東北大學(xué)嵌入式課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告：陽學(xué)號(hào)： 20082723班級(jí)：電子 0803摘要嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，涉及通信、網(wǎng)絡(luò)消費(fèi)電子產(chǎn)品、醫(yī)療儀器、汽車電子、工業(yè)控制、儀器儀表、航天軍事等各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域。通信領(lǐng)域大量使用嵌入式系統(tǒng)，主要包括程控交換機(jī)，路由器， IP 交換機(jī)，傳輸設(shè)備等。在消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域，隨著技術(shù)的發(fā)展，消費(fèi)電子產(chǎn)品正向數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。在醫(yī)療儀器，汽車電子，工業(yè)控制，儀器儀表等領(lǐng)域，隨著醫(yī)療衛(wèi)生，汽車，工業(yè)等各部門對智能控制需求的不斷增長，需要對設(shè)備進(jìn)行智能化，數(shù)字化改造，位嵌入式系統(tǒng)提供了很大的市場。就汽車電子系統(tǒng)而言，目前的大多數(shù)高檔轎車每兩擁有約 50 個(gè)嵌入式微處理器。嵌入式

2、系統(tǒng)在應(yīng)用數(shù)量上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了各種通用計(jì)算機(jī)?？梢哉f嵌入式產(chǎn)品“無處不在”。本次課程設(shè)計(jì)，使用基于華邦 W90P710處理器的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)電子密碼鎖。關(guān)鍵字：華邦W90P710微處理器、 UART、USI、FLASH、 LCD，鍵盤目 錄1.緒論41.141.241.341.442.應(yīng)用試驗(yàn)箱開發(fā)電子密碼鎖系統(tǒng)52.152.252.2.152.2.272.2.3LCD72.382.3.182.3.2113.程序設(shè)計(jì)中遇見的問題及解決的方法124.課程設(shè)計(jì)體會(huì)125.參考文獻(xiàn)131. 緒論1.1課程設(shè)計(jì)目的（ 1）通過設(shè)計(jì)加深對書本知識(shí)的理解；（ 2）增強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力；（ 3）培養(yǎng)綜合

3、設(shè)計(jì)能力。1.2課程設(shè)計(jì)要求（ 1）根據(jù)教師布置的題目自行選題；（ 2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)板提供的功能，自行設(shè)計(jì)功能模塊，畫出硬件原理圖；（ 3）畫出軟件流程圖；（ 4）采用 C語言進(jìn)行編程；（ 5）編寫完整的軟件程序；（ 6）調(diào)試、修改、完善；（ 7）寫出課程設(shè)計(jì)報(bào)告。1.3課程設(shè)計(jì)任務(wù)用華邦 W90P710開發(fā)板實(shí)現(xiàn)電子密碼鎖。要求：1、設(shè)置密碼：從鍵盤輸入任意6 位數(shù)字作為密碼，將這六位數(shù)字經(jīng)過USI總線存儲(chǔ)到Flash 芯片中，設(shè)置密碼完成。2、通過密碼登陸系統(tǒng)：(1)、從鍵盤輸入密碼，比較鍵盤輸入的密碼與Flash 中存儲(chǔ)的密碼是否相同。(2)、如果密碼正確，則 LED 燈點(diǎn)亮；如果密碼不正確

4、，則 LED 燈閃爍，而且如果連續(xù)三次輸入密碼錯(cuò)誤則系統(tǒng)鎖定，不允許再次輸入密碼。1.4課程設(shè)計(jì)的意義本次實(shí)訓(xùn)，在實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書中已經(jīng)給出一些實(shí)例程序，其中包括已有實(shí)驗(yàn)程序：（1）啟動(dòng)代碼程序；（ 2）流水燈程序；（ 3）鍵盤程序；（ 4）外部中斷程序；（ 5）定時(shí)計(jì)數(shù)器程序；（ 6）串口通信程序；（ 7）實(shí)時(shí)時(shí)鐘程序；（ 8） USI 程序；（ 9） LCD顯示程序；通過對已有程序的理解，之后進(jìn)行修改拼湊，在由華邦 W90P710 為核心器件的硬件系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了具有一定功能的系統(tǒng)。通過設(shè)計(jì)，熟悉了 ARM 開發(fā)系統(tǒng)，及開發(fā)流程，并深入了解了嵌入式系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，能更深地理解課堂上所學(xué)的容，使得單調(diào)

