控制机本科论文

图5.1所示，然后编译连接工程。选择Project－>Debug，启动AXD进行JTAG仿真调试（需要正确设置仿真器）。图5.SEQ图5.\*ARABIC1全速运行程序，程序将会在BEEPCON.C文件的主函数中停止（因为main函数起始处默认设置有断点）。选择ProcessorViews－>Variables打开变量观察窗口，通过此窗口可以观察局部变量和全局变量。选择SystemViews－>DebuggerInternals即可打开LPC2000系列ARM7微控制器的片内外设寄存器窗口。可以单步运行程序，可以设置/取消断点，或者全速运行程序，停止程序运行，观察变量的值，LED闪烁是否正确。当仿真调试通过后关闭AXD，在ADS1.2集成开发环境中选用RelOutChip生成目标，然后编译连接工程。选择Project－>Debug，启动AXD进行JTAG仿真调试。此时EasyJTAG仿真器将会把程序下载到片外FLASH上。把LPC2131核心板上的ISP跳线断开，按下RST键，观察程序是否能脱机运行。运行结果可以通过键盘显示板的数码管显示来观察,也可在AXD的变量观察窗口中跟踪观察：5.3软硬件整体的调试硬件电路板的制作和程序软件编写完成后，按设计要求正确接线，检查无误后，启动程序开始运行。系统正常启动后，在测重部分加上已知重量的砝码，通过观察键键盘板上数码管的重量显示和AXD的变量观察窗口来验正A/D采样程序、数字滤波程序、数码管显示程序和采样电路是否正确，如果误差过大，应对相应部分加以修改完善，最终达到系统设计目标。检测和显示部分都正常后，就该调节部分了。连接上设备之后，可以通过人为加大或减小下料量来观察系统是否能自动调节，并最终稳定。若不能自动调节或无法稳定，在确认电路设计无误后，可通过修改程序来逐步完成设计任务，最终使系统稳定可靠运行。第六章结束语历经两个多月，毕业设计终于接近尾声了，从资料的搜集到最终的调试，在整个设计过程中，感觉自己学到了许多东西，虽然以前对配料系统有些了解，但是自己真正接触这个毕业设计课题时，还是感到有点茫然，但经过自己查阅资料和指导老师的指导，使自己从初步的认识到现在能结合实物进行具体的实践。本系统从设计之初就选择时下流行的嵌入式ARM微处理器为系统的核心，并配合键盘显示模块建立人机交互界面，增强了系统的实时监控能力和可操作性。在系统的设计过程中，仍然存在一些实际问题，如A/D采样电路及程序造成的一些误差导致配料精度有所降低等，仍需要进一步的努力，最终达成设计目标。参考文献[1]周立功、张华，等。《深入浅出ARM7——LPC213x/214x》（上册）北京：北京航空航天大学出版社，2005 [2]周立功公司。《ARM嵌入式系统基础教程（第二版）》北京：北京航空航天大学出版社，2007[3]周立功公司。《ARM嵌入式系统实验教程（三）》北京：北京航空航天大学出版社，2005[4]周立功公司。《ARM嵌入式系统实验教程（三）扩展实验》北京：北京航空航天大学出版社，2005[5]周航慈、吴光文。《基于嵌入式实时操作系统的程序设计技术》北京：北京航空航天大学出版社，2006[6]阎石。《数字电子技术基础》北京高等教育出版社2006.4[7]童诗白、华成英。《模拟电子技术基础》北京高等教育出版社2004.4[8]黄志伟编著．全国大学生电子设计竞赛系统设计．北京：北京航空航天大学出版社，2006．[9]JeanJ．Labrosse［美］，邵贝贝，等，译．嵌入式实时操作系统uC/OS-II（第二版）．北京：北京航空航天大学出版社，2003．[10]任哲．嵌入式实时操作系统uC/OS-II原理及应用．北京：北京航空航天大学出版社，2006．[11]佐藤一朗［日］，韩健青译．集成运算运算放大器电路设计实用手册．北京：北京航空航天大学出版社，1989．[12]BonnieBaker［美］，李喻奎译．嵌入式系统中的模拟设计．北京：北京航空航天大学出版社，2006．[13]brianW.KernighanandDennisM.Ritchie.C程序设计语言。北京：机械工业出版社2004.1[14]谭浩强。C程序设计。北京：清华大学出版社，1999[15]韩亚萍。ProtelDXP基础教程。北京：清华大学出版社，2004附录附录ALPC2131引脚连接图和功能框图附录B元件清单元件名称数量(个)元件参数H-JTAG接口1LPC2131系统板174HC164N2LM324N1GF-2桥式称重传感器1S1612NH1电容30.1uF电解电容1470uF/50V滑动变阻器210K电阻151K电阻22100K电阻3215K脉冲变压器1901424位数码管2LM78051LM78121按键8附录C程序清单/********************************************************************************************************Modifieddate: 2008-03**Version:**Descriptions: 配料采样与控制程序。