嵌入式課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、 嵌入式課程設(shè)計(jì)報(bào)告 設(shè)計(jì)題目：電子密碼鎖 、 摘要 隨著科技和人們的生活水平的提高，實(shí)現(xiàn)防盜的問(wèn)題也變得尤為突出，傳統(tǒng)機(jī)械鎖構(gòu)造簡(jiǎn)單，電子鎖的保密性高，使用靈活性好。根據(jù)需要設(shè)計(jì)運(yùn)用W90P170開(kāi)發(fā)板，制作一款電子密碼鎖，密碼鎖通過(guò)鍵盤輸入密碼，通過(guò)在LCD的文字和圖片顯示當(dāng)前密碼鎖的狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)設(shè)置密碼，密碼驗(yàn)證，錯(cuò)誤密碼自鎖、圖片顯示的功能。目錄一、選題意義及系統(tǒng)功能3二、硬件設(shè)計(jì)及描述4三、軟件設(shè)計(jì)及描述5四、程序代碼6五、課程設(shè)計(jì)體會(huì)11六、運(yùn)行結(jié)果12七、心得體會(huì)12八、參考文獻(xiàn)13九、附錄131、 選題意義及功能描述1、選題意義電子密碼鎖是通過(guò)密碼輸入來(lái)控制電路或是芯片工作，從而

2、控制機(jī)械的開(kāi)關(guān)閉合、開(kāi)鎖的電子產(chǎn)品。隨著科技提高和人們生活水平的提高，對(duì)電子密碼鎖的需求增加。電子密碼做較傳統(tǒng)的機(jī)械鎖安全性能更高。特點(diǎn)如下：(1) 保密性好，編程量大，隨機(jī)開(kāi)鎖的成功率幾乎為零。(2) 密碼可變，用戶可以隨時(shí)改變密碼，防止密碼被盜，同時(shí)也可以避免人員的更替而使鎖的密級(jí)下降。(3) 誤碼輸入保護(hù)，輸入密碼多次錯(cuò)誤是，系統(tǒng)進(jìn)行自鎖。(4) 無(wú)活動(dòng)零件，不會(huì)磨損，壽命長(zhǎng)。(5) 使用靈活性好，無(wú)需佩戴鑰匙，操作簡(jiǎn)單。2、功能描述 基本功能： (1)從鍵盤輸入任意6位數(shù)字作為密碼，將這六位數(shù)字經(jīng)過(guò)USI總線存儲(chǔ)到Flash芯片中，設(shè)置密碼完成。 (2)從鍵盤輸入密碼，比較鍵盤輸入的密

3、碼與Flash中存儲(chǔ)的密碼是否相同。 (3)如果密碼正確，則LED燈點(diǎn)亮；如果密碼不正確，則LED燈閃爍，而且如果連續(xù)三次輸入密碼錯(cuò)誤則系統(tǒng)鎖定，不允許再次輸入密碼。 擴(kuò)展功能： (1)首先顯示“請(qǐng)輸入密碼：”，顯示密碼鎖背景圖片1。 (2)如果密碼正確則顯示“密碼正確”，顯示成功進(jìn)入系統(tǒng)的背景圖片2。 (3)如果密碼不正確則顯示“密碼不正確，請(qǐng)重新輸入：” (4)如果連續(xù)三次輸入密碼錯(cuò)誤則顯示“對(duì)不起，您已經(jīng)連續(xù)三次輸入密碼錯(cuò)誤，系統(tǒng)鎖定”，顯示圖片1。3、個(gè)人開(kāi)發(fā)流程 (1)了解開(kāi)發(fā)板的硬件結(jié)構(gòu)編寫(xiě)適應(yīng)其硬件結(jié)構(gòu)的程序。 (2)掌握并編寫(xiě)LCD顯示文本和圖片程序。 (3)通過(guò)EBI對(duì)外部L

