2020年新版微机原理键盘控制与显示实验报告x

別f尹丿占实验报告

专业: 姓名: 学号: 日期: 地点:

电气工程及其自动化

课程名称： 微机原理（实验） 指导老师： _徐习东 成绩：

实验名称： 键盘控制与显示 实验类型： 软件实验 同组学生姓名：

一、实验目的和要求（必填）三、主要仪器设备（必填）

一、实验目的和要求（必填）

三、主要仪器设备（必填）

五、实验数据记录和处理

二、实验内容和原理（必填） 四、操作方法和实验步骤

六、实验结果与分析（必填）

七、讨论、心得

【实验目的】

通过实验掌握TMS320F2812 通用输入/输出管脚直接控制外围设备的方法

了解发光二极管的控制编程方法。

了解SPI的使用。

了解如何使用GpioA 口进行数据的锁存

通过实验掌握TMS320F2812 的扩展端口接收外围设备信息的方法

了解键盘的使用原理及编程方法

【实验内容】

按键显示程序，对按键记录次数，以二进制显示在 16个LED上。

定时器编程，并用按键控制各位时分秒，使其能完成加减操作

【实验仪器】

TMS320F2812 数字信号处理器与学生用集成板。

【实验步骤】

撰写代码

调试代码

实现功能

【实验代码】

、疋时器

宏定义和全局变量定义

R犍蛊控制曲钟

nclude "DSP281x_De(vic? .h"

卍枝键对应值

ffdef me #def me #def me#define #def

ffdef me #def me #def me

#define #def me #def me #def me tfdefine ^define #dsfina #def me #def me #def me ine #dsfine

3 4 5 6 7 8 9 1111 1 1 1 _Fx 7X 7rx Tr\ / =c* 7X fv ■€- _c CB p= LI rHX Lr- Lx el ll p- t￡ it p- p p

0 12 3 4 5 6

OkFFFE OxFFFD OkFFFB 0kFFF7 DxFFEF OxFFDF OkFFBF 0xFF7F OkFEFF OxFDFF DxFBFF OxFZFF QkEFFF

LlxBB'F?1

OjjBFFF 0x7FFF

分析：这段代码是初始宏定义， 用于定义按键对应的编码与地址,然后同时定义了全局变量,包括时、分、

分析：这段代码是初始宏定义， 用于定义按键对应的编码与地址,

然后同时定义了全局变量,

包括时、分、

Uint16

LEEReg;

UintlS

KeyReg 1:

Uitit32

1 = 0;

Uint16

Ctrl ;

int 16

Sec=0;

1 Tltl6

Mil=0;

int 16

Hor-Cl;

UintlS

Light[3];

秒，按键编码，LED编码和控制位。

UidtlC LE^Code[

UidtlC LE^Code[]

Ok jOOO.Oxf 900, OxA4OOJ.0iBDOO,0x9900,0x5200, OMfl^OD^OxFSOD, OkB000y 0x9000.0zBBOO,Oz3300,OxcEDO,Oxa IDO,OxB&OD^OssEciOO , 0x5G(J0,Uxbf DU, Osa7UQ,OzffOa,0x4000,CK79Da,DM240DrDx^ 000, 0 itl900, OkISOQ, 0s DEOO,Oz 7000,030000,0x1000);

分析：由于这次实验要用到数码管，所以我们要定义一个数码管共阳端字形码，使每一个代码对应一种显 示状态。

SPI初始化子程序

vuj d ()

Cl，L.：Rvas,U?IC2R.cll - j：:?Or : 丹 使SF册于复位玄或.于障魁，八位毀握

SpieR&ns.SPICTL.BLl - nscnDOa；"壬苑頻式* —眾眉絶模式■猿魏焙W吴闭SF冲鹼. SpLaRcss.SPIBRR - Li: JQ?F; .「噩宣鴻叢霁

Spio^BBS.SFICCR.ell = SpiflE^s&.SFICCR^ll | gCXJBCi; "遼出翼垃找态

EALLOW;

