嵌入式系统原理与设计实验报告.docx

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1、嵌入式系统实验报告指导教师:学科专业:班 级:学 号:姓 名:2014年6月刖 言从20世纪七十年代单片机的出现到各式各样的嵌入式微处理器，微控制器 的大规模应用，嵌入式系统已经有了近30年的发展历史，并在全世界各行业得 到广泛应用。嵌入式系统产品的研制和应用已经成为我国信息化带动工业化、工 业化促进信息化发展的新的国民经济增长点。经过几十年的发展，嵌入式系统已 经在很大程度改变了人们的生活、工作和娱乐方式，而且这些改变还在加速。嵌 入式系统具有无数的种类，每类都具有自己独特的个性。例如，MP3、数码相机 与打印机就有很大的不同。汽车中更是具有多个嵌入式系统，使汽车更轻快、更 干净、更容易驾驶

2、，机顶盒、高清电视、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、 数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等等，都 是典型的嵌入式系统。事实上，几乎所有带有一点“智能”的家电（全自动洗衣 机、电脑电饭煲）都是嵌入式系统。嵌入式系统广泛的适应能力和多样性，使 得视听、工作场所甚至健身设备中到处都有嵌入式系统。高端的嵌入式系统和工业软件的发展，实际上与我们对该行业最先进的科 学技术前沿的掌握有关，换言之，与我国该行业的科学技术水平有关。学习和研 究嵌入式系统，具有重大意义。这学期的嵌入式系统的学习过程中我们在2410RP这一实验开发平台上进行了诸多嵌入式的基础实验。在本报告中，将把其中

3、两个具有代表性的实验的原理、 内容、结果以及驱动和测试程序写出来。实验一数码管显示1实验目的1实验内容1实验原理1LED的发光原理1八段LED显示器2芯片zlg7289A的介绍3数码管的连接电路3实验步骤4实验源代码解释与说明4总结5实验二LED点阵驱动实验5实验目的5实验内容5实验原理58X8点阵数码管发光原理5数码管的连接电路6I/O 接口 6实验步骤6实验源代码解释与说明6实验结果9总结9实验一数码管显示实验目的学习串并转换的相关知识，并编写驱动程序。实验内容1）了解数码管显示的工作原理；2）掌握数码管驱动的编写及测试过程；3）对zlg7289A的驱动程序进行编写；4）驱动数码管并显示个

4、人学号。实验原理LED的发光原理LED（Light EmittingDiode），即发光二极管。是一种半导体固体发光器件。 它是利用固体半导体置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到 保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，如图所 示，在P型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。在某些半导体 材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的 形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难 以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管， 通称

5、LED。当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极 流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流 有关。八段LED显示器八段LED显示器由8个发光二极管组成，如图1-2、图1-3所示。基中7个 长条形的发光管排列成“日”字形，另一个贺点形的发光管在显示器的右下角作 为显示小数点用，它能显示各种数字及部份英文字母。LED显示器有两种不同的 形式：一种是8个发光二极管的阳极都连在一起的，称之为共阳极LED显示器； 另一种是8个发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED显示器。共阴和共阳结构的LED显示器各笔划段名和安排位置是相同的。当二极管导 通

6、时，相应的笔划段发亮，由发亮的笔划段组合而显示的各种字符。8个笔划段 hgfedcba对应于一个字节（8位）的D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0于是用8位二 进制码就可以表示欲显示字符的字形代码。例如，对于共阴LED显示器，当共阴 极接地（为零电平），而阳极hgfedcba各段为0111011时，显示器显示P字符, 即对于共阴极LED显示器，“P”字符的字形码是73H。如果是共阳LED显示器, 共阳极接高电平，显示“P”字符的字形代码应为（8CH）。这里必须注意的是： 很多产品为方便接线，常不按规则的方法去对应字段与位的关系，这时字形码就 必须根据接线来自行设计了。图1-2 LED

7、数码管组成图图1-3 LED数码管原理图芯片zlg7289A的介绍zlg7289A是一片具有串行接口的可同时驱动8位共阴式数码管或64只独立 LED的智能显示驱动芯片该芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵单片即可完 成LED显示、键盘接口的全部功能。zlg7289A内部含有译码器可直接接受BCD 码或16进制码并同时具有2种译码方式参看后文此外还具有多种控制指令如消 隐、闪烁、左移、右移、段寻址等zlg7289A具有片选信号可方便地实现多于8 位的显示或多于64键的键盘接口。芯片zlg7289A的典型应用：仪器仪表、工业控制器、条形显示器、控制面 板。芯片zlg7289A的特点：1）串行接口无