4、ED燈進(jìn)行控制。 (4)鍵盤鍵值讀取，及密碼鎖密碼比對(duì)，密碼鎖狀態(tài)轉(zhuǎn)換的程序編寫(xiě)。 2、 硬件設(shè)計(jì)及描述1、LED燈模塊CPU的數(shù)據(jù)總線低8位連接到鎖存器74HC273的信號(hào)輸入端，CPU外部總線接口(EBI)的nECS0片選信號(hào)連接到鎖存器的鎖存控制信號(hào)，當(dāng)CPU 訪問(wèn)BANK0的任一地址空間是，數(shù)據(jù)總線的低八位的數(shù)據(jù)被鎖存輸出，作為控制8個(gè)LED等的發(fā)光狀態(tài)的控制信號(hào)，當(dāng)寫(xiě)入0xff是，8個(gè)LED燈都滅，寫(xiě)0x00,8個(gè)LED燈都亮。硬件連接圖如下。 2、KPI工作模塊 行列式鍵盤以矩陣形式排列，每個(gè)鍵有一常開(kāi)觸點(diǎn)，其兩端分別于輸出掃描線和輸入狀態(tài)線相連，鍵盤中有無(wú)鍵按下，是由列線掃描輸出

5、、讀入行線狀態(tài)來(lái)判斷。每個(gè)鍵都有一個(gè)鍵值和鍵號(hào)，通常將行、列按二進(jìn)制順序組合成醬汁，經(jīng)過(guò)查表獲得鍵號(hào)。硬件連接圖如下 3、LCD工作模塊 該模塊由40個(gè)引腳與外界電路相連，由于本身沒(méi)有寄存器，需要W90P710提供的LCD控制寄存器來(lái)控制選擇對(duì)應(yīng)的液晶類型及顯示形式，F(xiàn)IFO的使用，顏色的顯示模式和時(shí)序的設(shè)置，并通過(guò)配置相應(yīng)的寄存器就可實(shí)現(xiàn)。4、 軟件設(shè)計(jì)及描述 1、KPI模塊設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)中的GPIO為鍵盤模式，使用的是GPIO_CFG2，查找相應(yīng)的寄存器進(jìn)行設(shè)置，打開(kāi)鍵盤中斷，設(shè)定中斷觸發(fā)方式和優(yōu)先級(jí)，掃描功能打開(kāi)，時(shí)間約為100ms。 2、LCD顯示模塊 初始化呢控制寄存器，設(shè)定lcd控制器

6、和中斷服務(wù)程序，并寫(xiě)到AIC中斷向量表中。關(guān)閉FIFO1和FIFO0，關(guān)閉綠的控制器，重置控制器，再講顯示的數(shù)據(jù)發(fā)送到緩存區(qū)中，根據(jù)時(shí)序的配置，從緩沖區(qū)中將數(shù)據(jù)讀入液晶。 3、整體模塊設(shè)計(jì)及程序流程圖 在主程序中進(jìn)行按鍵初始化，在中斷程序中實(shí)現(xiàn)，按鍵值的讀取和存儲(chǔ)，通過(guò)設(shè)定狀態(tài)標(biāo)志位，數(shù)組。對(duì)存儲(chǔ)的密碼和輸入的密碼進(jìn)行比較，判斷對(duì)錯(cuò)從而改變狀態(tài)標(biāo)志位，在中短結(jié)束，回到主程序后通過(guò)識(shí)別狀態(tài)標(biāo)志位，顯示相應(yīng)的圖形和文字。 5、 程序代碼（主要程序，函數(shù)部分見(jiàn)附錄）1、main.c#include #include 710defs.h /*頭文件聲明*/#include HB_it.h#includ

7、e main.h#include lcd_pattern.hextern U8 a6;extern int p;extern U32 KeyValue;int main(void) U32 FLL; int cnt,i; U8 wchar= 設(shè)置密碼; U8 wchar1= 請(qǐng)輸密碼; U8 wchar2= 密碼正確; U8 wchar3= 密碼錯(cuò)誤; U8 wchar4= 對(duì)不起，您已經(jīng)連續(xù)三次輸入密碼錯(cuò)誤，系統(tǒng)鎖定; LCD_IMAGE_T LCD_Size; /*聲明結(jié)構(gòu)體，結(jié)構(gòu)體的具體定義在頭文 LCD_LOCATION_T LCD_Location; 件中*/ LCDShowPara

