嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告任務(wù)書三

-.z?嵌入式系統(tǒng)?課程設(shè)計(jì)任務(wù)書三2011-2012學(xué)年第一學(xué)期理工科軟件機(jī)電專業(yè)適用一、目的?嵌入式系統(tǒng)?課程設(shè)計(jì)為學(xué)生提供了一個(gè)理論與實(shí)踐相結(jié)合的時(shí)機(jī)。既鍛煉了學(xué)生動(dòng)手能力，又會(huì)加深理解學(xué)生在課堂所學(xué)習(xí)的理論知識(shí)。通過課程設(shè)計(jì)可以將課本上的理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用有機(jī)的結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生又動(dòng)腦，又動(dòng)手，獨(dú)立思考分析問題的能力，提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的綜合素質(zhì)。?嵌入式系統(tǒng)?課程設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是：〔1〕掌握構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)的根本技能；〔2〕具備根本嵌入式系統(tǒng)下C語言編程能力、嵌入式操作系統(tǒng)根本調(diào)試的能力；〔3〕了解應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)一套嵌入式系統(tǒng)設(shè)備的方法。二、設(shè)計(jì)題目基于ARM的滾屏LED廣告牌開發(fā)三、設(shè)計(jì)原理1、點(diǎn)陣LED屏硬件原理EMBEST實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)了一個(gè)16×16的點(diǎn)陣屏。點(diǎn)陣屏由發(fā)光LED矩陣塊組成。16×16點(diǎn)陣屏即屏上有16×16個(gè)LED發(fā)光二極管，每個(gè)發(fā)光二極管可理解為一個(gè)像素點(diǎn)，它們被按著行與列的形式整齊地排列，通過控制每個(gè)LED〔像素點(diǎn)〕的亮滅，點(diǎn)陣屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形。本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的點(diǎn)陣屏電路如下列圖：圖1點(diǎn)陣屏的行掃描信號(hào)圖2點(diǎn)陣屏的列掃描信號(hào)圖3點(diǎn)陣屏的行驅(qū)動(dòng)信號(hào)圖4點(diǎn)陣屏的接口電路本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)使用的16×16點(diǎn)陣屏上，每一行16個(gè)LED，它們采用共陽極的接法；每一列16個(gè)LED，它們采用共陰極的接法。如上圖4中，QL1～QL16是點(diǎn)陣屏的行驅(qū)動(dòng)信號(hào)，每一個(gè)信號(hào)控制一行；LR1～LR16是點(diǎn)陣屏的列驅(qū)動(dòng)信號(hào)，每一個(gè)信號(hào)控制一列。故通過利用相應(yīng)行線輸出高電平，相應(yīng)列線輸出低電平，就可以點(diǎn)亮點(diǎn)陣屏上相應(yīng)的LED。如果按著一定的控制或掃描方法，就可以實(shí)現(xiàn)漢字、圖形的顯示。為了能夠穩(wěn)定地控制點(diǎn)陣屏的顯示，本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用了CD4094作為行線和列線掃描信號(hào)的控制芯片。CD4094芯片簡單來說就是一串入并出的功能，將CPU的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為并行數(shù)據(jù)輸出。如上圖1與圖2，行〔列〕掃描信號(hào)分別采用了兩片CD4094級(jí)連的方式來構(gòu)成，第一片的數(shù)據(jù)溢出信號(hào)LQS連接到第二片的串行數(shù)據(jù)輸入口。