2022年基于嵌入式系统的LCD电子时钟方案设计书.docx

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1、精品学习资源基于嵌入式系统的 LCD电子时钟设计院 系： 物理工程学院年 级： 2021 级专 业： 测控技术与仪器学 号:20212240111姓名： 雷 亚 东指导老师 :田 增 国欢迎下载精品学习资源目录前言 1第一章 课题目标及总体方案 2其次章 系统设计31、系统结构原理32、硬件组成与设计3、软件组成与设计44第三章 试验结果5心得体会5参考文献5附录6欢迎下载精品学习资源前 言嵌入式系统反映了当代最新的技术水平；嵌入式系统不仅和一般的 PC 机上的应用系统不同，就是针对不同的详细应用而设计的嵌入式系统之间差别也很大；嵌入式系统一般功能单一，简洁而且兼容性方面要求不高，但是在大小和

2、成本方面限制较多；在本试验中以 arm7 处理器 S3C44B0X和液晶显示屏 LRH9J515XA STN/BW 为基础，设计实现了带农历的实时时钟电路；当有外部中断产生时，串口与 S3C44B0X 进行通信，实现更换时钟时间，且应用公历转农历的算法，实现将农历时间实时显示在LCD 上；另外仍具有闹铃、星期提示功能，基本上能够满意人们的需求；关键字： arm7S3C44B0X LCD 农历 串口欢迎下载精品学习资源第一章课题目标及总体方案一、目的明白实时时钟的硬件掌握原理及设计方法；把握 S3C44B0X处理器的 RTC 模块程序设计方法；初步把握液晶显示屏的使用及其电路设计方法；把握 S3

3、C44B0X处理器的 LCD 掌握器的使用；通过试验把握液晶显示文本和图形的方法以及程序设计的方法；二、设备1. 硬件： Embest EDUKIT / 试验平台， Embest ARM 标准/ 增强型仿真器套件， PC 机；2. 软件： Embest IDE Pro 2004 集成开发环境， Windows98/2000/NT/XP操作系统；三、内容通过运用 S3C44B0X的 RTC 模块、串口模块和 LCD 模块，编写应用程序，在 LCD 上实时显示当前时间及农历时间；四、讨论方法1. 将任务分成如干模块，查阅相关论文资料，分模块调试和完成任务；2. 连接 PC 和 Embest EDU

4、KIT / 试验箱，进行整个试验环境搭建；其次章 系统设计欢迎下载精品学习资源1、系统结构原理图本试验电子时钟的设计主要是将RTC 模块中的时间传到 LCD 上进行实时显示；此外，通过串口与PC 机通信，设置 RTC 模块中当前时间及报警时间，并把当前公历时间转换为农历时间一起在LCD 上进行显示，其结构框图如右图所示：PC串口RTC 模块LCD 显示2、硬件组成与设计2.1 实时时钟 RTC 模块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形下运行，RTC 发送 8位 BCD 码数据到 CPU；传送的数据包括秒、分、时、星期、日期、月

5、份和年份； RTC 单元时钟源频率由外部32.768 kHz 晶振供应，可以实现闹钟（报警）功能准时间片中断、置0 计数功能；2.2 串口通信模块S3C44B0X 串行通信单元 UART 供应 2 个独立的异步串行通信口，皆可工作于中断和 DMA 模式；最高波特率达 115200b/s；每个UART 单元包含一个 16 字节 FIFO ，用于数据接收和发送；此外， 每个 UART 模块仍包含可编程波特率、红外发送 / 接收、 1 个或 2 个停止位、 5/6/7/8位数据宽度和奇偶校验；通过初始化好串口，与欢迎下载精品学习资源RTC 进行通信，来设置 RTC 当前时间及报警时间；2.3 液晶显

6、示 LCD 模块S3C44B0X 处理器集成了 LCD 掌握器，支持 4 位单扫描、 4 位双扫描和 8 位单扫描工作方式；处理器使用内部RAM 区作为显示缓存，并支持屏幕水平和垂直滚动显示；数据的传送采纳DMA （直接内存拜访）方式，以达到最小推迟；依据实际硬件水平和垂直像素点数、传送数据位数、时间线和帧速率方式等进行编程，以支持多 种类型的显示屏； LCD 掌握器主要液晶屏显示数据的传送、时钟和各种信号的产生与掌握功能；3、软件组成与设计3.1 读写 RTC 模块S3C44B0X 内部集成了 RTC 模块，通过读取 RTC 模块中寄存器BCDSEC 、 BCDMIN 、 BCDHOUR 、