5、的理論知識(shí)與實(shí)際聯(lián)系起來，幫助我們更好的理解。2. 應(yīng)用實(shí)驗(yàn)箱開發(fā)電子密碼鎖系統(tǒng)2.1電子密碼鎖系統(tǒng)概述2.2題目意義生活中，安全一直都是人們關(guān)心的話題。隨著人們生活水平的提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造的簡單，被撬的事件屢見不鮮，電子鎖由于其性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的親呢。本次課程設(shè)計(jì)，我實(shí)現(xiàn)一款電子密碼鎖，既簡單又適用。系統(tǒng)的主要功能本系統(tǒng)的基本功能就是密碼鎖，如果用戶是第一次使用則提示其先設(shè)定密碼，要求輸入兩次以確認(rèn)。成功設(shè)定密碼后將密碼通過USI 寫到 FLASH 中保存，并寫入密碼已設(shè)定的標(biāo)志。 如果用戶不是是第一次使用則提

6、示其輸入密碼，系統(tǒng)將比對設(shè)定好的密碼及用戶輸入的密碼，如果密碼正確，則屏幕顯示“密碼正確”；若不正確則提示錯(cuò)誤，同時(shí)LED 閃爍，若連續(xù)三次錯(cuò)誤，系統(tǒng)就自動(dòng)鎖定。創(chuàng)新特點(diǎn)本設(shè)計(jì)添加了退格鍵，以便用戶輸入錯(cuò)誤密碼時(shí)可以退格清除。 在設(shè)定密碼階段加上了重輸密碼以確認(rèn)的功能， 防止用戶不小心設(shè)定了錯(cuò)誤的密碼。界面和操作更友好，更人性化。2.2硬件電路設(shè)計(jì)及描述實(shí)驗(yàn)箱硬件電路及原理框圖開發(fā)系統(tǒng)功能框圖GPIO Ext.ConnectorEBI Ext.ConnectorSDRAMW986416SDRAMW986416BOOTFLASH3.3V/1.8VPower ModuleEBIMulti-Func

7、tionExt.pinsExt.pinsRTCEBIW90P710INT3TAPUSBUSBUART0interface DeviceHostPowerSwitch3.3V BAT- >1.8VPushButtonTrans-ceiverJTAGUSB DeviceUSB HostConnectorCon.Con.DB9Con.密碼鎖系統(tǒng)功能框圖LED 錯(cuò)誤嵌入式處理器LCD 液晶顯華邦 W90P710示器提示KPI 接口鍵盤輸入系統(tǒng)各個(gè)功能模塊的概述：1） 嵌入式處理器模塊：此模塊為本系統(tǒng)的重心， 是程序運(yùn)行的載體， 同時(shí)這個(gè)模塊也是我們這次課程設(shè)計(jì)的運(yùn)行平臺(tái)，我們所做的便是通過編寫程

8、序應(yīng)用其自身的外設(shè)和資源。2）按鍵輸入模塊：通過鍵盤調(diào)實(shí)現(xiàn)密碼輸入。3）LCD模塊：密碼鎖界面顯示。液晶顯示模塊LCD 控制器的主要目的是用于將 video/OSD 的原始圖像數(shù)據(jù)顯示到外部顯示設(shè)備。它支持一般的小包 RGB 和小包 YUV 格式的原始數(shù)據(jù)，并且能夠連接到一般的TFT LCD, STN LCD 和電視編碼器?？梢灾С諰G 的 TFT 屏， CASIO 的 TFT 屏，以及 STN LCD ，支持 VIDEO 和 OSD 模式，這兩種模式的設(shè)定有不同的寄存器控制，通過設(shè)定寄存器的設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)不同的模式及功能。W90P710 試驗(yàn)板，使用的是 AUO 3.0" TFT A

