ARM五路抢答器实训报告

1、物理与机电学院课程设计报告课程名称：微型计算机原理与接口技术系部：物理与机电工程学院专业班级：07电子信息工程（1）班学生姓名：XXX指导教师：XXX完成时间：2010年5月21日报告成绩：评阅意见：评阅教师日期五路智能抢答器摘要：电子智能抢答在抢答过程中，为了知道哪一组或哪一位选手先答题，必须要设计一个系统来完成这个任务。如果在抢答中，靠视觉是很难判断出哪组先答题。利用嵌入式系统来设计抢答器，使以上问题得以解决，即使两组的抢答时间相差几微秒，也可分辨出哪组优先答题。由于ARM7勺开发板的按键只有六个，为了现象比较清晰的观察和操作的易于控制，抢答组数在五组以内任意使用，本系统设计为模块形式采用

2、ARM福2138开发板与PC机的链接来实现的，系统工作原理本系统采用ARM衲2138开发板模块作为核心。控制系统的五个模块分别为：显示模块、显示驱动模块、定时器模块、抢答开关按键模块、蜂鸣器输出模块。关键词：按键；显示；驱动；抢答；定时、设计任务与要求:1）设计一个容纳5组参赛队的智能式的抢答器，每组设置一抢答按钮供抢答者使用，分别为1、2、3、4、5号选手。2）设置一个系统清除和抢答控制开关按钮S,该开关由主才I人控制，为6号键。3）选手抢答前有6秒的倒计时，从5倒计到0,到0时开始抢答，在显示0之前抢答无效。4）抢答器具有锁存与显示功能。选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示

3、号码，同时亮相应号的流水灯。其他选手无法抢答。优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。5）抢答器具有定时抢答功能。当主持人启动"开始"键后，定时器进彳T计时，定时20秒。6）参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，流水灯输出且音乐输出“康定情歌”歌曲，显示器上显示选手的号码，并保持到主持人将系统清除为止，音乐输出完后主持人才能按复位键开始重新一轮的抢答。7）当多个人在同一时间按下抢答键时，数码显示依次显示强选手的号码，蜂鸣器报警，抢答无效。主持人可以按复位键开始重新开始倒计时抢答。二、实训目的本次实训使用LPC2131的SPI接口作为主机向74H

4、C59改送数据，数据内容由7段数码管显示，再加上GPIO输入实验的按键输入检测，由自己编程实现程序检测按键状态时，控制蜂鸣器蜂鸣和对应号的流水灯来，（即表示此号队抢答到），进而进入定时状态抢答，用定时器0实现20s定时，查询标志位等待定时时间到达，表示此一轮抢答完毕，音乐输出，而后按键复位开始新一轮的抢答。如此不断的循环下去，实现了智能抢答的效果。在本次实验中，参赛选手由按键15表示，主持人按键由按键6表示即复位和开始按键。通过本次的实验，能使自己了解并掌握定时器查询方式和中断的用法和SPI的7段数码管显示用法，还有就是更熟练地应用GPIO口，以设计生活中实用的抢答来培养自己的思维和加强自己的

5、系统设计能力。三、实验仪器1、装有ADS1.2及EasyJTAGft真器的电脑一台2、ARM/发板一块四、实验原理（一）、GPIO的相关原理1lOmGsnrdFVpowPOptmt.牙K力闻（11叫见网即菅3植其点蜀.再）！境力"出匚!.kjr<.，'：工±±.让里晟阳E皿>，FT位缸1,祝即士睢界.恨剂，旨后.HWCO珑打寸世“兄而，：礴同.长子下蜀,同件VGHO产时可期ETHXUt1CSTNKKET4KXXR剧网I-trL阳陌用耳鞅"lNIDIlf；>./,itMKKrrn及静drxiJKttti4L2特性 单个位的方向控制

