ARM嵌入式軟硬件設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)報(bào)告.

1、ARM嵌入式軟硬件設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)報(bào)告無(wú)線電通訊班級(jí)：20937姓名：楊彥強(qiáng) 專業(yè)：計(jì)算機(jī)控制技術(shù)學(xué)號(hào)：090352指導(dǎo)老師：陳偉成都航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院2011年11月16日目錄 實(shí)訓(xùn)目地 實(shí)訓(xùn)要求 實(shí)訓(xùn)設(shè)備 模塊介紹 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與步驟 擴(kuò)展 實(shí)驗(yàn)分析與總結(jié)一、實(shí)訓(xùn)目地1、通過(guò)實(shí)訓(xùn)，使我們能夠進(jìn)一步的了解 制領(lǐng)域等STM32F103RB這款處理器。從基礎(chǔ)本功能到后面復(fù)雜的控2、通過(guò)對(duì)外圍的各個(gè)硬件模塊的搭建，和軟件的編寫(xiě)，使之能夠結(jié)合在一起，組成一個(gè)小型的嵌 入式系統(tǒng)3、通過(guò)實(shí)訓(xùn)，使我在原有的軟件基礎(chǔ)上有較高的提高，通過(guò)自己的創(chuàng)新，對(duì)外圍電路的了解，設(shè) 計(jì)岀在本模塊的基礎(chǔ)上，完善模塊的功能，改善原有程序的

2、不足。二、實(shí)訓(xùn)要求1、完成模塊的功能測(cè)試 2、在原有程序的基礎(chǔ)上改程序，根據(jù)自己的想法，修改相應(yīng)的程序，使之實(shí)現(xiàn)你想要的效果 3、在原有的功能模塊上面增添你想要的模塊，在實(shí)現(xiàn)原有功能的基礎(chǔ)上面，增加一些必要的模 塊，使其功能能夠得到完善 三、實(shí)訓(xùn)設(shè)備ALIENTEK MiniSTM32 開(kāi)發(fā)板（采用 Cortex-M3 內(nèi)核）無(wú)線電發(fā)射模塊（RF24I01模塊） 外圍閃光燈DSO 按鍵KY0、KY1 （用來(lái)設(shè)置兩塊開(kāi)發(fā)板的模式）TFTLCD液晶模塊存儲(chǔ)卡（2張） 模塊介紹NRF24L01無(wú)線模塊，采用的芯片是 NRF24L01，該芯片的主要特點(diǎn)如真正的 GFSK 單收發(fā)芯片，高校的 GFSK

3、調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)。增強(qiáng)型 ShockBurstTM自動(dòng)應(yīng)答及自動(dòng)重發(fā)功能 地址及CRC檢驗(yàn)功能可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)的通信地址控制 數(shù)據(jù)傳輸率1或2Mb ps亥芯片通過(guò)SPI與外部MCU通信，最大的SPI速度可以達(dá)到10Mhz。 125可選工作頻道，滿足多點(diǎn)通信和調(diào)頻通信的需要 2.4徒球開(kāi)放的ISM頻段，免許可證使用掉電0可接受5V電平的輸入 工作電壓1.93.6V （通常是3.3V） 可設(shè)置自動(dòng)應(yīng)答，確保數(shù)據(jù)可靠傳輸。nRF24L01無(wú)線收發(fā)器包括：頻率發(fā)生器 增強(qiáng)型SchockBurstTM模式控 制器功率放大器 晶體振蕩器 調(diào)制器解調(diào)器輸出功率頻道選擇和協(xié)議 的設(shè)置可以通過(guò)SPI接口進(jìn)行設(shè)置通過(guò)配

