ARM实验六RTC及数码管显示实验

1、实验六 RTC 及数码管显示实验（设计性实验）一 实验目的了解实时时钟的硬件控制原理及设计方法。掌握 S3C44B0X处理器的 RTC 模块程序设计方法。二 实验设备硬件： Embest S3CEV40实验平台， Embest ARM标准/增强型仿真器套件， PC 机。软件： Embest IDE 2003集成开发环境 Windows 98/2000 /NT/ XP 操作系统。三 实验内容学习和掌握 S3C44B0X 处理器的 RTC 模块的使用，编写应用程序，修改时钟日期 及时间的设置，并使用 Embest ARM 教学系统的串口，在超级终端上显示当前系统 时间。四 实验原理1实时时钟实时时

2、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人式系统中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 无人值守环境。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 AD 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。RTC 器件与微控制器之间的接口大都采用连线简单的

3、串行接口，诸如I2C、SPI、MICROWIRE 和 CAN 等串行总线接口。这些串口由 23 根线连接，分为同步和2S3C44B0X 实时时钟单元RTC 功能框图S 3C 44B0X 实时时钟单元是处理器集成的片内外设，其功能框图如图所示。由开 发板上的后备电池供电，可以在系统电源关闭的情况下运行。 RTC 发送 8 位 BCD 码数据到 CPU 。传送的数据包括秒、分、小时、星期、日期、月份和年份。 RTC 单元时钟源由外部 32 768 kHz 晶振提供，可以实现闹钟（报警）功能。S3C44B0X 实时时钟单元特性如下：BCD数据：秒、分、小时、星期、日期、月份和年份；闹钟（报警）功能：

4、产生定时中断或激活系统；自动计算闰年；无 2000 年问题；独立的电源输入；支持 ms 级时间片中断，为 RTOS提供时间基准。1 读写寄存器访问 RTC模块的寄存器，首先要设 RTCCON的位 0为 1。CPIJ通过读取 RTC模 块中寄存器 BCDSEC、BCDMIN 、BCDHOUR、BCDDAY 、BCDDATE 、 BCDMON 和 BCDYEAR 的值，得到当前的相应时间值。但是，由于多个寄存器依 次读出，所以有可能产生错误。例如：用户依次读取年 （1989、月（12、日 （31、时 （23、分（59、秒（59。当秒数为 1 59时，无任何问题；但是，当秒数为 0 时，当前 时间和

5、日期就变成了 1990年 1月1日 0时 0分。在这种情况下 （秒数为 0，用户应 该重新读取年份到分钟的值 （参考程序设计。2后备电池RTC单元可以使用后备电池通过引脚 RTCVDD 供电。当系统关闭电源以后， CPU 和 RTC 的接口电路被阻断。后备电池只需要驱动晶振和 BCD 计数器，从而达到最 小功耗。3闹钟报蕾功能RTC 在指定的时间产生报警信号，包括 CPU 工作在正常模式和休眠 （Power Down 模式下。在正常工作模式，报警中断信号 （ALMINT 被激活；在休眠模式， 报警中断信号和唤醒信号 （PMWKUP 同时被激活。 RTC 报警寄存器 （RTCALM 决定 报警功

6、能的使能屏蔽和完成报警时间检测。4时间片中断RTC时间片中断用于中断请求。寄存器 TICNT 有一个中断使能位和中断计数。该 中断计数自动递减，当达到 0 时，则产生中断。中断周期 Period 计算公式如下：Period=(n+1 128 s其中，n为 RTC时钟中断计数，可取值为 l127。5 置 0 计数功能RTC的置 0计数功能可以实现 30 s、40 s和 50 s步长重新计数，供某些专用系统 使用。当使用 50 s 置 0 设置时，如果当前时间是 1 l：59：49，则 1 s后时间将变为 12：00：00。注意：所有的 RTC 寄存器都是字节型的，必须使用字节访问指令 (STRB

7、、 LDRB 或字符型指针访问。RTC 外围电路五 实验设计l硬件电路设计实时时钟外围电路如图所示。2软件程序设计1时钟设置时钟设置程序必须实现时钟工作情况及数据设置有效性检测功能。2 时钟显示时钟参数通过实验系统串口 0 输出到超级终端，显示内容包括年、月、日、时、 分、秒。参数以 BCD 码形式传送，用户使用串口通信函数将参数取出显示。六 实验操作步骤 准备实验环境。使用 Embest仿真器连接目标板，使用 Embest S3CEV40实验板 附带的串口线连接实验板上的 UART0 和 PC 机的串口。 在 PC机上运行 Windows 自带的超级终端串口通信程序 (波特率为 115 20

