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1、 嵌 入 式 计 算 机 产 品 案 例 报 告、课程报告题目：基于 LCD 的电子时钟实验 、课程设计（论文）工作内容- -2 学习LCD与ARM 的LCD的控制器的接口原理，掌握内置LCD控制器驱动编写方法”的实验目的，在可行性分析的基础上实现以下功能： 1、编写程序实现电子时钟功能，通过实验系统的LCD将时间显示出来； 2、仿照给定图形在LCD上显示类似的时钟界面； 3、动态显示当前的时间，包括：年、月、日、时、分、秒，时针，分针、秒针必须为动态实时指示当前的时间。一、课程设计目标 1、培养综合运用知识和独立开展实践创新的能力；2、培养学生的编程能力、用计算机解决实际问题的能力。3、培养
2、学生遇到问题，解决问题的能力。二、研究方法及手段应用1、将任务分成若干模块，查阅相关论文资料，分模块调试和完成任务；2、L-ARM-830 教学实验箱， PentiumII 以上的 PC 机，仿真器电缆； 3、PC操作系统WIN98或WIN2000或WINXP，ARM SDT2.5或ADS1.2 集成开发环境，仿真器驱动程序； 4、实验使用实验教学系统的CPU板，在进行本实验时，LCD电源开关、音频的左右声道开关、AD通道选择开关、触摸屏中断选择开关等均应处在关闭状态。五、成三、课程设计预期效果1、完成实验环境搭建；2、分模块调试和编译;3、组合并完善程序。4、效果图。目 录前 言 4第一章
3、系统设计 5第一节 课题目标及总体方案.5第二节 原理框图.5第三节 RTC 模- -3 块.6第四节 LCD 模块.8第五节 信息的传递.11第二章 实验（测试）结果及讨论.12第一节 软件的编译.12第二节 调试.13第三章 结论14心得体会14参考文献 14附 录 15源程序15前 言嵌入式系统已经有了近 40 年的发展历史，它是硬件和软件交替双螺旋式发展的。随着信息化、智能化、网络化的发展，嵌入式系统技术也将获得广阔的发展空间。美国著名未来学家尼葛洛庞帝 1999 年 1 月访华时预言，4-5 年后嵌入式智能工具将是 PC 和 Intel 网之后最伟大的发明。嵌入式技术日渐普及，在通讯
4、、网络、工控、医疗、电子等领域发挥着越来越重要的作用。嵌入式系统无疑成为当前最热门最有发展前途的 IT 应用领域之一。本课程设计实时时钟（RTC）器件是一种能提供日历/ 时钟、数据存储等功能的专用集成电路，常用作各种计算机系统的时钟信号源和参数设置存储电路。RTC 具有计时准确、耗电低和体积小等特点，特别适用于在各种嵌入式系统忠记录事件发生的时间和相关信息，尤其是在通信工程、电力自动化、工业控制等自动化程度较高领域的无人职守环境。随着集成电路技术的不断发展，RTC 器件的新品也不断推出。这些新品不仅具有准确的 RTC，还有大容量的存储器、温度传感器和 A/D 数据采集通道等，已成为集 RTC、
5、数据采集和存储于一体的综合功能器件，特别适用于以微控制器为核心的嵌入式系统。本课程设计将体现嵌入式技术的优越性。- -5 第一章 系统设计第一节 课题目标及总体方案S3C44B0X处理器的学习，可以利用其内部的RTC单元和LCD控制器，外接LCD模块、晶振和(后备)电源实现电子实时时钟的功能。主要实现方法为：通过电源和晶振保证处理器的正常工作和时钟来源，通过编程设定RTC单元的工作模式，实现实时时钟的功能；然后根据所要求显示的图形效果，编写程序设定LCD控制器的相应寄存器，将RTC单元和LCD控制器合理有效地结合起来；最终由LCD模块作出相应动作，完成实时时钟的显示功能。本文的中英文字符显示方
6、案，有效地利用了嵌入式系统自身的ROM存储容量，其最大的特点是以少量的存储容量为代价，来简单灵活地实现LCD上的字符显示。该方案可以显示所有的一、二级汉字，并且能实现汉字、英文的混合显示，从而方便地构造出良好的人机界面。本文所讨论的硬件平台是在S3C44BOX和液晶显示器的基础上搭建的，对于实现S3C44BOX与其它类型LCD模块的连接和应用，具有定的参考价值。第二节 原理框图根据题所要实现的功能，结合 S3C44B0X 处理器的单元结构，作出如下图所示的原理框图。 S3C44B0X 采用一种新的三星 ARM CPU 嵌入总线结构-SAMBA2，最大达66MHZ- -6 第三节 RTC 模块主
7、要是利用 RTC 的各种寄存器功能，设计出一个时钟表。实时时钟（RTC）器件是一种能提供日历/时钟、数据存储等功能的专用集成电路，常用作各种计算机系统的时钟信号源和参数设置存储电路。RTC 具有计时准确、耗电低和体积小等特点，特别适用于在各种嵌入式系统忠记录事件发生的时间和相关信息，尤其是在通信工程、电力自动化、工业控制等自动化程度较高领域的无人职守环境。随着集成电路技术的不断发展，RTC 器件的新品也不断推出。这些新品不仅具有准确的 RTC，还有大容量的存储器、温度传感器和 A/D 数据采集通道等，已成为集 RTC、数据采集和存储于一体的综合功能器件，特别适用于以微控制器为核心的嵌入式系统。