4、置寄存器可將示。nRF241L01配置為發(fā)射、接收、空閑及掉電四種工作模式，如表模式PWR UPPRIM RXCE接收模式發(fā)射模式發(fā)射模式待機(jī)模式2待機(jī)模式1（上電）1-0FIFO寄存器狀態(tài)數(shù)據(jù)在TXFIFO寄存器中停留在發(fā)送模 式，直至數(shù)據(jù)發(fā)送 完TX FIFO 為空無(wú)數(shù)據(jù)傳輸待機(jī)模式1主要用于降低電流損耗，在該模式下晶體振蕩器仍然是工作的 待機(jī)模式2則是在當(dāng)FIFO寄存器為空且CE=1時(shí)進(jìn)入此模式;待機(jī)模式下，所有配置字仍然保留，寄存器里面的數(shù)據(jù)保存在里面，不會(huì)丟失在掉電模式下電流損耗最小，同時(shí)nRF24L01也不工作，但其所有配置寄存器的值仍然保留在使用的時(shí)候電流消耗極低，當(dāng)工作在發(fā)射模

5、式下發(fā)射功率為6dBm時(shí)電流消耗為9.0mA接收模式時(shí)為12.3mA掉電模式和待機(jī)模式下電流消耗更低所以為了降低整個(gè)開(kāi)發(fā)板的功耗，我們?cè)诎l(fā)射和接收數(shù)據(jù)時(shí)，模塊的工作模式應(yīng)該在各個(gè)模式下轉(zhuǎn) 換。模塊的工作原理首先在發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，我們將n RF24L01配置為發(fā)射模式：接著把接收節(jié)點(diǎn)地址TX_ADDF和有效數(shù)據(jù)TX_PLD按照時(shí)序由SPI 口寫(xiě)入nRF24L01緩存區(qū)，TX_PLD必須在CSN為低時(shí)連續(xù)寫(xiě)入，而 TX_ADDF在發(fā)射時(shí)寫(xiě)入一次即可，然后CE置為高電平并保持至少10卩s，延遲130卩s后發(fā)射數(shù)據(jù)；若自動(dòng)應(yīng)答開(kāi)啟，那么n RF24L01在發(fā)射數(shù)據(jù)后立即進(jìn)入接收模式，接收應(yīng)答信號(hào)（自動(dòng)應(yīng)答

6、接收地址應(yīng)該與接收節(jié)點(diǎn)地址TX_ADDF一致）。如果收到應(yīng)答，則認(rèn)為此次通信成功，TX_DS置高，同時(shí)TX_PLD從 TX FIFO中清除；若未收到應(yīng)答，則自動(dòng)重新發(fā)射該數(shù)據(jù)（自動(dòng)重發(fā)已開(kāi)啟，若重發(fā)次數(shù)（ARC達(dá)到上限，MAX_RT置高，TX FIFO中數(shù)據(jù)保留以便在次重發(fā) ;MAX_RT或 TX_DS置高時(shí)，使 IRQ變低，產(chǎn)生中斷，通知MCU最后發(fā)射成功時(shí)，若CE為低則nRF24L01進(jìn)入空閑模式1;若發(fā)送堆棧中有數(shù)據(jù)且 CE為高，則進(jìn)入下一次發(fā)射 ；若發(fā)送堆棧中無(wú)數(shù)據(jù)且CE為高，則進(jìn)入空閑模式2。接收數(shù)據(jù)時(shí)，首先將nRF24L01配置為接收模式，接著延遲130 Q 進(jìn)入接收狀態(tài)等待數(shù)據(jù)的

7、到來(lái)。當(dāng)接收方檢測(cè)到有效的地址和CRC時(shí)，就將數(shù)據(jù)包存儲(chǔ)在 RX FIFO中，同時(shí)中斷標(biāo)志位RX_DR置 高，IRQ變低，產(chǎn)生中斷，通知 MCU去取數(shù)據(jù)。若此時(shí)自動(dòng)應(yīng)答開(kāi) 啟，接收方則同時(shí)進(jìn)入發(fā)射狀態(tài)回傳應(yīng)答信號(hào)。最后接收成功時(shí)，若 CE變低，則nRF24L01進(jìn)入空閑模式1。nRF24L01的配置寄存器共有25個(gè)，地址如下圖所示，我們可通過(guò) SPI 口進(jìn)行訪問(wèn)，通過(guò)配置寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)通訊功能地址（H）寄存器名稱功能00CONFIG設(shè)置24L01工作模式01EN AA設(shè)置接收通道及自動(dòng)應(yīng)答02EN RXADDR使能接收通道地址03SET UP AW設(shè)置地址寬度04SETUP RETR設(shè)置自動(dòng)重發(fā)