9、030DL01 （ 960x240, 8 位數(shù)據(jù)總線）數(shù)字式 TFT 液晶屏，可以將 video/OSD 的原始圖像數(shù)據(jù)顯示到外部顯示設(shè)備。 TFT 液晶屏的顯示是對屏上每個(gè)像素點(diǎn)進(jìn)行操作， 通過向這些像素點(diǎn)配置不同的值， 以顯示不同的顏色， 由于其部沒有緩存， 所要顯示的數(shù)據(jù)要隨著時(shí)鐘脈沖一點(diǎn)一點(diǎn)的傳送過來。因此，它需要在中開辟出一片緩沖區(qū)，將要顯示的數(shù)據(jù)先存放到的緩沖區(qū)中，即存在 SDRAM 中，一般按照一維數(shù)組的形式進(jìn)行存儲(chǔ)， 然后把存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的 SDRAM 的地址送給 FIFO，然后送給顏色生成器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在屏幕上的顯示；如果在屏上的定位顯示，算出所要顯示的容在屏幕上的位置， 然后在相應(yīng)

10、的 SDRAM 的地址存入要顯示的數(shù)據(jù)即可。硬件圖如下：該模塊由 40 個(gè)引腳與外界電路相連， 由于本身沒有寄存器， 需要由 W90P710 提供的 LCD 控制寄存器來控制選擇對應(yīng)的液晶類型及顯示形式，F(xiàn)IFO 的使用、顏色的顯示模式和時(shí)序的設(shè)置，并通過配置相應(yīng)的的寄存器即可實(shí)現(xiàn)。模塊可以選擇并行或串行方式與微控制器相連，通過配置寄存器、 送入指令和數(shù)據(jù)，可對顯示方式和顯示容作出選擇。2.3軟件設(shè)計(jì)流程及主要函數(shù)描述程序流程圖主函數(shù)流程圖：開始LCD 、 LED、USI、鍵盤等初始化從 FLASH 中讀取密碼設(shè)定標(biāo)志是是否已設(shè)定密碼否調(diào)用設(shè)定密碼函數(shù)調(diào)用輸入密碼函數(shù)結(jié)束LED工作流程開始LE

11、D 初始化從 FLASH 中讀取密碼設(shè)定標(biāo)志是是否誤操作否正確 LED 亮系統(tǒng)鎖定結(jié)束LED工作的代碼：for(i=0;i<5;i+)EBILedSet(0xF0);Delay(1000000);EBILedSet(0x0f);Delay(1000000);if(+ti=3)for(i=0;i<10;i+)EBILedSet(0xFF);Delay(1000000)EBILedSet(0x81);Delay(1000000);主要函數(shù)int main(void)LCD_IMAGE_T LCD_Size;LCD_LOCATION_T LCD_Location;LCD_Size.wid

12、th = 480;LCD_Size.height = 240;LCD_Location.StartX = 0;LCD_Location.StartY = 0;LCD_Location.EndX = 960;LCD_Location.EndY = 240;LCDInit();/LCD 初始化LCDShow(LCD_Size, LCD_Location); LCDFIFOBufferSet(gImage_login); /裝入背景圖片LCDDisplayOn();/開顯示KPIInit();/鍵盤初始化EBILedInit();/LED 初始化USIInit();/USI 初始化/ USIRead

13、_ID();USIRead(0x0,2,pswSign); /從 FLASH 中讀取 0x0 開始的/兩個(gè)“已設(shè)定密碼”標(biāo)志if(pswSign0=0x00&& pswSign1=0x01) setFlg=1;/如果兩位分別是0x20,0x09 則表示已經(jīng)設(shè)定好密碼，置setFlg 為1if(!setFlg) setPsw();/如果未設(shè)定密碼，則先調(diào)用設(shè)定密碼函數(shù)USIRead(0x10,6,psw2);/從FLASH中讀取6 位密碼inpPsw();/調(diào)用輸入密碼函數(shù)return 0;3. 調(diào)試設(shè)計(jì)中遇見的問題及解決的方法首先我實(shí)現(xiàn)了密碼鎖最基本的功能：設(shè)置密碼，輸入正確密