Gp LoMusifegs r GPFMJX-A 11 = nxfl 'irF; 宀。京更遇用弓；靈为 EFF孑康

EDIS;

I

分析：这一段是本次实验的重点，就是 SPI初始化。

SPICCR :用于控制SPI的状态，上下降沿发送，还有几位的数据。其中第 7位，即SPICCR.6是控制 SPI在上下沿发送，1代表下降沿，2代表上升沿；第8位，即SPICCR.7是控制复位的，0代表为复位状 态；低4位控制数据长度，长度等于 n+1。

SPICTL : SPICTL.3用来设定时钟是否延迟半个周期，此程序中此位为 0,即不延迟半个周期，其中

SPICTL.2是控制主从模式的，然后 1为主设备，0为从设备，SPICTL.1是设置Talk功能，1为使能。

SPIBRR :配置波特率，即控制串行外设发送和接受的速度。

然后，将GPIO的F 口低四位设置为专门外设引脚， 即为SPI引脚。设置MUX控制是否为专门外设。

GPIO初始化

vuid gpid_iDi L()

(

EALLDW;

3piciMiis?Regs .GPAMUX.bit _TDIRA_0PIOA 11-ti： 决直迤一般f心口

GpiaMuKRegs .GPADIR.bit-GFI0A1L-1: 宀把GFFMH说置*濾出

?町囁辟珀EirajQE展置为一般"◎口輸■碾”蚀押碍

GplcMuKRcgc .GPEMUX.al 1 - Gpi.GPEMUX.all & J::ff￡E;

Op l oMiizR^gs . GPFDIR . a 11 - Gp i nMii zRf-[j=： .GPEDIR . 11 | 'M\m ：

心律濡置为一殻和空口 *彊严酎

□pLQMuxR&gs.GPBMU：^ ?弭1 -匹1°血眾旳兮?GPBMUX ?al L&DidJCIFF;

EDIh

GpioDataR&gs .GPADAT-bit .GPI0A11 = 1; t^{JFrUAII=fJ;该瑞口冶子卷忙亍号議春信号

分析：此部分为为 GPIO初始化，即设置 GPIO的功能，此部分里 A11设置为通用I/O，在实际电路中是

为了连接锁存口。另外 GPIOE与B的设置见注释，分别作为片选和红灯的控制。

键扫描程序

int Kj&yRcan2(void i

EALLOW,

?"獲倂1血观氏沪人￥7遊避，^膨片

□pioMuKRssa.aPBDIR*al 1 - UplcNusRegs.GP3DIR.o 1 ] & hOMf; EDTS：

Gp iQDataRfeg 5 .GPEDAT -o 11 = OzfffS; 々选通换高睢

for (1=0; i<10D; i++)n "延田

if ((GpiaEanaRegs.GPHDM丁 .日11 | r^inf p) <= f)

' for (i-0; lOOOnO； i++H> /伍时湾毀

if ( (GpiaDataPe^s .GFEDAT .a 11 | ClKnQf ￡ i I = i：;f f-￡ ]

feyRecfl - GpiciDctaRe95.GP3DAT.all ;?-：逮鯉崔

while ((GpiaDarake^e .JPEDAT .all | LsdUi t ) I -Orf f Ef ) 抡輿直是否松看 {

GpicDdLaRyga .GPDDAT-bit .GPIOD L = IGpioDaItiRBys,(?PDDAT.bit,GFTDD U for (i=0： 1 < 1 JO Li; l++) {

}

return iI);

return [uJ;

