ARM7實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)(a)1

1、ARM7實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書（LPC2103） (A)電氣與信息學(xué)院實(shí)驗(yàn)室20091111目錄前言 1SKD ARM7實(shí)驗(yàn)板簡介 1SKD ARM7(LPC2103)實(shí)驗(yàn)軟件界面 21 ARM7(LPC2103)硬件實(shí)驗(yàn) 311 流水燈實(shí)驗(yàn) 312 蜂鳴器 、繼電器 413 輸入輸出實(shí)驗(yàn) 514 定時(shí)器實(shí)驗(yàn) 615 外部中斷實(shí)驗(yàn) 816 數(shù)碼顯示器實(shí)驗(yàn) 1117 D/A轉(zhuǎn)換擴(kuò)展驗(yàn) 1218 A/D轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) 1419 I2C實(shí)驗(yàn) 37110 實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)驗(yàn) 40111 看門狗實(shí)驗(yàn) 44112 綜合實(shí)驗(yàn)（A/D + D/A + GPIO + 時(shí)間 + 日期 + 液晶（或數(shù)碼）實(shí)驗(yàn)1數(shù)碼管循環(huán)顯示實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>

2、的了解數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示原理，學(xué)會(huì)LPC2103通用I/O口的使用。二、實(shí)驗(yàn)及說明本實(shí)驗(yàn)中共接入了8個(gè)共陽八段數(shù)碼管（數(shù)碼管陽極連在一起），演示數(shù)碼管中的某一段點(diǎn)亮只需在對(duì)應(yīng)的位置寫入“0”即可。在這里74HC595實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)串并轉(zhuǎn)換的功能，試驗(yàn)中用到的兩片74HC595分別用于控制八個(gè)數(shù)碼管的位選和其中每個(gè)數(shù)碼管的段選。本實(shí)驗(yàn)循環(huán)顯示了十六進(jìn)制數(shù)碼“0F”。三、實(shí)驗(yàn)說明 四、 實(shí)驗(yàn)步驟4.1 實(shí)驗(yàn)連線段選控制芯片（U7：74HC595）時(shí)鐘控制端接LPC2103總線接口模塊的P0.4，數(shù)據(jù)輸入端接總線接口模塊的P0.6,選通端接跳線JP9。數(shù)據(jù)輸出端分別接數(shù)碼管段選端。位選控制芯片（U8：74H

3、C595）時(shí)鐘控制端接LPC2103總線接口模塊的P0.4，數(shù)據(jù)端接總線接口模塊的P0.7,選通端接跳線JP10。數(shù)據(jù)輸出端分別接數(shù)碼管位選端。JP9：左跳數(shù)碼管段選芯片（U7）片選有效，右跳液晶顯示EN有效。JP10：左跳數(shù)碼管位選芯片（U8）片選有效，右跳液晶顯示CS2有效。JP14：左跳數(shù)碼管段選、位選電源端（+3.3V）有效。JP15：左跳數(shù)碼管段選、位選芯片接地端（GND）有效。4.2 仿真器的設(shè)置：一般選用JTAG調(diào)試，若使用RelInFlash生成目標(biāo)時(shí)，編譯連接生成的目標(biāo)代碼會(huì)將芯片加密。此時(shí)調(diào)試無法繼續(xù)，須將硬件調(diào)成ISP模式進(jìn)行全片擦除。4.3 運(yùn)行程序：show.hex4

4、.4 接通電源，觀察實(shí)驗(yàn)板上數(shù)碼管的變化。實(shí)驗(yàn)2 按鍵輸入與數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)鍵盤工作原理，掌握數(shù)據(jù)輸入輸出的方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理矩陣鍵盤掃描原理：由處理器通過行線給某一行按鍵送入低電平信號(hào)，按鍵在未使用的情況下列線上拉高電平信號(hào)，處理器對(duì)行線輸出相連的I/O口進(jìn)行掃描，當(dāng)掃描到低電平信號(hào)時(shí)證明對(duì)應(yīng)的鍵被按下。本實(shí)驗(yàn)中采用的是2*8鍵盤，為了減少對(duì)處理器芯片I/O接口的直接引用，實(shí)驗(yàn)中使用了一片74HC595（U6）用來實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)串并轉(zhuǎn)換。三、實(shí)驗(yàn)原理圖四、實(shí)驗(yàn)步驟4.1 實(shí)驗(yàn)連線74HC595（U6）時(shí)鐘控制端接LPC2103總線接口模塊的P0.19,數(shù)據(jù)輸入端接總線接口模塊的

