arm課程設(shè)計--基于s3c2410的實時時鐘及鬧鐘設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計報告書</b></p><p>　題 目：基于S3C2410的實時時鐘及鬧鐘設(shè)計</p><p>　作 者：</p><p>　學(xué) 號：</p><p>　所屬學(xué)院：信息科學(xué)與工程學(xué)院</p><p>　專業(yè)年級：2012級通信工程</p

2、><p>　指導(dǎo)教師：職 稱：</p><p>　完成時間：2015年6月12 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要3</b></p><p>　　Abstract3</p><p>　　第1章

3、 項目分析4</p><p>　　1.1 項目的背景和意義4</p><p>　　1.2 項目的介紹與設(shè)計的目的4</p><p>　　1.3 項目的程序流程圖及硬件實驗平臺4</p><p>　　1.4 項目的開發(fā)及運行環(huán)境7</p><p>　　第2章 項目內(nèi)容7</p><

4、;p>　　2.1 實時時鐘（RTC）7</p><p>　　2.2 IIC總線8</p><p>　　2.3 ZLG72909</p><p>　　第3章 項目設(shè)計與實現(xiàn)9</p><p>　　3.1 程序設(shè)計與實現(xiàn)9</p><p>　　3.2 程序功能代碼9</p>&l

5、t;p>　　第4章 個人總結(jié)與改進方案15</p><p>　　基于S3C2410的實時時鐘及鬧鐘設(shè)計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著科技的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制和商業(yè)管理領(lǐng)域，在智能手機、平板電腦、筆記本電腦、車載導(dǎo)航器等方面的應(yīng)用，更是極大地促進了嵌入式技術(shù)深入到生活和工作各個方

6、面。嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、相關(guān)支撐硬件及嵌入式軟件系統(tǒng)組成；本課題主要介紹基于S3C2410的實時時鐘及鬧鐘設(shè)計與實現(xiàn)，利用RTC模塊、IIC，通過八位七段數(shù)碼管動態(tài)顯示時間，并在鬧鐘設(shè)定后能通過蜂鳴器報警。實時時鐘單元在系統(tǒng)電源關(guān)閉的情況下可以在備用電池下繼續(xù)工作。</p><p>　　關(guān)鍵詞：S3C2410；RTC；IIC</p><p><b>　　Abstract

7、</b></p><p>　　With the development of science and technology,the embedded system is widely used in industrial control and in the field of business management,and also greatly promote the embedded techn

8、ology into the life and work in the smartphone, tablet PC, computer, the application of vehicle navigation,An embedded system is mainly composed of embedded processor and related support of hardware and embedded software

9、 system;This topic mainly introduced that real time clock and alarm clock design based on S3C</p><p>　　Keyword: S3C2410；RTC；IIC</p><p><b>　　第1章 項目分析</b></p><p>　　1.1 項

10、目的背景和意義</p><p>　　一般電子系統(tǒng)都會提供實時時鐘（RTC）給不同功能使用，例如系統(tǒng)的時間、日期和定時工作的啟動，定期喚醒系統(tǒng)執(zhí)行任務(wù)。已有許多系統(tǒng)解決方案將實時時鐘（RTC）和完整的“獨立”功能整合至微控制器，將微控制器整合的許多好處付諸實現(xiàn)。實時時鐘（RTC）由于有了嵌入式的技術(shù)支持，已經(jīng)大量生產(chǎn)，并且廣泛地應(yīng)用于電子信息行業(yè)。實時時鐘最基本的是可以實現(xiàn)時間和日期等同步，此外，實時時鐘還提供了很

11、多比如看門狗等功能。所以，選擇RTC芯片除了需要考慮其時間和日期跟蹤功能外，還要針對相應(yīng)的應(yīng)用來對RTC的功能、成本、功耗、尺寸等進行綜合的考慮。本課程設(shè)計簡單的介紹了時鐘的時間同步和鬧鐘功能的設(shè)計與實現(xiàn)。</p><p>　　1.2 項目的介紹與設(shè)計的目的</p><p>　　能夠通過鍵盤輸入進入時鐘設(shè)定模式設(shè)定實時時鐘的初始參數(shù)；</p><p>　　能夠通過

12、鍵盤輸入進入鬧鐘設(shè)定模式設(shè)定鬧鐘的基本參數(shù)，通過調(diào)用蜂鳴器實現(xiàn)鬧鐘報警；</p><p>　　通過IIC總線傳送鍵盤的輸入信號到CPU；</p><p>　　ZLG7290控制8位的七段LED數(shù)碼管顯示：00 00 00，分別為時、分、秒；</p><p>　　1.3 項目的程序流程圖及硬件實驗平臺</p><p><b>　　程

