嵌入式系统概论综合设计报告书

1、嵌入式系统概论综合设计报告书设计题目：键盘控制LED灯点阵显示图形学院：信息工程学院班级：09自动化姓名：刘巧巧 张巧玲 赵显峰指导老师：赵悦 中央民族大学二零一一年十二月二十九日一、 设计目的（1） 学会编译键盘控制LED灯程序；（2） 学会用虚拟机运行程序；（3） 学会在虚拟机Linux的开发环境下连接PXA270EP 嵌入式实验箱进行实验操作。二、 设计内容自己编译键盘控制LED灯程序，在安装 Redhat 的宿主 PC机，并且配置好 ARM Linux 的开发环境下连接到PXA270EP 嵌入式实验箱，用实验箱上的键盘控制LED灯使得实验箱上的8*8点阵数码管随着键盘所输入的不同数字而

2、显示不同的图形。三、 设计方案（1） 对PXA270EP 嵌入式实验箱进行zImage烧写。（2） 测试宿主PC机中安装的Redhat下得键盘驱动和LED灯驱动程序能否顺利，若顺利，则进行，下一步操作；否则，先修改驱动程序，使其能够顺利运行。（3） 编译键盘控制LED灯的程序，用U盘挂载到虚拟机上或者直接在虚拟机上编译。（4） 在虚拟机上运行程序，并且加载键盘驱动和LED灯驱动对程序进行测试，检测是否能显示自己设计的图形。实验原理：1、8X8 点阵数码管发光原理： 从图中可以看出，8X8 点阵共需要 64 个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一列置 1 电

3、平，某一行置 0 电平，则相应的二极管就亮；因此要实现一根柱形的亮法，如图所示，对应的一列为一根竖柱，或者对应的一行为一根横柱，因此实现柱的亮的方法如下所述： 2、系统电路如上图 所示。显示部分用的是一个 88 发光二极管点阵，我们常见的用于发布消息、显示汉字的点阵式 LED显示屏通常由若干块 LED点阵显示模块组成，显示点阵模块，每块有 64 个独立的发光二极管，为了减少引脚且便于封装，各种 LED 显示点阵模块都采用阵列形式排布，即在行列线的交点处接有显示 LED。(因此，LED 点阵显示模块的显示驱动只能采用动态驱动方式，每次最多只能点亮一行 LED（共阳形式 LED显示点阵模块）或一列

4、 LED（共阴形式 LED 显示点阵模块） 。如上图所示的显示驱动原理图中，点阵为共阴，由总线锁存芯片74573为点阵显示模块提供列驱动电流， 8个行信号则由集电极开路门驱动器7407控制，行线和列线都挂在总线上，微处理器可以通过总线操作来完成对每一个 LED点阵显示模块内每个 LED 显示点的亮、暗控制。 3、I/O接口 在本开发板上，整个 LED 显示模块是作为一个 I/O 进行控制的。如电路原理图所示，DATA0.7, DATA8.15分别对应系统数据线的低 16 位， LED_LOCK 信号是由系统总线的写信号和地址信号经简单的逻辑组合而得，在板载的 CPLD 内完成，控制该显示模块的

5、 I/O 地址为0x08000000。 4、键盘的结构通常有两种形式：线性键盘和矩阵键盘。在不同的场合下，这两种键盘均得到了广泛的应用。 线性键盘由若干个独立的按键组成，每个按键的一端与微机的一个 I/O 口相连。有多少个键就要有多少根连线与微机的 I/O口相连，因此，只适用于按键少的场合。 矩阵键盘的按键按 N 行 M 列排列，每个按键占据行列的一个交点，需要的 I/O 口数目是N+M，容许的最大按键数是 NM。显然，矩阵键盘可以减少与微机接口的连线数，简化结构，是一般微机常用的键盘结构。根据矩阵键盘的识键和译键方法的不同，矩阵键盘又可以分为非编码键盘和编码键盘两种。 非编码键盘： 非编码键

6、盘主要用软件的方法识键和译键。根据扫描方法的不同，可以分为行扫描法、列扫描法和反转法三种。 编码键盘： 编码键盘主要用硬件来实现键的扫描和识别，通常使用 8279 专用接口芯片，在硬件上要求较高。 PXA270EP采用的是 46 的矩阵键盘。其原理图如图：键盘扫描程序的流程图如图：程序是先扫描第 0 列，依次第 1列，第 2 列，第3 列。在扫描第 0 列的过程中，再先后扫描第 0 行，第 1 行，第 2 行，第 3 行，第 4 行，第 5 行。若在扫描完第 0 列后，没有扫描到任何键按下。 则再扫描第 1 列，在这过程中，再先后扫描第 0 行，第 1 行，第 2 行，第 3 行，第 4 行，