**********************************************************************************************************/#include"config.h"#defineScr(1<<3)//可控硅脉冲信号#defineKEY (1<<2)//P0.2口(MISO)为按键输入脚#defineUtestCS[0]//测得电压#defineGtestCS[1]//测得皮带上物料的总重量#defineGsetCS[2]//设定皮带上物料的总重量uint8T0Flag=0,Display=0;uint16CS[6]={0,1,2,3,4,5}; //可以输入的参数数组uint8DATA[8]; uint8digitable[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //显示段码表uint8selectable[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //显示位码表uint8x=0,y=0,k=0;//变量,k对DATA0&DATA1&selectable；x&y对digitable；uint8w=0; //显示刷新时间计数器uint8SF=0; //闪烁标志位uint8TK=0x09; //按键按下记录位寄存器，有效数据位为0～7uint8M=0,R=0; //按键选项计数器uint32ADC_R1,ADC_Result=0,ADC_Ave=0,Count=30;floatG=0;uint32Gstart=0;//用于去皮/************************************************************************************************************函数名称：ADC_Init()**函数功能：ADC模块初始化**入口参数：无**出口参数：无**********************************************************************************************************/voidADC_Init(void){ uint32T; PINSEL1|=(1<<28); //P0.30连接到AD0.3 //引脚设置必须紧跟初始化程序,否则出错 AD0CR=(1<<3) | //SEL=0x0a,选择通道1.3 ((Fpclk/1000000-1)<<8) | //CLKDIV=Fpclk/1000000-1,转换时钟为1MHz (0<<16) | //BURST=0,软件控制转换操作 (0<<17) | //CLKS=0,使用11clock转换 (1<<21) | //PDN=1,正常工作模式 (0<<22) | //TEST1:0=00,正常工作模式 (1<<24) | //START=1,直接启动ADC转换 (0<<27); //直接启动ADC转换时，此位无效 while((AD0DR&0x80000000)==0); //等待转换结束 T=AD0DR; //读取ADC结果，并清除DONE标志位} /**********************************************************************************************************函数名称：ADC()**函数功能：AD转换程序**入口参数：无**出口参数：无*********************************************************************************************************/voidADC(void){ uint32ADC_R; AD0CR|=(1<<24); //START=1,直接启动ADC转换 while((AD0DR&0x80000000)==0); //等待转换结束 AD0CR=AD0CR|(1<<24);//再次启动A/D转换 while((AD0DR&0x80000000)==0); //等待转换结束 ADC_R=AD0DR; //读取AD0.3结果 ADC_R1=(ADC_R>>6)&0x3ff; ADC_R1=ADC_R1*2480/1024; //将AD结果转换为电压mv值(参考电压经过3/4分压) return;}/*********************************************************************************************函数名称:delays()**功能描述:软件延时**入口参数:无**出口参数:无*******************************************************************************************/voiddelays(void){uint8i,j;for(i=100;i>0;i--)for(j=50;j>0;j--);}/*********************************************************************************************函数名称:Timer0_Init()**功能描述:TIMER0初始化**入口参数:无**出口参数:无*******************************************************************************************/voidTimer0_Init(void){ T0TC=0; /*定时器设置为0 */ T0PR=0; /*时钟不分频 */ T0MCR=0x03; /*设置T0MR0匹配后复位T0TC，并产生中断标志 */ T0MR0=Fpclk/400; /*2.5毫秒定时 */ T0TCR=0x01; /*启动定时器 */}/*********************************************************************************************函数名称:IRQ_Timer0()**功能描述:TIMER0中断服务程序**入口参数:无**出口参数:无*******************************************************************************************/void__irqIRQ_Timer0(void){ T0Flag=1; //T0中断标志置位 