1、信息工程學院嵌入式系統設計課程設計報告題目：偽windows電子時鐘的設計與實現學號：1312230142學生姓名：王盼專業名稱：物聯網工程班級：物聯13本1目錄1. 課題研究意義和現狀- 1 -1.1 課題研究意義- 1 -1.2 課題研究現狀- 1 -2. 系統總體方案設計及功能模塊介紹- 1 -2.1 總體方案設計- 1 -2.2 數字時鐘功能模塊介紹- 3 -3. 系統硬件平臺及接口設計- 3 -3.1 系統硬件平臺設計- 3 -3.2 系統硬件接口設計- 4 -4. 系統軟件設計與實現- 5 -4.1 主程序設計與實現- 5 -4.2 數字時鐘程序設計與實現- 7 -5. 系統測試-

2、 10 -5.1 系統軟件測試- 10 -5.2 系統硬件測試- 12 -6. 總結和展望- 14 -7. 參考文獻- 15 -信息工程學院嵌入式系統設計課程設計1. 課題研究意義和現狀1.1 課題研究意義電子鐘是目前應用非常廣泛的一種電子裝置，眾所周知，ARM微處理器功能特別的強大，與MC51單片機相比，它更適合做中高端數字系統的微處理器，ARM已經成了現代主流微處理器內核,目前，絕大多數碼產品，如，手機，MP3，MP4，數碼相機，他們的系統都嵌入了ARM系列內核，ARM微處理器更新換代很快，現在的諾基亞N系列智能手機如N78,N79已經采用了ARM11了，使得運行于塞班操作系統S60第三版

3、的應用程序流暢自如。本文使用TQ2440處理器而設計的實時時鐘，由硬件和軟件相配合使用。硬件由主控器、時鐘電路、顯示電路、鍵盤接口5個模塊組成。實現電子時鐘的功能，并在LCD上顯示類似的時鐘界面；動態顯示當前的時間，包括：年月、日、時、分、秒，時針。1.2 課題研究現狀目前市場上各式各樣的數字電子鐘大多數用全硬件電路實現，電路結構復雜，功率損耗大，而且目前市場上的電子鐘一般都用LED顯示，顯示界面不友好。市場上還有一些老式的機械式電子鐘，機械式的電子鐘使用壽命較短，一般只能使用一年時間，機械式電子鐘出現故障后很難修復，這樣很浪費資源。因此有必要對機械式電子鐘進行淘汰，對電子鐘進行改進。本文設計

4、的可調電子鐘，設計的電路成本較低，可靠性高，運用簡單方便，正常環境下能使用五年。出現元器件老化故障，可以只更換元器件，便可正常使用，節省資源，保護環境。2. 系統總體方案設計及功能模塊介紹2.1 總體方案設計本設計是基于ARM處理器而設計的實時時鐘，綜合性較強，涉及到RTC外部中斷，引腳的GPIO功能，C語言編程等知識。首先要定義P0口為基本IO功能，然后通過引腳功能選擇寄存器PINSEL0及PINSEL1定義輸入輸出外部中斷口所在的位，另外還要對外部中斷進行初始化，其中有規定他們的優先級，中斷觸發方式，中斷地址分配，本設計采用液晶模塊LCD1602同時顯示實時時間和報警時間，同樣要對他們進行

5、初始化，包括檢查總線忙與閑，傳送地址，傳送數據及顯示函數的編程、開發板自帶有一個實時時鐘RTC帶日歷和時鐘功能，要使用它也要進行一下的基本操作：設置RTC基準時鐘分頻器初始化RTC的時鐘值如，YEAR,MONTH,HOUR等啟動RTC即CCR的CLKEN位職位讀取完整時間寄存器值或等待中斷。先調用以上各個模塊的初始化函數lcd_int(),RTCint()然后開啟RTC時鐘，并調用LCD顯示函數SendTimetRtc(),如果沒用中斷發生就判斷實時時間是否與以設定的報警時間相同，如果相同就馬上接通蜂鳴器報警并且點亮LED燈。假如有中斷發生，在無效狀態下，馬上給中斷標志寄存器EXTINT對應位

6、，然后寫1清零，然后轉到中斷服務程序。本設計設定7種系統狀態：正常運行：0態設定RTC的：HOUR1態；SEC2態；MIN3態；ALHOUR4態；ALSEC5態；ALMIN6態電路中通過三個按鈕開關與三個中斷eint的輸入端相連，對應也有eint0,eint1,eint3三個中斷服務程序，當eint2端按下時，就轉到eint2中斷服務程序，它的功能就是設定系統當前所取的狀態，也就是所選擇實時時鐘和報警時間的時，分，秒，按一下，狀態就自增一，eint0,eint1的中斷服務程序都是調節時間不同的是一個以加1調節，一個以減2調節。按下一次就加一次時間值，但具體是對HOUR,SEL,MIN,ALHO

