求：1、实现LPC21XX最小系统的编程和控制50分2、实现LED亮度的简单控制15分3、能根据周围环境的灯光亮度实现LED亮度的自动调节15分4、通过键盘设定LED的亮度5分5、通过PC机设置LED的亮度5分6、其他功能10分4第一阶段GPIO的控制一、实训目的1、掌握寄存器的使用2、使用GPIO的控制方法点亮和熄灭LED二、实训内容控制LED的点亮，点亮L4，L6，熄灭L5、L7。三、实训设备一组设备为：序号名称数量备注1普通PC12嵌入式系统实验板1四、实训报告要求按指导老师的要求完成：（1）实训作业，即设计图纸。（2）实训心得。五、参考知识所谓GPIO，即通用I/O口（GeneralPurposeI/Oports），可理解为即可作为输入又可以作为输出的接口。与单片机一样，LPC213X也具备一定数量的GPIO，LPC213X具有多达47个GPIO，分为2组，分别为P0、P1。每组GPIO的数量不尽相同，其中P0口可最多有30个GPIO接口，P1口也有17个GPIO，P0和P1口同时又与内部的一些模块共用。5.1引脚描述LPC213X的引脚结构如图5-1所示5PINSELxIOxDIRIOxCLRIOxPINIOxSETinout10PINSELxIOxDIRIOxCLRIOxPINIOxSETinout10引脚图5-1LPC213X引脚结构如图5-1所示，由于LPC213X的引脚与其它功能复用，比如P0.0引脚，即有GPIO的功能，同时也具有串口0发送功能，但是一个时间只能选择GPIO和串口发送功能的一种，而不能同时具备两种功能。这些功能的选择是通过管脚连接模块（PinConnectBlock）来实现的，管脚连接模块通过配置寄存器控制多路开关来连接管脚与片内外设。5.2管脚连接模块管脚连接模块的用途是将管脚配置为需要的功能，可实现独立的管脚配置。外设在激活和任何相关中断使能之前必须连接到适当的管脚，任何使能的外设功能如果没有映射到相关的管脚，则被认为是无效的。LPC213X的管脚框图示例如图5-2所示。GPIOTxD0PWM1P0.0PINSELx图5-2管脚框图示例5.3管脚连接模块相关寄存器管脚连接模块是通过PINSEL0、PINSEL1和PINSEL2寄存器来控制的，芯片复位时这三个寄存器会自动设置为默认值，所以复位后芯片引脚的功能是确定的。当管脚选择一个功能时，其它功能无效。上述规则唯一的例外是管脚用作A/D转换器输入时。不论管脚选择何种功6能，它都仍可用作A/D输入，A/D输入可随时被读取，管脚的电压变化都从A/D的读取值中反映出来。但是，只有选择模拟输入功能，才能读出有效的模拟值。也只有这种情况下，管脚和A/D模块之间的接口电路才有效。其它情况下，执行数字功能所必需的数字逻辑部分将有效，从而影响A/D转换器的正确操作。通用名称描述访问类型复位值PINSEL0P0.0-P0.15管脚连接模块控制读/写0x00000000PINSEL1P0.16-P0.31管脚连接模块控制读/写0x15400000PINSEL2P1、P3管脚连接模块控制读/写不定表5-1管脚连接控制模块的寄存器5.3.1PINSEL0寄存器PINSEL0寄存器控制的是P0.0-P0.15管脚所连接的模块，如表2-2所示。PINSEL0管脚名称00011011复位值1:0P0.0GPIOP0.0TxD0PWM1保留003:2P0.1GPIOP0.1RxD0PWM3EINT0005:4P0.2GPIOP0.2SCL捕获0.0保留007:6P0.3GPIOP0.3SDA匹配0.0EINT1009:8P0.4GPIOP0.4SCK0捕获0.1保留0011:10P0.5GPIOP0.5MISO0匹配0.1保留0013:12P0.6GPIOP0.6MOSI0捕获0.2保留0015:14P0.7GPIOP0.7SSEL0PWM2EINT20017:16P0.8GPIOP0.8TxD1PWM4保留0019:18P0.9GPIOP0.9RxD1PWM6EINT30021:20P0.10GPIOP0.10RTS捕获1.0保留0023:22P0.11GPIOP0.11CTS捕获1.1保留0025:24P0.12GPIOP0.12DSR匹配1.0保留00727:26P0.13GPIOP0.13DTR匹配1.1保留0029:28P0.14GPIOP0.14CDEINT1保留00PINSEL0管脚名称00011011复位值31:30P0.15GPIOP0.15RIEINT2保留00表5-2PINSEL0寄存器控制其中第一列指的是PINSEL0对应的位，第二列是被控制管脚的名称，第三列是当PINSEL0对应的位取值为”00”时该管脚对应的功能，第四列是当PINSEL0对应的位取值为”01”时对应的功能，第五列是当PINSEL0对应的位取值为”10”时对应的功能，第六列是当PINSEL0对应的位取值为”11”时对应的功能，第七列是该位在复位时候的值。如管脚P0.9，从表5.2可以查出它的控制位为PINSEL0的第18和19两位，当CPU复位时，该两位是复位值”00”，从表3.2的第三列可以看出，当这两位为”00”时，P0.9连接的是GPIO模块，此时作为GPIO。