13、序流程圖：</b></p><p>　　硬件實驗平臺：本次設(shè)計主要使用S3C2410芯片內(nèi)部RTC單元，SPI，IIC總線及Uart0等。ZLG7290是IIC接口鍵盤及LED 數(shù)碼管驅(qū)動器。提供鍵盤中斷信號，方便與處理器接口，可驅(qū)動8位共陰數(shù)碼管或64只獨立LED和64個按鍵。</p><p>　　圖2 S3C2410開發(fā)板結(jié)構(gòu)圖</p><p>　

14、　圖3 RTC模塊結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖4 IIC LED控制器連接電路</p><p>　　圖5 IIC的EEPROM連接電路</p><p>　　圖6 ZLG7290引腳圖</p><p>　　1.4 項目的開發(fā)及運行環(huán)境</p><p>　　CodeWarrior for A

15、RM Developer Suite </p><p>　　AXD Debuger </p><p>　　H-JTAG 仿真器</p><p><b>　　超級終端</b></p><p><b>　　第2章 項目內(nèi)容</b></p><p>

16、　　2.1 實時時鐘（RTC）</p><p>　　實時時鐘(Real Time Clock)：S3C2410提供了一個實時時鐘，該時鐘使用獨立的一路1.8V供電，電池與專用于RTC電源的引腳RTCVDD連接，保證主電源切斷時能正常維持RTC工作。S3C2410的RTC支持兩個中斷：Time Tick（固定在一個頻率內(nèi)發(fā)出的時鐘中斷） 和Alarm中斷（在某個時刻產(chǎn)生鬧鈴中斷）。利用這兩個中斷可以設(shè)置每一秒中斷

17、一次顯示變化時間，用Alarm中斷實現(xiàn)鬧鐘功能。S3C2410內(nèi)部RTC模塊結(jié)構(gòu)圖，如圖3。</p><p>　　S3C2410的RTC主要由五部分構(gòu)成：</p><p><b>　　時鐘發(fā)生器</b></p><p><b>　　節(jié)拍發(fā)生器</b></p><p><b>　　時間與日期

18、計數(shù)器</b></p><p><b>　　報警發(fā)生器</b></p><p><b>　　控制邏輯</b></p><p><b>　　寄存器有以下組成：</b></p><p>　　控制寄存器：RTCCON</p><p>　　報警控制寄

19、存器：RTCALM</p><p>　　實時時鐘計數(shù)器：TICNT</p><p>　　報警時間寄存器：ALMSEC，ALMMIN，ALMHOUR，ALMDATE，ALMMON，ALMYEAR</p><p>　　RTC最重要的功能就是顯示時間。RTC時間顯示功能是通過讀/寫寄存器實現(xiàn)的。要顯示秒、分、時、日、月、年，CPU必須讀取存于BCDSEC，BCDMIN，B

20、CDHOUR，BCDDAY，BCDDATE，BCDMON與BCDYEAR寄存器中的值。時間的設(shè)置也是通過以上的寄存器實現(xiàn)的，即以上寄存器是可讀可寫的。本課程設(shè)計只顯示秒、分、時。</p><p>　　2.2 IIC總線</p><p>　　IIC(Inter－Integrated Circuit)總線是一種由PHILIPS公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。IIC總線

21、產(chǎn)生于80年代，最初為音頻和視頻設(shè)備開發(fā)，如今主要在服務(wù)器管理中使用，其中包括單個組件狀態(tài)的通信。例如管理員可對各個組件進行查詢、管理系統(tǒng)的配置或掌握組件的功能狀態(tài)，如電源和系統(tǒng)風(fēng)扇?？呻S時監(jiān)控內(nèi)存、硬盤、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)溫度等多個參數(shù)，增加了系統(tǒng)的安全性，方便管理。</p><p>　　IIC總線在傳送數(shù)據(jù)過程中共有三種類型信號：</p><p>　　開始信號：SCL為高電平時，SDA由高電平

22、向低電平跳變，開始傳送數(shù)據(jù)。 </p><p>　　結(jié)束信號：SCL為低電平時，SDA由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。 </p><p>　　應(yīng)答信號：接收數(shù)據(jù)的IIC在接收到8 bit數(shù)據(jù)后，向發(fā)送數(shù)據(jù)的IIC發(fā)出特定的低電平脈沖，表示已收到數(shù)據(jù)。CPU向受控單元發(fā)出一個信號后，等待受控單元發(fā)出一個應(yīng)答信號，CPU接收到應(yīng)答信號后，根據(jù)實際情況做出是否繼續(xù)傳遞信號的判斷。若未收到應(yīng)