在圖1中，當(dāng)CPU通過DATA引腳串行輸入16位的行掃描信號(hào)時(shí)，第一片CD4094〔標(biāo)號(hào)U1101〕存儲(chǔ)先輸入的8位數(shù)據(jù)，后輸入的8位數(shù)據(jù)通過引腳LQS溢出，然后輸入并存儲(chǔ)到第二片CD4094〔標(biāo)號(hào)U1102〕。CLK信號(hào)是時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)時(shí)鐘信號(hào)為高電平時(shí)，CD4094允許串行輸入的數(shù)據(jù)發(fā)生變化。LL1～LL8是并行輸出信號(hào)。LOE為全局輸出使能信號(hào)，當(dāng)LOE輸入高電平時(shí)，CD4094上鎖存的并行數(shù)據(jù)全部輸出。列線掃描信號(hào)也是同樣的方式，如圖2。在圖3與圖4中，行線掃描信號(hào)LL1～LL16分別外接電阻〔限流〕后接至NPN型三極管，最后引出行線驅(qū)動(dòng)信號(hào)QL1～QL16。三極管提高了行線輸出信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力。在圖4中，如果RQ*〔*為1～16的整數(shù)〕輸出低電平，則相應(yīng)的三極管導(dǎo)通，行驅(qū)動(dòng)信號(hào)QL*〔*為1～16的整數(shù)〕將輸出高電平。2.軟件設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)要求編寫點(diǎn)陣屏驅(qū)動(dòng)程序以及點(diǎn)陣屏應(yīng)用程序。驅(qū)動(dòng)程序要**現(xiàn)字符、圖形顯示；應(yīng)用程序可以調(diào)用驅(qū)動(dòng)接口，在點(diǎn)陣屏中顯示字符與圖形。要在點(diǎn)陣屏上顯示字符、圖形，只需要按照字符/圖形的編碼，點(diǎn)亮矩陣屏上相應(yīng)的LED即可。在本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，矩陣屏為16×16點(diǎn)陣，每屏顯示兩個(gè)字符，只需要把16×8點(diǎn)陣的字庫碼送到可容納兩個(gè)字符字庫碼〔2×16字節(jié)〕的顯示緩沖區(qū)，然后根據(jù)顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容控制點(diǎn)陣屏上LED燈的亮滅。字庫碼說明了顯示*個(gè)字符時(shí)點(diǎn)陣屏上的LED的亮滅布局，每一個(gè)LED燈的狀態(tài)用一位二進(jìn)制表示，1表示該LED亮，0表示該LED滅，對于16×8點(diǎn)陣的字庫碼，每個(gè)字符的字庫碼所占用的存儲(chǔ)容量為16*8/8=16Byte。在點(diǎn)陣屏顯示驅(qū)動(dòng)程序中，開辟一個(gè)顯示緩沖區(qū)用來承受字庫碼，〔字庫碼是由應(yīng)用程序傳遞過來的〕，然后采用動(dòng)態(tài)掃描的方法來實(shí)現(xiàn)字符、圖形的顯示。每次掃描一行，這樣依次循環(huán)掃描16行，經(jīng)過一定的延時(shí)處理，就可以實(shí)現(xiàn)字符、圖片的靜態(tài)顯示。為了實(shí)現(xiàn)字符和圖片的動(dòng)態(tài)流動(dòng)顯示，還需要一個(gè)大小為可容納3個(gè)字符字庫碼〔3×16字節(jié)〕的緩沖區(qū)，該緩沖區(qū)中每次保存3個(gè)字符的字庫碼。在顯示過程中，為了到達(dá)流動(dòng)效果，每次將該緩沖區(qū)中的前兩個(gè)字符字庫碼的各字節(jié)左移i位與其后第16字節(jié)右移8-i位相或的結(jié)果復(fù)制到顯示緩沖區(qū)中顯示，直到第一個(gè)字符完全移出、第三個(gè)字符完全移入時(shí)，更新緩沖區(qū)。如此循環(huán)即可實(shí)現(xiàn)字符的流動(dòng)顯示。在顯示時(shí)，根據(jù)字庫碼，對點(diǎn)陣屏逐行動(dòng)態(tài)掃描。掃描時(shí)，行線的數(shù)據(jù)與列線的數(shù)據(jù)都通過CD4094鎖存起來，然后經(jīng)過片選使能再同時(shí)輸出。在本設(shè)計(jì)中，使用到的通用端口有GPIOB4/5，GPIOC0/7，GPIOD10，GPIOG8，因此對它們的工作模式應(yīng)配置為輸出模式。