14、碼允許進(jìn)入，輸入錯(cuò)誤密碼禁止進(jìn)入， 三次錯(cuò)誤后密碼鎖鎖定， 以及相應(yīng)的屏幕文字顯示和 LED燈相應(yīng)變化。接下來我打算擴(kuò)展密碼鎖的功能：（1）當(dāng)輸入密碼正確時(shí)顯示圖片。（2）操作密碼鎖是可以作為電子相冊。1 ）問題：把多個(gè)工程的相關(guān)文件組合成一個(gè)工程時(shí)出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤。解決方法：分析各變量、函數(shù)所依賴的頭文件，把缺失的加入到工程，把相同的定義去除。2 ）問題： LCD無法顯示漢字和顯示圖片失真。解決方法：在調(diào)試運(yùn)行時(shí)把漢字字庫文件加載到存即可顯示漢字。把圖片轉(zhuǎn)換成字模時(shí)色彩選擇“真彩” ，字模數(shù)組大小為 960*240。4. 課程設(shè)計(jì)體會(huì)在大學(xué)時(shí)候的第一次在書本之外， 自己設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的小系統(tǒng)讓我初步的

15、了解嵌入式的前景。這次小系統(tǒng)設(shè)計(jì)讓我體會(huì)了一種學(xué)習(xí)方式，那就是實(shí)踐和書本上的理論很不同，卻又緊密相關(guān)，激發(fā)了我積極參與到實(shí)踐中的熱情，收獲了實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)。5. 參考文獻(xiàn)1 石，佘黎煌等 . 嵌入式系統(tǒng)技術(shù)教程 . ：人民郵電， 2009.32 嵌入式實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書程序的主要代碼： MAIN .Cint main(void)U8 np=0,ti=0,i;U8 pswSign2,setFlg=0,reFlg=0;U8 psw6,psw26;U8 ast=""U8 prmpt1= "請?jiān)O(shè)定密碼："U8 prmpt2= "U8 prmpt3= "請

16、重輸確認(rèn)： "兩次密碼不符！請重新輸入："U8 prmpt4= "密碼設(shè)定成功！"U8 prmpt5= "請輸入密碼："U8 prmpt6= "密碼錯(cuò)誤！請重新輸入："U8 prmpt7= "密碼正確！"U8 prmpt8= "對不起，您已經(jīng)連續(xù)三次輸入密碼錯(cuò)誤，系統(tǒng)鎖定！"LCD_IMAGE_T LCD_Size;LCD_LOCATION_T LCD_Location;LCDShowParameter LSP,LSP0,LSP1,LSP2,LSP3,LSP4,LSP5,LS

17、P6,LSP7,LSP8LCD_Size.width = 480;LCD_Size.height = 240;LCD_Location.StartX = 0;LCD_Location.StartY = 0;LCD_Location.EndX = 960;LCD_Location.EndY = 240;LSP.StartX = 12;LSP.StartY = 4;LSP.LibPlace = 0x400000;LSP.Color = 0x0;LSP.LetterChar = ast;LSP.LCDBuffer = BlackBoard;LSP0.StartX = 12;LSP0.StartY =

18、 4;LSP0.LibPlace = 0x400000;LSP0.Color = 0x07ff;LSP0.LetterChar = ast;LSP0.LCDBuffer = BlackBoard;LSP1.StartX = 5;LSP1.StartY = 4;LSP1.LibPlace = 0x400000;LSP1.Color = 0x07ff;LSP1.LetterChar = prmpt1;LSP1.LCDBuffer = BlackBoard;LSP2.StartX = 5;LSP2.StartY = 6;LSP2.LibPlace = 0x400000;LSP2.Color = 0x