8、meter LSP; LCD_Size.width = 480; /*定義lcd的顯示的長(zhǎng)寬像素值*/ LCD_Size.height = 240; LCD_Location.StartX = 0; /*設(shè)定顯示的起始坐標(biāo)*/ LCD_Location.StartY = 0; LCD_Location.EndX = 960; LCD_Location.EndY = 240; LCDInit(); /*初始化*/ LCDShow(LCD_Size, LCD_Location); LCDFIFOBufferSet(BlackBoard); /*將要顯示的圖片存入緩存中，以便顯示*/ LCDDisp

9、layOn(); /*顯示圖片*/ KPIInit(); /*按鍵初始化*/ printf(Please press keys.n); /*并通過(guò)串口輸出此時(shí)的鍵值*/ USIInit(); /讀器件ID /*初始化flash芯片*/ printf(讀器件ID:); USIRead_ID(); /擦除扇區(qū)0 printf(寫(xiě)使能:n); USIWriteEnable(); while(USICheckBusy(); USISectorErease(0x0); EBILedInit(0x0); LSP.StartX = 8; LSP.StartY = 7; LSP.LibPlace = 0x40

10、0000; LSP.Color = 0x07ff; LSP.LetterChar = wchar1; LSP.LCDBuffer = BlackBoard; LCDOutputShow(LSP,4); EBILedSet(0x00); while(1) if(p=6) LCDInit(); LCDShow(LCD_Size, LCD_Location); LCDFIFOBufferSet(BlackBoard); LCDDisplayOn();LSP.StartX = 8;LSP.StartY = 7;LSP.LibPlace = 0x400000;LSP.Color = 0x07ff;LSP

11、.LetterChar = wchar1; /*正確密碼*/LSP.LCDBuffer = BlackBoard;LCDOutputShow(LSP,4);Delay(10000000); if(p=1) LCDInit(); LCDShow(LCD_Size, LCD_Location); LCDFIFOBufferSet(BlackBoard); LCDDisplayOn();LSP.StartX = 5;LSP.StartY = 5;LSP.LibPlace = 0x400000;LSP.Color = 0x07ff;LSP.LetterChar = wchar2; /*正確密碼*/LS

12、P.LCDBuffer = BlackBoard;LCDOutputShow(LSP,22);Delay(10000000); if(p=2) LCDInit(); LCDShow(LCD_Size, LCD_Location); LCDFIFOBufferSet(BlackBoard); LCDDisplayOn(); LSP.StartX = 5; LSP.StartY = 5; LSP.LibPlace = 0x400000; LSP.Color = 0x07ff; LSP.LetterChar = wchar3; /*密碼錯(cuò)誤*/ LSP.LCDBuffer = BlackBoard;

13、LCDOutputShow(LSP,4);Delay(10000000); if(p=3) LCDInit(); LCDShow(LCD_Size, LCD_Location); LCDFIFOBufferSet(BlackBoard); LCDDisplayOn(); LSP.StartX = 5;LSP.StartY = 5;LSP.LibPlace = 0x400000;LSP.Color = 0x07ff;LSP.LetterChar = wchar4; /*請(qǐng)輸密碼*/LSP.LCDBuffer = BlackBoard;LCDOutputShow(LSP,22);Delay(100

14、00000); return 0;2、 中斷服務(wù)程序 void KPI_Handler(void)/ U32 KeyValue, tmp; int cnt,sum=0; /int shuru; /int i;tmp = REG_KPISTATUS; /取按鍵值tmp &= 0x0000000f; /因?yàn)橛布B接關(guān)系，需要對(duì)按鍵進(jìn)行處理if(tmp 0x7) & (tmp 0x3) & (tmp 0x8)KeyValue = tmp + 4;elseKeyValue = tmp;printf(KPI interrupts. %xn, KeyValue);if(c6 & c13) bc-7=Key

15、Value; /*輸入密碼*/ else if(c=13) USIRead(0x0,a); /*將輸入密碼放入在flash芯片中存儲(chǔ)呢*/ for(cnt=0;cnt13 & c20) bc-14=KeyValue;/*繼續(xù)讀取密碼*/ else if(c=20)/*繼續(xù)比對(duì)密碼*/ USIRead(0x0,a); for(cnt=0;cnt20 & c27) bc-21=KeyValue; else if(c=27)/*第三次比對(duì)*/ USIRead(0x0,a); for(cnt=0;cnt6;cnt+) if(acnt=bcnt) sum+; if(sum=6) printf(測(cè)試成功.

