2022年嵌入式实验报告.pdf

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1、嵌入式实验报告嵌入式系统导论 实验报告学院: 学号: 姓名: 上海工程技术大学电子电气工程学院精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 嵌入式实验报告实验一GPIO(按键与 LED)实验一、实验要求1 、掌握基于STM32F103 微控制器的嵌入式系统、仿真器与开发用PC 机之间的连接方法,能够搭建基于STM32F103 微控制器的嵌入式系统交叉开发环境。2 、 熟悉常用的嵌入式开发工具KEIL MDK 或 IAR EWARM 的操作环境

2、与基本功能(包括编辑、编译、链接、调试与下载等),学会创建、配置与管理STM32 工程 ,掌握嵌入式程序的基本调试方法 ,学会使用逻辑分析仪窗口与外设窗口等信息窗口调试嵌入式程序。3 、理解 LED与按键的构件原理,学会设计它们与微控制器间的接口电路4 、掌握 STM32F103 微控制器 GPIO 的工作原理 ,熟悉 STM32 的 GPIO 库函数5 、学会使用 STM32 的 GPIO 库函数在 KEIL MDK 或 IAR EWARM 下开发基于LED与按键的简单嵌入式应用程序二、实验环境1 、硬件 : ALIENTEK STM32F103 嵌入式开发板2 、软件 : KEIL MDK

3、 或 IAR EWARM 三、实验内容1 、流水灯实验一: 在 KEIL MDK或 IAR EWARM 中建立 STM32 工程 ,并使用 GPIO 库函数与延时循环设计基于无限循环架构的嵌入式应用程序,使开发板上的红色LED以一定周期闪烁。采用软件仿真的方式调试程序,通过 “ Logic Analyzer ” ,观察程序模拟运行时连接红色LED的引脚 PA8 上的输出波形。采用硬件下载的方式调试程序,观察程序下载硬件运行时红色LED的闪烁情况。2 、按键控制LED 实验 : 在 KEIL MDK或 IAR EWARM 中建立 STM32 工程 ,并使用 GPIO 库函数设计基于无限循环架构的

4、嵌入式应用程序,实现以下功能 :当按键KEY0 按下时 ,目标板上红色LED 点亮 ;当按键KEY0释放时 ,目标板上红色LED熄灭。采用软件仿真的方式调试程序,通过 “ Logic Analyzer ” 与“ Peripherals GPIOC” ,观察程序模拟运行时连接红色LED的引脚 PA8 与连接按键KEY0的 PC5 上的输出波形。采用硬件下载的方式调试程序,观察程序下载硬件运行时按键KEY0 按下与释放时红色LED的点亮与熄灭情况。四、硬件设计1 、发光二极管 (红色 LED)、按键 (KEY0)与嵌入式微控制器(STM32F103)的接口电路精品资料 - - - 欢迎下载 - -

5、 - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 嵌入式实验报告五、软件设计1 、流水灯实验一程序:精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 嵌入式实验报告3 、按键控制LED 实验程序 : 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第

6、4 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 嵌入式实验报告精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 嵌入式实验报告六、实验结果1 、流水灯实验一1 )软件模拟仿真用连接红色LED的 PA8 引脚的输出信号波形图描述软件仿真的运行结果2 )下载硬件运行用文字或图片描述程序在STM32F103 微控制器上的运行结果精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - -

7、- - - - - -第 6 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 嵌入式实验报告STM32F103 微控制器上的运行结果为:LED 灯点亮一段时间后熄灭并且循环点亮2 、按键控制LED 实验1 )软件模拟仿真用连接红色LED的 PA8 与连接按键KEY0的 PC5 的引脚信号波形图描述软件仿真的运行结果精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 嵌入式实验报告2 )下载硬件运行用文字或图片描述程序在STM32F103

8、微控制器上的运行结果按下按钮 LED 灯点亮 ,松开按钮后LED 灯熄灭七、实验思考1 、依次连接按键KEY0、KEY1 与 WK_UP 的 STM32 引脚 PA13 、PA15 与 PA0 的复用功能 : 1 )PA13 、PA15: 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 嵌入式实验报告由于 PA13 与 PA15 复位时默认设置为调试接口引脚(JTAG/SW),所以观察实验结果时先关闭开发板电源,然后拔下开发板上连接的仿真器接口

