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文檔簡介
關于嵌入式系統(tǒng)實習報告3篇隨著社會一步步向前發(fā)展,報告使用的次數(shù)愈發(fā)增長,報告成為了一種新興產(chǎn)業(yè)。那么什么樣的報告才是有效的呢?以下是小編為大家整理的嵌入式系統(tǒng)實習報告4篇,僅供參考,希望能夠幫助到大家。嵌入式系統(tǒng)實習報告篇1此次設計我們采用以LM3S2100為微控制器,并通過硬件和軟件兩方面設計,結(jié)合6位LED數(shù)碼管,放大整形電路,來實現(xiàn)頻率計在嵌入式系統(tǒng)中的開發(fā)與應用。本次課程設計其主要目的是通過這學期所學的ARM知識,來實現(xiàn)頻率計的功能,本次設計我們利用了定時計數(shù)器的功能,對輸入的信號進行實時的、高精度的頻率測量,并通過6位LED數(shù)碼顯示管顯示測量結(jié)果。論文中闡述了相關的硬件原理與應用方案,并在此基礎上敘述了軟件設計最終結(jié)合硬件和軟件完成了本次設計。關鍵詞:LM3S2100、頻率計、LED數(shù)碼顯示管1緒論頻率計是計算機、通訊設備、音頻視頻等科研生產(chǎn)領域不可缺少的測量儀器。它是一種用十進制數(shù)字顯示被測信號頻率的數(shù)字測量儀器。它的基本功能是測量正弦信號,方波信號及其他各種單位時間內(nèi)變化的物理量。在進行模擬、數(shù)字電路的設計、安裝、調(diào)試過程中,由于其使用十進制數(shù)顯示,測量迅速,精確度高,顯示直觀,經(jīng)常要用到頻率計。本頻率計將采用定時、計數(shù)的方法測量頻率。測量范圍在9kHz以下的方波,時基寬度為1us,10us,100us,1ms。用ARM芯片實現(xiàn)自動測量功能?;驹O計原理是直接用十進制數(shù)字顯示被測信號頻率的一種測量裝置。它以測量周期的方法對方波的頻率進行自動的測量。1.1本次設計任務一.設計題目:ARM為內(nèi)核的頻率計二.主要功能:用ARM的定時器/計數(shù)器的定時和計數(shù)功能,外部擴展6位數(shù)碼管,要求累計每秒進入ARM的外部脈沖個數(shù),用LED數(shù)碼管顯示出來,或是用上位機顯示。三.設計要求:用protel畫出最小系統(tǒng)和外圍擴展電路。顯示部分可用LED數(shù)碼管或是上位機顯示。要求小組成員分工明確。1.2設計基本原理所謂頻率,就是周期性信號在單位時間(1s)內(nèi)變化的次數(shù),若在一定時間間隔T內(nèi)測得這個周期性信號的重復變化次數(shù)為N,則其頻率可表示為被測信號經(jīng)放大整形電路變成計數(shù)器所要求的脈沖信號,其頻率與被測信號的頻率相同。當1s信號來到時,被測脈沖信號進入芯片相關的,計數(shù)器開始計數(shù),直到1s信號結(jié)束時,停止計數(shù)。若在1s時間內(nèi)計數(shù)器計得的脈沖數(shù)為N,則被測信號頻率fX?Nhz。2設計理念及設備2.1設計理念說到用單片機設計[2]的頻率計,這里說一下單片頻率計ICM7216D。單片頻率計ICM7216D是美國Intersil公司首先研制的專用測頻大規(guī)模集成芯片。它是標準的28引腳的雙列直插式集成電路,采用單一的+5V穩(wěn)壓電源工作。它內(nèi)含高頻振蕩器、10進制計數(shù)器、7段譯碼器、位多路復用器、能夠直接驅(qū)動LED顯示器的8段段碼驅(qū)動器、8位位碼驅(qū)動器。其基本的測頻范圍為DC至10MHz,若加預置的分頻電路,則上限頻率可達40MHz或100MHz,單片頻率計ICM7216D只要加上晶振、量程選擇、LED顯示器等少數(shù)器件即可構(gòu)成一個DC至40MHz的微型頻率計,可用于頻率測量、機械轉(zhuǎn)速測量等方面的應用。還有,PTS2600是英國研制的一款微波頻率計,該頻率計可以測量頻率高達26GHz的信號,而價格才只有幾萬元,可謂是物美價廉。PTS2600雖然是一個低價格的微波頻率計,但它能在四個波段有很好的靈敏度測量40Hz到20GHz的頻率。也可以用它來測量高達26GHz的頻率,只是靈敏度稍稍低了一些。