7、 BCDDAY 、 BCDDATE、BCDMON和 BCDYEAR 的值得到当前的相应的时间值；仍可以往这些寄存器里写值以设置当前的时间值；3.2 串口通信 UART 模块采纳 S3C44B0X的 UART 模块，利用 PC 机进行当前时钟时间和时钟报警时间的设置；其通信协议如下：第一S3C44B0X 发送字符串命令询问是否要设置报警时间值，如回复y或Y,就从 PC 机上的键盘上发送报警时间值传递给报警寄存器ALMYEAR 、ALMMON 、欢迎下载精品学习资源ALMDAY 、ALMHOUR 、ALMMIN 、ALMSEC；然后，S3C44B0X 发送命令询问是否要重新设置当着时间，如回复y或

8、Y ，就发送新的时间值到 BCDYEAR 、 BCDMON 、 BCDDAY 、BCDHOUR 、BCDMIN 、BCDSEC，从而实现对报警时间及当前时钟时间的设置；程序流程图如下：开 始串 口 初 始 化Y设 置 报 警 时间？N设 置 报 警 时 钟Y设 置 当 前 时间？设置当前时间N结 束欢迎下载精品学习资源3.3 农历显示设计S3C44B0X中 RTC 模块中没有供应农历的时间信息，因此采纳公历转农历的方式来显示农历信息；公历转农历的算法是：第一建立 公历年对应的农历数据，将其存入数组中，然后查找数组，实现公 历到农历的转换并在 LCD 上显示；公历转农历算法框图如下所示：3.4

9、液晶屏 LCD 显示设计使用液晶屏显示最基本的是像素掌握数据的使用；像素掌握数欢迎下载精品学习资源据的存放与传送形式打算了显示的成效；图形显示可以直接使用像素掌握函数实现；把像素掌握数据按肯定形式存入即可实现字符显示；本工程通过调用字符显示函数，将读取的实时时钟显示在LCD屏幕上；第三章试验结果心得体会通过本次的试验操作，不仅使我深刻体会打了嵌入式系统的宽阔的应用前景，而且也是我对课本学问的一次较深的回忆与体悟；温故而知新，只有通过自己动手操作才能把握真正的技术；在有限的课时内我们把握的学问也是相当有限的，我们对嵌入式系统的硬件和软件的基本原理，特点有了更深的熟悉；这些学问对于本次试验是不够的

10、；我自己查找了很多资料，同时也参考了过去的课题，取长欢迎下载精品学习资源补短；经过不断的努力，在老师和同学们的帮忙之下，我顺当的完 成了课程设计，对嵌入式系统的硬件/ 软件有了更深的明白，也深化把握了嵌入式系统设计的基本方法，达到了预期的目的；不仅这一次，以后我要更加努力的学习嵌入式系统，以期能够有更大的进步；参考文献1. 林志琦 ARM 微掌握器与液晶屏接口的讨论J. 长春高校学报，2021， 202:71-74.2. 耿辉.S3C44B0X数据手册 ,2006.3. 田泽 ARM7 嵌入式开发试验与实践 北京：北京航空航天高校出版社 20214. 郑丽丽, 谢磊, 李清宝. 一种公历到农历

11、日期转换算法的实现 J. 微运算机信息 , 2005, 21 2: 74- 76.5. 石熊 基于 ARM9 的带农历实时时钟 LCD 显示设计 D 陕西 西安电子科技高校 20216. EL-ARM-830试验系统的资源介绍， 2000.附 录EXTAL1VDDXTAL1晶阵32.768kHzR10K .D91N4148VDDRTC15pF15pFBA T1电池C 1041. 电路原理图欢迎下载精品学习资源TIME TICKTICNT时钟发生器128HzRTCRSTXTAL215 分频时钟复位寄存器闰年产生器1HzSECMINHOURDA TEDAYMONYEAREXTAL掌握寄存器报警产生

12、器RTCONRTCALMPMWKUPPWDNALMINTS3C44B0X处理器 RTC 功能框图欢迎下载精品学习资源系统总寄存器掌握信号产生电路VCLK VLINE VFRAME VM线DMA 传送掌握数据掌握VD3:0VD7:4S3C44B0X处理器的 LCD 掌握器框图2. 主要程序代码/* File：lcd.c* Author:embest* Desc：LCD control and display functions* History:欢迎下载精品学习资源*/ #include lcd.h #include bmp.h #include 44b.h#define XWIDTH6#def