16、%dn,sum); p=1; else printf(測(cè)試失敗.%dn,sum); p=4; else/*這之后程序不再允許進(jìn)行輸入*/ printf(invalid operationsn); c+； 六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果截圖 (1)密碼鎖初始狀態(tài)，顯示設(shè)置密碼，顯示圖片1。 (2)設(shè)置密碼后顯示，輸入密碼。 (3)當(dāng)連續(xù)輸入錯(cuò)誤的密碼，系統(tǒng)顯示密碼錯(cuò)誤，并且鎖定系統(tǒng)。 (4)當(dāng)輸入密碼正確時(shí)，顯示圖片2。七、課程設(shè)計(jì)體會(huì) 經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)arm芯片有了更深入的理解，同時(shí)在操作W90P710這款芯片開(kāi)發(fā)板的過(guò)程中提高了動(dòng)手能力。掌握了ADS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境及JTAG仿真器的使用。通過(guò)實(shí)踐，不斷更改

17、調(diào)試程序的過(guò)程中，我對(duì)理論學(xué)習(xí)長(zhǎng)得中斷源程序的編寫(xiě)、GPIO控制寄存器、中斷寄存器的控制、對(duì)庫(kù)函數(shù)的調(diào)用有了更好的理解和掌握。 同時(shí)也意識(shí)到自己的不足，學(xué)好匯編和c語(yǔ)言基礎(chǔ)是未來(lái)面向硬件編程的重要基礎(chǔ)，在c語(yǔ)言部分，指針的知識(shí)與應(yīng)用還需加強(qiáng)。本次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中體現(xiàn)出了arm系列芯片較傳統(tǒng)mcu的優(yōu)勢(shì)，接口豐富，內(nèi)部存儲(chǔ)資源更充裕。但是本次課設(shè)主要是運(yùn)用了芯片偏向mcu的功能，并沒(méi)有在芯片中加載操作系統(tǒng)。Arm系列的學(xué)習(xí)才剛剛開(kāi)始，僅在入門階段，未來(lái)需要深入繼續(xù)學(xué)習(xí)嵌入式知識(shí)，使自己的技能更上一層樓。 八、參考文獻(xiàn)1張毅坤，陳善久，裘雪紅. 單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用.西安電子科技大學(xué)出版社.2

18、008年5月2 華成英，童詩(shī)白. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ).高等教育出版社,2007年8月3 唐俊翟等 單片機(jī)原理與應(yīng)用 冶金工業(yè)出版社， 2003.94 劉瑞新等 單片機(jī)原理及應(yīng)用教程 機(jī)械工業(yè)出版社， 2003.75 吳國(guó)經(jīng)等 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù) 中國(guó)電力出版社， 2004.16 李全利，遲榮強(qiáng)編著 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 高等教育出版社，2004.1九、附錄/* Function Name : LCDInit* Description : LCD初始化* Input : None* Output : None* Return : None*/void LCDInit(void) REG_GPIO_CF

19、G6 = 0x555555; REG_LCD_LCDCON = 0x30c05; REG_LCD_FIFO1PRM = 0xa; REG_LCD_F1DREQCNT = 0x1e000f0; REG_LCD_FIFO1RELACOLCNT = 0x1e0; /LCD CLK REG_LCD_LCDTCON1 = 0x3b166; REG_LCD_LCDTCON2 = 0x3bf00f1; REG_LCD_LCDTCON3 = 0x105401; REG_LCD_LCDTCON4 = 0x20101; REG_LCD_LCDTCON5 = 0xe;/* Function Name : LCDSh

20、ow* Description : 設(shè)置LCD顯示位置* Input : None* Output : None* Return : None*/void LCDShow(LCD_IMAGE_T Size, LCD_LOCATION_T Location) REG_LCD_F1DREQCNT = (Size.width 1); REG_LCD_DISPWINS = (Location.StartY 16) + Location.StartX; REG_LCD_DISPWINE = (Location.EndY 16) + Location.EndX;/* Function Name : LCD