当我们要把P0.9作为串口输入引脚RxD使用时，从表3.2可以查到，此时需要将PINSEL0的第18和19为设置”01”，即第十八位为0，第十九位为1，这样设置后，P0.9管脚即连接到了串口输出模块上，作为RxD引脚使用。5.3.2PINSEL1寄存器PINSEL1寄存器控制的是P0.16-P0.31的管脚连接模块，如表2-3所示。PINSEL1管脚名称00011011复位值1:0P0.16GPIOP0.16EINT1匹配0.2保留003:2P0.17GPIOP0.17捕获1.2SCK1匹配1.2005:4P0.18GPIOP0.18捕获1.3MISO1匹配1.30087:6P0.19GPIOP0.19匹配1.2MOSI1匹配1.3009:8P0.20GPIOP0.20匹配1.3SSEL1EINT30011:10P0.21GPIOP0.21PWM5保留捕获1.30013:12P0.22GPIOP0.22保留捕获0.0匹配0.00015:14P0.23GPIOP0.23保留保留保留00PINSEL1管脚名称00011011复位值17:16P0.24GPIOP0.24保留保留保留0019:18P0.25GPIOP0.25保留保留保留0021:20P0.26保留0023:22P0.27GPIOP0.27AIN0捕获0.1匹配0.10025:24P0.28GPIOP0.28AIN1捕获0.2匹配0.20027:26P0.29GPIOP0.29AIN2捕获0.3匹配0.30029:28P0.30GPIOP0.30AIN3EINT3捕获0.00031:30P0.31保留00表5-3PINSEL1寄存器PINSEL1寄存器各个位段的含义与PINSEL0相近，具体内容可以参考PINSEL0的内容。5.3.4PINSEL2寄存器PINSEL2寄存器控制类LPC213X所有的其他管脚的连接模块。如表2-4所示。警告：请使用“读－修改－写”的方法来访问PINSEL2寄存器。对位0～2和/或位3的意外写操作会造成调试和/或跟踪功能的丢失！9PINSEL2描述复位值1:0保留002该位为0时，P1.36:26用作GPIO。该位为1时，P1.31:26用作一个调试端口。P1.26/RTCK3该位为0时，P1:25:16用作GPIO。该位为1时，P1.25:16用作一个跟踪端口。P1.205:4控制数据总线和选通管脚的使用：管脚P2.7:011=P2.7:00x或10＝D7:0管脚P1.011=P1.00x或10＝CS0管脚P1.111=P1.10x或10＝OE管脚P3.3111=P3.310x或10＝BLS0管脚P2.15:800或11＝P2.15:801或10＝D15:8管脚P3.3000或11＝P3.3001或10＝BLS1管脚P2.27:160x或11＝P2.27:1610=D27:16管脚P2.29:280x或11＝P2.29:2810=D29:28管脚P2.31:300x或11＝P2.31:30或AIN5:410=D31:30管脚P3.29:280x或11＝P3.29:28或AIN6:710=BLS2:3BOOT1:06如果位5:4不为10，由该位控制P3.29脚的使用：为0时使能P3.29，为1时使能AIN6。17如果位5:4不为10，由该位控制P3.28脚的使用：为0时使能P3.28，为1时使能AIN7。18该位控制P3.27脚的使用：为0时使能P3.27，为1时使能WE。010:9保留0011该位控制P3.26脚的使用：为0时使能P3.26，为1时使能CS1。012保留013如果位27:25不为111，由该位控制P3.23/A23/XCLK脚的使用：为0时使能P3.23，为1时使能XCLK。015:14控制P3.25脚的使用：00使能P3.25，01使能CS2，10和11保留。001017:16控制P3.24脚的使用：00使能P3.24，01使能CS3，10和11保留。0019:18保留0020如果位5:4不为10，由该位控制P2.29:28的使用：0使能P2.29:28，1保留。021如果位5:4不为10，由该位控制P2.30的使用：0使能P2.30，1使能AIN4122如果位5:4不为10，由该位控制P2.31的使用：0使能P2.31，1使能AIN5。123控制P3.0/A0用作端口管脚（0）或地址线（1）。如果RESET＝0时BOOT1:0=00，该位的复位值为1。反之为0。24控制P3.1/A1用作端口管脚（0）或地址线（1）。27:25控制P3.23/A23/XCLK和P3.22:2/A2.22:2中地址线的数目：000＝无地址线100＝A11:2为地址线001＝A3:2为地址线101＝A15:2为地址线010＝A5:2为地址线110＝A19:2为地址线011＝A7:2为地址线111＝A23:2为地址线如果复位时BOOT1:0=11，该域的复位值为000。反之为111。31:28保留表5-4PINSEL25.4管脚连接模块的使用在使用任何一个管脚之前，都应该按照管脚的实际功能设置相关的管脚连接控制寄存器，在没有设置之前就直接进行管脚的操作，有可