8、S3C44B0X 实时时钟单元是处理器集成的片内外设。由开发板上的后备电池供电，可以在系统电源关闭的情况下运行。RTC 发送 8 位 BCD 码数据到 CPU。传送的数据包括秒、分、小时、星期、月份和年份。RTC 单元时钟源由外部 32。768kHz 晶振提供，可以实现闹钟（报警）功能。S3C44B0X 实时时钟单元特性如下：BCD 数据：秒、分、小时、星期、日期、月份和年份；闹钟（报警）功能：产生定时中断或激活系统；自动计算闰年；无 2000 年问题；独立的电源输入；支持 ms 级时间片中断，位 RTOS 提供时间基准。2）读/写寄存器访问 RTC 模块的寄存器，首先要社 RTCCON 的位
9、 0 位 1。CPU 通过读取RTC 模块中寄存器BCDSEC、BCDMIN、BCDHOUR、BCDDAY、BCDDATE、BCDMON 和BCDYEAR 的值，得到当前的相应时间值。但是，由于多个寄存器一次读- -7 出，所以由可能产生错误。例如：用户一次读取年（1989） 、月（12） 、日（31） 、时（23） 、分（59） 、秒（59） 。当秒数位 159 时，无任何问题；但是，当秒数位 0 时，当前时间和日期就变成了 1990 年 1 月 1 日 0 时 0 分。在这种情况下（秒数位 0） ，用户应该重新读取年份到分钟的值。3）后备电池RTC 单元可以使用后后备电池通过引脚 RTCV
10、DD 供电。当系统关闭电源以后，CPU 和 RTC 的接口电路被阻断。后备电池只需要驱动晶振和 BCD 计数器，从而达到最小功耗。4）闹钟报警功能RTC 在指定的时间产生报警信号，包括 CPU 工作在正常模式和休眠（Power Down）模式下。在正常工作模式，报警中断信号（ALMINT）别激活；在修们模式，报警中断信号和唤醒信号（PMWKUP）同时被激活。RTC 报警寄存器（RTCALM）决定报警功能的使能 /屏蔽和完成报警时间检测。5）时间片中断RTC 时间片中断用于中断请求。寄存器 TICNT 由一个中断使能位和中断计数。该中断计数自动递减，当达到 0 时，则产生中断。中断周期）Peri
11、od计算公式如下：Period（n1）/128s其中，n 为 RTC 时钟中断计数，可取值为 1127。6）置 0 计数功能RTC 的置 0 计数功能可以实现 30s、40s 和 50s 步长重新计数，供某些专用系统使用。当使用 50s 置 0 设置时，如果当前时间是 11：59：49，则1s 后时间将变为 12：00：00。注意：所有的 RTC 寄存器都是字节型的，必须使用字节访问指令（STRB、LDRB ）或字符型指针访问。- -8 RTC 初始化第四节 LCD 模块LCD模块是嵌入式应用系统中重要的人机交互部件。目前，许多常用的LCD模块一般自身都不带有字库，而实际应用中人机界面又经常需
12、要显示中英文字符。对于不带字库的LCD模块显示字符的解决方法通常是利用字模提取软件来进行预处理，即将系统中可能用到的字符一一将其字模提取出来，并将字模数据存放在程序空间中。该方法只适用于显示字符固定且数量较入式系统中，灵活性差。考虑到嵌入式系统一般带有一定容量的ROM存储系统，本文以无字的图形LCD模块LM2028为例，搭建了以ARM微处理器s3C44BOX为基础的嵌式液晶系统工作平台，在此平台的基础上，讨论了一种基于自制硬件字库的中英文字符显示方案。LCD控制器的作用是将系统存储器中的LCD图像数据传送到外部LCD驱动器中，并产生必须的LCD控制信号。S3C44BOX LCD控制器支持在灰白
13、LCD上的单色、4级灰度、16级灰度显示，也能与彩色LCD接口支持最大256色的显示。可以编程支持不同水平和垂直点数(64O480、320240、160160等)、不同数据线宽度、不同接口时序和刷新速率的LCD，支持4位双扫描、4位单扫描、8位单扫描的LCD显示器，并支持水平垂直卷动，以用来支持更大的屏幕显示(如12801280) 。S3C44BOX支持查找表，用于各种色彩选择或灰度级别的选择。在灰度模式中，通过查找表可以在16级灰度中选择四种灰度，在彩色模式中，一个字节的图像数据是用3位表示红色，3位表示绿色，2位表示蓝色，通过查找表可以选择16级红色中的8种红色、16级绿色中的8种绿色和1
14、6级蓝色中的4种蓝色。S3C44B0X 中具有内置的LCD 控制器，它能将显示缓存（在SDRAM存储器中）中的LCD图像数据传输到外部的LCD驱动电路上的逻辑功能。它支持单- -9 色、4级、16级灰度LCD显示，以及256彩色LCD显示。在显示灰度时，它采用时间抖动算法（time-based dithering algorithm）和帧率控制 (Frame Rate Control)方法，在显示彩色时，它采用RGB的格式，即RED、GREEN、BLUE，三色混合调色。通过软件编程，可以实现233或332的RGB调色的格式。对于不同尺寸的LCD显示器，它们会有不同的垂直和水平象素点、不同的数据宽度、不同的接口时间及刷新率，通过对LCD 控制器中的相应寄存器写入不同的值，来配置不同的LCD 显示板。S3C44B0X 中内置的LCD 控制器提供了下列外部接口信号：VFRAME: LCD 控制器和LCD 驱动器之间的帧同步信号。它通知LCD屏开始显示新的一帧，LCD 控制器在一个完整帧的显示后发出VFRAME 信号。VLINE: LCD 控制器和LCD 驱动器间的同步脉