13、ine LCD_STN256_COLOR #define ASCII6x8UINT32T g_unLcdActiveBufferLCD_YSIZELCD_XSIZE/4；volatile extern int data=0x2021,0x12,0x17,0x2,0x12,0x30,0x；00volatile extern char *f_szdate8 =,Sunday,Monday,Tuesday,Wednesday,Thursday,Friday,Satu rday；extern UINT8T g_ucAscii8x16；extern const UINT8T g_ucHZK16；void

14、 lcd_initvoid/LCD初始化函数rDITHMODE = 0x12210 ；rDP1_2 = 0xa5a5；rDP4_7 = 0xba5da65； rDP3_5 = 0xa5a5f；rDP2_3 = 0xd6b；欢迎下载精品学习资源rDP5_7 = 0xeb7b5ed；rDP3_4 = 0x7dbe；rDP4_5 = 0x7ebdf；rDP6_7 = 0x7fdfbfe；rLCDCON1 = 0x0|25|MVAL_USED7|0x38|0x310|CLKVAL_C OLOR12 ；rLCDCON2 =LINEVAL|HOZVAL_COLOR10|1021；rLCDCON3 = 0

15、；rLCDSADDR1 = 0x3221；rLCDSADDR2 = M5Dunsignedintg_unLcdActiveBuffer+SCR_XSIZE*LCD_YSIZE1 | MVAL21 ；rLCDSADDR3 = LCD_XSIZE/2 | SCR_XSIZE-LCD_XSIZE/29 ；rREDLUT =0xfdb96420 ； / 1111 1101 1011 1001 0110 01000010 0000rGREENLUT=0xfdb96420 ； / 1111 1101 1011 1001 0110 01000010 0000欢迎下载精品学习资源rBLUELUT =0xfb4

16、0 ；/ 1111 1011 0100 0000 rLCDCON1=0x1|25|MVAL_USED7|0x38|0x310|CLKVAL_COLOR12；rPDATE=rPDATE&0x0e ；lcd_clr；void lcd_clrvoidUINT32T i ；UINT32T *pDisp = UINT32T*g_unLcdActiveBuffer ；for i = 0 ； i SCR_XSIZE * SCR_YSIZE / 4； i+*pDisp+ = ALLWHITE；void lcd_disp_ascii8x16UINT16T x0, UINT16T y0, UINT8T ForeC

17、olor, UINT8T * s /字符串显示函数UINT16T i,j,k,x,y,xx；UINT8T qm ；UINT32T ulOffset ；INT8T ywbuf16,temp2；欢迎下载精品学习资源for i = 0 ； i = 161 temp0 = *s + i；temp1 = 0 ；return；elseqm = *s+i ；ulOffset = UINT32Tqm * 16 ；/Here to be changed tomorrowfor j = 0 ； j 16； j + ywbufj = g_ucAscii8x16ulOffset + j；for y = 0； y 16

18、； y+ for x = 0； x k xx = x0 + x + i*8 ；LCD_PutPixelxx, y + y0,UINT8TForeColor ；void lcd_disp_hz16UINT16T x0, UINT16T y0, UINT8T ForeColor, UINT8T *s /汉字显示函数UINT16T i,j,k,x,y,xx；UINT8T qm,wm ；UINT32T ulOffset ；INT8T hzbuf32,temp2；for i = 0 ； i strlenconst char*s；i+ if UINT8T*s+i 161 欢迎下载精品学习资源temp0 =

19、 *s+i；temp1 = 0 ；break；elseqm = *s+i - 161；wm = *s + i + 1 - 161；ulOffset = UINT32Tqm * 94 + wm * 32 ；for j = 0 ； j 32； j + hzbufj = g_ucHZK16ulOffset + j ；for y = 0； y 16； y+ for x = 0； x k xx = x0 + x + i * 8 ；欢迎下载精品学习资源LCD_PutPixel xx, y + y0,UINT8TForeColor ；i+ ；void rtc_initvoid / 时钟模块 RTC 初始化函

20、数rRTCCON = 0x01；/ R/W enable, 1/32768, Normalmerge, Noreset/ set the default data for RTC rBCDYEAR = data0；rBCDMON = data1 ；rBCDDAY = data2 ；/ SUN:1 MON:2 TUE:3 WED:4 THU:5 FRI:6SAT:7rBCDDATE = data3 ；rBCDHOUR = data4；欢迎下载精品学习资源rBCDMIN = data5 ；rBCDSEC = data6；/ set the test data for RTC rALMYEAR =

