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嵌入式系统原理与应用实验报告专业班级：物联1301姓名：齐亨学号：13516110组员：齐亨实验日期：2016年4月19日实验名称：KL25入门实验一、实验目的1、熟悉FRDM-KL25开发板的硬件环境，掌握其使用方法及调试方式。2、掌握K i n e t i s D e s i g n S t u d io （以下简称K D S）开发环境 的使用。3、以G P I O为例，理解底层驱动的含义与编程方法。二、实验设备微型计算机，F R D M-K L 2 5开发板，M i c r o U S B线。二、实验内容1、按附录1的内容导入第一个样例工程，运行程序，掌握F R D M-K L 2 5的 硬件构成和使用方法，K D S的使用和调试方法。2、观察小灯闪烁，调整延时的长短，观察小灯的变化。3、根据电路图，修改程序，加入另外两个小灯的控制程序，使R G B小灯交替 闪烁。三、实验过程1、如图所示，将M i c r o U S B线缆连接到F R D M-K L 2 5实验板的S D A 口，另一头接入P C的任意U S B 口。一般会自动安装驱动，如果没有，请运行C:F r e e s c a l eK D S_v 3p e m i c r o 目录底下 P E D r i v e r s_i n s t a l l 文件。2、打开PC的设备管理器（计算机上右键一属性，弹出窗口左侧，设备管理器）， 连接正常的话能看到下图的两个红框里的信息。荷 Import.txporc.j e c t s in g P r o幻 Refresh r 0 j eJ E Generall_' Existing Projects into WorkspaceSelect an import type filter textt.（或者在P在点击F印*专菜单下拉选择） Flash from file.弹出的对话框中展开G e n e r a l,选择E n t o W o r k s p a c e，点击 N e x t_lllmpo"7目 Preferences& C/C+ +9 Component Development Environment& CVS& GitInstall弹出的对话框中选择B r o w s e r，选择实验1的工程文件夹，如果保留原工 程，可以勾上下方的C o p y P r o j e c t i n t o W o r k s p a c e，这样可以把整个 工程拷贝到环境的工作文件夹底下。接着点击F i n i s h，就完成了整个工程的导入。响2 ImportL=dW Se-le-ct root dire-ctory:C;Usffrs!5iriueworkspace-.kdsKL25_L 守Hr i;S-ff-le-ct archive file-;rBrowse*ii.i.Import Proj anct：&Se-lect si directory to wrcH for existing Eclipse projects.Proje-c-tfi：|vl KL2 5_Li 9 ht_5impl& C;U se»rS-= i ri u aXworkspa w s kd sKL2 5_Li 日Select AllDeselfr&t AllRe-fre-shfft调试工程新建调试文件，把程序下载到板子上前，需要根据使用的调试硬件建立调试文件， 能下破程序。下面介绍F * D M-K L 2 5板子自带O p e n试文件的建立方法。'F或” H出5心点击KI D S 的虫子（D念力u甘按钮）右侧的倒三角，下拉选择Dn f i g u r a t i o n s.S D A调试器的调ing 5(no launch history)J弹出的g,在上面点击. . Debug Configurations.日内Reen>? Debug Configurations-选择e w,新建一个配置Create, manageF and run configurationstype filter textC/C + + ApplicationC/C + + Attach to ApplicationC/C + + Postmortem DebuggerC/C + + Remote ApplicationGDB Hardware DebuggingGDB Open CCD Debugging回 uDHEMicnntenacDeDuggin前 Launch GrouphNewXDuplicateDeleteConfigure launch settings from this d j - Press the 'New1 button to create 追 -Press the 'Duplicate' button to c M Press the 'Delete' buttonto rerr 莹-Press the 'Filter' button to confij-Edit or view an existing configuiConfigure launch perspective settings可以看到右侧会出现该配置的相应选择，Name中的配置名称默认工程的名称， 可以自己更换。