6、； 单独控制输出的置位和清零； 所有UO口在夏位后默认为输入.41jvwntf?41,5c3*tK4»«Vfl阜网Hwadtkit力0畀更体代根卜鼬ULGHO.4.1.4、 GPIO一一蜂鸣器控制=vnaa i如果跳线JP11选择蜂鸣器，当P0.7输出低电平，蜂鸣器蜂鸣，当P0.7输出高电平时，蜂鸣器停止蜂鸣。实验利用P0.7的输出功能，控制蜂鸣器，程序设置PINSELC#P0.7链接GPIO,并通过IO0DIR将其设置输出状态，然后通过100cL序口IO0SET青零和置位P0.7口，控制蜂鸣器。4.1.5、 GPIO输出单路LED控制寸期 t f GfKJ' Jr

7、 节L H A *周EmXRMXSA *、畦 -TID.<K>.廿呷即出.*烈步】“，.4E lEL414 LEDI N. ft M ； *咆*与 . LIDL PI LH MTtt巾4HLEDl .< I.> Pl 11 -W 局 1.- FL LED * k实验程序首先设置管脚链接GPIQ接着设置P1.18口为输出模式，然后通过IO1CLR和IO1SET控制盘.18,驱动LED1的亮灭。4.1.6、 GPIO输出多路LED空制EEaKAKM213l1(XHIFJIMLEDUIHLEDI-r川itaftpiisibusqnw.wn当跳线JP12全部选择LEDALED1

8、后，P1.25P1.18分别控制这8路LED,就可以进行流水灯实验。（二）、SPI接口相关原理4.2.1、 概述Hfi1IL京IE.AJ4kifimJiJkXMAMiU4M4/t国。*£中I代*,也配却舸1HMHftft十lL间，MM慌*是町（熊力&，*精，久831具由从孔池埠黔察修机定z>依里飙，看时*国底部也 »r尸DHiTlidiFZPRQM ；3ADT.DATLCE>|?M1I.匚心*./X二«博除蛇鼠4.2.2、 特性 两个盍全数立的spi控IM器； 遵循率行外设接口（SPDH也 1同步、串行、全双【通信； 组合的5PI主机和从机；

9、最大数据位速率为输入时钟速率的1/84.2.3、 管脚描述4.2.5、SPI基本操作Ut?liLff.'.Pt.t!卜:"r申"*：.修制,4*。*%蚪*为i*,山，日才“/松山&机力"式小一也好中.F机RJEKQJI.整江一第+H时以肛君皿。H1帆以字4配-MK穹中算均朗赭*4".凰4565Pl的楷套居功K；QE1丁，7、时411MFcPtR、f才.tgr收7，1113fpi*14r1.i.FIt1t*lflEi!>KlE.dItKCRsKX鼬I-iR!LjF?，；：工由0.ABrt.,411crPUJLb.!*J,.ff,臼山科

10、配*X4F、PLl.m.他辞的重通f祚.盘iraiMfniLAWffa.w-rit卜力及西取寿，也暗/收庠*nEZC±*的<<M硒罂*青疗1Hf霹心事M也收位ENT印.餐.才!.1,落d：%*、KF0TiK-lBi.*ft"'1StT'f.41f>ptvrfL-'1HhtfX力血卅叮3”1时冲明ilf/t：Fifpe/tspccal3.SPOCR力俏*二!可KT8的XW*/IIA7MI FKf； .1*1 *; ，田中 M t ：工整* 凯即世界/ 1J，+.，./*fiHt主机收数即3« I）科世山*.*立©

11、十jiift*.宾忖市餐 ti fl *i ,»的占拈*电压中-必用“昌（AlIX胃nRsff幡ll的随心，贝勒,H，i14阳河-*t“看tt；Tr*:收y彳*；转七1罹*，*K*14KE»V>RM2UI#£«Lm，4ff虞*<fAi.K«t*W4&XWa*岫4酣E*（三）、定时器0相关原理4.3.1、 概述1K2H1HHiR百4品*员一4thm；占鼻*羽电队£g1（卦姗仲即1，陈尸爆博1配，4/Tpftn14gAJ阐I4触M用烟名它财.由上电工VttMfWL仙祖人用十立人谓号置针Kk长*+Ht*产士中I必，百根H