T0IR=0x01; //清除中断标志 VICVectAddr=0;}/*********************************************************************************************函数名称:Timer1_Init()**功能描述:TIMER1初始化**入口参数:无**出口参数:无*******************************************************************************************/voidTimer1_Init(void){ T1TC=0; /*定时器设置为0 */ T1PR=0; /*时钟不分频 */ T1MCR=0x03; /*设置T1MR0匹配后复位T1TC，并产生中断标志 */ T1MR0=Fpclk/100; /*10毫秒定时,50Hz为20ms,10ms定时设置为中点时导通*/ T1TCR=0x01; /*启动定时器 */}/*********************************************************************************************函数名称:IRQ_Timer1()**功能描述:TIMER1中断服务程序**入口参数:无**出口参数:无*******************************************************************************************/void__irqIRQ_Timer1(void){T1TCR=0x00;//关闭定时器IO0SET=IO0SET|Scr;//使可控硅导通 T1IR=0x01; //清除中断标志 VICVectAddr=0;}/**********************************************************************************************************函数名称：EXT_Init()**函数功能：初始化外部中断**入口参数：无**出口参数：无********************************************************************************************************/voidEXT_Init(void){PINSEL0=(PINSEL0&0xFFFFFFF3)|0x0C;//设置P0.1为外部中断EINT0EXTMODE=EXTMODE|0x01;//边沿触发EXTPOLAR=EXTPOLAR&0x0E;//下降沿有效}/**********************************************************************************************************函数名称：IRQ_EINT0()**函数功能：外部中断服务程序**入口参数：无**出口参数：无********************************************************************************************************/void__irqIRQ_EINT0(void){IO0CLR=IO0CLR|Scr;//确保定时器1定时到之前可控硅不导通IO1CLR=IO1CLR|(1<<18);//观察变量if(Gtest<Gset)T1MR0=Fpclk/(100-10);//料不足时减小可控硅导通角以增大导通时间从而加大料斗振动if(Gtest>Gset)T1MR0=Fpclk/(100+10);T1TCR=0x01;//打开定时器EXTINT=0x01;//清除中断标志VICVectAddr=0x00;//中断返回}/*********************************************************************************************函数名称:IRQ_Init()**功能描述:设置定时器0中断IRQ**入口参数:无**出口参数:无*******************************************************************************************/voidIRQ_Init(void){ VICIntSelect=0x00; //所有中断通道设置为IRQ中断 VICVectCntl0=0x20|0x04; //设置定时器0中断通道分配最高优先级 VICVectCntl1=0x20|0x05; //设置定时器1中断优先级为1 VICVectCntl2=0x20|0x0e;//设置外部中断0为2级 VICVectAddr0=(uint32)IRQ_Timer0; //设置中断服务程序地址 VICVectAddr1=(uint32)IRQ_Timer1; VICVectAddr2=(uint32)IRQ_EINT0; VICIntEnable=1<<0x04; //使能定时器0中断 VICIntEnable=1<<0x05; VICIntEnable=1<<0x0e;//使能外部中断 }//二进制数转BCD码子程序0voidCONVBIT(uint16num,uint8hor){ DATA[hor+3]=num/1000; //计算千位DATA[hor+2]=num%1000/100; //计算百位DATA[hor+1]=num%100/10; //计算十位DATA[hor]=num%10/1; //计算个位return; }/**********************************************************************************************************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(void){ PINSEL0=(PINSEL0&(~(0xFF<<8)))|(0x55<<8);SPI_SPCCR=0x52; //设置SPI时钟分频 SPI_SPCR=(0<<3)| //CPHA=0,数据在SCK的第一个时钟沿采样 (1<<4)| //CPOL=1,SCK为低有效 (1<<5)| //MSTR=1,SPI处于主模式 (0<<6)| //LSBF=0,SPI数据传输MSB(位7)在先 (0<<7); //SPIE=0,SPI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(uint8data){SPI_SPDR=data;while(0==(SPI_SPSR&0x80)); //等待SPIF置位，即等待数据发送完毕return(SPI_SPDR);}/**********************************************************************************************************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。********************************************************************************************************/uint8rcv_data;intmain(void){ inti;PINSEL0=PINSEL0&0xffffffcf;PINSEL2=PINSEL2&0xfffffff7;IO0DIR=IO0DIR|Scr;//设置为输出口，控制可控硅IO1DIR=1<<18;IO1SET=1<<18;//观察窗口IO0CLR=IO0CLR|Scr;MSPI_Init(); //初始化SPI接口Timer0_Init();Timer1_Init(); EXT_Init(); IRQEnable(); //IRQ中断使能 IRQ_Init(); ADC_Init(); while(1) { if(T0Flag) //中断定时到 { while(w==40) //显示数据刷新时间到，执行数据变换。 { if(M==0) //如果M＝0表示运行态，显示运行参数。 { switch(Display) { case0: { CONVBIT(CS[2],4); CONVBIT(CS[1],0); } break; case1: { CONVBIT(CS[0],4); CONVBIT(CS[1],0); } break; } } w=0; //清除显示刷新计数器 if(SF) //闪烁标志取反 SF=0; else SF=1; } if(M==0) //显示扫描送运行参数 { x=DATA[k]; } else //否则送修改参数 { if(k==R) //如果当前显示位与键盘修改位相等，则根据闪烁标志送黑码。 { if(SF==0) x=10; else x=DATA[k]; } else x=DATA[k]; //否则直接送显示数 } w++; //显示刷新计数器+1。 T0Flag=0; //显示标志位清除。 rcv_data=MSPI_SendData(digitable[x]); //发送显示数据 rcv_data=MSPI_SendData(selectable[k]);//发送显示位码 if((IO0PIN&KEY)!=0) { if(TK==k) //如果键盘输入位＝1且键盘记录位与当前输入位相等，执行键功能。 { switch(TK) //执行TK键盘号功能0～3。 { case0: //0#功能为模式键M＋1。 { if(M==4) M=1; else M++; switch(M) //取出1～4＃参数送显示，以便人机对话修改参数。 { case1: { CONVBIT(CS[0],0); CONVBIT(M-1,4); } break; case2: { CONVBIT(CS[1],0); CONVBIT(M-1,4); } break; case3: { CONVBIT(CS[2],0); CONVBIT(M-1,4); } break; case4: { CONVBIT(CS[3],0); CONVBIT(M-1,4); } break; } } break; case1: //1#功能为右移键标志位R＋1。 { if(R==3) R=0; else R++; } break; case2: //2#功能为加键，当前闪烁位＋1。 { if(DATA[R]==9) DATA[R]=0; else DATA[R]++; } break; case3: //3#功能为回车确认键操作，将修改好的参数送回参数区。 { while(!M==0) { CS[M-1]=DATA[0]+DATA[1]*10+DATA[2]*100+DATA[3]*1000; R=0; //R、M标志归零。 M=0; } } break; case4: //4#功能为换屏键，Display＋1。 { if(Display==1) Display=0; else Display++; } break; case5: //5#功能为去皮键，保证所测重量为物料实际重量。 {Gstart=CS[1]; } break; }; TK=0x09; //键记录位清除。 } } elseif((IO0PIN&KEY)==0) //如果当前键盘位＝0，则再读键盘、延时再读＝0则记录键盘位TK＝K。 { delays(); if((IO0PIN&KEY)==0) TK=k; } i