23、答信號，則判斷為受控單元出現(xiàn)故障。</p><p>　　圖7 超始和停止信號圖</p><p>　　IIC總線進行數(shù)據(jù)傳送時，時鐘信號為高電平期間，數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)必須保持穩(wěn)定，只有在時鐘線上的信號為低電平期間，數(shù)據(jù)線上的高電平或低電平狀態(tài)才允許變化。</p><p>　　圖8 數(shù)據(jù)傳送時序圖</p><p>　　IIC接口：CPU內(nèi)置IIC

24、總線控制器，為了方便用戶測試IIC總線讀寫，搭載兩個IIC設(shè)備，一個是IIC接口的LED數(shù)碼管顯示控制器ZLG7290，通過控制器，控制8位七段數(shù)碼管的動態(tài)掃描（見圖4）；另一個是 IIC 接口的EEPROM24C16，為16K-bit的串行EEPROM（見圖5），方便用戶存儲一些小容量的數(shù)據(jù)，掉電不丟失。IIC總線（IICSDA、IICSCL）經(jīng)過VDD33的上拉后，進入ZLG7290。</p><p>　　2

25、.3 ZLG7290</p><p>　　ZLG7290（見圖6）能夠直接驅(qū)動8位共陰式數(shù)碼管（或64只獨立的LED），同時還可以掃描管理多達64 只按鍵。其中有8 只按鍵還可以作為功能鍵使用，就像電腦鍵盤上的Ctrl、Shift、Alt 鍵一樣。采用IIC總線方式，與微控制器的接口僅需兩根信號線。可控制掃描位數(shù)，可控制任一數(shù)碼管閃爍。</p><p>　　第3章 項目設(shè)計與實現(xiàn)<

26、;/p><p>　　3.1 程序設(shè)計與實現(xiàn)</p><p>　　本課程設(shè)計采用軟件延時的方法來實現(xiàn)實時時鐘和鬧鐘功能。時鐘模式和鬧鐘模式分別采用disp_buf[8]和Clock_buf[8]兩個顯示緩沖區(qū)來存儲數(shù)值，在時鐘模式下，可以對disp_buf[8]重新賦值，即設(shè)定同步時間，通過一個延時函數(shù)達到計數(shù)時間的功能；在鬧鐘模式下，可以對Clock_buf[8]重新賦值，即設(shè)定鬧鐘的時間，

27、當(dāng)同步時間計時到和設(shè)定的鬧鐘時間相等的時候，調(diào)用蜂鳴器函數(shù)發(fā)出警報，達到鬧鐘的功能。</p><p>　　由于是8位的LED數(shù)碼管，而本實驗只要求顯示：00 00 00 即：時 分 秒，所以在第三個和第六個LED數(shù)碼管最開始賦初值的時候利用0x1F讓其不顯示，以達到時鐘顯示的基本效果。然后通過4*4鍵盤進入時鐘設(shè)置模式和鬧鐘設(shè)置模式，函數(shù)ZLG7290_SendCmd（）和ZLG7290_SendBuf（）使設(shè)置

28、時對應(yīng)位閃爍并讀取鍵值，鍵值通過按鍵獲得，每按一次就存在顯示緩沖區(qū)，直到時間設(shè)置完成。通過if語句的嵌套，再加上延時顯示來達到時間同步的效果，并且在23 59 59 時自動清零。</p><p>　　3.2 程序功能代碼</p><p>　　#include "config.h"</p><p>　　#define BEEP(1&

29、lt;<10) /* GPH10，低電平時蜂鳴 */</p><p>　　#define BEEP_MASK(~BEEP)</p><p>　　// 定義顯示緩沖區(qū)</p><p>　　char disp_buf[8]={0x01,0x00,0x1f,0x00,0x00,0x1f,0x00,0x00};</p><p&g

30、t;　　char Clock_buf[8]={0x00,0x00,0x1f,0x00,0x00,0x1f,0x00,0x00};</p><p>　　// ZLG7290控制LED數(shù)碼管閃爍命令</p><p>　　#define Glitter_COM 0x70 </p><p>　　int Control =0;</p><p

31、>　　int Stop =0;</p><p>　　int Flag_look =0;</p><p><b>　　//延時函數(shù)</b></p><p>　　void DelayNS(uint32 dly)</p><p><b>　　{ </b></p><p>

32、;　　uint32 i;</p><p>　　for(; dly>0; dly--) </p><p>　　for(i=0; i<50000; i++);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//蜂鳴器函數(shù)</b></p><p>