12、曲胤鼻骨闻4-可方用R的由量时乩耳望力巧盯1*忤青揖可门眸.KEt«M4.3.2、 特性 :,!：-lUn.r.a. ,.：，.一,.U.Ih曰,：，,二j-入网中餐央第加卢1*Vu 41i:-IJi.-/Lit川逐料1，用氏押*1串lh一也出界坪廿土耳.切比怦 工包*中二I西文。的鼻*!1,舄，一同配对西*电中,4书1r-fUk*EMft一非肥，14.叫d14.3.3、 结构|料配，事I区直*/丁7四”用明特也事外£配着春中弹,打剧，?例计靠器、好M甫心鼻*poi上LHagt强花制有看事情资电八a白gggggj情“寻春<633h4.3.4、 功能框图国班果东定时若的

13、善言功*打圉工H4站dL：ttTC.BNi件户融.；电工rj：-，工"'髀:居*,上上.f皿（殖.f*#比较由“忖我生副，添会”制支中粼N*千里定制*诲产生中lh*口上用0*）.畜己H忏中KiUHvmI'?,”席，坨七物杆串器PRL£以相号物兽，中二驰什1*：|黄3£内串瑁户f柞1亡得罪事：；£片器。衣或d5叫室*,作图加上打算忖巨明制闺博之，HI迎"MM.*樽M-F；-I'iTDMJtu'f'rtk.LH»t.i?7WcR1r*BI¥*'：制+，期71-I'P*N工.

14、HI电*T*乩二rT.lMnlh.i#7Tltart4避1人里LBIEP?'r帕阳利占,AP.'itli*力陪-fi.“ftfi'ifM*21r*眄*臂1tvc则朝直*肺户！*C一4畤卜事看骊霞解宣片K即我憧鼻（四）、脉宽调制相关原理4.4.1、 概述UC2IJ1的*!*，FHLMtWMhMtMMltaf）优。嗣!、时事机上匕又用可AHM比工磔<1中重厅整机PWRm星环植收*RAH药有聊一MlLK21JJRftftfWMMMNfMtMS苛部酬他讨瞩厅计*.可也鼻*中*，于TMCIAV-4M二相H加"崔定出"'。7电可.翻棋支|中Ei：W

15、4呼白W”.引1启*'.'，-.%4就.；：（1叫F，H1：-¥；脑FWM明（站十用币卿差.牵寸#”配青白£*?事康之J.可宜HJJt毡MEinB槌国可瑞度司更*附加*,M+务物席丸拧独*U；，；14兴航PWM1L,毡*第*14r«S»ibftMr号十鼻配寄力扑4F.甲”.K*|申-Eg&，l"崎iH中，*十匕鬣。，二P11AISLKMMM-'FVM"叩F：，.11、Ki*'”离"'，B，KW"赤匹M*F.r*#，口心,*叫第lit去抖*一十上1 fKHVflVMff

16、iNI小孙和*M出.MtkZMMMllPVM&ai-MCMMb小+P«M1S*»，+RHH4盘必KM由n用力im冉*.stjiimwmittJtmt*«*ttimn.a启力，：出FWMK+H-的，1期s<U”M，i一的卜升*bRri*”产1Ttkff，孱ifiz5褶典，相*斜-hFyti"由也.，一丁植田力*«*tTQttl*tfwm。达百”出早的胡东岗工iirfUfl,J'llWrtIflfcH-l'l»:r|，一，f仲北/*l*,可ail/小中停1二配行*便文彳厚.可也停尸件中*h=。：.；.”！.-