选择D e b u g g e选项卡，在I n t e r f a c枢中下拉， 选择最后一项 O p e n S D AE m b e d d e d D e b u g - U S B P o r t,在 连接到板子的情况下，P o r t后面的对话框里会自动检测到相应的端口和I D。（没有连接的可连接后点击旁边的R e f r e s h）L-iJ U最后完成的配置如下图所示'< Debug ConfigurationsCreate, manage, and run configurationsPlugin has not been registered. Some functionality may not be available.type filter text固 C/C+ Application固 C/C+ Attach to Application固 C/C+ Postmortem Debugger固 C/C+ Remote Application回 GDB Hardware Debugging回 GDB OpenOCD Debugging回 GDB PE Micro Interface Debugging国 Main苏 Debuggerli> StartupU Sourcen CommonSoftware RegistrationName: KL25.Register nowPlease register your software to remove this message.国 KL25_Light_Simple DebugPEMicro Interface SettingsInterface:OpenSDA Embedded Debug - USB PortCompatible HardwareGDB SEGGER J-Link DebuggingA Launch GroupPort:USB1 - OpenSDA (62D90E60)Select DeviceVendor: NXPFamily: KL2xTarget: KL25Z128M4Core:MO|l Specify IP Specify Network Card IPAdditional OptionsI I Mass erase on connect 园 Use SWD protocolAdvanced OptionsHardware Interface Power Control (Voltage > Power-Out Jack)是各主要窗口及功能按钮的介绍。外设寄存器窗口设置，K D S的片内外设寄存器窗口是通过插件的形式实现的， 3.0后版本默认集成该插件，但需要自己选择芯片型号才能生效。点击选中Emb s y s R e gi s t e r s窗口，点击右侧的黑色扳手图标，弹出的窗口中选择 M L 2 5 Z 4,点O K返回，就可以看到各种片内外设的寄存器了。皿 Arch: SVD(CMSIS) Vendor: Freescale RegisterChip: MKL25Z4HexBoard: none BinResetAcce. AddressDescription> 0 FTFA_Fl a sh Confi gFlash configuration field> & DMADMA Controller> & FTFAFlash Memory Interface> 0 DMAMUXDMA channel multiplexor> & PITPeriodic Interrupt Timer> 0 TPMTimer/PWM ModuleA匚ADCAn a log-to-Digital Converter> 0 RTCSecure Real Time ClockA G DAC12-Bit Digita 1 -to- Ana 1 og Convert> 0 LPTMRLow Power Timer> &TSITouch sense input饮)=Variables % Breakpoints J1J1 Registers 二二 EmbSys Registers S3 Peripherals 富 Modules工作空间文件系统QKCancelWorkspace.File system.