ARM实验5-流水灯仿真实验

一、实验名称：流水灯仿真实验

二、实验目的：

1. 掌握ARM处理器的输入输出接口。
2. 掌握通过MDK提供的仿真功能，实现系统的仿真运行。
3. 通过该编程实验，进一步巩固和强化学生ARM汇编编程的能，ARM应用程序框架，培养学生实际应用的能力。

三、实验内容：

按下面电路图，编写一个流水灯程序，并通过MDK的仿真功能进行验证。

实验要求：

1. 有1个拨码开关K1(接GPB1端口)作为输入；
2. 有4个指示灯作为输出(接GPB5-GPB5端口)；
3. 拨码开关K1输入高电平时，指示灯从上到下（LED1到LED4）循环显示，每次只有一个灯亮；
4. 拨码开关K1输入低电平时，指示灯从下到上（LED4到LED1）循环显示，每次只有一个灯亮；
5. 要求每个灯点亮持续的时间是20ms-30ms之间。
6. 使用C语言编写程序，给完整程序并加注释。
7. 通过MDK的仿真功能验证程序的正确性。                                                                        

 四、实验器材（设备、元器件）：

            （1）PC机一台；

（2）Keil MDK-ARM uVision5开发工具。

五、实验步骤：

（1）打开Keil MDK-ARM uVision5开发工具；

（2）新建一个工程文件；

（3）在新建的工程文件中，添加新的源程序文件

（4）编写代码

（5）选择“Build target”菜单对编写好的工程文件进行编译链接。

（6）点击““Start/Stop Debug Section””按键，对程序进行跟踪调试，在调试界面，单步执行，对CPU各寄存器的值的变化、以及相关内存的变化进行分析比较，判断程序的执行是否符合预期要求。在程序调试期间，利用MDK的“Logic Analyzer”对输出波形进行仿真，以验证程序执行是否正确。仿真的步骤如下：

1.  在调试界面中，选择“Analysis Windows”→“Logic Analyzer”，进入“Logic Analyzer”界面后，点击“Setup”按键，设置需要观察的输出端口。
2. 进入“Setup Logic Analyzer”窗口后，就可以对需要观察的输出端口引脚信号进行设置。由于本实验主要涉及到GPB5-8共4个输出端口的输出信号进行观察，因此需要添加这4个信号。
3. 设置好相关引脚信号后，就可以进行回到“Debug”界面，调试运行。
4. 先测试拨码开关K1（GPB1）输入为高电平的时候情况，指示灯从上到下（LED1到LED4）循环显示的输出情况。
5. 然后选择“Peripherals”→“I/O Ports”→“PortB(GPB)”，设置拨码开关K1（GPB1）输入为低电平。
6. 再次回到“Debug”界面，继续调试运行，测试拨码开关K1（GPB1）输入为低电平的时候情况，指示灯从下到上（LED4到LED1）循环显示的输出情况。

（7）最后得到完整的仿真输出波形

注意事项：

        给接口寄存器赋值，建议使用与或操作，只修改需 要配置的对应bit位，其余位都保持其原值不变。

         可以直接使用标准实验报告中给出的模板，在C编 程时可以直接使用寄存器的名称对其寻址。相关定 义如下：

#define GPBCON (*(volatile unsigned long *) 0x56000010)

#define GPBDAT (*(volatile unsigned long *) 0x56000014)

比如：

GPBCON = 0x155551; //GBP1是输入端口，

//其余端口都是输出端口

main.c参考代码：

#include  
#include
#include 
#define GPBCON (*(volatile unsigned long *) 0x56000010)
#define GPBDAT (*(volatile unsigned long *) 0x56000014)
void delay()  
{  
    int i;
	for(i = 0; i < 5; i++); 
}  
int main(){
	int i;
	GPBCON = 0x155551; //GPB1是输入端口，其余端口都是输出端口
	GPBDAT = ~(0);
	while(1){
		while((GPBDAT & (1<<1)) == 0){ // 开关k1关闭，端口GPB1是低电平
			// 指示灯从下到上（LED4到LED1）循环显示，每次只有一个灯亮
			for(i = 8; i >= 5; i--){
				GPBDAT &= ~(1<

 

五、实验结论

        通过仿真测试，可以看出，GPB5-8这4个端口，在GPB1为高电平时，轮流输出低电平，使得指示灯从上到下（LED1到LED4）循环显示；在GPB1为低电平时，轮流输出低电平，使得指示灯从下到上（LED4到LED1）循环显示。且低电平的持续时间约为20-30ms，即使得每个灯被点亮的持续时间约为20-30ms。符合实验要求。

六、总结及心得体会：

       通过本次实验，我掌握了ARM处理器的输入输出接口相关设置及使用，也掌握了如何通过MDK提供的仿真功能，实现系统的仿真运行。同时通过该编程实验，也进一步巩固和强化我的ARM汇编编程的能力、ARM应用程序框架，培养了我的实际应用的能力。