8、0 bs， 1个停止位，无校验位，无硬件流控制；或者使用其他串口通信程序。 使用 Embest IDE 通过 Embest仿真器连接实验板，打开实验例程目录下 RTC test子目录中的 RTCTest ews例程，编译、链接通过后连接目标板，下载并运 行它。 在 PC 上观察超级终端程序主窗口，可以看到如下显示：RTC Working now To set time(YN?：Y 用户可以选择是否重新进行时钟设置。当输人不正确时，也会提示是否重新设 置。提示内容如下：Current day is(200d，1e， 27，TUE To set day(yy-mm-dd w：2003-11-07

9、5Current time is(1f：08：18To set time(hh:mm;ss：15:10:00 最终超级终端输出信息如下：20031107，FRI15：10：14理解和掌握实验后完成实验练习题。七 练习题1. 在 RTCTestews例程中有 5 处不合理的地方，请找出来，并改正。2. RTC Test ews例程只能显示一天的时间变化，如20031107，FRI23：59：59后会变成20031107，FRI00：00：00而不是20031108，SAT00：00：00请修改程序，让其 DAY 和 DATE 可变。3. 用LED 显示秒的个位。（ LED 显示参照数码管实验）数

10、码管（ LED ）显示实验一 实验目的通过实验掌握 LED 的显示控制方法。巩固 41 节实验中所掌握的对存储区进行访问的方法。二 实验设备硬件： Embest S3CEV40 实验平台， Embest ARM 标准 /增强型仿真器套件， PC 机。软件： Embest IDE 2003 集成开发环境， windows 98 2000NT/XP 操作系统。三 实验内容编写程序使实验板上 8 段数码管循环显示 09、AF字符。四 实验原理18 段数码管嵌入式系统中，经常使用 8 段数码管来显示数字或符号。由于它具有显示清晰、亮度高、使 用电压低、寿命长的特点，因此使用非常广泛。1 结 构8 段数

11、码管的结构8段数码管由 8 个发光二极管组成 ， 其中 7 个长条形的发光管排列成 “日”字形 ， 右下角 1 个 点形发光管作为显示小数点用。 8 段数码管能显示所有数字及部分英文字母，见图。2类型8 段数码管有 2种不同的形式：一种是 8个发光二极管的阳极都连在一起，称之为共阳极8段数码管；另一种是 8 个发光二极管的阴极都连在一起，称之为共阴极 8 段数码管。3 工作原理以共阳极 8 段数码管为例。当控制某段发光二极管的信号为低电平时，对应的发光二极管点 亮。当需要显示某字符时，就将该字符对应的所有二极管点亮。共阴极二极管则相反，控制信 号为高电平时点亮。电平信号按照 dp、 g、 ea

12、的顺序组合形成的数据字称为该字符对应的段码。常用字符的 段码如表所列。4 显示方式8 段数码管的显示方式有两种，即是静态显示和动态显示。静态显示：是指当 8 段数码管显示一个字符时，该字符对应段的发光二极管控制信号一直保持有效。动态显示：是指当 8 段数码管显示一个字符时，该字符对应段的发光二极管是轮流点亮的，即 控制信号按一定周期有效。在轮流点亮的过程中，点亮时间是极为短暂的（约 1 ms。但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，数码管的显示依然是非常稳定的。常用字符段码表2电路原理在 S3CEV40 教学电路中，使用的是共阳极 8 段数码管。各段的控制信号由处理器S3C44B0X 的

13、数据总线低 8位通过锁存器 74LS573 进行控制，数码管的亮度由电阻RlR8调整，锁存器的选通由 CS6 控制，见图。锁存器选通信号 CS6由处理器 S3C44B0X 的存储区域 1 对应的片选信号线 nGCS1和地址线的高位 A18 、A19、 A20经过译码器生成，电路原理图见图。当nGCS1、A18、A20 为高电平， A19 为低电平时， CS6 信号有效。此时，数据线低 8 位的内容将在 8段数码管上显示 出来。处理器 S3C44B0X 的存储区域 1 对应的起始地址和结束地址是固定的，即存储区域1的地址范围为 0x020000000x2FFFFFF 。当访问这段地址空间时，处理

14、器使 nGCSI 信号有效。结合地址位 A18 、A19 、 A20 ，当访问地址 0x021400000x0217FFFF 时， CS6信号有效。在程序设计中， 8 段数码管的显示是通过输出数据到地址0x02140000 来完成的。五 实验操作步骤准备实验环境。使用 Embest 仿真器连接目标板，使用 串口线连接实验板上的 UARTO 和 PC 机的串口。Embest S3CEV40 实验板附带的在 PC 机上运行 Windows 自带的超级终端串口通信程序 止位，无校验位，无硬件流控制；或者使用其他串口通信程序。（波特率为 115 200 bs，1个停使用 Embest IDE 通过 Embest仿真器