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PXA270處理器ADS編程 嵌入式實(shí)驗(yàn)報(bào)告
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時(shí)間:
2016-3-14 16:44
標(biāo)題:
PXA270處理器ADS編程 嵌入式實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/font>
①了解PXA270處理器結(jié)構(gòu)
②了解ARM指令集
③了解嵌入式系統(tǒng)的引導(dǎo)過(guò)程
④了解八段數(shù)碼管的知識(shí)
⑤了解系統(tǒng)的硬件尋址方式
⑥掌握ADS編程和調(diào)試方法
⑦掌握J(rèn)TAG調(diào)試技巧
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
①分析PXA270基本結(jié)構(gòu)
②分析Eeliod實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)
③分析PXA270的引導(dǎo)過(guò)程
④分析Eeliod實(shí)驗(yàn)平臺(tái)LED發(fā)光管和7段數(shù)碼管的設(shè)計(jì)原理圖
⑤參考系統(tǒng)引導(dǎo)示例程序完成數(shù)碼管的控制代碼
⑥編譯程序,下載執(zhí)行,讓數(shù)碼管顯示一組特定的數(shù)組
實(shí)驗(yàn)原理
①LED實(shí)驗(yàn)原理
實(shí)驗(yàn)板上的八個(gè)LED的陰極直接與鎖存器74574的輸出端相連,陽(yáng)極通過(guò)限流電阻上拉到+5V,所以鎖存器的輸出直接控制了LED的發(fā)光與否;鎖存器的輸入連接到PXA270的數(shù)據(jù)總線的低八位上,鎖存器的鎖存信號(hào)來(lái)自一塊3-8譯碼器的輸出Y5,所以Y5從低到高的跳變將PXA270數(shù)據(jù)總線第八位數(shù)據(jù)送到鎖存器鎖存住,而3-8譯碼器的輸入的譯碼信號(hào)ABC連接到PXA270地址線的A20、A21和A22上,所以Y5選中需要A22~A20為101b;另外3-8譯碼器的使能控制信號(hào)G2B與PXA270的內(nèi)存空間片選信號(hào)CS4相連,CS4片選的內(nèi)存地址空間為0x1000_0000~0x13FF_FFFF,為簡(jiǎn)單起見,可將設(shè)為0x1000_0000,再加上A22~A20的編碼可得到LED的片選地址為0x1000_0000+0x0050_0000=0x1050_0000,后面只需向該地址寫一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)就可以控制LED。
②數(shù)碼管實(shí)驗(yàn)原理
實(shí)驗(yàn)板上有四個(gè)一位共陽(yáng)極八段數(shù)碼管,采用分立的鎖存器單獨(dú)控制。數(shù)碼管的陰極通過(guò)限流電阻直接與鎖存器74574的輸出相連。數(shù)碼管的第八段小數(shù)點(diǎn)沒有使用,相應(yīng)的第八段控制信號(hào)被用來(lái)控制數(shù)碼管的通電與否,通過(guò)一個(gè)PNP的三極管來(lái)控制,鎖存器輸出的Q8腳連接到該三極管的基極,Q8低電平時(shí)三極管導(dǎo)通,數(shù)碼管供電,所以數(shù)碼管正常顯示時(shí)Q8必須為低電平。以上對(duì)于四個(gè)數(shù)碼管通用。對(duì)于第一二個(gè)數(shù)碼管,它們相連的鎖存器的輸入數(shù)據(jù)信號(hào)分別為PXA270數(shù)據(jù)信號(hào)的D0~D7和D8~D15,兩個(gè)鎖存器的片選信號(hào)都接到LED實(shí)驗(yàn)原理中提到的3-8譯碼器的Y3上,同LED實(shí)驗(yàn)原理中的地址計(jì)算方法,可得數(shù)碼管1和2的地址為0x1000_0000+0x0030_0000=0x1030_0000,后面控制數(shù)碼管1和2時(shí)只需要向這個(gè)地址寫半個(gè)字(16位)的數(shù)據(jù)即可,其中數(shù)據(jù)的低八位對(duì)應(yīng)第一個(gè)數(shù)碼管,高八位對(duì)應(yīng)第二個(gè)數(shù)碼管(注意需要將每個(gè)八位的最高位置0來(lái)打開數(shù)碼管的供電)。數(shù)碼管3和4的控制跟1和2的控制類似,只不過(guò)將地址改為0x1000_0000+0x0040_0000=0x1040_0000即可。
實(shí)驗(yàn)步驟
第一步 分析代碼
結(jié)合以上說(shuō)明,對(duì)本實(shí)驗(yàn)提供的示例代碼分析,深入理解針對(duì)具體的硬件實(shí)現(xiàn),軟件是如何配合工作的。
第二步 程序的編譯和下載
利用ADS打開示例工程文件,執(zhí)行Project→Make,編譯、鏈接生成可執(zhí)行映像文件
第三步 觀察系統(tǒng)運(yùn)行情況,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行源碼調(diào)試
程序說(shuō)明
①LED控制