9、,接着重新打开开发板电源观察程序运行结果。2 )PA0: 由于 PA0 外接跳线连接到温度传感器DS18B20,所以在做按键KEY与外部中断EXTI实验时,先拔下开发板上PA0 与 DS18B20 的跳线。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 嵌入式实验报告实验二定时器实验一、实验目的1 、掌握 STM32 的 TIMER 工作原理 ,熟悉 STM32 的 TIMER 库函数2 、 学会使用 STM32 库函数在 KEIL MDK 或

10、 IAR EWARM 下开发基于TIMER 的嵌入式应用程序3 、掌握嵌入式系统中延时的实现方法与主要应用4 、学会在嵌入式开发工具(KEIL MDK或 IAR EWARM)中使用单步 全速运行、设置断点与观察变量 寄存器等方法调试嵌入式应用程序二、实验环境1 、硬件 : ALIENTEK STM32F103 嵌入式开发板2 、软件 : KEIL MDK 或 IAR EWARM 三、实验内容1 、流水灯实验二: 在 KEIL MDK 或 IAR EWARM 中建立 STM32 工程 ,使用 GPIO 与 TIMER库函数 ,设计基于无限循环架构的嵌入式应用程序,使目标板上红色LED按固定时间一

11、直闪烁,其中红色 LED点亮与熄灭的时间各为x 秒(x学生学号最后两位/10,如对于学号为021110223 的学生 ,x23、0/10 、02、3 秒)。同时 ,在主程序中定义一个32 位无符号变量CountOfToggle用来统计红色 LED闪烁的次数 ,并且每当红色LED完成一次闪烁时,便在调试窗口中输出该变量的值。采用软件仿真的方式调试程序,当程序模拟运行时,通过设置断点、使用“ Logic Analyzer ”等方法观察连接红色LED的引脚 PA8 上的输出波形 ,并使用 “ Debug Viewer ” 监测用来记录红色 LED闪烁次数的32 位无符号变量CountOfToggle

12、的变化情况。采用硬件下载的方式调试程序,观察程序下载硬件运行时红色LED的闪烁情况。2 、PWM 输出实验 : 在 KEIL MDK 或 IAR EWARM 中建立 STM32 工程 ,使用 GPIO 与 TIMER库函数 ,设计基于无限循环架构的嵌入式应用程序,实现以下功能 :使用 PWM 输出达到部分点亮红色LED的效果 即在连接红色LED 引脚 PA8(TIM1 的通道 1)上输出频率为20kHz、占空比 (即正脉冲时间与信号周期的比值)为 94% 的矩形脉冲信号,如下图所示。采用软件仿真的方式调试程序,当程序模拟运行时,使用 “ Logic Analyzer ” 观察连接红色LED的引

13、脚 PA8 上的输出波形。采用硬件下载的方式调试程序,观察程序下载硬件运行时红色LED的亮度情况 ,注意与实验一中完全点亮的红色LED的亮度比较。四、硬件设计1 、发光二极管 (LED)与嵌入式微控制器(STM32F103)的接口电路精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 嵌入式实验报告五、软件设计1 、流水灯实验二: 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - -

14、- - - - -第 11 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 嵌入式实验报告2 、PWM 输出实验 : 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 嵌入式实验报告精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 嵌入式实验报告六、实验结果1 、流水灯实验二: 1 )

15、软件模拟仿真用连接红色LED的 PA8 引脚的输出信号波形图描述软件仿真的运行结果截图描述变量窗口与调试窗口中记录LED闪烁次数的变量CountOfToggle的变化情况2 )下载硬件运行用文字或图片描述程序在STM32F103 微控制器上的运行结果精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 嵌入式实验报告STM32F103 微控制器上的运行结果为:LED 点亮之后熄灭并且循环点亮2 、PWM 输出实验 : 1 )软件模拟仿真用连接红色L

16、ED的 PA8 引脚的输出信号波形图描述软件仿真的运行结果2 )下载硬件运行精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 15 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 嵌入式实验报告用文字或图片描述程序在STM32F103 微控制器上的运行结果STM32F103 微控制器上的运行结果为:LED 几乎就是一直在点亮,几乎察觉不到有熄灭七、实验思考1 、STM32 引脚 PA8 可选的复用功能(TIM 通道 ) 2 、STM32 引脚 PD2 可选的复用功能(TIM 通道 ) 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 16 页，共 17 页 - - - - - - - - - - 嵌入式实验报告3 、高级定时器TIM1 的通道精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 17 页，共 17 页 - - - - - - - - - -