8、數(shù)據(jù)時(shí)間和次數(shù)07STATUS狀態(tài)寄存器，用來(lái)判定工作狀態(tài)0A0FRX ADDR P0P5設(shè)置接收通道地址10TX ADDR設(shè)置接收接點(diǎn)地址11-16RX PW P0P5設(shè)置接收通道的有效數(shù)據(jù)寬度TFTLCD液晶模塊TFT-LCD與無(wú)源TN-LCD、STN-LCD的簡(jiǎn)單矩陣不同，它在液晶顯示 屏的每一個(gè)象素上都設(shè)置有一個(gè)薄膜晶體管（TFT），可有效地克服非 選通時(shí)的串?dāng)_，使顯示液晶屏的靜態(tài)特性與掃描線數(shù)無(wú)關(guān)，因此大大 提高了圖像質(zhì)量。TFT-LCD也被叫做真彩液晶顯示器我們使用的是2.8寸的ALIENTEKTFTLCD模塊，該模塊采用的是顯尚光電的，DST2001PH TFTLCD，DST20

9、01 PH的控制器為ILI9320，采用26萬(wàn)色的TFTLCD屏，分辨率為320 240,采用16位的80并口。方便與外部鏈接，采用80并口，如果采用16位數(shù)據(jù)線, 速度太慢，用彩色就沒(méi)什么效果了，該模塊的有如下一些信號(hào)線：CS: TFTLCD片選信號(hào)。WR :向TFTLCD寫(xiě)入數(shù)據(jù)。RD :從TFTLCD讀取數(shù)據(jù)。D15:0 : 16位雙向數(shù)據(jù)線。RST:硬復(fù)位 TFTLCD 。RS:命令/數(shù)據(jù)標(biāo)志（0,讀寫(xiě)命令；1,讀寫(xiě)數(shù)據(jù)）。ILI9320的幾個(gè)重要命令R0,這個(gè)命令，有兩個(gè)功能，如果對(duì)它寫(xiě)，則最低位為OSC，用于開(kāi)啟或關(guān)閉振蕩器。而如果對(duì)它讀操作，則返回的是控制器的型號(hào)。這 個(gè)命令最大

10、的功能就是通過(guò)讀它可以得到控制器的型號(hào)，而我們代碼 在知道了控制器的型號(hào)之后，可以針對(duì)不同型號(hào)的控制器，進(jìn)行不同 的初始化R3,入口模式命令。我們重點(diǎn)關(guān)注的是 I/D0、I/D1、AM這3個(gè)位, 因?yàn)檫@3個(gè)位控制了屏幕的顯示方向。R7,顯示控制命令。該命令 CL位用來(lái)控制是8位彩色，還是26萬(wàn) 色。為0時(shí)26萬(wàn)色，為1時(shí)八位色。D1、D0、BASEE這三個(gè)位用來(lái) 控制顯示開(kāi)關(guān)與否的。當(dāng)全部設(shè)置為 1的時(shí)候開(kāi)啟顯示，全0是關(guān) 閉。我們一般通過(guò)該命令的設(shè)置來(lái)開(kāi)啟或關(guān)閉顯示器，以降低功耗。R32，R33，設(shè)置GRAM的行地址和列地址。R32用于設(shè)置列地址（X 坐標(biāo)，0-239），R3用于設(shè)置行地址（

11、Y坐標(biāo)，0319）。當(dāng)我們要在 某個(gè)指定點(diǎn)寫(xiě)入一個(gè)顏色的時(shí)候，先通過(guò)這兩個(gè)命令設(shè)置到改點(diǎn)，然 后寫(xiě)入顏色值就可以了。R34,寫(xiě)數(shù)據(jù)到GRAM命令，當(dāng)寫(xiě)入了這個(gè)命令之后，地址計(jì)數(shù)器才 會(huì)自動(dòng)的增加和減少。該命令是我們要介紹的這一組命令里面唯一的 單個(gè)操作的命令，只需要寫(xiě)入該值就可以了，其他的都是要先寫(xiě)入命 令編號(hào)，然后寫(xiě)入操作數(shù)。R80R83,行列GRAM地址位置設(shè)置。這幾個(gè)命令用于設(shè)定你顯示區(qū) 域的大小，我們整個(gè)屏的大小為 240*320，但是有時(shí)候我們只需要在其 中的一部分區(qū)域?qū)懭霐?shù)據(jù)，如果用先寫(xiě)坐標(biāo)，后寫(xiě)數(shù)據(jù)這樣的方式來(lái) 實(shí)現(xiàn)，則速度大打折扣。我們可以得出TFTLCD顯示需要的相關(guān)設(shè)置步驟