■丄 彳

分析：键扫描程序为int类型，所以必须返回整形数据， 此程序中返回1或者0表示是否检测到键被按下。

首先通过E 口控制选通的是低 8位还是高8为。然后后面的If和for语句为延时消抖，这是检测程序中

的关键，就是检测 B 口是否有低电平出现，如果有说明有键被按下，但是我们无法判断，这个键是否被误

码里还有一个细节，就是按下，所以要进行一个空循环，如果再检测到，说明这个键按下不是因为按键自身的抖动。另外，这段代

码里还有一个细节，就是

D 口的出现，这句话只是为了进行一个空操作，进行检测按键是否松开。

控制调时子程序

分析：KEYFUNCTION 程序是为了做一个控制时钟的功能，按下一个键对应一个功能选项。由于选择项

比较多，所以用 switch比较好。然后 CTRL代表选定的位，是时，还是分，还是秒。然后通过三位的数

值到LEDCODE中查表获得数码管显示的值。 其中上调或者下降哪一位要根据 CTRL的值判断。LIGHT代

表数码管的代号。

Ml

Ml “0; 用寅分轉盼 昭上邇遍变磁阳分

void KeyFunctio&?(un3iAD4d int

bwi Lub (KttyF?j-^ 11

{

anno KI勺：

Ctrl =K14; 心潟務送宦*拉键A

bnsfik;

cas# K15!

Ctrl-KI 5; z调井转选定』裁辭

braat;

cas K16:

C~rl-Kl&j 「嘔小賊选定?按碎

break;

case K11 : 下谶?枝逞吉

iFfCtrl—R14 I

f

Sec—;

i￡ (Sec：——-L)

吕X丈勺： "爛杪时, 血秒下谡暫威皇裁

>

LightL'/J -LOCedeLS&cZL J: 心臬迤数码爸丘示粒个过

Light [ b ] =LEDCod&lSecz ： 11 ] ： 4?第池殴码臂3示砂十位

it(Ctrl==K15i

{

Min一；

i￡(MLn— 1)

血“：勺； ? &诵分賛时,凶为F调变成宜吩聲

\ _

Light [4] ^LEDCcde [biin^il 3]; 『：?看Wk裁耳等晶讥涉抒-介疗

Lisfht[3] =LEDCode [MinzLJ]; 齐 第 0十数码管晁示汾轉 ~r/t

_ — l . j. —■?- * ▼ j 罗 r* -T-A-ua^vr / u "?~""^丿■八 ?■■ ? jm

1

If (Ctrl=-K16)

{

Hol.

If(Hor==-1)

[

Hor-2：: 丹'谗小起肘,盘3卜时下逓夷或3塗^

LigAt IU^LEDCodw [Hbr^lC ]; ”：缜1：位盘码管曇示曲' .'住

Light I0]-LEDCod? :胶rd ] : {第』垃毅码管且示时十住

break;

KL2; 几土富鹫盹

if(CtrL==K14)

{

Sec+■?■;

itL( Sec--fall)

{ s^c=o； s幽环5略上调询吏成洽瓚

\

L igh匚[一]^LEDCode [Sec^l 0 ]: 心籌極数狷管豊示秒，位

LLght L b ] =LELCods [S*=zll j u第 f住數谒首克不砂+巒

iE(Ctrl—K15)

{

Mir";

iF(Min—fiO)

{

Liffht [4 ] =LEDCode [Min^lO ]; 儿第M它数码善磊示护暑々伶

Li^ht ['?] =LEDCode [Min/10]; 宀第嗔i数码警显示另氓十位

} '

i￡(Ctrl—K16)

{

Hor++;

if(Hor--24)

{

Hor-0; "调小时时,EM小肘上调变成E耐

}

Light [ 1 ] =LEDCode[HorXlO]; "第2&数码管显示肘个位 Light [u ] -LEDCod*[Hor^lu:: 心帯》位數福备豆示討牛位

bre^k; default: break;

显示模块

void display ()

{

O^icnataRogc.GPADAT.bit.GPIOAll = 0; 宀給匸氏黑信号_ 个低医平

for(i -I 11 < 1 ++)

{

SpiaRajjs.SFITXBUF - Lisfht[il ;

whi le (SpioRegs. SP I^IE .b i t. I1JT_FLA0 '- 1)门 SpiaRQSB.SPIRXBUF - SpiaRdse.SPIBXBUF;