日常工作中,用它來測量VF/VHF/UHF頻段的頻率,也十分方便和準確。PTS2600使用一個12位數(shù)字的LCD液晶顯示屏來顯示所測得的頻率、閘口時間(分辨率相關)、菜單功能以及頻率表的測量結(jié)果。所有這些數(shù)值都是同時顯示在一個屏幕上的。PTS2600的機箱采用高標準的鋁質(zhì)材料制成,各模塊安裝在下方有鋼板支承的母板上。模塊相對獨立,維修方便,主要通過更換模塊進行。我國利用相檢寬帶測頻技術設計的高精度頻率計也非常具有突破性和實用性。該項新技術及儀器是針對已有測頻技術的特點及存在問題,推出完全新穎的檢測精度高、便于實施且設備構(gòu)成又比較經(jīng)濟的一種新技術及儀器。2.2設計所用設備和器材(1)電源模塊(2)放大整形電路(三極管9014和74LS00)(3)ARM開發(fā)板LPC2131(4)LED數(shù)碼顯示管3硬件設計方案3.1設計系統(tǒng)原理框圖及介紹圖1原理框圖由上圖知,一個被測信號經(jīng)過放大整形再進入ARM開發(fā)板,然后經(jīng)過1S的定時捕獲得出頻率值,再經(jīng)由6位LED數(shù)碼顯示管顯示出數(shù)值。3.2電源電源模塊——參考電壓源為系統(tǒng)芯片如A/D、D/A轉(zhuǎn)換IC或外設提供參考電壓,電路如圖2。嵌入式系統(tǒng)實習報告篇2ARM嵌入式系統(tǒng)綜合設計一、實習時間和地點安排1、實習時間:20xx年12月03日——20xx年12月14日,共兩周的時間。2、每天的實習時間安排:上午:8:30——11:30下午:13:30——15:303、實習地點:校內(nèi)。二、實習目的1、掌握電子元器件的焊接原理和方法。2、掌握ARM7LPC2132控制程序的編寫方法。3、掌握調(diào)試軟件和硬件的方法。三、實習內(nèi)容與要求1、根據(jù)設計要求焊接好電路板并測試焊接無誤。2、繪制流程圖并編寫程序。3、編譯通過后,將程序下載到LPC2132進行調(diào)試。4、調(diào)試成功后編寫實習報告。四、LPC2132芯片介紹LPC2132最小系統(tǒng)圖及其介紹概述LPC2132是基于一個支持實時仿真和嵌入式跟蹤的32/16位ARM7TDMI-STMCPU的微控制器,并帶有32kB、64kB、512kB的嵌入的高速Flash存儲器。128位寬度的.存儲器接口和獨特的加速結(jié)構(gòu)使32位代碼能夠在最大時鐘速率下運行。對代碼規(guī)模有嚴格控制的應用可使用16位Thumb?模式將代碼規(guī)模降低超過30%,而性能的損失卻很小。較小的封裝和極低的功耗使LPC2131/2132/2138可理想地用于小型系統(tǒng)中,如訪問控制和POS機。寬范圍的串行通信接口和片內(nèi)8/16/32kB的SRAM使LPC2131/2132/2138非常適用于通信網(wǎng)關、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、軟modem、聲音辨別和低端成像,為它們提供巨大的緩沖區(qū)空間和強大的處理功能。多個32位定時器、1個或2個10位8路ADC、10位DAC、PWM通道和47個GPIO以及多達9個邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷使它們特別適用于工業(yè)控制和醫(yī)療系統(tǒng)。特性1、小型LQFP64封裝的16/32位ARM7TDMI-S微控制器。2、8/16/32kB片內(nèi)靜態(tài)RAM。3、片內(nèi)Boot裝載軟件實現(xiàn)在系統(tǒng)/在應用中編程(ISP/IAP)。扇區(qū)擦除或整片擦除的時間為400ms,1ms可編程256字節(jié)。4、EmbeddedICE?RT和嵌入式跟蹤接口可實時調(diào)試(利用片內(nèi)RealMonitor軟件)和高速跟蹤執(zhí)行代碼。5、1個(LPC2132/2132)或2個(LPC2138)8路10位A/D轉(zhuǎn)換器共包含16個模擬輸入,每個通道的轉(zhuǎn)換時間低至2.44us。6、1個10位D/A轉(zhuǎn)換器,可提供不同的模擬輸出(LPC2132/2138)。