17、一，；.一配H&直中也电¥i-以畔&寅*易嗯匕-限配附3i匹配甘士动椁.>L'.1!.,.'PVMk.r?；.；品看ME1七“岛电果件咪平.&4，+现FWM*iTuh1卜拓NITHFH梭置产中通加.金性叫到网/*田盯物修畜.鞋湾叫剧/宣度，磔*仃忖的文国*it里.这料可篁昵昊站的才濡率*复速率的设定.所用PWM出事/和3周/臭事熊甲.总诲油世"E出寸!方正t虬育.口匐喜启电看。鹏神班月不r«d长胖击M在青的K配植牛击之解梅宫力鼻履.忖果小隆胜w式.打卷小，小杆展定时土.帝可用界52d修片的口£时,计打H.&#

18、171;，人口耳隆受时，力底*春町修定岬司时.0明01!椅,秋吊产ap%4.4.3、 管脚描述IwVMM曲EM41IrB：iR。，HLM删*上时NTnw««|FTM“l也NilEM周E44/出Mlmw*-!nibi，北31mwdlR94.4.4、 结构4.4.5、 基本操作IK-illfl?.tL2：-|»)-tFfJiL!B1I.I"JIr!?!J'：*；1B««««».1事。才Fi&EU才十"TWMWEH.也可。或“"t7门*：*-.-R-w，,MHVMTC乜,fW

19、MTCK-:；不悔ItEHitM，期*中m科，rru忡*岑*为驻*M如N|4IW.mmcttx11PfMRN1做史J&匹YI1if>T.'r'ZPftM.Z-：,h：U%r!，.宣时颠4#L，有比蹈正帏rt*NMR&ftl柑*中IHNtfl，事量£KHM产建情，房口上DM飒酣蚣甘已打汁真d食中*1胤电期AEMML.一，乜十MH,力H片金胸珏胃VW.J7：>:-PVWC'.'、冉¥、人才4!与庆；!FAV'R华I，"'；PIN皿PtNia.1.17-.;.l,.PHVML，,“；”：；：.！

20、'""WyMCK:iY卜'i.;.rP1VM-*h7；-：-LPA-M-1rAMXHI；'ri.-：rtT?Ii*WXLlKI*卷>n<q.，-'.mils.-.fam*'fT11I.】"，马$："吗0儿也柱图聿阚腌K比呷.fCtttillPWM?.PVM4.FWWi不电巾PWM!tlFPWM1束干航鼾；叱仁籍电口惶坞PHtMRfi”为i5MM,军？*KFMMR*超用A中H.打4.4.6、PW丽乐输出4*福、i-V|-U.J3PWM*：f.k：PWMXI'h.-PVbt力itTH卦彳匕BEEF先

21、前，AtPW>i：Jj*t.辟A£一，小内曲，lit.1；tt青,储m'i.lfr.le!'tf-R*：，串型14,去Xr；，,If.r.SJTMffLHE5.工科3t上广址了宵固管酒杷取率ITHI配t川中前尊*客串n幌41MGD胥乐曲谱表和节拍善科在丁一触能中P07管脚连接PWM2PWM初始化I时钟先匹配时置检TC.允许PWM2,出.慢空比、白前PWMS4106PWM音乐出实流程附五、实验总流程图如下所示六、实验程序#include"config.h"#include"music.h#defineHC595_CS(1<<

22、;29/P0.29为74HC595的片选constuint32KYES8=(0x3F<<16;constuint32LEDS8=(0x3F<<16;constuint32LED1=(1<<18;constuint32LED2=(1<<19;constuint32LED3=(1<<20;constuint32LED4=(1<<21;constuint32LED5=(1<<22;constuint32LED6=(1<<23;uint8constDISP_TAB16=0x92,0x99,0xB0,0xA4