7、UR,ALMIN,ALSEL中的哪一個調節那還得看eint2觸發下系統所處的狀態所以只有在eint2發生的基礎上eint0,eint1發生才有意義。LCD初始化模塊時鐘顯示模塊鬧鐘模塊時鐘計時模塊TQ2440LCD圖1 系統設計圖2.2 數字時鐘功能模塊介紹數字實時時鐘單元是處理器集成的片內外設，由開發板上的后備電池供電，可以在系統電源關閉的情況下運行，RTC發送8位BCD碼數據到CPU。傳送的數據包括秒、分、時、星期、日期、月份和年份。RTC單元時鐘源頻率由外部32.768 kHz晶振提供，可以實現鬧鐘（報警）功能及時間片中斷、置0計數功能。RTC最重要的功能就是顯示時間，是通過讀/寫寄存器

8、實現的。要顯示秒、分、時、日期、月、年，CPU必須讀取存于BCDSEC、BCDMIN、BCDHOUR、BCDDAY、BCDDATE、BCDMON與BCDYEAR寄存器中得值。時間的設置也是通過以上的寄存器實現的。 3. 系統硬件平臺及接口設計3.1 系統硬件平臺設計圖2 硬件平臺圖3.2 系統硬件接口設計圖3 LCD接口圖圖4 蜂鳴器接口圖4. 系統軟件設計與實現開始4.1 主程序設計與實現圖5 主程序流程圖RTC顯示時間RTC報警中斷服務RTC報警在LCD上顯示背景和漢字結束中斷初始化LCD初始化MMU初始化串口初始化時鐘初始化關鍵代碼如下void Main(void)char *mode;

9、int i,ii,j; U32 jj=100;unsigned char Temp1,Temp2;unsigned int Addr=0;U16 freq;/ lci 1000 U32 x,y; double offset=0;/x坐標偏移量 U32 z;/=init FCLK=400M, so change MPLL first=U8 key = 14;U32 mpll_val = (9212)|(112)&0xff, (mpll_val4)&0x3f, mpll_val&3);ChangeClockDivider(key, 12);cal_cpu_bus_clk();consoleNum

10、= 0;/ Uart 1 select for debug.Uart_Init( 0,115200 );Uart_Select( consoleNum );Beep(2000, 100);Uart_SendByte(n);Uart_Printf(n);Uart_Printf( TQ2440 Test Programn);Uart_Printf( n);Uart_Printf(n);rMISCCR=rMISCCR&(13); / USBD is selected instead of USBH1 rMISCCR=rMISCCR&(113); / USB port 1 is enabled.rDS

11、C0 = 0x2aa;rDSC1 = 0x2aaaaaaa;/Enable NAND, USBD, PWM TImer, UART0,1 and GPIO clock,/the others must be enabled in OS!rCLKCON = 0xfffff0;MMU_Init();/ /Rtc_Init(); pISR_SWI=(_ISR_STARTADDRESS+0xf0);/for pSOSLed_Display(0x66);mode=DMA;Clk0_Disable();Clk1_Disable();mpll_val = rMPLLCON;Lcd_TFT_Init() ;/

12、 LCD initial/Lcd_ClearScr(0x0011) | (0x3f5) | (0x00) );/刷屏刷為青色/開機logl Paint_Bmp(0,0,480,272,Win8_480272); /win8 /Paint_Bmp(0,0,480,272,AnZuo1_480272); /安卓 Delay(100000); for(j=30;j480;j+) Lcd_printf(-j+16*0,220, 0x0000,(0x1f11) | (0x3f=24)&(xdata=108)&(ydata=24)&(xdata=144)&(ydata=171) if(rYear=0x00

13、) rYear=0x63; else if(rYear=0x5a) rYear=0x59; else if(rYear=0x50) rYear=0x4f; else if(rYear=0x46) rYear=0x45; else if(rYear=0x3c) rYear=0x3b; else if(rYear=0x32) rYear=0x31; else if(rYear=0x28) rYear=0x27; else if(rYear=0x1e) rYear=0x1d; else if(rYear=0x14) rYear=0x13; else if(rYear=0x0a) rYear=0x09

14、; else rYear-; xdata=0; /清除x坐標值 ydata=0; /清除y坐標值 5. 系統測試5.1 系統軟件測試圖6 編譯環境截圖圖7 編譯結果圖8 燒寫過程5.2 系統硬件測試圖9 開機畫面圖10 主界面圖11 模擬時鐘界面圖12 數字時鐘設置界面圖13 鬧鐘設置界面6. 總結和展望本設計先后進行了很長的時間，萬事開頭難，最終在這次難得的電子鐘設計實驗中我鍛煉了自己的思考能力和動手能力。通過題目選擇和設計電路的過程中，加強了我思考問題的完整性和實際生活聯系的可行性。在方案設計選擇和芯片的選擇上，培養了我們綜合應用ARM的能力，對ARM的各種功能也有了進一步的認識。還鍛煉我們個人的查閱技術資料的能力，動手能力，發現問題，解決問題的能力。并且我們熟練掌握了有關器件的性能及測試方法。在本次課程設計中使用的是ARM處理器。此次設計是基于嵌入式的數字時鐘的制作，將理論知識和工程實踐應用相結合在一起，這使我們深刻了解了理論知識與應用實踐的相關聯系，加大了對理論知識的重要性的認識和應用實踐的重要性。也使我們明白了僅僅知道課本上的理論知識是遠遠不夠的，還需要通過大量的查閱相關資料并通過實際的親自動手實踐才能得到真正的有用的