7、2個32位定時器/計數(shù)器(帶4路捕獲和4路比較通道)、PWM單元(6路輸出)和看門狗。8、實時時鐘具有獨立的電源和時鐘源,在節(jié)電模式下極大地降低了功耗。9、多個串行接口,包括2個16C550工業(yè)標準UART、2個高速I2C接口(400kbit/s)、SPITM和SSP(具有緩沖功能,數(shù)據(jù)長度可變)。10、向量中斷控制器??膳渲脙?yōu)先級和向量地址。11、多達47個5V的通用I/O口(LQFP64封裝)。12、9個邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷引腳。13、通過片內(nèi)PLL可實現(xiàn)最大為60MHz的CPU操作頻率,PLL的穩(wěn)定時間為100us。14、片內(nèi)晶振頻率范圍:1~30MHz。15、2個低功耗模式:空閑和掉電。16、可通過個別使能/禁止外部功能和降低外部時鐘來優(yōu)化功耗。17、通過外部中斷將處理器從掉電模式中喚醒。18、單個電源供電,含有上電復位(POR)和掉電檢測(BOD)電路:-CPU操作電壓范圍:3.0~3.6V(3.3V+/-10%),I/O口可承受5V的最大電壓。結(jié)構(gòu)概述LPC2132包含一個支持仿真的ARM7TDMI-SCPU、與片內(nèi)存儲器控制器接口的ARM7局部總線、與中斷控制器接口的AMBA高性能總線(AHB)和連接片內(nèi)外設功能的VLSI外設總線(VPB,ARMAMBA總線的兼容超集)。LPC2131/2132/2138將ARM7TDMI-S配置為小端(little-endian)字節(jié)順序。AHB外設分配了2M字節(jié)的地址范圍,它位于4G字節(jié)ARM存儲器空間的最頂端。每個AHB外設都分配了16k字節(jié)的地址空間。LPC2131/2132/2138的外設功能(中斷控制器除外)都連接到VPB總線。AHB到VPB的橋?qū)PB總線與AHB總線相連。VPB外設也分配了2M字節(jié)的地址范圍,從3.5GB地址點開始。每個VPB外設在VPB地址空間內(nèi)都分配了16k字節(jié)地址空間。片內(nèi)外設與器件管腳的連接由管腳連接模塊控制。該模塊必須由軟件進行控制以符合外設功能與管腳在特定應用中的需求。ARM7TDMI-S處理器ARM7TDMI-S是通用的32位微處理器,它具有高性能和低功耗的特性。ARM結(jié)構(gòu)是基于精簡指令集計算機(RISC)原理而設計的。指令集和相關的譯碼機制比復雜指令集計算機要簡單得多。這樣使用一個小的、廉價的處理器核就可實現(xiàn)很高的指令吞吐量和實時的中斷響應。由于使用了流水線技術,處理和存儲系統(tǒng)的所有部分都可連續(xù)工作。通常在執(zhí)行一條指令的同時對下,一條指令進行譯碼,并將第三條指令從存儲器中取出。ARM7TDMI-S處理器使用了一個被稱為THUMB的獨特結(jié)構(gòu)化策略,它非常適用于那些對存儲器有限制或者需要較高代碼密度的大批量產(chǎn)品的應用。在THUMB后面一個關鍵的概念是“超精簡指令集”?;旧?,ARM7TDMI-S處理器具有兩個指令集:標準32位ARM指令集、16位THUMB指令集THUMB指令集的16位指令長度使其可以達到標準ARM代碼兩倍的密度,卻仍然保持ARM的大多數(shù)性能上的優(yōu)勢,這些優(yōu)勢是使用16位寄存器的16位處理器所不具備的。因為THUMB代碼和ARM代碼一樣,在相同的32位寄存器上進行操作。THUMB代碼僅為ARM代碼規(guī)模的65%,但其性能卻相當于連接到16位存儲器系統(tǒng)的相同ARM處理器性能的160%。片內(nèi)FLASH程序存儲器LPC2131/2132/2138分別含有32kB、64kB和512kB的FLASH存儲器系統(tǒng)。該存儲器可用作代碼和數(shù)據(jù)的存儲。對FLASH存儲器的編程可通過幾種方法來實現(xiàn):通過內(nèi)置的串行JTAG接口,通過在系統(tǒng)編程(ISP)和UART0,或通過在應用編程(IAP)。使用在應用編程的應用程序也可以在應用程序運行時對FLAH進行擦除和/或編程,這樣就為數(shù)據(jù)存儲和現(xiàn)場固件的升級都帶來了極大的靈活性。