5、P0.20，選通端接總線接口模塊的P0.21。數(shù)據(jù)輸出端接按鍵行掃描輸入端。按鍵8根行線接74HC595的數(shù)據(jù)輸出端，2根列線分別接LPC2103總線接口模塊的P0.17,P0.18.同時(shí)在列線上接入+3.3V電源和上拉電阻以確保在沒有信號(hào)輸入的情況下列線給處理器送入的是高電平信號(hào)。4.2仿真器的設(shè)置：一般選用JTAG調(diào)試，若使用RelInFlash生成目標(biāo)時(shí)，編譯連接生成的目標(biāo)代碼會(huì)將芯片加密。此時(shí)調(diào)試無法繼續(xù)，須將硬件調(diào)成ISP模式進(jìn)行全片擦除。4.3 運(yùn)行程序：keytest.hex4.4 接通電源，按下按鍵并觀察實(shí)驗(yàn)板上數(shù)碼管的變化。實(shí)驗(yàn) 3. AD轉(zhuǎn)換、顯示實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私釲PC

6、2103內(nèi)置AD轉(zhuǎn)換芯片的使用方法及硬件連接方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及說明AD轉(zhuǎn)換器特性：10位逐次逼近式數(shù)模轉(zhuǎn)換器；測量范圍：03.3V10位轉(zhuǎn)換時(shí)間2.44us；一路或多路輸入的Rurst轉(zhuǎn)換模式；轉(zhuǎn)換觸發(fā)信號(hào)可選擇；輸入引腳的跳變或定時(shí)器的匹配；具有掉電模式 LPC2103內(nèi)置AD轉(zhuǎn)換器的使用主要通過對(duì)內(nèi)部寄存器的設(shè)置來實(shí)現(xiàn)。AD轉(zhuǎn)換器共包括12個(gè)寄存器分別用來控制AD轉(zhuǎn)換，讀取AD轉(zhuǎn)換的狀態(tài)，設(shè)置AD轉(zhuǎn)換的中斷方式，記錄不同AD轉(zhuǎn)換通道中的轉(zhuǎn)換結(jié)果。三、實(shí)驗(yàn)原理圖四、實(shí)驗(yàn)步驟4.1 實(shí)驗(yàn)連線將電位器中間抽頭接到LPC2103的模擬輸入通道口如：P0.22.4.2 仿真器的設(shè)置：一般選用JTA

7、G調(diào)試，若使用RelInFlash生成目標(biāo)時(shí)，編譯連接生成的目標(biāo)代碼會(huì)將芯片加密。此時(shí)調(diào)試無法繼續(xù)，須將硬件調(diào)成ISP模式進(jìn)行全片擦除。4.3 運(yùn)行程序：ad.hex4.4 接通電源，調(diào)節(jié)電位器并觀察實(shí)驗(yàn)板上數(shù)碼管的變化。實(shí)驗(yàn)4. 數(shù)碼管顯示時(shí)間和日期實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私釲PC2103內(nèi)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘使用方法及硬件連接方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及說明實(shí)時(shí)時(shí)鐘提供一套計(jì)數(shù)器無論系統(tǒng)處于何種狀態(tài)使得他都可以對(duì)時(shí)間進(jìn)行測量，它可由獨(dú)立的32.768kHZ振蕩器或基于VPB時(shí)鐘的可編程預(yù)分頻器來提供。實(shí)時(shí)時(shí)鐘的特性：測量保持日歷和時(shí)鐘的時(shí)間通路；超低功耗設(shè)計(jì)，支持電池供電系統(tǒng)；提供秒、分、小時(shí)、日、月、年和星期；

8、指定的32kHZ振蕩器或可編程VPB時(shí)鐘預(yù)分頻器；專用電源管腳可與電池或3.3V的電壓相連；LPC2103內(nèi)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘的使用主要通過內(nèi)部寄存器的設(shè)置來實(shí)現(xiàn)，共分為4個(gè)部分。在本實(shí)驗(yàn)中首先要對(duì)實(shí)時(shí)時(shí)鐘初始化，初始化時(shí)首先要設(shè)置預(yù)分頻器給實(shí)時(shí)時(shí)鐘提供基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，同時(shí)在時(shí)間計(jì)數(shù)器組中將設(shè)置初始時(shí)間，在本實(shí)驗(yàn)的時(shí)間顯示中為了將小時(shí)，分鐘，秒隔開，在數(shù)碼演示的3、5位顯示“”，同時(shí)讓“”一秒鐘每一次以提示秒值的到來。實(shí)時(shí)時(shí)鐘中的計(jì)數(shù)器遞增中斷寄存器可以用來幫助實(shí)現(xiàn)此功能。因此在初始化是要將此寄存器設(shè)置為秒值的增加產(chǎn)生一次中斷。實(shí)時(shí)時(shí)鐘初始化完成后通過完整時(shí)間寄存器0、完整時(shí)間寄存器1獲取所需要的時(shí)間值