21、0x12 ；rALMMON = 0x12 ；rALMDAY = 0x17 ；rALMHOUR = 0x12 ；rALMMIN = 0x32 ；rALMSEC = 0x00+1；rRTCCON = 0x0；/ R/W disable, 1/32768, Normalmerge, No resetvoid rtc_readvoid / 读当前时间函数while1/ read the data from RTC registers ifrBCDYEAR = 0x99data0 = 0x1999；elsedata0 = 0x2000 + rBCDYEAR；data1 = rBCDMON ；欢迎下载精品

22、学习资源data2 = rBCDDAY ；data3 = rBCDDATE ；data4 = rBCDHOUR；data5 = rBCDMIN ；data6 = rBCDSEC；/ display the default timeuart_printfr Set Default Time at %02x-%02x-%02x %s,data0,data1,data2,f_szdatedata；3uart_printf %02x:%02x:%02xnr,data4,data5,data6；int BCDToDint a / 将 BCD 码转换为十进制数据int b=0 ；b+=a12*1000+a

23、8&0x0f*100+a&0xf04*10+a&0x0f；return b；void rtc_tick_testvoid / 设置 RTC 时间片中断/ enable rtc_tick interrupt rRTCALM = 0x7f ；欢迎下载精品学习资源pISR_RTC = unsigned int rtc_in；trINTMSK = BIT_GLOBAL|BIT_RTC；pISR_TICK = unsignedrtc_tick；rINTMSK= BIT_GLOBAL|BIT_TICK；rTICINT= 127+17 ；/ STARTvoid rtc_tickvoid /RTC 时间片中断

24、函数rI_ISPC = BIT_TICK ；rtc_read；void rtc_intvoid /RTC 报警中断函数UINT8T i ；rI_ISPC = BIT_RTC ；fori=0 ；i 5 = 1bySpring = lunar200yyear-1901 & 0x001F ；- 1elsebySpring = lunar200yyear-1901 & 0x001F - 1 + ；31bySolar = monthTotalmonth-1 + day - 1；if .year % 4 & month 2bySolar+；if bySolar = bySpring / 阳历日在春节后（含

25、春节那天）bySolar -= bySpring； month = 1；index = 1；flag = 0；if lunar200yyear - 1901 & 0x80000 index-1 =0 daysPerMonth = 29；elsedaysPerMonth = 30； whilebySolar = daysPerMonth 欢迎下载精品学习资源bySolar -= daysPerMont；hindex+；ifmonth = lunar200yyear - 1901 & 0xF00000 20 flag = flag；ifflag = 0month+；elsemonth+；if lu

26、nar200yyear - 1901 & 0x80000 index-1 =0 daysPerMonth=29；elsedaysPerMonth=30；day = bySolar + 1；else / 阳历日在春节前bySpring -= bySola；ryear-；-month = 12；if lunar200yyear - 1901 & 0xF00000 20 = 0 index = 12；欢迎下载精品学习资源elseindex = 13；flag = 0；if lunar200yyear - 1901 & 0x80000 index-1 =0 daysPerMonth = 29；else

27、daysPerMonth = 30； whilebySpring daysPerMonth bySpring -= daysPerMont；hindex-；ifflag = 0month-；ifmonth = lunar200yyear - 1901 & 0xF00000 20 flag = flag；if lunar200yyear - 1901 & 0x80000 index-1 =0daysPerMonth = 29； elsedaysPerMonth = 30；day = daysPerMonth - bySpring + ；1lunar.day = day；欢迎下载精品学习资源lun

28、ar.month = month；lunar.year = yea；rifmonth = lunar200yyear - 1901 & 0xF00000 20lunar.reserved = ；1else lunar.reserved = 0；return lunar；void Mainvoidsys_init；/* Initial 44B0Xs Interrupt,Port and UART */ uart_printfnrLCD display Test Exampleplease look at LCDscreenn；lcd_show；while1；void lcd_showvoidlcd_init；rtc_init；while 1欢迎下载精品学习资源lcd_clr；rtc_tick_test；chardate=BCDToDdata0/1000+48,BCDToDdata0/100%10+48,BCDToDdata0/10%10+48,BCDToDdata0%10+48,-,BCDToDdata1/10%10+48,BCDToDdata1%10+48,-,BCDToDdata2/10%10+48,BCDToDdata2%10+48, ,0 ；char time=BCDToDdata4/10%10+48,BCDToDdata4%10+48,:,BCDToD