8、需外围元件可直接驱动LED；2）各位独立控制译码/不译码及消隐和闪烁属性；3）循环左移/循环右移指令；4）具有段寻址指令方便控制独立LED；5）64键键盘控制器内含去抖动电路。数码管的连接电路Bh-E-31iKr：欲EHll 伊 HjiTI 谤JS志保戒胃空f图1-4数码管连接电路实验步骤1）连接号宿主PC机与一台S3C2410-RP目标板；2）编写数码管驱动程序文件；3）启动系统终端设置S3C2410-RP目标板的地址；4）将宿主PC机的根目录挂载到S3C2410-RP目标板的mnt目录下;5）加载驱动程序；6）执行并测试程序。实验源代码解释与说明A.头文件#ifndef _KEYPAD_H

9、_#define KEYPAD H 驱动程序源文件#include nit_module返回0以表示初始化成功。返回负数表示失败。void cleanup_module()devfs_unregister_chrdev( spi_led_MAJOR, spi_led);devfs_unregister( spi_led_handle );free_irq(IRQ_spi_led_INT, NULL);JR2 DRJ DK4 IRJ DR6iJRf DRflDRlGW- 侄UU:Ea3;ca国 mLII的 X端囊忠cn 0 M GM 0C Of W 041E出顼叩卧陌1P丑典(J3K5W勒i用K

10、1!E 云映C； 就旧咂i r晞诺 初履;miii 口段苴一祖2KJS 且事加-(3 Rffg. 0|JE的&crlcljQa涧QCQfwQI1设 C:EC3SSC7ES 心剧ER1期RiR1R7 两14RAY K2i腿置1AT_am-UFET-X- _-:g 啷!L丑谢口7凯芝 Fm3州M16/CiJT皿7、DATA8.15分别对应系统数据线的低16位，LED_LOCK信号是由系统总线的写 信号和地址信号经简单的逻辑组合而得，在板载的CPLD内完成，控制该显示模 块的I/O地址为0x080000000实验步骤1）连接号宿主PC机与一台S3C2410-RP目标板；2）编写LED点阵驱动程序；3

11、）编写LED点阵显示测试程序，并编译；4）启动Linux系统终端并设置S3C2410-RP目标板的地址；5）将宿主PC机的根目录挂载到S3C2410-RP目标板的mnt目录下；6）加载LED点阵驱动程序；7）执行并测试程序。实验源代码解释与说明A.驱动程序源文件nit_module返回0以表示初始化成功。返回负数表示失#include 败。void cleanup_module()devfs_unregister_chrdev( led_ary_MAJOR, led_ary );/* 字符设备解除注册*/devfs_unregister( dev_handle ); LED点阵显示设置程序文件

12、：include /标准 I/ O库#include#include/文件控制，用于文件及其描述符的操作控制常数符号的定义#include/unix类系统定义符号常量的头文件#include /该头文件定义了实用程序库函数#include /基本系统数据类型头文件#include 文件状态int main() /主程序入口int fd ;int i,ret;int buf;fd=open(/dev/led_ary,O_RDWR);/获取 LED 点阵驱动程序加载情况if (fd0) /fd为0，则表示设备驱动正常开启printf(Open device SimpleD errorn);else

13、 /fd为1,则设备驱动已经开启printf(Open device SimpleD successn);for(;)/向LED点阵进行赋值，控制发光二极管的亮灭，最终实现在点阵中显示 出“王”字bu仁0Xfe3e;向点阵第一行进行赋值(点阵中低位在前、高位在后)write(fd,&buf,buf);bu仁0Xfd08;向点阵第二行进行赋值write(fd,&buf,buf);buf=0Xfb08;write(fd,&buf,buf);buf=0Xf73e;write(fd,&buf,buf);buf=0Xef08;write(fd,&buf,buf);buf=0Xdf08;write(fd,&buf,buf);buf=0Xbf7f;write(fd,&buf,buf);bu仁0X7f00;write(fd,&buf,buf);return 0;实验结果总结通过本次实验，我学习到了LED点阵的工作原理，了解到了LED点阵其各点逻 辑地址的分布。同时，对嵌入式系统有了更明确的认识。通过实验中的实际操作, 也了解了基于嵌入式开发的基本流程。在老师的指导下，完成了对LED点阵的显 示控制，显示得到了自己的姓“王”。