嵌入式系统课程设计报告任务书三

-.z?嵌入式系统?课程设计任务书三2011-2012学年第一学期理工科软件机电专业适用一、目的?嵌入式系统?课程设计为学生提供了一个理论与实践相结合的时机。既锻炼了学生动手能力，又会加深理解学生在课堂所学习的理论知识。通过课程设计可以将课本上的理论知识和实际应用有机的结合起来，培养学生又动脑，又动手，独立思考分析问题的能力，提高学生运用所学知识解决实际问题的综合素质。?嵌入式系统?课程设计的主要目标是：〔1〕掌握构建嵌入式系统软硬件平台的根本技能；〔2〕具备根本嵌入式系统下C语言编程能力、嵌入式操作系统根本调试的能力；〔3〕了解应用嵌入式系统技术开发一套嵌入式系统设备的方法。二、设计题目基于ARM的滚屏LED广告牌开发三、设计原理1、点阵LED屏硬件原理EMBEST实验平台设计了一个16×16的点阵屏。点阵屏由发光LED矩阵块组成。16×16点阵屏即屏上有16×16个LED发光二极管，每个发光二极管可理解为一个像素点，它们被按着行与列的形式整齐地排列，通过控制每个LED〔像素点〕的亮灭，点阵屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形。本实验平台的点阵屏电路如下列图：图1点阵屏的行扫描信号图2点阵屏的列扫描信号图3点阵屏的行驱动信号图4点阵屏的接口电路本实验平台使用的16×16点阵屏上，每一行16个LED，它们采用共阳极的接法；每一列16个LED，它们采用共阴极的接法。如上图4中，QL1～QL16是点阵屏的行驱动信号，每一个信号控制一行；LR1～LR16是点阵屏的列驱动信号，每一个信号控制一列。故通过利用相应行线输出高电平，相应列线输出低电平，就可以点亮点阵屏上相应的LED。如果按着一定的控制或扫描方法，就可以实现汉字、图形的显示。为了能够稳定地控制点阵屏的显示，本实验平台采用了CD4094作为行线和列线扫描信号的控制芯片。CD4094芯片简单来说就是一串入并出的功能，将CPU的串行数据转化为并行数据输出。如上图1与图2，行〔列〕扫描信号分别采用了两片CD4094级连的方式来构成，第一片的数据溢出信号LQS连接到第二片的串行数据输入口。在图1中，当CPU通过DATA引脚串行输入16位的行扫描信号时，第一片CD4094〔标号U1101〕存储先输入的8位数据，后输入的8位数据通过引脚LQS溢出，然后输入并存储到第二片CD4094〔标号U1102〕。CLK信号是时钟信号，当时钟信号为高电平时，CD4094允许串行输入的数据发生变化。LL1～LL8是并行输出信号。LOE为全局输出使能信号，当LOE输入高电平时，CD4094上锁存的并行数据全部输出。列线扫描信号也是同样的方式，如图2。在图3与图4中，行线扫描信号LL1～LL16分别外接电阻〔限流〕后接至NPN型三极管，最后引出行线驱动信号QL1～QL16。三极管提高了行线输出信号的驱动能力。在图4中，如果RQ*〔*为1～16的整数〕输出低电平，则相应的三极管导通，行驱动信号QL*〔*为1～16的整数〕将输出高电平。2.软件设计本实验要求编写点阵屏驱动程序以及点阵屏应用程序。驱动程序要**现字符、图形显示；应用程序可以调用驱动接口，在点阵屏中显示字符与图形。要在点阵屏上显示字符、图形，只需要按照字符/图形的编码，点亮矩阵屏上相应的LED即可。在本实验平台上，矩阵屏为16×16点阵，每屏显示两个字符，只需要把16×8点阵的字库码送到可容纳两个字符字库码〔2×16字节〕的显示缓冲区，然后根据显示缓冲区的内容控制点阵屏上LED灯的亮灭。字库码说明了显示*个字符时点阵屏上的LED的亮灭布局，每一个LED灯的状态用一位二进制表示，1表示该LED亮，0表示该LED灭，对于16×8点阵的字库码，每个字符的字库码所占用的存储容量为16*8/8=16Byte。在点阵屏显示驱动程序中，开辟一个显示缓冲区用来承受字库码，〔字库码是由应用程序传递过来的〕，然后采用动态扫描的方法来实现字符、图形的显示。每次扫描一行，这样依次循环扫描16行，经过一定的延时处理，就可以实现字符、图片的静态显示。为了实现字符和图片的动态流动显示，还需要一个大小为可容纳3个字符字库码〔3×16字节〕的缓冲区，该缓冲区中每次保存3个字符的字库码。在显示过程中，为了到达流动效果，每次将该缓冲区中的前两个字符字库码的各字节左移i位与其后第16字节右移8-i位相或的结果复制到显示缓冲区中显示，直到第一个字符完全移出、第三个字符完全移入时，更新缓冲区。如此循环即可实现字符的流动显示。在显示时，根据字库码，对点阵屏逐行动态扫描。扫描时，行线的数据与列线的数据都通过CD4094锁存起来，然后经过片选使能再同时输出。在本设计中，使用到的通用端口有GPIOB4/5，GPIOC0/7，GPIOD10，GPIOG8，因此对它们的工作模式应配置为输出模式。四、设计要求〔1〕分析矩阵LED屏模块硬件原理图，了解矩阵LED屏块根本的构成及其硬件电路的根本工作原理。〔2〕使用ULINK2仿真器连接EmbestEduKit-IV实验平台上使用Keil软件编写矩阵LED屏模块的驱动程序并调试，使得矩阵LED屏模块可以正常工作运行。〔注：代码要求条理清晰，并在主要程序代码局部添加注释说明〕〔3〕编写相应的嵌入式程序，要**现在EMBEST开发箱矩阵LED屏左滚屏、右滚屏显示广告内容信息的子程序。〔4〕按下开发箱上KEY1，开发箱ADC0通道的转换数值滚屏显示在LED广告屏上，按下开发箱上KEY2，LED广告屏滚屏显示自己名字的拼音。五、课程设计进度表〔17周〕序号阶段内容所需时间1任务分析、需求分析、系统设计17周〔周一〕2系统调试及报告撰写17周〔周二—周四〕3提交课程设计报告〔电子版和打印版〕17周〔周五之前〕合计1周六、考核评估1．