嵌入式實(shí)驗(yàn)報(bào)告Word版

1、嵌入式系統(tǒng)導(dǎo)論實(shí)驗(yàn)報(bào)告 學(xué)院： 學(xué)號(hào)： 姓名：上海工程技術(shù)大學(xué)電子電氣工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)一 GPIO（按鍵和LED）實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)要求1 、掌握基于STM32F103微控制器的嵌入式系統(tǒng)、仿真器和開發(fā)用PC機(jī)之間的連接方法，能夠搭建基于STM32F103微控制器的嵌入式系統(tǒng)交叉開發(fā)環(huán)境。2 、熟悉常用的嵌入式開發(fā)工具KEIL MDK或IAR EWARM的操作環(huán)境和基本功能（包括編輯、編譯、鏈接、調(diào)試和下載等），學(xué)會(huì)創(chuàng)建、配置和管理STM32工程，掌握嵌入式程序的基本調(diào)試方法，學(xué)會(huì)使用邏輯分析儀窗口和外設(shè)窗口等信息窗口調(diào)試嵌入式程序。3 、理解LED和按鍵的構(gòu)件原理，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)它們與微控制器間的接口電路4

2、 、掌握STM32F103微控制器GPIO的工作原理，熟悉STM32的GPIO庫(kù)函數(shù)5 、學(xué)會(huì)使用STM32的GPIO庫(kù)函數(shù)在KEIL MDK或IAR EWARM下開發(fā)基于LED和按鍵的簡(jiǎn)單嵌入式應(yīng)用程序二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境1 、硬件：ALIENTEK STM32F103嵌入式開發(fā)板2 、軟件：KEIL MDK或IAR EWARM三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 、流水燈實(shí)驗(yàn)一： 在KEIL MDK或IAR EWARM 中建立STM32工程，并使用GPIO庫(kù)函數(shù)和延時(shí)循環(huán)設(shè)計(jì)基于無限循環(huán)架構(gòu)的嵌入式應(yīng)用程序，使開發(fā)板上的紅色LED以一定周期閃爍。采用軟件仿真的方式調(diào)試程序，通過“Logic Analyzer”，觀察程序

3、模擬運(yùn)行時(shí)連接紅色LED的引腳PA8上的輸出波形。采用硬件下載的方式調(diào)試程序，觀察程序下載硬件運(yùn)行時(shí)紅色LED的閃爍情況。2 、按鍵控制LED實(shí)驗(yàn)：在KEIL MDK或IAR EWARM 中建立STM32工程，并使用GPIO庫(kù)函數(shù)設(shè)計(jì)基于無限循環(huán)架構(gòu)的嵌入式應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)以下功能：當(dāng)按鍵KEY0按下時(shí)，目標(biāo)板上紅色LED點(diǎn)亮；當(dāng)按鍵KEY0釋放時(shí)，目標(biāo)板上紅色LED熄滅。采用軟件仿真的方式調(diào)試程序，通過“Logic Analyzer”和“PeripheralsGPIOC”，觀察程序模擬運(yùn)行時(shí)連接紅色LED的引腳PA8和連接按鍵KEY0的PC5上的輸出波形。采用硬件下載的方式調(diào)試程序，觀察程序下

4、載硬件運(yùn)行時(shí)按鍵KEY0按下和釋放時(shí)紅色LED的點(diǎn)亮和熄滅情況。四、硬件設(shè)計(jì)1 、發(fā)光二極管（紅色LED）、按鍵（KEY0）與嵌入式微控制器（STM32F103）的接口電路五、軟件設(shè)計(jì)1 、流水燈實(shí)驗(yàn)一程序：3 、按鍵控制LED實(shí)驗(yàn)程序：六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1 、流水燈實(shí)驗(yàn)一1 ）軟件模擬仿真用連接紅色LED的PA8引腳的輸出信號(hào)波形圖描述軟件仿真的運(yùn)行結(jié)果2 ）下載硬件運(yùn)行用文字或圖片描述程序在STM32F103微控制器上的運(yùn)行結(jié)果STM32F103微控制器上的運(yùn)行結(jié)果為:LED燈點(diǎn)亮一段時(shí)間后熄滅并且循環(huán)點(diǎn)亮2 、按鍵控制LED實(shí)驗(yàn)1 ）軟件模擬仿真用連接紅色LED的PA8和連接按鍵KEY0的PC

5、5的引腳信號(hào)波形圖描述軟件仿真的運(yùn)行結(jié)果2 ）下載硬件運(yùn)行用文字或圖片描述程序在STM32F103微控制器上的運(yùn)行結(jié)果按下按鈕LED燈點(diǎn)亮,松開按鈕后LED燈熄滅七、實(shí)驗(yàn)思考1 、依次連接按鍵KEY0、KEY1和WK_UP的STM32引腳PA13、PA15和PA0的復(fù)用功能：1 ）PA13、PA15：由于PA13和PA15復(fù)位時(shí)默認(rèn)設(shè)置為調(diào)試接口引腳（JTAG/SW），所以觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)先關(guān)閉開發(fā)板電源，然后拔下開發(fā)板上連接的仿真器接口，接著重新打開開發(fā)板電源觀察程序運(yùn)行結(jié)果。2 ）PA0：由于PA0外接跳線連接到溫度傳感器DS18B20，所以在做按鍵KEY和外部中斷EXTI實(shí)驗(yàn)時(shí)，先拔下開發(fā)