四、設(shè)計(jì)要求〔1〕分析矩陣LED屏模塊硬件原理圖，了解矩陣LED屏塊根本的構(gòu)成及其硬件電路的根本工作原理?！?〕使用ULINK2仿真器連接EmbestEduKit-IV實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上使用Keil軟件編寫矩陣LED屏模塊的驅(qū)動(dòng)程序并調(diào)試，使得矩陣LED屏模塊可以正常工作運(yùn)行?！沧ⅲ捍a要求條理清晰，并在主要程序代碼局部添加注釋說明〕〔3〕編寫相應(yīng)的嵌入式程序，要**現(xiàn)在EMBEST開發(fā)箱矩陣LED屏左滾屏、右滾屏顯示廣告內(nèi)容信息的子程序?！?〕按下開發(fā)箱上KEY1，開發(fā)箱ADC0通道的轉(zhuǎn)換數(shù)值滾屏顯示在LED廣告屏上，按下開發(fā)箱上KEY2，LED廣告屏滾屏顯示自己名字的拼音。五、課程設(shè)計(jì)進(jìn)度表〔17周〕序號(hào)階段內(nèi)容所需時(shí)間1任務(wù)分析、需求分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)17周〔周一〕2系統(tǒng)調(diào)試及報(bào)告撰寫17周〔周二—周四〕3提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告〔電子版和打印版〕17周〔周五之前〕合計(jì)1周六、考核評(píng)估1．課程設(shè)計(jì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定項(xiàng)目評(píng)分成績1．選題合理，目的明確20分2．實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建合理，MDK代碼成功調(diào)試，嵌入式開發(fā)箱演示正常無誤，程序代碼到達(dá)設(shè)計(jì)要求。40分3．軟件設(shè)計(jì)的總體思想、模塊圖、流程圖，代碼準(zhǔn)確無誤。20分4．設(shè)計(jì)報(bào)告的規(guī)*化、內(nèi)容充實(shí)、參考文獻(xiàn)充分。20分總分100分2．課程設(shè)計(jì)報(bào)告要求：〔1〕不少于25頁，電子稿及打印稿〔A4〕?！沧ⅲ弘娮痈逭?jiān)?7周周五前發(fā)送至電子6559603qq.，打印稿統(tǒng)一交至機(jī)電系辦公室〕〔2〕主要內(nèi)容及裝訂順序：封面〔統(tǒng)一提供〕、目錄、正文、參考文獻(xiàn)、附錄：嵌入式開發(fā)設(shè)計(jì)主要程序源代碼。〔注：附錄為課程設(shè)計(jì)報(bào)告樣稿〕〔3〕正文局部應(yīng)該包括：需求分析；總體設(shè)計(jì)；詳細(xì)設(shè)計(jì)；系統(tǒng)測試；系統(tǒng)的缺乏及需改良的局部等?！?〕設(shè)計(jì)報(bào)告嚴(yán)禁抄襲，否則按不及格論。?嵌入式系統(tǒng)?課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目系、部：學(xué)生**：指導(dǎo)教師：專業(yè)：班級(jí)：完成時(shí)間：目錄〔3號(hào)，黑體，居中〕〔空1行，以小4號(hào)黑體設(shè)置字體及大小，行間距22、字間距標(biāo)準(zhǔn)〕1******…………1.1******………………………1.2******………………………┇2******…………2.1******………………………2.2******………………………┇參考文獻(xiàn)………………附錄……………………第一章××××〔3號(hào)，黑體，居中，行距30〕〔標(biāo)題下空一行〕1.1******〔小3號(hào)，黑體，左起，行距30〕1.1.1******〔4號(hào)，黑體，左起，行距26〕〔1〕******〔小4號(hào)，黑體，左起，行距20〕正文：空4格左起以小四號(hào)宋體打印正文，行距20。圖：圖題采用中文，中文字體為五號(hào)黑體。引用圖應(yīng)在圖題右上角標(biāo)出文獻(xiàn)來源。圖號(hào)以章為單位順序編號(hào)。圖1.1×××××〔五號(hào)黑體〕圖1.2×××××表格：按章順序編號(hào)，表內(nèi)必須按規(guī)定的符號(hào)標(biāo)注單位。表1.1×××××(五號(hào)黑體)公式：公式書寫應(yīng)在文中另起一行，居中排列。