23、,0xF9,0xC0;/倒计时显示5到0constuint32KYE口=0x03,0x05,0x09,0x11,0x06,0x0A,0x12,0x0C,0x14,/两个人同时按下按键时0x18;#defineKEY11<<16#defineKEY21<<17#defineKEY31<<18#defineKEY41<<19#defineKEY51<<20#defineKEY61<<21uint32i;uint8rcv_data;constuint32HCMM口=MI,SO,LA,LA,SO,LA,MI,RE,MI,SO,LA

24、,LA,SO,LA,MI,MI,SO,LA,LA,SO,LA,MI,RE,SO,MI,RE,MI,RE,DO,RE,LA,1LA,RE,SO,MI,RE,DO,1LA,SO,MI,RE,MI,RE,DO,RE,LA,1LA,RE,SO,MI,RE,DO,1LA,SO,MI,RE,MI,RE,DO,RE,LA,;constuint32HCMM_L=8,8,8,16,16,8d,16,4,8,8,8,16,16,8,4,8,8,8,16,16,8d,16,4,4, 4,16,16,16,16,8,4,4,8d,8,4,16,16,8d,4,4,16,16,16,16,8,4,；/* *函数名称：D

25、elayNS(* *函数功能：长软件延时* *入口参数：dly延时参数，值越大，延时越久* *出口参数：无*/voidDelayNS(uint32dlyuint32i;for(;dly>0;dly-for(i=0;i<50000;i+;voidDelay(uint32dlyuint32i;for(;dly>0;dly-for(i=0;i<0x7ffff;i+;voiddingshi(/*定时器0初始化*/T0TC=0;/*定时器设置为0*/T0PR=0;/*时钟不分频*/*/T0MCR=0x03;/*设置T0MRCE配后复位T0TQ并产生中断标志T0MR0=Fpclk*

26、20;/*20秒钟定时*/T0TCR=0x01;/*启动定时器*/T0IR=0x01;/开启中断while(T0IR&0x01=0;/*等待定时时间到*/T0IR=0x01;/* *函数名称：MSPI_Init(* *函数功能：初始化SPI接口，设置为主机。* *入口参数：无* *出口参数：无*voidMSPI_Init(voidPINSEL0=0x00005500;/设置管脚连接SPIPINSEL2=PINSEL2&(0x08;/P125:16连接GPIOSPCCR=0x52;/设置SPI时钟分频SPCR = (0 << 3 | / CPHA = 0,(1 <

27、;< 4 / CPOL = 1, SCK(1 << 5 | / MSTR = 1, SPI(0 << 6 | / LSBF = 0, SPI(0 << 7; / SPIE = 0, SPI数据在SCK的第一个时钟沿采样为低有效处于主模式数据彳输MSB （位7在先中断被禁止/* *函数名称：MSPI_SendData(* *函数功能：向SPI总线发送数据。* *入口参数：data待发送的数据* *出口参数：返回值为读取的数据* */uint8MSPI_SendData(uint8dataIOCLR=HC595_CS;片选74HC595SPI_SPDR=d

28、ata;while(0=(SPI_SPSR&0x80;/等待SPIF置位，即等待数据发送完毕IOSET=HC595_CS;return(SPI_SPDR;constuint32LED_TBL口=0x00,0xFF,/全部熄灭后，再全部点亮0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,/依次逐个点亮0x01,0x03,0x07,0x0F,0x1F,0x3F,0x7F,0xFF,/依次逐个叠加0xFF,0x7F,0x3F,0x1F,0x0F,0x07,0x03,0x01,/依次逐个递减0x81,0x42,0x24,0x18,0x18,0x24,0x42,0

29、x81,/两个靠拢后分开0x81,0xC3,0xE7,0xFF,0xFF,0xE7,0xC3,0x81;/从两边叠加后递减/*此表为LEDO-F以及L、P的字模*/uint8constDISP_TAB6=0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92;/012345voidmusic(PINSEL0=0x02<<14;for(i=0;i<40;i+PWMMR0=Fpclk/HCMMi;/设置输出频率PWMLER=0x05;更新匹配值后，必须锁存IO1SET=(LED_TBLi<<18;IO1CLR=(LED_TBLi<<18;Delay(H