9、。實(shí)驗(yàn)通過數(shù)碼管顯示了時(shí)間值，日期值。三、實(shí)驗(yàn)步驟3.1 實(shí)驗(yàn)連線本實(shí)驗(yàn)中的內(nèi)容完全由處理器內(nèi)置功能來完成，需要連線的地方僅是數(shù)碼顯示方面的，這部分在之前的實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)介紹過。3.2 仿真器的設(shè)置：一般選用JTAG調(diào)試，若使用RelInFlash生成目標(biāo)時(shí)，編譯連接生成的目標(biāo)代碼會(huì)將芯片加密。此時(shí)調(diào)試無法繼續(xù)，須將硬件調(diào)成ISP模式進(jìn)行全片擦除。3.3 運(yùn)行程序：data.hex，time.hex3.4 接通電源，觀察實(shí)驗(yàn)板上數(shù)碼管的變化。實(shí)驗(yàn)5. DA轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私釺LC5615的工作原理及使用方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及說明 TLC5615是帶有緩沖基準(zhǔn)輸入（高阻抗）的10位電壓輸出數(shù)字模

10、擬轉(zhuǎn)換器（DAC）。DAC具有基準(zhǔn)電壓兩倍的輸出電壓范圍，且DAC是單調(diào)變化的。器件使用簡單，用單5V電源工作。器件具有上電復(fù)位（power-on-reset）功能以確?？芍貜?fù)啟動(dòng)。 TLC5615的特點(diǎn)：在8引腳封裝內(nèi)10位CMOS電壓輸出DAC；5V單電源工作；3線串行接口；高阻抗基準(zhǔn)輸入；電壓輸出范圍基準(zhǔn)輸入電壓2倍；內(nèi)部上電復(fù)位；低功耗，1.21MHZ的更新率；在溫度范圍內(nèi)保持單調(diào)性； TLC5615在進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)，首先要將片選CS置為低電平，此時(shí)輸入數(shù)據(jù)可讀入16位移位寄存器，它由時(shí)鐘同步且最高有效位在前。SLCK輸入的上升沿把數(shù)據(jù)移入輸入寄存器。接著CS的上升沿把數(shù)據(jù)傳送至DAC

11、寄存器。當(dāng)CS為高電平時(shí)，輸入數(shù)據(jù)不能由時(shí)鐘同步送入輸入寄存器。所有CS跳變應(yīng)當(dāng)發(fā)生在SCLK輸入為低電平時(shí)。在此還有一點(diǎn)需要注意的是DAC輸入寄存器為12位寬的，因此我們?cè)谶M(jìn)行數(shù)據(jù)的讀入時(shí)，除了要讀入10位數(shù)據(jù)外，還應(yīng)在其后的低兩位寫入兩個(gè)數(shù)據(jù)0。本實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了將某一數(shù)字量變化為模擬量的功能。三、實(shí)驗(yàn)原理圖四、實(shí)驗(yàn)步驟 4.1 實(shí)驗(yàn)連線TLC5615模塊的時(shí)鐘端接CPU總線接口模塊的P0.25。TLC5615模塊的片選端接CPU總線接口模塊的P0.26。TLC5615模塊的數(shù)據(jù)輸入端接CPU總線接口模塊的P0.24。TLC5615模塊的數(shù)據(jù)輸出端接插針J2的3腳。4.2 仿真器的設(shè)置：一般選用

12、JTAG調(diào)試，若使用RelInFlash生成目標(biāo)時(shí)，編譯連接生成的目標(biāo)代碼會(huì)將芯片加密。此時(shí)調(diào)試無法繼續(xù)，須將硬件調(diào)成ISP模式進(jìn)行全片擦除。4.3 運(yùn)行程序：da.hex4.4 接通電源，用萬用表測插針J23腳的電壓，檢測是否與預(yù)定輸入值相符。實(shí)驗(yàn)使用說明：JTAG模式：使用JTAG調(diào)試程序時(shí)，需短接JP8（DBSEL引腳）。ISP模式：使用ISP下載程序時(shí)，上電前需短接JP7（拉低P0.14腳）。實(shí)驗(yàn)6. 蜂鳴器與繼電器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)習(xí)ARM7基本的GPIO口線定義及IO方向定義2.學(xué)習(xí)IO口線的基本操作3.學(xué)習(xí)使用IO口線控制蜂鳴器與繼電器二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容說明LPC2103具有兩個(gè)P