如果LPC2131/2132/2138使用了片內(nèi)引導裝載程序(bootloader),32/64/512kB的Flash存儲器就可用來存放用戶代碼。LPC2131/2132/2138的Flash存儲器至少可擦除/編程10,000次,保存數(shù)據(jù)的時間長達10年。片內(nèi)靜態(tài)RAM片內(nèi)靜態(tài)RAM(SRAM)可用作代碼和/或數(shù)據(jù)的存儲,支持8位、16位和32位的訪問。LPC2131/2132/2138含有8/16/32kB的靜態(tài)RAM。LPC2131/2132/2138SRAM是一個字節(jié)尋址的存儲器。對存儲器進行字和半字訪問時將忽略地址對準,訪問被尋址的自然對準值(因此,對存儲器進行字訪問時將忽略地址位0和1,半字訪問時將忽略地址位0)。因此,有效的讀寫操作要求半字數(shù)據(jù)訪問的地址線0為0(地址以0、2、4、6、8、A、C和E結(jié)尾),字數(shù)據(jù)訪問的地址線0和1都為0(地址以0、4、8和C結(jié)尾)。該原則同樣用于片外和片內(nèi)存儲器。SRAM控制器包含一個回寫緩沖區(qū),它用于防止CPU在連續(xù)的寫操作時停止運行。回寫緩沖區(qū)總是保存著軟件發(fā)送到SRAM的最后一個字節(jié)。該數(shù)據(jù)只有在軟件請求下一次寫操作時才寫入SRAM(數(shù)據(jù)只有在軟件執(zhí)行另外一次寫操作時被寫入SRAM)。如果發(fā)生芯片復位,實際的SRAM內(nèi)容將不會反映最近一次的寫請求(即:在一次“熱”芯片復位后,SRAM不會反映最后一次寫入的內(nèi)容)。任何在復位后檢查SRAM內(nèi)容的程序都必須注意這一點。通過對一個單元執(zhí)行兩次相同的寫操作可保證復位后數(shù)據(jù)的寫入?;蛘?,也可通過在進入空閑或掉電模式前執(zhí)行虛寫(dummywrite)操作來保證最后的數(shù)據(jù)在復位后被真正寫入到SRAM。LPC2132管腳分布五、硬件原理圖其中K1-K6為六個按鍵,分別對應清零鍵、減號鍵、第二個數(shù)字鍵、等號鍵、加號鍵和第一個數(shù)字鍵,接到I/O口的P0.08-P0.13腳。P0.00-P0.07號腳接段碼,分別是G、F、E、D、C、B、A、DP。三個數(shù)碼管的位選通端接到P0.28-P0.30三個管腳上,用于選通數(shù)碼管。ULN2803應用電路介紹ULN20xx、ULN2800是高壓大電流達林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品,具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負載能力強等特點,適應于各類要求高速大功率驅(qū)動的系統(tǒng)。ULN20xxA電路是美國TexasInstruments公司和Sprague公司開發(fā)的高壓大電流達林頓晶體管陣列電路,文中介紹了它的電路構(gòu)成、特征參數(shù)及典型應用。功率電子電路大多要求具有大電流輸出能力,以便于驅(qū)動各種類型的負載。功率驅(qū)動電路是功率電子設備輸出電路的一個重要組成部分。在大型儀器儀表系統(tǒng)中,經(jīng)常要用到伺服電機、步進電機、各種電磁閥、泵等驅(qū)動電壓高且功率較大的器件。ULN20xx、ULN2800高壓大電流達林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品就屬于這類可控大功率器件,由于這類器件功能強、應用范圍語廣。因此,許多公司都生產(chǎn)高壓大電流達林頓晶體管陣列產(chǎn)品,從而形成了各種系列產(chǎn)品,ULN20xx、ULN2800系列就是美國TexasInstruments公司、美國Sprague公司開發(fā)的高壓大電流達林頓晶體管陣列產(chǎn)品。它們的系列型號分類如表1所列,生產(chǎn)20xx、2800高壓大電流達林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品的公司與型號對照表如表2所列。