6、板上PA0與DS18B20的跳線。實(shí)驗(yàn)二 定時(shí)器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 、掌握STM32的TIMER工作原理，熟悉STM32的TIMER庫(kù)函數(shù)2 、學(xué)會(huì)使用STM32庫(kù)函數(shù)在KEIL MDK或IAR EWARM下開發(fā)基于TIMER的嵌入式應(yīng)用程序3 、掌握嵌入式系統(tǒng)中延時(shí)的實(shí)現(xiàn)方法和主要應(yīng)用4 、學(xué)會(huì)在嵌入式開發(fā)工具（KEIL MDK或IAR EWARM）中使用單步全速運(yùn)行、設(shè)置斷點(diǎn)和觀察變量寄存器等方法調(diào)試嵌入式應(yīng)用程序二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境1 、硬件：ALIENTEK STM32F103嵌入式開發(fā)板2 、軟件：KEIL MDK或IAR EWARM三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1 、流水燈實(shí)驗(yàn)二：在KEIL MDK或IAR

7、 EWARM 中建立STM32工程，使用GPIO和TIMER庫(kù)函數(shù)，設(shè)計(jì)基于無限循環(huán)架構(gòu)的嵌入式應(yīng)用程序，使目標(biāo)板上紅色LED按固定時(shí)間一直閃爍，其中紅色LED點(diǎn)亮和熄滅的時(shí)間各為x秒（x學(xué)生學(xué)號(hào)最后兩位/10，如對(duì)于學(xué)號(hào)為021110223的學(xué)生，x23.0/10.02.3秒）。同時(shí)，在主程序中定義一個(gè)32位無符號(hào)變量CountOfToggle用來統(tǒng)計(jì)紅色LED閃爍的次數(shù)，并且每當(dāng)紅色LED完成一次閃爍時(shí)，便在調(diào)試窗口中輸出該變量的值。采用軟件仿真的方式調(diào)試程序，當(dāng)程序模擬運(yùn)行時(shí)，通過設(shè)置斷點(diǎn)、使用“Logic Analyzer”等方法觀察連接紅色LED的引腳PA8上的輸出波形，并使用“De

8、bug Viewer”監(jiān)測(cè)用來記錄紅色LED閃爍次數(shù)的32位無符號(hào)變量CountOfToggle的變化情況。采用硬件下載的方式調(diào)試程序，觀察程序下載硬件運(yùn)行時(shí)紅色LED的閃爍情況。2 、PWM輸出實(shí)驗(yàn)：在KEIL MDK或IAR EWARM 中建立STM32工程，使用GPIO和TIMER庫(kù)函數(shù)，設(shè)計(jì)基于無限循環(huán)架構(gòu)的嵌入式應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)以下功能：使用PWM輸出達(dá)到部分點(diǎn)亮紅色LED的效果即在連接紅色LED引腳PA8（TIM1的通道1）上輸出頻率為20kHz、占空比（即正脈沖時(shí)間與信號(hào)周期的比值）為94%的矩形脈沖信號(hào)，如下圖所示。采用軟件仿真的方式調(diào)試程序，當(dāng)程序模擬運(yùn)行時(shí)，使用“Logic

9、Analyzer”觀察連接紅色LED的引腳PA8上的輸出波形。采用硬件下載的方式調(diào)試程序，觀察程序下載硬件運(yùn)行時(shí)紅色LED的亮度情況，注意與實(shí)驗(yàn)一中完全點(diǎn)亮的紅色LED的亮度比較。四、硬件設(shè)計(jì)1 、發(fā)光二極管（LED）與嵌入式微控制器（STM32F103）的接口電路五、軟件設(shè)計(jì)1 、流水燈實(shí)驗(yàn)二：2 、PWM輸出實(shí)驗(yàn)：六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果1 、流水燈實(shí)驗(yàn)二：1 ）軟件模擬仿真用連接紅色LED的PA8引腳的輸出信號(hào)波形圖描述軟件仿真的運(yùn)行結(jié)果截圖描述變量窗口和調(diào)試窗口中記錄LED閃爍次數(shù)的變量CountOfToggle的變化情況2 ）下載硬件運(yùn)行用文字或圖片描述程序在STM32F103微控制器上的運(yùn)行結(jié)果STM32F103微控制器上的運(yùn)行結(jié)果為:LED點(diǎn)亮之后熄滅并且循環(huán)點(diǎn)亮2 、PWM輸出實(shí)驗(yàn)：1 ）軟件模擬仿真用連接紅色LED的PA8引腳的輸出信號(hào)波形圖描述軟件仿真的運(yùn)行結(jié)果2 ）下載硬件運(yùn)行用文字或圖片描述程序在STM32F103微控制器