为了工程文件能够在其它电脑还能使用，最好采用相对路径或工作空间（前提是 工程要放在工作空间目录下）的路径。下面是相对路径的写法。$（Pro jDir P a t h就是当前工程对应的文件夹。2、主要代码段及解释/说明见工程文件夹下的Doc文件夹内Readme.txt文件/=#include "includes.h"/包含总头文件int main(void)/1.声明主函数使用的变量uint_32 mRuncount;/主循环计数器/2.关总中断DISABLE_INTERRUPTS;/3.初始化外设模块/GPIO基本编程步骤：/(1)计算给出PORTB9的引脚控制寄存器地址/PORTB端口的引脚控制寄存器基地址为0x4004A000u (后缀u表示无符号数)volatile uint_32 *portB_ptr = (uint_32*)0x4004A000u;/PORTB9的引脚控制寄存器地址=基地址+偏移量volatile uint_32 *portB_PCR_9 = portB_ptr + 9;/(2)计算给出PORTB的数据方向寄存器、输出反转寄存器地址/PORTB端口(作为GPIO功能)的基地址为0x400FF040uvolatile uint_32 *gpioB_ptr = (uint_32*)0x400FF040u;/PORTB的数据方向寄存器地址=基地址+偏移量volatile uint_32 *portB_PDDR=gpioB_ptr+5;/PORTB的输出寄存器地址=基地址+偏移量volatile uint_32 *portB_PDO=gpioB_ptr+0;/PORTB的输出反转寄存器地址=基地址+偏移量 volatile uint_32 *portB_PTOR=gpioB_ptr+3;/(3)设置PORTB9引脚为GPIO引脚，即令相应引脚控制寄存器的10-8位/(MUX)字段为 001/*portB_PCR_9=0x00000100;*portB_PCR_9=0b00000000000000000000000100000000;/(4)通过PORTB的输出寄存器(给蓝色小灯的寄存器)赋初值1，保证定义为输出时为 暗*portB_PDO |= (1<<9);/(5)通过PORTB的方向寄存器，定义PORTB9引脚输出*portB_PDDR |= (1<<9);/(6)通过PORTB的输出寄存器给蓝色小灯赋初值(0-亮)/ (以下供单步调试观察)*portB_PDO &=(1<<9);/亮*portB_PDO |=(1<<9);/暗*portB_PDO &=(1<<9);/亮*portB_PDO |=(1<<9);/暗/4.给有关变量赋初值mRuncount=0;/主循环计数器/5 .使能模块中断/6.开总中断ENABLE_INTERRUPTS;for(;)运行指示灯(红灯)闪烁mRuncount+;if (mRuncount>=5) /单步调试用，若直接运行，比较的数可以是一个大数，如 556677mRuncount=0;*portB_PTOR|= (1<<9); /PTB9 (蓝灯)取反/以下加入用户程序 /end_for/主循环结束return 0;五、实验问答1、FRDM-KL25开发板有哪些主要元器件？答：单片机插座晶振电容复位电路面包板插针 以及下载线。2、FRDM-KL25是使用何种调试接口进行调试的？答：Debug调试。六、实验小结通过本次实验，我深刻了解了 FRDM-KL25开发板的硬件环境，并且掌握了该开发板的使用方法和调试方式，熟悉了编写该程序所用的C语言代码。实验二：GPIO实验一. 实验目的1. 掌握$的工程文件组织框架2. 掌握GPIO基本编程步骤3. 掌握使用结构化开发底层驱动的方法4. 了解KDS链接文件二. 实验设备微型计算机,FRDM-KL25开发板，Micro USB线三. 实验步骤硬件：嵌入式实验平台一套、仿真器一个、机一台。软件：Windows 98/2000/NT/X操作系统、仿真器驱动程序ADS开发软件一套空制嵌入式实验 箱上的LED轮流点亮。三、概要设计S3CRRB0X芯片上共有71个多功能/O引脚，他们分别为组I/O端口：2个9位I/O端口（端口E和F）2个8位I/O端口（端口D和G）1个16位I/O端口（端口C）1个10位I/O端口（端口A）1个11位I/O端口（端口B）每组端口都可以通过软件配置寄存器来满足不同系统合设计的需要。在运行主程序之前，必须 先对每一个用到的引脚的功能进行设置果某些引脚的附庸功能没有使那,么可以先将该引脚设 置为I/O 口。S3C44B0X芯片与端口相关的寄存器：（1）端口控制寄存器PCONAG：在S3C44B0X芯片中，大部分引脚是使用多路复用的， 所以要确定每个引脚的功能PCONn （端口控制寄存器）能够定义引脚功能果PG0PG7作为 掉电模式下的唤醒信号，那么这些端口必须配置成中断模式。