先进电子技术实验报告

实验一、点亮LED灯一、实验目的熟悉PSoCCreator3.3的运行环境。二、实验原理PSoC系列单片机是在一个专有的MCU（MicroprogrammedControlUnit）内核周围集成了可配置的模拟和数字外围器件阵列PSoC块，利用芯片内部的可编程互联阵列，有效地配置芯片上的模拟和数字块资源，达到可编程片上系统的目的。PSoC是一种对于标准的“全数字式”微控制器设计、纯粹的模拟设计以及介乎此二者之间的所有设计而言具有同等的高适用性的器件，是一种具有极端灵活且完全可编程的混合信号SOC的基本原理的全新一代器件。PSoCDesigner(TM)是PSoC的传统软件开发环境，它是一款功能全面的基于图形用户接口(GUI)的设计工具套件，使用户能以简单的点击对设计中的硅技术进行配置。在PSoCDesigner的帮助下，用户可以采用C语言或汇编语言编写MCU的代码，还可用事件触发器和多断点等先进的特性对设计进行调试，同时还可以采用C语言、汇编语言或二者的结合，通过代码实现单步进。三、实验要求熟悉一下软件环境之后，建立一个新的项目，用软件或硬件的方法实现点亮LED灯的功能。四、实验步骤由于我们对初次接触PSoC，对其编程环境还不是很熟悉，所以我们采用硬件方法实现。首先连接好电路原理图，如下所示：分配led的引脚为P6[2]，如下所示：主函数为系统所自带的main.c,主函数源程序如下所示：#include<project.h>intmain(){CyGlobalIntEnable;/*Enableglobalinterrupts.*//*Placeyourinitialization/startupcodehere(e.g.MyInst_Start())*/for(;;){/*Placeyourapplicationcodehere.*/}}如果由硬件方法实现电路所需功能，则主函数不需要改变，这也是PSoCCreator3.3软件强大之处，许多软件只能实现编译程序的功能，但这一软件却有自己的独特性能之处。对整个项目工程进行保存之后，Ctrl+F5键就可以烧写芯片，等待一段时间后就能看到开发板上引脚P6[2]处的LED灯会点亮，从而完成了实验要求。实验二、PWM控制LED显示的实现一、实验目的用定时器、计数器、PWM模块，以及使用PWM方式控制LED的实现，熟悉这些模块的功能，了解一些典型应用。二、实验原理定时器模块提供了捕获定时器用于确定硬件事件的时间间隔。定时器提供了一种简单的方法来精确的确定实时事件的时序，几乎不需要CPU的干预。定时器元件与其它模拟和数字元件一起使用来建立更复杂的外设。定时器模块的实现有两种方式：固定功能和UDB。当布局选项使用固定模式配置定时器模块时，定时器被放置在芯片的固定功能块内。当使用固定功能的配置时，定时器为一个简单的定时装置。计数器模块的实现有两种方式：固定功能和UDB。当布局选项使用固定模式配置定时器模块时，计数器被放置在芯片的固定功能块内。当使用固定功能的配置时，计数器为一个简单的计数器。脉冲宽度调制模块（PulseWidthModulator，PWM）提供了比较输出用于产生单独或连续的时序和控制信号。PWM提供了一种简单的方法来产生精确的复杂实时事件。PWM模块可以产生最多两个左/右对齐的PWM输出，1个中心对齐或双沿PWM输出。PWM输出被双缓冲用于避免由于运行时占空比改变所产生的毛刺。左对齐PWM是通常使用的PWM形式。中心对齐PWM经常使用在AC电机控制来保证相位的对齐。双沿PWM被优化用于功率转换，在功率转换中必须调整相位。PWM模块的实现有两种方式：固定功能和UDB。当布局选项使用固定模式配置PWM模块时，PWM被放置在芯片的固定功能块内。三、实验要求这个工程将利用PSoC芯片实现基本的软件和硬件功能。它将单独控制两个LED的闪烁，一个通过硬件实现，一个通过软件实现。硬件控制的LED灯通过使能一个数字端口和脉宽调制产生一个运行周期来控制LED灯的闪烁。软件控制的LED灯使用软件使能的数字端口和一个简单的延迟函数控制LED一定的频率的闪烁。四、实验步骤1、创建和配置工程（1）在计算机上的桌面上，选择开始->所有程序->Cypress->PSoCCreator2.0->PsoCCreator2.0。打开PSoCCreator软件；（2）在PSoCCreator2.0软件的主界面下，选择File->New->Project...；（3）在NewProject窗口，选择EmptyPSoC3Design模板，并将工程命Ex1_LED_with_PWM。选择工程保存路径，点击“OK”按钮；2、放置和配置PWM模块（1）拖动并在工作窗口放置PWM器件（ComponentCatalog->Digital->Functions->PWM）。（2）双击原理图的器件PWM_1，打开配置窗口。(3)按如下方式配置PWM；在Configure标签下，进行如下配置：在Advanced标签下，进行如下配置：3、添加和配置硬件数字输出端口3.1添加并配置硬件数字输出端口的步骤（1）拖动并将数字端口的器件放到工作窗口（ComponentCatalog->PortsandPins->DigitalOutputPin）。（2）双击原理图中的Pin_1打开配置窗口（3）按照如下方式配置数字端口：在Type标签下，进行如下参数配置：3.2添加并配置软件数字输出端口的步骤（1）拖动并将数字端口放置到工作窗口（ComponentCatalog->PortsandPins->DigitalOutputPin）（2）双击原理图中的Pin_1元件，打开配置窗口。如图7.20所示，在Type标签下，进行如下参数配置：4、添加和配置时钟模块（1）从元件库选择时钟模块（ComponentCatalog->System->Clock），将其拖到原理图工作窗口界面中。（2）如图7.21所示，双击Clock_1按如下方式进行配置：5、添加逻辑高低控制端口（1）从元件库选择逻辑低模块（ComponentCatalog->Digital->Logic->LogicLow‘0’），将其拖到原理图工作窗口界面中。（2）从元件库选择逻辑低模块（ComponentCatalog–>Digital->Logic->LogicHigh‘1’），将其拖到原理图工作窗口界面中。(3)这两个端口将分别连接到PWM模块的reset和enable端口上。6、配置引脚7、编写软件程序main.c主程序源文件如下所示：#include<project.h>#defineMS_DELAY167u/*Fordelay,about167ms*/voidmain(void){uint8ledState=0x00;/*初始化设置LED关闭*/Clock_1_Enable();/*启动时钟*/PWM_1_Start();/*使能PWM*//*下面的循环用软件控制与P1.7连接的LED灯闪烁*/while(1){CyDelay(MS_DELAY);/*软件循环闪烁控制*/ledState^=0x01u;/*在状态之间进行切换*/ LED2_Write(ledState);/*写LED*/}}8、在主界面下选择Build菜单，点击BuildEx1_LED_with_PWM，Ctrl+F5编译软件。烧写芯片，可以看到两个LED灯周期性的闪烁。实验感想通过两个实验的进行，我们收获还是比较多的，虽然两个实验难度系数并不是很高，但是我们可以发现要学好这门课程需要付出比较多的努力。个人对于片上系统或者说是单片机还是有比较浓厚的兴趣的。前段时间学过MSP430,与PSOC相比较，后者功能显得更为强大，但是真