课程设计评分标准评定项目评分成绩1．选题合理，目的明确20分2．实验平台搭建合理，MDK代码成功调试，嵌入式开发箱演示正常无误，程序代码到达设计要求。40分3．软件设计的总体思想、模块图、流程图，代码准确无误。20分4．设计报告的规*化、内容充实、参考文献充分。20分总分100分2．课程设计报告要求：〔1〕不少于25页，电子稿及打印稿〔A4〕。〔注：电子稿请在17周周五前发送至电子6559603qq.，打印稿统一交至机电系办公室〕〔2〕主要内容及装订顺序：封面〔统一提供〕、目录、正文、参考文献、附录：嵌入式开发设计主要程序源代码。〔注：附录为课程设计报告样稿〕〔3〕正文局部应该包括：需求分析；总体设计；详细设计；系统测试；系统的缺乏及需改良的局部等。〔4〕设计报告严禁抄袭，否则按不及格论。?嵌入式系统?课程设计报告题目系、部：学生**：指导教师：专业：班级：完成时间：目录〔3号，黑体，居中〕〔空1行，以小4号黑体设置字体及大小，行间距22、字间距标准〕1******…………1.1******………………………1.2******………………………┇2******…………2.1******………………………2.2******………………………┇参考文献………………附录……………………第一章××××〔3号，黑体，居中，行距30〕〔标题下空一行〕1.1******〔小3号，黑体，左起，行距30〕1.1.1******〔4号，黑体，左起，行距26〕〔1〕******〔小4号，黑体，左起，行距20〕正文：空4格左起以小四号宋体打印正文，行距20。图：图题采用中文，中文字体为五号黑体。引用图应在图题右上角标出文献来源。图号以章为单位顺序编号。图1.1×××××〔五号黑体〕图1.2×××××表格：按章顺序编号，表内必须按规定的符号标注单位。表1.1×××××(五号黑体)公式：公式书写应在文中另起一行，居中排列。公式序号按章顺序编号。S=ab………………1.1V=abh………………1.2参考文献〔三号、黑体、居中〕〔标题下空一行，以小四号宋体打印参考文献。行距20〕参考文献格式例如：1专著著录格式［序号］著者.书名［Ｍ］.版本(第一版不写).出版地：出版者，出版年.起止页码例:［１］*家广，杨长青.计算机图形学［Ｍ］.：清华大学，1995.26~28SunJiaguang,YangChangqing.putergraphics［Ｍ］.Beijing:TsinghuaUniversity例:［2］SkolinkMI.Radarhandbook［Ｍ］.NewYork:McGraw-Hill,19902期刊著录格式［序号］作者.题名［J］.刊名，出版年份，卷号(期号)：起止页码例:［3］李旭东，宗光华，毕树生，等.生物工程微操作机器人视觉系统的研究［Ｊ］.航空航天大学学报，2002，28(3)：249～252Li*udong,ZongGuanghua,BiShusheng,etal.Researchonglobalvisionsystemforbioengineering-orientedmicromanipulationrobotsystem［Ｊ］.JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,2002,28(3):249～252(inChinese)3论文集著录格式［序号］作者.题名［A］.见(英文用In)：主编.论文集名［C］.出版地：出版者，出版年.起止页码例:［４］*佐光，*晓宏，仲伟虹，等.多相混杂纤维复合材料拉伸行为分析［Ａ］．见：*为民编.第九届全国复合材料学术会议论文集(下册)［Ｃ］．：世界图书出版公司，1996.410～416例:［５］OdoniAR.Theflowmanagementprobleminairtrafficcontrol［Ａ］.In:OdoniAR,SzegoG,eds.FlowControlofCongestedNetworks［Ｃ］.Berlin:Springer-Verlag,1987.269～2984学位论文著录格式［序号］作者.题名［D］.保存地点：保存单位，年例:［6］金宏.导航系统的精度及容错性能的研究［Ｄ］.：航空航天大学自动控制系，19985科技报告著录格式［序号］作者.题名［Ｒ］.报告题名及编号，出版年例:［７］KyungmoonNho.Automaticlandingsystemdesignusingfuzzylogic[R].AIAA-98-4484,19986国际或国家标准著录格式[序号]标准编号，标准名称［S］例:［8］GB/T16159－1996，汉语拼音正词法根本规则［S］7专利著录格式［序号］专利所有者.专利题名［Ｐ］.专利国别：专利号，出版日期例:［9］姜锡洲.一种温热外敷药制备方案［Ｐ］．中国专利：881056073，1989-07-068电子文献著录格式［序号］作者.题名［电子文献/载体类型标识］.电子文献的出处或可获得地址，发表或更新日期/引用日期例:［10］王明亮.关于中国学术期刊标准化数据系统工程的进展［EB/OL］．../pub/wm1.t*t/980810-2.html,1998-08-16/1998-10-04说明：①参考文献应是公开出版物，按在论著中出现的先后用阿拉伯数字连续排序.②参考文献中外国人名书写时一律姓前，名后，姓用全称，名可缩写为首字母(大写)，不加缩写点(见例2).③参考文献中作者为3人或少于3人应全部列出，3人以上只列出前3人，后加“等〞或“eta