通過(guò)對(duì)LED的地址直接寫入數(shù)據(jù)即可完成對(duì)LED的控制,在高級(jí)語(yǔ)言中一般無(wú)法直接完成對(duì)內(nèi)存指定地址的操作,但在C語(yǔ)言中可以利用指針來(lái)完成該操作。同時(shí)由于PXA270內(nèi)部帶有高速緩存Cache,所以需要用關(guān)鍵字volatile來(lái)限定該指針使得每次對(duì)指針的操作都直接操作到內(nèi)存,而不通過(guò)Cache。
②數(shù)碼管控制
數(shù)碼管基本控制原理與LED控制相同,只是地址換成數(shù)碼管的地址。實(shí)驗(yàn)板上共有4個(gè)數(shù)碼管,4個(gè)數(shù)碼管分成兩組,每組用一個(gè)地址;在一組內(nèi),用16位二進(jìn)制(半字)來(lái)控制兩個(gè)數(shù)碼管;注意要使數(shù)碼管正常工作,每個(gè)該半字的第8位和第16位必須為0來(lái)控制三極管打開使得數(shù)碼管通電。
程序源代碼、注釋
①LED代碼
//LED地址
#define LED_VALUE (*((volatile unsigned char *)(0x10500000)))
//位定義
#define BITNULL (0x00<<0)
#define BIT0 (0x01<<0)
#define BIT1 (0x01<<1)
#define BIT2 (0x01<<2)
#define BIT3 (0x01<<3)
#define BIT4 (0x01<<4)
#define BIT5 (0x01<<5)
#define BIT6 (0x01<<6)
#define BIT7 (0x01<<7)
//粗略延時(shí)函數(shù)
void Delay(unsigned int x)
{
unsigned int n, j, k;
for (n =0; n <=x; n++)
for (j = 0; j <0xff; j++)
for (k = 0; k <0xff; k++);
}
int main(void)
{
int i;
//流水花樣查找表,這里是邏輯層0表示不顯示,1表示顯示,與硬件無(wú)關(guān)
unsigned char LUT[] =
{
BIT0 + BIT7,
BIT1 + BIT6,
BIT2 + BIT5,
BIT3 + BIT4,
BIT2 + BIT5,
BIT1 + BIT6,
BIT0 + BIT7,
BITNULL,
};
while (1)
{
LED_VALUE = 0xff;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
//這里是電氣層,由于LED是共陽(yáng)極,所以這里需要取反
LED_VALUE = ~LUT[i];
Delay(200);
}
}
return 0;
}
②數(shù)碼管代碼
1)SegLed.h文件
#ifndef __SEGLED_H__
#define __SEGLED_H__
#define SEG_NULL ('9' + 1)
//顯示數(shù)字函數(shù)的控制參數(shù)
enum
{
DISP_NORMAL = 0,
DISP_BLANKING
};
extern signed char SegLedDispAt(unsigned char, signed char);
extern signed char SegLedDispNum(short, unsigned char);
#endif
2)SegLed.c文件
#include "SegLed.h"
//第一組和第二組數(shù)碼管的地址
#define SEGLED0 (*((volatile unsigned short int *)(0x10300000)))
#define SEGLED1 (*((volatile unsigned short int *)(0x10400000)))
//數(shù)碼管上各個(gè)段對(duì)應(yīng)一個(gè)字節(jié)中的某個(gè)位的宏定義
#define SEGA (0x01<<0u)
#define SEGB (0x01<<1u)
#define SEGC (0x01<<2u)
#define SEGD (0x01<<3u)
#define SEGE (0x01<<4u)
#define SEGF (0x01<<5u)
#define SEGG (0x01<<6u)
#define SEGH (0x01<<7u)
//數(shù)碼管顯示不顯示以及顯示0~9宏定義,這里只是邏輯層的定義,具體還需根據(jù)數(shù)碼管是共的什么極來(lái)確定需不需要取反
#define DIGNULL (SEGH)
#define DIG0 (SEGA + SEGB + SEGC + SEGD + SEGE + SEGF + SEGH)
#define DIG1 (SEGB + SEGC + SEGH)
#define DIG2 (SEGA + SEGB + SEGD + SEGE + SEGG + SEGH)
#define DIG3 (SEGA + SEGB + SEGC + SEGD + SEGG + SEGH)
#define DIG4 (SEGB + SEGC + SEGF + SEGG + SEGH)
#define DIG5 (SEGA + SEGC + SEGD + SEGF + SEGG + SEGH)
#define DIG6 (SEGA + SEGC + SEGD + SEGE + SEGF + SEGG + SEGH)
#define DIG7 (SEGA + SEGB + SEGC + SEGH)
#define DIG8 (SEGA + SEGB + SEGC + SEGD + SEGE + SEGF + SEGG + SEGH)
#define DIG9 (SEGA + SEGB + SEGC + SEGD + SEGF + SEGG + SEGH)