30、CMM_Li;PINSEL0=0x00005500;/* *函数名称：main(* *函数功能：使用硬件SPI,74HC595驱动控制7段数码管显示。* *先显示0F的字模，然后显示LPC2131字样。* */intmain(voiduint32temp;PINSEL0=0x00005500;/设置SPI管脚连接PINSEL1=0x00000000;PINSEL0=0x02<<14;IO0DIR=BEEP|HC595_CS;连接GPIOPINSEL2=PINSEL2&(0x08;P125:16IO1DIR=LEDS8;设置LED1控制口为输出MSPI_Init(;IO1SE

31、T=LEDS8;IO0SET=BEEP;PWMPR=0x00;/不分频，计数频率为FpclkPWMMCR=0x02;/设置PWMMR0配时复位PWMTCPWMPCR=0x0400;/允许PWM知出,单边PWMPWMMR0=Fpclk/500;PWMMR2=PWMMR0/2;/50%占空比PWMLER=0x05;/PWM0和PWM处配锁存PWMTCR=0x02;/复位PWMTCPWMTCR=0x09;/启动PW喻出MSPI_Init(;初始化SPI接口while(1IO1CLR=LED6;DelayNS(20;IO1SET=LED6;DelayNS(20;if(IO0PIN&KEY6=0

32、for(i=0;i<6;i+rcv_data=MSPI_SendData(DISP_TAB1i;DelayNS(100;；if(i=6i=0;temp=0;while(temp=0temp=(IO0PIN&(0x1f<<16&(0x1f<<16;if(temp&KEY1!=0/按键一按下DelayNS(20;if(temp&KEY1!=0IO1SET=LEDS8;MSPI_SendData(DISP_TAB1;发送显示数据IO1CLR=LED1;/LED1点亮DelayNS(200;IO1SET=LED1;/LED1熄灭dingsh

33、i(;/进入定时程序while(IO0PIN&KEY6!=0&(T0IR&0x01=0/当按键6未按下且定时时间到music(;IOCLR=HC595_CS;/进入音乐输出程序if(temp&KEY2!=0/按键二按下DelayNS(20;if(temp&KEY2!=0IO1SET=LEDS8;rcv_data=MSPI_SendData(DISP_TAB2;发送显示数据数码显示2IO1CLR=LED2;/LED2点亮DelayNS(20;延时IO1SET=LED2;/LED2熄灭DelayNS(20;dingshi(;/进入定时程序while(IO0P

34、IN&KEY6!=0&(T0IR&0x01=0/当按键6未按下且定时时间到music(;/进入音乐输出程序if(temp&KEY3!=0/按键三按下IO1SET=LEDS8;发送显示数据数码显示3rcv_data=MSPI_SendData(DISP_TAB3;/IO1CLR=LED3;/LED3点亮DelayNS(50;延时IO1SET=LED3;/LED3熄灭DelayNS(50;dingshi(;/进入定时程序while(IO0PIN&KEY6!=0&(T0IR&0x01=0/当按键6未按下且定时时间到music(;/进入音乐输出程

35、序if(temp&KEY4!=0/按键四按下rcv_data=MSPI_SendData(DISP_TAB4;发送显示数据数码显示4IO1CLR=LED4;/LED4点亮DelayNS(20;延时IO1SET=LED4;/LED4熄灭DelayNS(20;dingshi(;/进入定时程序while(IO0PIN&KEY6!=0&(T0IR&0x01=0/当按键6未按下且定时时间到music(;/进入音乐输出程序if(temp&KEY5!=0/按键五按下IO1SET=LEDS8;rcv_data=MSPI_SendData(DISP_TAB5;发送显示数据数码显示5IO1CLR=LED5;/LED5点亮DelayNS(20;延时IO1SET=LED5;/LED5熄灭De