12、如下:1）設(shè)置STM32與TFTLCD模塊相連接的10。這一步，先將我們與TFTLCD模塊相連的I0 口設(shè)置為輸出，具體使用 哪些I0 口，這里需 要根據(jù)連接電路以及TFTLCD模塊的設(shè)置來(lái)確定。2）初始化TFTLCD模塊。其實(shí)這里就是上和上面 OLED模塊的初始化過(guò)程差不多。通過(guò)向TFTLCD寫(xiě)入一系列的設(shè)置，來(lái)啟動(dòng)TFTLCD的顯示。為后續(xù)顯示字符和數(shù)字做準(zhǔn)備。3）通過(guò)函數(shù)將字符和數(shù)字顯示到 TFTLCD模塊上。這里就是通過(guò)我們?cè)O(shè)計(jì)的程序，將要顯示的字符送到TFTLCD模塊就可以了，實(shí)訓(xùn)步驟1、首先將模塊與開(kāi)發(fā)板連接起來(lái)（RF24I01模塊、TFTLCD液晶模 塊）2、調(diào)出函數(shù)庫(kù)，調(diào)出通訊

13、實(shí)驗(yàn)的程序（在配置模塊的寄存器時(shí)，注意 地址）3、讀程序，配置無(wú)線模塊 RF24I01的寄存器，設(shè)置收發(fā)模式 4、找到模塊緩存，將自己需要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫(xiě)入緩存5、連接仿真器進(jìn)行調(diào)試 6、調(diào)試成功之后，將程序?qū)懭胩幚砥髦?7、在源程序的基礎(chǔ)上面創(chuàng)新，然后加入存儲(chǔ)卡模塊，實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳書(shū)功 能 備注：1、在連接液晶的時(shí)候，要看準(zhǔn)液晶引腳上面的標(biāo)號(hào)，要與開(kāi)發(fā) 板相連，不要連接錯(cuò)了。2、注意SPI的讀寫(xiě)時(shí)序圖，注意時(shí)間間隔和相應(yīng)的高低電平轉(zhuǎn)換 3、注意程序細(xì)節(jié)擴(kuò)展程序，擴(kuò)展功能1、在上面無(wú)線通訊的基礎(chǔ)上面，我們將觸摸板的功能加上去，我們只 是利用的是那個(gè)顯示屏的顯示功能，通過(guò)窗口轉(zhuǎn)換，開(kāi)始進(jìn)入選擇界 面，我們?cè)趦蓚€(gè)窗口之中選擇相應(yīng)的模式，在發(fā)送模式下，我們先將 寫(xiě)的數(shù)據(jù)直接發(fā)送過(guò)去，在另一個(gè)模塊上面直接顯示出來(lái)。2、上述功能只能局限于調(diào)試方面，我們?cè)趯?shí)際過(guò)程之中，數(shù)據(jù)需要有 一個(gè)緩存的地方，將我們先需要發(fā)送的內(nèi)容存儲(chǔ)起來(lái)，觸摸屏由觸摸 檢測(cè)部件和觸摸屏控制器組成；觸摸檢測(cè)部件安裝在顯示器屏幕前面，用 于檢測(cè)用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作 用是從觸摸點(diǎn)檢測(cè)裝置上接收觸摸信息，并將他轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再送給 CPU,它同時(shí)能接收CPU發(fā)來(lái)的命令并加以執(zhí)行，我將利用軟件，將觸 摸屏上面的字保存在寄存器中，然后將通過(guò)無(wú)線傳輸，傳送到另一個(gè) 處理器的緩存