在上述系列產(chǎn)品中,ULN20xx系列能夠同時驅(qū)動7組高壓大電流負載,ULN2800系列則能夠同時驅(qū)動8組高壓大電流負載。美國TexasInstruments公司、美國Sprague公司生產(chǎn)的ULN20xxA由7組達林頓晶體管陣列和相應的電阻網(wǎng)絡以及鉗位二極管網(wǎng)絡構(gòu)成,具有同時驅(qū)動7組負載的能力,為單片雙極型大功率高速集成電路。以下介紹該電路的構(gòu)成、性能特征、電參數(shù)以及典型應用。20xx、2800高壓大電流達林頓晶體管陣列系列中的其它產(chǎn)品的性能特性與應用可參考ULN20xxA。本設計的驅(qū)動電路如圖所示:在本實習中的應用嵌入式系統(tǒng)實習報告篇3通過嵌入式控制系統(tǒng)的實習,使我們了解并掌握根據(jù)嵌入式控制系統(tǒng)項目要求,如何設計符合控制邏輯的原理圖,復合原理圖及電子電氣EMC的PCB圖,學習電子元器件的焊接,PCB板的調(diào)試等,最終掌握嵌入式控制系統(tǒng)的設計及工藝等。一、設計實習任務1.焊接ARM7(LPC2132)最小系統(tǒng)PCB。要求仔細認真焊接,并調(diào)試使其能正常工作(提供最簡易測試程序)。2.設計數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示電路,三個按鍵的鍵盤電路,模擬電壓取樣電路等。要求原理圖設計合理,要求有與最小系統(tǒng)板的接口,正確焊接,調(diào)試后能正常工作。3.控制軟件設計在嵌入式控制系統(tǒng)的設計中,系統(tǒng)控制軟件的設計是一項非常重要且艱巨的工作,系統(tǒng)能否正??煽康墓ぷ?,成敗在此一舉。因此要求同學們認真仔細的設計、調(diào)試控制軟件。要求軟件語句精煉,整體健壯,有一定的抗干擾能力。二、數(shù)碼管動態(tài)掃描顯示電路控制軟件設計要求顯示電路能正常顯示數(shù)據(jù),數(shù)碼管無閃爍,明亮,可隨時刷新顯示的數(shù)據(jù),參考流程圖見圖1。圖1三.鍵盤識別軟件設計嵌入式控制系統(tǒng)一般的是配備簡易鍵盤,即根據(jù)需要設3~4按鍵基本能滿足使用要求,因此鍵盤控制軟件也是必須的,參考下圖四、ADC控制軟件設計五、電路與程序六、程序源代碼#include"LPC2294.h"圖3typedefunsignedintU32;//無符號32位整型變量typedefunsignedcharU8;//無符號8位整型變量//typedefsignedcharint8;//有符號8位整型變量typedefunsignedshortU16;//有符號8位整型變量#defineFpclk11059200#defineDIS_10x06//個位選通#defineDIS_20x05//十位選通#defineDIS_30x03//百位選通#defineKEY10x04//+#defineKEY20x02//-#defineKEY30x01//okU16cunt;U16data_dis,data_set;U8dis3=10,dis2=10,dis1=10;U8flag_dis,dis_n;U8timeout;constU8led_seg[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0xff,0x00};//段嗎:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9all_l關顯void__irqTimer0_ISR(void);voidcpu_init(void){PINSEL0=0x00;IO0DIR=0x3FF;//顯示分配在P000~P010,段碼P000~P007,位碼P008~P010//健P016~P018//定時器0T0TC=0;T0PR=0;T0MCR=0x03;T0MR0=Fpclk/1000;//定時1mST0TCR=0x01;VICIntSelect=VICIntSelect&(~(1<<4));VI
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