21、FIFOBufferSet* Description : 指向LCD緩沖區(qū)存取圖像內(nèi)容* Input : 數(shù)組名稱* Output : None* Return : None*/void LCDFIFOBufferSet(PUINT8 Buffer) REG_LCD_F1SADDR = (U32) Buffer;/* Function Name : LCDDisplayOn* Description : 打開(kāi)LCD* Input : None* Output : None* Return : None*/void LCDDisplayOn(void) lcdIoctl(1, 1, 0);/*

22、Function Name : LCDDisplayOff* Description : 關(guān)閉LCD* Input : None* Output : None* Return : None*/void LCDDisplayOff(void) lcdIoctl(1, 2, 0);/* Function Name : Delay* Description : 用于不精確延時(shí)* Input : 延時(shí)時(shí)間* Output : None* Return : None*/void Delay(U32 t) do t-; while(t);/* Function Name : StringShow* Des

23、cription : 顯示單個(gè)字符* Input : LCD顯示字符相關(guān)信息* Output : None* Return : None*/void StringShow(LCDShowParameter LCDShowPara) /用于取漢字點(diǎn)陣圖 U32 Offset = 0, Length = 0; U8 PBuffer32 = 0; /用于將漢字點(diǎn)陣圖轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)CD顯示圖 U32 BitCounter = 8; /8 U32 ByteCounter = 0; /32 U32 temp; U8 ColorHigh, ColorLow; /用于在LCD上顯示漢字 U32 X = 0, Y =

24、 0, Line = 0, Row = 0; U8 LBuffer512 = 0; Offset = (LCDShowPara.LetterChar0-0xa1) * 0x5e + (LCDShowPara.LetterChar1 - 0xa1) 5; for(Length = 0; Length 8); for(ByteCounter = 0; ByteCounter 32; ByteCounter+) BitCounter = 8; temp = PBufferByteCounter; for(BitCounter = 0; BitCounter 8; BitCounter+) if(te

25、mp & 0x80) = 0x80) LBuffer(ByteCounter 4) + (BitCounter 1) = ColorHigh; LBuffer(ByteCounter 4) + (BitCounter 1) + 1 = ColorLow; else LBuffer(ByteCounter 4) + (BitCounter 1) = 0x00; LBuffer(ByteCounter 4) + (BitCounter 1) + 1 = 0x00; temp = 1; for(Row = 0; Row 16; Row+) for(Line = 0; Line 32; Line+)

26、X = (LCDShowPara.StartX 5) + Line; Y = (LCDShowPara.StartY 4)+ Row; LCDShowPara.LCDBufferX + 960 * Y = LBufferLine + (Row 5); /* Function Name : LCDOutputShow* Description : 顯示多字符并自動(dòng)換行* Input : LCD顯示字符相關(guān)信息及字?jǐn)?shù)* Output : None* Return : None*/void LCDOutputShow(LCDShowParameter LCDShowPara, U32 NUM) U3

27、2 temp; StringShow(LCDShowPara); for(temp=1; temp 29) LCDShowPara.StartY = LCDShowPara.StartY + 1; LCDShowPara.StartX = 0; LCDShowPara.LetterChar = &LCDShowPara.LetterChar2; StringShow(LCDShowPara); /* Function Name : USIInit* Description : 初始化USI,設(shè)置GPIO口為USI模式，配置SCLK串行時(shí)鐘* Input : None* Output : Non

28、e* Return : None*/void USIInit(void) REG_GPIO_CFG5 = 0x000AA000; REG_USI_DIVIDER = 0x1; REG_USI_CNTRL = 0x00000044; REG_USI_SSR=0x0;/* Function Name : USICheckBusy* Description : 檢測(cè)Flash狀態(tài)寄存器“忙”位* Input : None* Output : None* Return : None*/U8 USICheckBusy(void) REG_USI_Tx0 = 0x05; /讀狀態(tài)寄存器命令 REG_USI