（2）端口数据寄存器PDAIA-G）:如果端口定义为输出口那么输出数据可以写JPDATn中 相应的位；如果端口定义为输入口，那么输入数据可以从n相应的位中读入。（3）端口上拉寄存器PUPCG：通过配置端口上拉寄存器可以使该组端口与上拉电阻连 接或断开。当寄存器中相应位配置渐，该引脚接上拉寄存器；当寄存器中相应位配置为该引脚不接上拉电阻。（4）外部中断寄存器EXTINT）通过不同的信号方式可以折外部中断被请求EXTINT 寄存器可以根据外部中断的需求，中断触发信号配置为低电平触发，电平触发，下降沿触发，上 升沿触发和边沿触发几种方式。四、详细设计1 .启ADS1.2使用ARM Execuatable Imag工程模板新建一个工程2 .添加两个组NC和SRC;3 .将INC文件夹下所有文件添加到组C中；4 .5 .6 .7 .8 .9 .将SRC文件夹下所有文件添加到组RC中；建立源文件est5.C编写实验程序，添加到工程中 编译链接选项的设置同前面实验编译链接工程，点击ebug按钮，启动AXD进行调试 连续点击step in按钮，单步运行程序。理解并掌握本实验原理及程序。五、调试过程，设计技巧及体会个LED灯依次实现：全部熄灭后，再全部点亮，依次逐个点亮， 依次逐个叠加依次逐个递减两个靠拢后分开从两边叠加后递减蜂鸣器定时嚣.5s定时，实现 蜂鸣器每隔s，响一次0.5& 通过这次试验我学会7ADS硬件仿真的设置和调试实验板的连 接，建立C语言工程，掌握了/。端口相关寄存器的使用实验过程中遇到一些问题如下载蜂鸣器定 时控制后，蜂鸣器没有响，由于没有接7的跳线造成的。每次重新下载程序编译过程中，须要进 行Remove Object code再重新make检测，以免产生错误。六、附录：1流水灯实验#include "config.h" /* LED8LED1 个LED 分别由 P1.25P1.1控制 */ const uint32 LEDS8 = (0xFF << 18); / P125:18控制LED8LED1 低电平点亮 void DelayNS (uint32 dly) uint32 i;for ( dly>0; dly-) for (i=0; i<50000; i+); */*函数名称：main() *函数功能：流水灯显示实验。*调试说明：连接跳线JP12至 LED8-LED!/*流水灯花样，低电平点亮，注意调用时候用了取反操作nst uint32 LED_TBL = 0x00, 0xFF / 全部熄灭后，再全部点亮0x01,0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x8依次/ 逐个点亮 0x01,0x03, 0x07, 0x0F)x1F 0x3F 0x7F 0xFF /依次逐个叠加 0xFF 0x7F 0x3F 0x1F 0x0F 0x07, 0x03, 0x01,依次逐个递减 0x81,0x42, 0x24, 0x18, 0x18, 0x24, 0x42, 0x81, / 两个靠拢后分开0x81,0xC3, 0xE7, 0xFF)xFF 0xE7, 0xC3, 0x81从两边叠加后递减；int main (void) uint8 i; PINSEL1 = 0x00000000;设置管脚连接iPIO IO1DIR = LEDS8;/设置LED控制口为输出while (1) for (i=0; i<42; i+) /*流水灯花样显示IO1SET = (LED_TBLi) << 18); DelayNS(20); IO1CLR = (LED_TBLi) << 18); DelayNS(20); return 0 2 蜂鸣器定时控f制include "config.h" #define BEEP 1 << 7 /* P0.7控制蜂鸣器，低电平蜂鸣int main (void) PINSEL1 = 0x00000000;设置管脚连接 GPIO */ IO0DIR = BEEP; /*设置BEEP控制口输出*/ /*定时器0初始化*/ T0TC =0; /*定时器设置为*/ T0PR = 0; /* 时钟不分频 */ T0MCR = 0x03; /*设置T0MR0匹配后复位T0TG并产生中断标志T0MR0 = Fpclk/2; /* 0.秒钟定时 */ T0TCR = 0x01; /* 启动定时器*/ while (1) while (T0IR & 0x01) = 0);等待定时时间到*/ T0IR = 0x01; /*清除中断标志 */ if (IO0SET & BEEP) = 0) IO0SET = BEEP; /* BEitt 蜂鸣 */ else IO0CLR = BEEP; /* BEEP 蜂鸣 */ return 0;