13、INSEL寄存器，PINSEL0和PINSEL1，它們都是32位寬度。PINSEL0和PINSEL1寄存器中的每兩個(gè)位控制著一個(gè)引腳的功能，所以一個(gè)引腳最多可以有4種不同的功能選擇。當(dāng)引腳選擇GPIO功能時(shí)，使用IODIR寄存器可以控制引腳的方向，該寄存器單獨(dú)控制每個(gè)I/O口的方向。三、實(shí)驗(yàn)原理圖四、實(shí)驗(yàn)步驟1.JP19短接、JP3短接（蜂鳴器實(shí)驗(yàn)）；JP20-DELAY、JP3短接（繼電器實(shí)驗(yàn)）2.ADS1.2中編寫源程序并調(diào)試，最后形成.hex3.燒寫.hex文件到實(shí)驗(yàn)板4.按復(fù)位鍵運(yùn)行實(shí)驗(yàn)7. 流水燈實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)習(xí)基本的IO口線定義及輸入輸出方向定義2.學(xué)習(xí)串并轉(zhuǎn)換器件HC59

14、5的使用方法3.學(xué)習(xí)用查詢方式讀IO口線上的開關(guān)量二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容說明ARM7的口線在使用前均要給出功能定義，有些功能還要給出方向的定義，本次實(shí)驗(yàn)中所用口線均被定義為基本的IO功能，其中P0.16方向?yàn)檩斎?，P0.4、P0.10、P0.12方向?yàn)檩敵?。HC595芯片有3個(gè)數(shù)據(jù)量輸入端，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換中分別用于片選(ST_CP)、數(shù)據(jù)輸入(DS)和時(shí)鐘產(chǎn)生(SH_CP);9個(gè)數(shù)據(jù)輸出端(Q0-Q7,Q7用于級(jí)聯(lián))；OE使能端；MR低點(diǎn)平時(shí)將移位寄存器的數(shù)據(jù)清零，通常將它接VCC。三、實(shí)驗(yàn)原理圖四、實(shí)驗(yàn)步驟1.開發(fā)板上JP11-LED、JP12-LED、JP13-LED、JP3短接2.ADS1.2中編寫源

15、程序并調(diào)試，最后形成.hex3.燒寫.hex文件到實(shí)驗(yàn)板4.按復(fù)位鍵運(yùn)行實(shí)驗(yàn)8. 中斷實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)習(xí)向量中斷控制寄存器的設(shè)置方法2. 學(xué)習(xí)使用外部中斷源引起中斷3.學(xué)習(xí)定時(shí)器中斷二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容說明ARM7的中斷方式很多，有32個(gè)中斷請(qǐng)求輸入，16個(gè)向量IRQ中斷。外部中斷有三個(gè)EINT0(P0.16)、EINT1(P0.15)、EINT2(P0.14)，還有四個(gè)定時(shí)器可以引起中斷。中斷的觸發(fā)方式也很多，可以使用外部中斷模式寄存器(EXTMODE)和外部中斷極性寄存器(EXTPOLAR)相結(jié)合來確定觸發(fā)方式。本次試驗(yàn)使用按鍵觸發(fā)外部中斷，進(jìn)而控制LED的點(diǎn)亮與熄滅；設(shè)置定時(shí)計(jì)數(shù)器，0.5

16、s定時(shí)產(chǎn)生中斷控制LED的點(diǎn)亮與熄滅。三、實(shí)驗(yàn)原理圖四、實(shí)驗(yàn)步驟1.JP3短接、LED4-1中P0.17短接(定時(shí)器中斷只要求P0.17短接)2.ADS1.2中編寫源程序并調(diào)試，最后形成.hex3.燒寫.hex文件到實(shí)驗(yàn)板4.按復(fù)位鍵運(yùn)行綜合實(shí)驗(yàn) 按鍵掃描 LCD12864顯示 D/A A/D一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.學(xué)習(xí)使用HC595構(gòu)建掃描鍵盤2.學(xué)習(xí)LCD12864的讀寫操作，將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果在屏上顯示3.學(xué)習(xí)使用ARM7內(nèi)部A/D，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的采樣4.學(xué)習(xí)使用D/A，將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果再轉(zhuǎn)換為模擬量二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容說明通常情況下構(gòu)建4X4鍵盤需要8條IO線，使用HC595可以在口線占用率較低（5條）的情況下構(gòu)建4X4鍵盤。LCD12864是由128列，64行構(gòu)成的液晶顯示模塊，可以通過IO口線對(duì)其進(jìn)行讀寫操作。ARM7內(nèi)部有八路A/