公式序號(hào)按章順序編號(hào)。S=ab………………1.1V=abh………………1.2參考文獻(xiàn)〔三號(hào)、黑體、居中〕〔標(biāo)題下空一行，以小四號(hào)宋體打印參考文獻(xiàn)。行距20〕參考文獻(xiàn)格式例如：1專著著錄格式［序號(hào)］著者.書名［Ｍ］.版本(第一版不寫).出版地：出版者，出版年.起止頁碼例:［１］*家廣，楊長青.計(jì)算機(jī)圖形學(xué)［Ｍ］.：清華大學(xué)，1995.26~28SunJiaguang,YangChangqing.putergraphics［Ｍ］.Beijing:TsinghuaUniversity例:［2］SkolinkMI.Radarhandbook［Ｍ］.NewYork:McGraw-Hill,19902期刊著錄格式［序號(hào)］作者.題名［J］.刊名，出版年份，卷號(hào)(期號(hào))：起止頁碼例:［3］李旭東，宗光華，畢樹生，等.生物工程微操作機(jī)器人視覺系統(tǒng)的研究［Ｊ］.航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，28(3)：249～252Li*udong,ZongGuanghua,BiShusheng,etal.Researchonglobalvisionsystemforbioengineering-orientedmicromanipulationrobotsystem［Ｊ］.JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,2002,28(3):249～252(inChinese)3論文集著錄格式［序號(hào)］作者.題名［A］.見(英文用In)：主編.論文集名［C］.出版地：出版者，出版年.起止頁碼例:［４］*佐光，*曉宏，仲偉虹，等.多相混雜纖維復(fù)合材料拉伸行為分析［Ａ］．見：*為民編.第九屆全國復(fù)合材料學(xué)術(shù)會(huì)議論文集(下冊)［Ｃ］．：世界圖書出版公司，1996.410～416例:［５］OdoniAR.Theflowmanagementprobleminairtrafficcontrol［Ａ］.In:OdoniAR,SzegoG,eds.FlowControlofCongestedNetworks［Ｃ］.Berlin:Springer-Verlag,1987.269～2984學(xué)位論文著錄格式［序號(hào)］作者.題名［D］.保存地點(diǎn)：保存單位，年例:［6］金宏.導(dǎo)航系統(tǒng)的精度及容錯(cuò)性能的研究［Ｄ］.：航空航天大學(xué)自動(dòng)控制系，19985科技報(bào)告著錄格式［序號(hào)］作者.題名［Ｒ］.報(bào)告題名及編號(hào)，出版年例:［７］KyungmoonNho.Automaticlandingsystemdesignusingfuzzylogic[R].AIAA-98-4484,19986國際或國家標(biāo)準(zhǔn)著錄格式[序號(hào)]標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)名稱［S］例:［8］GB/T16159－1996，漢語拼音正詞法根本規(guī)則［S］7專利著錄格式［序號(hào)］專利所有者.專利題名［Ｐ］.專利國別：專利號(hào)，出版日期例:［9］姜錫洲.一種溫?zé)嵬夥笏幹苽浞桨福郏校荩袊鴮＠?81056073，1989-07-068電子文獻(xiàn)著錄格式［序號(hào)］作者.題名［電子文獻(xiàn)/載體類型標(biāo)識(shí)］.電子文獻(xiàn)的出處或可獲得地址，發(fā)表或更新日期/引用日期例:［10］王明亮.關(guān)于中國學(xué)術(shù)期刊標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)系統(tǒng)工程的進(jìn)展［EB/OL］．../pub/wm1.t*t/980810-2.html,1998-08-16/1998-10-04說明：①參考文獻(xiàn)應(yīng)是公開出版物，按在論著中出現(xiàn)的先后用阿拉伯?dāng)?shù)字連續(xù)排序.②參考文獻(xiàn)中外國人名書寫時(shí)一律姓前，名后，姓用全稱，名可縮寫為首字母(大寫)，不加縮寫點(diǎn)(見例2).③參考文獻(xiàn)中作者為3人或少于3人應(yīng)全部列出，3人以上只列出前3人，后加“等〞或“eta