unsigned short segBuff0, segBuff1; //定義數(shù)碼管的"顯示緩沖"
/*
名 稱:SegLedDispAt()
功 能:在四個(gè)數(shù)碼管的指定位置顯示指定的字符
入口參數(shù):ch:需要顯示的字符的ASCII值,目前支持的字符僅限于數(shù)字0~9(即'0' <= ch <= '9')和空字符SEGNULL
pos:顯示的字符位于哪個(gè)數(shù)碼管,0 <= pos <= 3 分別表示第一到第四個(gè)數(shù)碼管
出口參數(shù):正確執(zhí)行返回0,否則返回-1
說(shuō) 明:本函數(shù)是對(duì)于底層數(shù)碼管的硬件抽象,所有上層驅(qū)動(dòng)都調(diào)用此函數(shù)完成各種顯示功能,一般情況下用戶程序
不需要調(diào)用此函數(shù)。確實(shí)需要調(diào)用此函數(shù)時(shí),注意第一個(gè)參數(shù)是ASCII值,不是數(shù)字,而是數(shù)字對(duì)應(yīng)的ASCII
使用范例:SegLedDispAt('6', 0); 在第一個(gè)數(shù)碼管上顯示數(shù)字6
*/
signed char SegLedDispAt(unsigned char ch, signed char pos)
{
unsigned char tempDisp;
const unsigned char segLUT[] = {DIG0, DIG1, DIG2, DIG3, DIG4, DIG5, DIG6, DIG7, DIG8, DIG9, DIGNULL};
if((pos < 0) || (pos > 3))
return -1;
tempDisp = ~segLUT[ch - '0']; //數(shù)碼管共陽(yáng)極的需要在這里取反,注意共陰極的除了不需要取反還要修改空顯示的宏定義
switch(pos)
{
case 0: segBuff0 = ((segBuff0 & 0xFF00) | tempDisp);break;
case 1: segBuff0 = ((segBuff0 & 0x00FF) | tempDisp << 8);break;
case 2: segBuff1 = ((segBuff1 & 0xFF00) | tempDisp);break;
case 3: segBuff1 = ((segBuff1 & 0x00FF) | tempDisp << 8);break;
default:break;
}
SEGLED0 = segBuff0;
SEGLED1 = segBuff1;
return 0;
}
/*
名 稱:SegLedDispNum()
功 能:在四個(gè)數(shù)碼管上顯示0~4位正整數(shù)
入口參數(shù):num:需要顯示的正整數(shù),范圍0~9999
argv:顯示控制參數(shù),目前可選賦值為DISP_NORMAL和DISP_BLANKING支持普通顯示(不夠四位時(shí)前面補(bǔ)零)
和消隱顯示(不夠四位時(shí)右對(duì)齊,前面不足處不顯示)
出口參數(shù):正確執(zhí)行返回0,否則返回-1
說(shuō) 明:無(wú)
使用范例:SegLedDispNum(666, DISP_BLANKING); 在數(shù)碼管上顯示666,右對(duì)齊,第一個(gè)數(shù)碼管不顯示
*/
signed char SegLedDispNum(short num, unsigned char argv)
{
unsigned char numLen = 0;
signed char i;
short tempNum;
if(num < 0 || num > 9999)
return -1;
switch(argv)
{
case DISP_NORMAL:
{
for(i = 3; i != -1; i--)
{
SegLedDispAt(num % 10 + '0', i);
num /= 10;
}
break;
}
case DISP_BLANKING:
{
numLen = 1;
for(tempNum = num; tempNum /= 10; numLen++); //計(jì)算數(shù)字長(zhǎng)度,供消隱使用
for(i = 3; i != 3 - numLen; i--)
{
SegLedDispAt(num % 10 + '0', i); //從個(gè)位開始一直顯示到消隱前一位
num /= 10;
}
for(; i != -1; i--)
{
SegLedDispAt(SEG_NULL, i); //對(duì)剩下的前面幾位消隱(寫空)
}
break;
}
default:
break;
}
return 0;
}
復(fù)制代碼
總結(jié)
ADS集成開發(fā)環(huán)境的編譯器不支持在函數(shù)外對(duì)全局變量進(jìn)行初始化,在LED實(shí)驗(yàn)時(shí),定義了一個(gè)全局的查找表,通過(guò)查找表控制LED的顯示花樣,但是在運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)LED的顯示始終不對(duì),后來(lái)在單步調(diào)試的時(shí)候發(fā)現(xiàn)全局變量那個(gè)查找表的內(nèi)容根本不對(duì),后來(lái)在函數(shù)內(nèi)部定義了一個(gè)查找表,問(wèn)題解決。
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