29、_CNTRL = 0x00000044; /發(fā)送8位REG_USI_SSR = 0x1;/CS=0REG_USI_CNTRL = REG_USI_CNTRL | 0x01;/啟動(dòng)發(fā)送while(REG_USI_CNTRL & 0x1);/判斷是否發(fā)送完成while(1)REG_USI_Tx0 = 0xff;/發(fā)送ff提供接收時(shí)鐘，把狀態(tài)寄存器的數(shù)據(jù)讀回接收寄存器REG_USI_CNTRL = 0x00000044;/發(fā)送8位REG_USI_SSR=0x1;/CS=0REG_USI_CNTRL =REG_USI_CNTRL|0x01;/啟動(dòng)發(fā)送if(REG_USI_Rx0 & 0xff) & 0

30、x01) != 0x01)/等待檢測(cè)狀態(tài)寄存器的忙狀態(tài)break;printf(Busy=0x%xn,REG_USI_Rx0); REG_USI_SSR=0x0; /CS=1 return 0;/* Function Name : USIWriteEnable* Description : 寫(xiě)使能，在寫(xiě)數(shù)據(jù)到flash存儲(chǔ)器或者擦除操作時(shí)前要加上寫(xiě)使能* Input : None* Output : None* Return : None*/void USIWriteEnable(void)REG_USI_Tx0 = 0x06;/寫(xiě)使能命令REG_USI_CNTRL = 0x00000044;

31、REG_USI_SSR = 0x1;/CS=0 REG_USI_CNTRL = REG_USI_CNTRL | 0x01;/啟動(dòng)發(fā)送 while(REG_USI_CNTRL & 0x1);/等待發(fā)送結(jié)束 REG_USI_SSR = 0x0;/CS=1/* Function Name : USIRead* Description : 從Flash讀一個(gè)字節(jié)* Input : None* Output : None* Return : None*/void USIRead(U32 R_addr,U8 *Read_buff)U32 Read_cnt;U8 Rx_temp;/傳送8位命令REG_USI

32、_Tx0 = 0x03;/讀數(shù)據(jù)命令REG_USI_CNTRL = 0x00000044;REG_USI_SSR = 0x1;REG_USI_CNTRL = REG_USI_CNTRL | 0x01;while(REG_USI_CNTRL&0x1);/傳送24位地址REG_USI_Tx0 = R_addr;REG_USI_CNTRL = 0x000000c4;REG_USI_CNTRL = REG_USI_CNTRL | 0x01;while(REG_USI_CNTRL & 0x1); /讀出flash某一頁(yè)的數(shù)據(jù)for(Read_cnt = 0; Read_cnt 6; Read_cnt+)

33、REG_USI_Tx0 = 0xff;REG_USI_CNTRL = 0x00000044;REG_USI_CNTRL = REG_USI_CNTRL | 0x01;while(REG_USI_CNTRL & 0x1);Rx_temp=REG_USI_Rx0;*(Read_buff+) =Rx_temp;printf(Addresstt0x%x: tt%dn,Read_cnt,Rx_temp);REG_USI_SSR=0x0;printf(接收完成.n);/* Function Name : USIWrite * Description : 向Flash寫(xiě)一個(gè)字節(jié)* Input : None*

34、 Output : None* Return : None*/void USIWrite(U32 W_addr, U8 *W_buff) U16 Write_cnt;/傳送8位命令REG_USI_Tx0 = 0x02;/寫(xiě)命令REG_USI_CNTRL = 0x00000044;REG_USI_SSR = 0x1;REG_USI_CNTRL = REG_USI_CNTRL | 0x01;while(REG_USI_CNTRL & 0x1);/傳送24位地址REG_USI_Tx0 = W_addr;REG_USI_CNTRL = 0x000000c4;REG_USI_CNTRL = REG_US

35、I_CNTRL | 0x01;while(REG_USI_CNTRL & 0x1);/傳送8位數(shù)據(jù)for(Write_cnt=0;Write_cnt6;Write_cnt+) REG_USI_Tx0 = *(W_buff+);REG_USI_CNTRL = 0x00000044;REG_USI_CNTRL = REG_USI_CNTRL | 0x01;while(REG_USI_CNTRL & 0x1); REG_USI_SSR = 0x0;while(USICheckBusy(); /檢測(cè)是否寫(xiě)完printf(寫(xiě)數(shù)據(jù)完成.n);/* Function Name : USIRead_ID * Description : 正確的ID=0xEF10* Input : None* Output