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电子科技大学微处理器与嵌入式实验三

一个编程的菜鸡 2023-04-09 原文

实验三:IO接口编程

目录

实验三:IO接口编程

一、实验目的

二、实验内容

三、实验步骤

1.数码管实验

2.UART串口实验

四、实验结果


一、实验目的

1.掌握ARM的GPIO,UART接口工作原理。

2.学习编程实现GPIO接口的控制及ARM和PC机的UART通信。

3.掌握ARM裸机下C语言编程方法。

二、实验内容

1.学习串行通信原理,了解串行通信控制寄存器。

2.实现I/O接口编程。

三、实验步骤

1.数码管实验

1.双击打开对应工程文件夹下的vivado project file

2.在File菜单下选择Export,点击包括比特流,点击OK

3.在File菜单下选择luanch SDK,打开SDK软件

4.新建工程并命名,类型选择Empty Application

5.在新建的工程中添加源文件,新建Source File

6.为文件命名,注意要跟上文件类型.c,点击Finish

7.补全seg_test.c文件中缺失的代码,添加至源文件中:需完成的功能:

  使用开关控制右四位数码管显示数字0~9,当值大于9时,数码管无显示

  其中开关从右至左为低位至高位,开关开状态为1,关状态为0,开关组成的2进制值对 应数码管上显示的十进制数值

8.点击保存,软件自动编译程序

9.用USB数据线将开发板2处接口与电脑主机连接,打开板子电源开关7,开发板1处拨码开关全部打到”on”

10.在vivado中点击左下角Open Hardware Manager,选择open target, 再选择Auto Connection

11.点击Program device,在弹出的窗口中找到工程的比特流,比特流文件在工程中的路径为:project_name/project_name.runs/impl_1/system_wrapper.bit,如下图,点击Program下载比特流到板子

12.运行程序

13.拨动开关,观察数码管上的显示

14.可使用debug调试程序,具体参见实验二

2.UART串口实验

1.双击打开对应工程文件夹下的vivado project file

2.在File菜单下选择Export,点击包括比特流,点击OK

3.在File菜单下选择luanch SDK,打开SDK软件

4.新建工程并命名,类型选择Empty Application

5.在新建的工程中添加源文件,新建Source File

6.为文件命名,注意要跟上文件类型.c,点击Finish

7.补全common_uart.c文件中缺失的代码,添加至源文件中,需完成的功能:

通过PL上的UART串口发送单个字符,接收后向串口回传该字符,若收到的字符为“x”,则退出程序

8.点击保存,软件会自动编译程序

9.用USB数据线将开发板2处UART接口与电脑主机连接,将5上方的USB口用双头USB线连接至主机,打开板子电源开关7

10.在vivado中点击左下角Open Hardware Manager,选择open target, 再选择Auto Connection

11.点击Program device,在弹出的窗口中找到工程的比特流,比特流文件在工程中的路径为:project_name/project_name.runs/impl_1/system_wrapper.bit,如下图,点击Program下载比特流到板子

12.计算机→管理,在设备管理器→端口里查看Silicon Labs CP210x USB to UART Bridge对应的端口号

13.打开串口调试助手,将串口设置为该端口号,将波特率设为9600,其余配置不改变,然后打开串口

14.运行程序

15.在串口助手里,输入字符,点击TX发送,在左上方的框里看是否有接受到正确的字符

四、实验结果

数码管实验关键代码:

        case 0 :a=0x3f;

            break;

    /*补全余下代码,定义data为1~9时对应的数码管值*/

    case 1 :a=0x06;

     break;

    case 2 :a=0x5b;

         break;

    case 3 :a=0x4f;

         break;

    case 4 :a=0x66;

         break;

    case 5 :a=0x6d;

     break;

    case 6 :a=0x7d;

     break;

    case 7 :a=0x07;

     break;

    case 8 :a=0x7f;

     break;

    case 9 :a=0x6f;

     break;

    case 10 :a=0x77;

         break;

}

    /*向数码管寄存器中写入值*/

XGpio_DiscreteWrite(&GpioOutput1,SEG_CHANNEL,a);

return XST_SUCCESS;

 

数码管实验实验结果:

 

实验现象:下面开关二进制对应1000,上面是数码管为8。当二进制开关拨动到对应十进制当中的10以外,数码管就不在亮起。

此外还增加了闪烁的功能。

UART串口实验关键代码:

 

UART串口实验结果:

 

实验现象解释:可以看到UART串口实验,当数据输x后,接收数据再增加。

五、实验总结

1.在进行数码管的实验当中,此外还增加了闪烁的功能,通过控制选择后,然后灯会交替闪烁。

2.在实验当中,深入了解了串口通信的原理,掌握了vivado和SDK的熟练使用。

3.掌握了编程实现GPIO接口的控制及ARM和PC机的UART通信,在实验当中发现其实C语言的逻辑思路和我们的汇编语言很相似,体会到了语言之间的融会贯通。

  • 实验思考题

1.查看相关寄存器,思考怎么配置UART时钟信号?

设置mellcon寄存器的值可以设置时钟,改变ulcon的值可以配置UART时钟信号。

2.要实现控制数码管闪烁的功能,有什么办法可以完成

1.向命令寄存器中写入“闪烁控制命令”

2.向命令寄存器中写入“下载数据并译码、Download命令”来完成,Download命令的第八位的D6可控制数码管的闪烁。

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