33、;　　void RunBeep(void)</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　rGPHDAT = rGPHDAT & BEEP_MASK; // BEEP = 0</p><p>　　DelayNS(8);</p><p>　　rGPHDAT = rGPHDAT | BEE

34、P; // BEEP = 1 </p><p>　　DelayNS(8);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//控制時間計數(shù)延時函數(shù)</p><p>　　void delay (int dly)</p><p><b>　　{</b>&l

35、t;/p><p>　　uint32 i;</p><p>　　for(; dly>0; dly--) </p><p>　　for(i=0; i<5000; i++);//50000</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　//主函數(shù)</b&g

36、t;</p><p>　　int main(void)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　//賦初值</b></p><p>　　int cont=0x80;</p><p>　　int Model = 0;</p><

37、;p>　　int num =-1;</p><p><b>　　int j;</b></p><p>　　char data;</p><p>　　uint16 key;</p><p>　　uint16 key_tmp;</p><p>　　// GPIO設(shè)置 &l

38、t;/p><p>　　rGPACON = rGPACON & (~(1<<21)); // A口，RUN燈控制口 (GPA21) </p><p>　　rGPHCON = (rGPHCON & (~(0x03<<20)))

39、| (0x01<<20); // rGPHCON[21:20] = 01b，設(shè)置GPH10為I/O輸出模式 </p><p>　　// 初始化I2C接口</p><p>　　InitI2C(); </p><p>　　RunBeep();</p><p>　　ZLG7290_SendBuf((uint8 *)disp_

40、buf, 8); // 讀取按鍵，設(shè)置鍵值對應(yīng)的顯示位閃爍</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　DelayNS(1); </p><p>　　/* >0 表示鍵值 (低8位為鍵碼，高8位為

41、按鍵次數(shù))</p><p>　　=0 表示無鍵按下*/</p><p>　　key = ZLG7290_GetKey(); //獲取鍵值</p><p>　　key_tmp = key&0x00FF;</p><p>　　DelayNS(30); //軟件去抖</p><p>　　k

42、ey = ZLG7290_GetKey();</p><p>　　key = key&0x00FF; </p><p>　　//判定鍵值，讀取鍵值為11時進入時間設(shè)置模式，讀取鍵值為12時進入鬧鐘設(shè)置模式</p><p>　　if(key_tmp == key)</p><p><b>　　{</b></p

43、><p>　　if(key == 12 && Model == 0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ZLG7290_SendBuf((uint8 *)Clock_buf, 8);</p><p>　　ZLG7290_SendCmd(Glitter_COM, 0x80);</

44、p><p>　　Model = 2;</p><p><b>　　num =7;</b></p><p>　　cont = 0x80;</p><p><b>　　Stop = 1;</b></p><p><b>　　}</b></p>&l

45、t;p>　　if(key == 11 && Model == 0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ZLG7290_SendBuf((uint8 *)disp_buf, 8);</p><p>　　ZLG7290_SendCmd(Glitter_COM, 0x80);</p>&l

46、t;p>　　Model = 1;</p><p><b>　　num =7;</b></p><p>　　cont = 0x80;</p><p><b>　　Stop = 1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　

47、//進入設(shè)置模式后進行初始值設(shè)定，可以任意設(shè)定時鐘和鬧鐘的時間</p><p>　　if((Model == 1||Model ==2) && num >=0 && key >=1&&key <=10 &&Stop == 1)</p><p><b>　　{</b></p>

48、<p>　　if(Model ==2)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　data = (uint8 )key;</p><p>　　Clock_buf[num] = data-1;</p><p>　　if(num == 3||num == 6) //第三個和第六個LED數(shù)碼管不

49、顯示，所以不進行賦值</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　num--;</b></p><p>　　cont = cont >> 1;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>

50、　　num--;</b></p><p>　　cont = cont >> 1;</p><p>　　ZLG7290_SendBuf((uint8 *)Clock_buf, 8);</p><p>　　ZLG7290_SendCmd(Glitter_COM, cont);</p><p>　　if(num == -1)

51、 //賦值完成后的判定</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Model = 0;</p><p><b>　　Stop = 0;</b></p><p>　　ZLG7290_SendCmd(Glitter_COM, 0x00); </p><p&g

52、t;<b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　else if(Model == 1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　data = (uint8 )key;</p><p>　　di

53、sp_buf[num] = data-1;</p><p>　　if(num == 3||num == 6) //第三個和第六個LED數(shù)碼管不顯示，所以不進行賦值</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　num--;</b></p><p>　　cont = cont &

54、gt;> 1;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　num--;</b></p><p>　　cont = cont >> 1;</p><p>　　ZLG7290_SendBuf((uint8 *)disp_buf, 8);</p>

