电子信息系统综合课程设计说明书.doc

电子信息系统综合课程设计说明书

基于ARM技术的数据采集与控制系统设计

一、设计任务

了解SMARTSOPC实验平台的硬件电路及资源，基于此硬件平台实现如下功能：

①采集按键键值显示在实验箱数码管上与点阵LED屏上，并将键值数据通过串口送给PC，由PC接收显示键值；

②PC通过串口发送数据到实验箱平台，实验箱收到后在数码管上与点阵LED屏上显示接收到的数据，并控制对应的二极管灯点亮。

二、课程设计说明

1.系统总体框图

系统一方面采集按键的键值并显示在点阵LED屏上，并将键值数据通过串口送给PC；另一方面通过串口接收由PC发来的数据，将收到的数据显示在点阵LED屏上并控制相应的发光二极管灯亮。系统方框图如图1所示。

图1系统原理框图

系统以ARM处理器为核心，形成ARM最小系统实现核心控制处理功能。外围电路主要有串行通信接口、LED点阵屏、LED发光二极管、键盘、电源等组成。

2.单元电路设计

2.1ARM最小系统

在系统中ARM处理器选择的是LPC2220，要使处理器能正常的工作必须形成最小系统，方框图如图2所示。

图2LPC2220最小系统框图

由于LPC2220内部没有FLASH所以需要外扩FLASH，晶振是CPU工作必须的采用11.0592MHz，复位电路选用CAT1025芯片可实现上电自动复位和手动复位，电源产生1.8V的内核电源和3.3V的I/O口电源；JTAG接口是调试测试接口。

2.2串行通信接口

串行通信接口芯片选用SP3232E,由电平转换芯片完成从TTL电平到RS232电平的转换，如图3所示。

图3串行通信接口

2.3LED点阵屏

LED点阵屏采用的是4个8X8点阵屏拼起来的一个16X16的屏，用于实现数据的显示。电路如图4所示。

图4LED点阵屏

ARM处理器通过SPI接口送出显示数据，由74HC595进行数据的串并转换，以列扫描的方式进行数据的显示。

2.4LED发光二极管及按键

在系统中LED发光二极管是受控对象，由接收到的数据控制对应的二极管灯亮；按键为8个单独按键，作为数据的输入端。电路如图5所示。

图5aLED发光二极管图5b单独按键

3.软件设计

软件是系统设计的核心，在ADS1.2开发环境下采用C语言进行编程设计。软件主流程图如下列图6所示。

图6系统主流程图

初始化包括引脚功能选择、串口初始化、SPI接口的初始化、初始状态及中断初始化，在之前应建好LED点阵显示用的字模数据。串口数据的接收使用中断方式，发送采用查询方式。

4.结果

本系统基于ARM实现键值采集及16X16点阵LED屏显示，将键值数据通过串口发送给上位机PC；另一方面通过串口可以接收从上位机来的控制信号控制点亮相应的二极管，接收的数据由16X16点阵LED屏显示。

课程设计报告撰写模板见附件1

附件1

一、课程设计任务

二、嵌入式ARM技术介绍

三、系统方案设计

四、硬件电路设计

1.SMARTSOPC实验平台介绍

2.单元电路设计

五、软件设计

1.软件设计环境ADS1.2简介

2.软件流程图设计

3.软件设计

六、调试及结论

1.调试的过程

2.遇到的问题及解决

3.结论

七、心得、体会

八、总结