7、第 5 行。若在扫描完第 1 列后，没有扫描到任何键按下。 则再扫描第 2 列，在这过程中，再先后扫描第 0 行，第 1 行，第 2 行，第 3 行，第 4 行，第 5 行。若在扫描完第 2 列后，没有扫描到任何键按下。 则再扫描第 3 列，在这过程中，再先后扫描第 0 行，第 1 行，第 2 行，第 3 行，第 4 行，第 5 行。在扫描过程中，只要在符合某种条件下，则会停止后续列的扫描操作，而退出程序。 四、 设计结果键盘控制LED灯点阵显示图形程序：/*#include #include #include #include / open() close()#include / read(

8、) write()#include #define DEVICE_NAME /dev/led_ary_ctl#define DEVICE_NAME1 /dev/keypadvoid Key(unsigned char b);/- main -int main(void) int fd; int ret; unsigned char buf2 ; double x; char pre_scancode = 0xff; printf(n start keypad_driver test nn); fd = open(DEVICE_NAME1, O_RDWR); printf(fd = %dn,fd

9、); if (fd = -1) printf(open device %s errorn,DEVICE_NAME1); else buf0=0x22; while (1) read (fd,buf,1); if(buf0!= pre_scancode) if(buf0!=0xff) printf(key =%xn,buf0); Key(buf); pre_scancode = buf0; usleep(50000); / close ret = close(fd); printf (ret=%dn,ret); printf (close keypad_driver testn); return

10、 0;/ end main/*/-void Key(unsigned char b)int fd; int ret; int i,j,k; unsigned char buf2 ; unsigned char buf28=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;unsigned char buf1118=0x00,0x00,0x00,0x7e,0x00,0x00,0x00,0x00, /一_1 0x00,0x00,0x3c,0x00,0x00,0x7e,0x00,0x00, /二_2 0x00,0x3c,0x00,0x3c,0x00,0x7e,0x00,

11、0x00, /三_3 0x00,0x38,0x10,0x10,0x10,0x10,0x38,0x00, /I_4 0x00,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x3c,0x00, /L_5 0x00,0x36,0x49,0x22,0x14,0x08,0x00,0x00, /E_6 0x42,0x24,0x18,0xee,0x18,0x24,0x42,0x00, /心_7 0x00,0x08,0x08,0x49,0x49,0x7e,0x00,0x00, /太阳_8 0x00,0x08,0x08,0x49,0x49,0x7e,0x00,0x00, /山_9 0x3c,0x24,0x

12、24,0x24,0x24,0x24,0x3c,0x00, /0_0 0x00,0xef,0x44,0x47,0x41,0x41,0xe7,0x00, /巧_(其他键) ; / begin of led ary buf0= 1; buf1= 0; if(b0=9) i=b0;else i=10; fd = open(DEVICE_NAME, O_RDWR); printf(fd = %dn,fd); if (fd = -1) printf(open device %s errorn,DEVICE_NAME); else for(j=0;j=5;j+)for(k=0;k8;k+)buf0=buf1

13、ik;buf1=buf2k;write(fd,buf,2);usleep(1); / close ret = close(fd); printf (ret=%dn,ret); printf (close led_driver testn);/-LED灯点阵显示的不同图形：（1） 键盘输入1，点阵显示一 ， 键盘输入2，点阵显示二： （2） 键盘输入3，点阵显示三， 键盘输入4，点阵显示I： （3） 键盘输入5，点阵显示L，键盘输入6，点阵显示E： 五、 设计心得本次课程设计我们小组做了很多次，也进行了很久，整个实验过程中出现了很多意外的失误和不该犯的错误。实验过程中，由于上次烧写成功的PXA-270实验箱找不到了，一直未能找到好的实验箱，无法烧写，在这上面浪费了很多功夫。后来借用其他实验做成功的小组的实验箱进行实验，解决了实验箱的问题，可是对于实验本身还是遇到了很多困难，比如虚拟机常常会因电脑中毒而无法运行