55、<p>　　ZLG7290_SendCmd(Glitter_COM, cont);</p><p>　　if(num == -1)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Model = 0;</p><p><b>　　Stop = 0;</b></p>

56、<p>　　ZLG7290_SendCmd(Glitter_COM, 0x00);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b>

57、</p><p>　　//賦值是否完成通過Stop來判定，Stop==0則賦值完成，進入if嵌套語句通過Control來控制延時，以達到最佳的計時效果</p><p>　　if(Stop == 0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(Control == 9)//10</p>

58、<p><b>　　{</b></p><p>　　disp_buf[0] ++;</p><p>　　if(disp_buf[0] >= 10)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　disp_buf[0] = 0;</p><p>

59、;　　disp_buf[1] ++; //秒的顯示</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(disp_buf[1] >= 6)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　disp_buf[1] = 0;</p><p>　

60、　disp_buf[3] ++;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(disp_buf[3] >= 10)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　disp_buf[3] = 0;</p><p>　　disp_buf

61、[4] ++;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(disp_buf[4] >= 6) //分的顯示</p><p><b>　　{</b></p><p>　　disp_buf[4] = 0;</p><p>　　disp_buf[6

62、] ++;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(disp_buf[6] >= 10)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　disp_buf[6] = 0;</p><p>　　disp_buf[7] ++;<

63、;/p><p><b>　　}</b></p><p>　　if(disp_buf[7] >= 2&&disp_buf[6] >= 4) //時的顯示，計時到23 59 59時自動清零</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(j=0; j<

64、8; j++) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　disp_buf[j]=0;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　disp_buf[2]=0x1f;</p><p>　　disp_buf[5]=0x1f;</p>

65、;<p><b>　　}</b></p><p>　　Control =0;</p><p>　　ZLG7290_SendBuf((uint8 *)disp_buf, 8);</p><p>　　ZLG7290_SendCmd(Glitter_COM, 0x00);</p><p><b>　　}

66、</b></p><p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　Control++;</p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　}<

67、/b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　//當(dāng)兩個緩沖區(qū)的數(shù)值相等時調(diào)用RunBeep（），即實現(xiàn)鬧鐘報警的功能。</p><p>　　if((Flag_look >0)||((disp_buf[7] == Clock_buf[7])&&(disp_buf[7] == Clock_b

68、uf[7])&&(disp_buf[6] == Clock_buf[6])&&(disp_buf[4] == Clock_buf[4])&&(disp_buf[3] == Clock_buf[3])&&(disp_buf[1] == Clock_buf[1])&&(disp_buf[0] == Clock_buf[0])))</p><p

69、><b>　　{</b></p><p>　　RunBeep();</p><p>　　if(Flag_look == 0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Flag_look = 100; //控制蜂鳴器報警的時間</p><p>&

70、lt;b>　　}</b></p><p><b>　　else </b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　Flag_look --;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>

71、　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p>　　return(0);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　第4章 個人總結(jié)與改進方案</p><p>　　通過這次課程設(shè)計，加深了對嵌入式的認識和了解，對本學(xué)科

72、有了一個基本的理解，最開始打算做這個課程設(shè)計的時候不知道從何下手，通過相關(guān)老師的指導(dǎo)和細心講解，逐漸有了一個實現(xiàn)設(shè)計的框架。</p><p>　　做課程設(shè)計之前，最先遭遇的問題就是教學(xué)所使用的試驗箱無法用32.768kHz的晶振來完成時鐘功能，通過多方面查閱相關(guān)資料，并且在和同學(xué)、老師的討論中，發(fā)現(xiàn)可以用其它的方法也同樣能實現(xiàn)實時時鐘的功能，比如利用中斷、軟件延時等，經(jīng)過多次修訂和動手實驗，最終決定采用軟件延時的

73、方法來完成課程設(shè)計，軟件延時相對來說比較簡單，實現(xiàn)起來比較容易，且顯示效果比較穩(wěn)定、逼真，所以通過利用多方資料最終完成此段能夠?qū)崿F(xiàn)實時時鐘和鬧鐘功能的源代碼，但此段代碼還可以進行優(yōu)化，使其達到的效果更好，利用手機的時鐘進行測試，發(fā)現(xiàn)一分鐘的時間，此代碼實現(xiàn)的時鐘大概延遲了0.5s左右，經(jīng)過長時間的測試，誤差則更加明顯，所以在延時控制方面，還可以繼續(xù)調(diào)試一達到更加精確的狀態(tài)，同時，在第三位和第六位的LED數(shù)碼管可以調(diào)用相關(guān)函數(shù)顯示“—”，