19、07ff;LSP2.LetterChar = prmpt2;LSP2.LCDBuffer = BlackBoard;LSP3.StartX = 8;LSP3.StartY = 8;LSP3.LibPlace = 0x400000;LSP3.Color = 0x07ff;LSP3.LetterChar = prmpt3;LSP3.LCDBuffer = BlackBoard;LSP4.StartX = 8;LSP4.StartY = 8;LSP4.LibPlace = 0x400000;LSP4.Color = 0x07ff;LSP4.LetterChar = prmpt4;LSP4.LCDBu

20、ffer = BlackBoard;LSP5.StartX = 5;LSP5.StartY = 4;LSP5.LibPlace = 0x400000;LSP5.Color = 0x07ff;LSP5.LetterChar = prmpt5;LSP5.LCDBuffer = BlackBoard;LSP6.StartX = 8;LSP6.StartY = 8;LSP6.LibPlace = 0x400000;LSP6.Color = 0x07ff;LSP6.LetterChar = prmpt6;LSP6.LCDBuffer = BlackBoard;LSP7.StartX = 8;LSP7.S

21、tartY = 8;LSP7.LibPlace = 0x400000;LSP7.Color = 0x07ff;LSP7.LetterChar = prmpt7;LSP7.LCDBuffer = BlackBoard;LSP8.StartX = 4;LSP8.StartY = 8;LSP8.LibPlace = 0x400000;LSP8.Color = 0x07ff;LSP8.LetterChar = prmpt8;LSP8.LCDBuffer = BlackBoard;/*/USIInit();USIRead_ID();USIRead(0x0,2,pswSign);if(pswSign0=0

22、x20 && pswSign1=0x07) setFlg=1;LCDInit();LCDShow(LCD_Size, LCD_Location);LCDFIFOBufferSet(BlackBoard);LCDDisplayOn();KPIInit();EBILedInit();EBILedSet(0x00);if(!setFlg)LCDOutputShow(LSP1,6);LCDOutputShow(LSP2,6);while(!setFlg)if(keyFlg)keyFlg=0;if(keyValue=0x0e)if(np=6)if(reFlg)for(i=0;i<6

23、;i+)if(pswi!=psw2i) break;if(i<6)LCDOutputShow(LSP3,13);np=0;reFlg=0;LSP0.StartX = 12;LSP0.StartY = 4;LSP.StartX = 12;LSP.StartY = 6;LCDOutputShow(LSP,6);LSP.StartY = 4;LCDOutputShow(LSP,6);elseLSP.StartX = 5;LSP.StartY = 4;LCDOutputShow(LSP,14);LSP.StartX = 5;LSP.StartY = 6;LCDOutputShow(LSP,14)

24、;LSP.StartX = 8;LSP.StartY = 8;LCDOutputShow(LSP,14);LCDOutputShow(LSP4,7);Delay(1000000);USIWriteEnable();while(USICheckBusy();USISectorErease(0x10);USIWriteEnable();USIWrite(0x10,6,psw);Delay(100000);pswSign0=0x20;pswSign1=0x07;USIWriteEnable();USIWrite(0x0,2,pswSign);Delay(100000);setFlg=1;elsenp

25、=0;reFlg=1;LSP0.StartX = 12;LSP0.StartY = 6;LSP.StartY = 6;else if(keyValue=0x0f)if(np>0)np-;LSP0.StartX-;LSP.StartX=LSP0.StartX;LCDOutputShow(LSP,1);elseif(np=6) continue;if(reFlg) psw2np+=keyValue;else pswnp+=keyValue;LCDOutputShow(LSP0,1);LSP0.StartX +;USIRead(0x10,6,psw2);LSP.StartX = 8;LSP.StartY = 8;LCDOutputShow(LSP,14);LCDOutputShow(LSP5,6);np=0;LSP0.StartX = 12;LSP0.StartY = 4;LSP.StartY = 4;while(1)if(keyFlg)keyFlg=0;if(keyValue=0x0e)if(np=6)for(i=0;i<6;i+)if(pswi!=psw2i) break;if(i<6)LCDOutputShow(LSP6,11);np=0;LSP0.StartX = 12;LSP0.StartY = 4;L