} V或殍簟诺憑

(jpioDeiaRess.GFADAT^iC.GFlOAll = 1; 心智閉用信号一令吝电毛为钢存子綁A沾

fcr(i- 丄十?■)?}-…磨时

}

分析：显示程序中就要用到 SPI的串行功能了，需要先对数据进行锁存，然后是上升沿有效，即上升沿时

将数据送到数码管的引脚上。如何发送数据即通过 SPI，先将数据写入 SPITXBUF，即发送缓存器中，然

后发送缓存器会将数据传送过去。 SPISTS.bit.lNT_FLAG 代表中断标志位，如果数据从 SPIDAT移出后,

这个中断标志位会置 1。此时while语句的功能就是说如果数据没有被发送出去，则一直会进行空操作，

直到数据被发送出去为止。

中断 分析：此时的中断是进行定时器的自增过程，即实现时钟功能。

interrupt void cpu_timerO_isr(void)

CpuTimerO FInterruptCount++；

i f (CpuTimerO - In七匚04口七==：「) ?"当寄打器为MW时$ 即B*

{

Sec++; 秒加』

CpuTimerO .Int6rr-uptCount=n；片寄存器清零

if(Sec—60) C当秒增加到&耐,分加4 秒清零

{

Min++;

— I * if(Min-=BD) "当分加到总醐,水时加葺 分涓零

{

Hor++;

Min=i ;

垃gf==2廿々当小时加到刘时,小时清零

{

Hor-0;

}

Light [ 1 ^LEDCode [Hor^lO ];"数码管第？位显不小时个位 Light [u] =LEDC0de[Hor/lO] j八數码替第迖立品示小位

Liyht[^]=LEDCod-[Min5￡ ]；:.数碍曽箒h位丘.亦分小堑

Light [3] =LEDCode [Min^lO ];宀報霑管第4位显示并+位

}

Light [7] =LEDCad& [SecXIO] ; &数码管第总位显示秒个位

Light[6]-LEDCode [S&c/lO];"数码管第了位显宗初十位 displayf); &毀四管息示

PieCtrlRegs.FIEACK_all-PIEACK_GROUP1;

、键盘显示

定义编码

ant LEECfcde [. j1={UeCUUU,Uxl-,'：iu J^LkAJU JT .^111100,,019500,01^200,(11￡0200^0^?600011^100, 乂邨 tn 9 0xeaDn>(]zS3CDJt[h(nEDaj,DKALOa^OrBSaD^DxeEDD, /'Zif it C ei E F

in q-.iii F I-.-1 iii /i ,r ■■ 11 n i .1 l 4 「”:乌 mi“ - 11 , !-■ mr F

Osi qmxi2(KhmiM(][]? 0x7800,010000 ?m： nno

分析：此向量表与第一个程序相同，即作为索引用，编入数码管可显示内容的编码。

main函数

分析：首先初始化程序，然后就不断得执行一个 while循环，就是检测有没有按键被按下，如果被按下就

继续执行显示程序。然后 LEDOUT函数与前几次程序一样，作为点灯模块，作为计数的显示。

Uintl6 kt?/Num - 0x00JO;

InitSysCtrl i): 心dissbg 』沏他” enable EVA. SPI clacks

DINT* 「僚中斷

spi_intial[):

gpio_intiali):

:fR = 0x0000；

IFR = Csaono：

L^dOul (kfci/KIiiiti);

f or (1 = .；i<8； i+1-J

JSpzabtegs.SPITXfcUK = LtDCodeLU];

wiiilefSpia口dgdEPISTS角it MtTT_FIAG I二丄)￡}

Sp-cIfeijs.SPIT/IBUF =Spi aReys -SFITXBUF ;

GpxoDataRe^t. ^GPADAT. h i t .GPI0A11-1;

f or (1 =L ;1 < 1J； 14-+ ) { }

while[1)

i E ' Ejoy^can 1()== 一)

<

keyMum++;

KeyFunci:! on 1 (KeyRe^ 1 j ;

display(LEBReg);

LcdOuit (keyNuin):

}

if(Koy^can?(j ==1)

{

kRyNnni++;

EsyFunctionS(KeyE^^w];

display(LEDReg);

Lod3u*t (kefvtTum);

} ^ ^

三、总结编程要点

①可删语句

SpiaRegs.SPIRXBUF = SpiaRegs.SPIRXBUF;

if((GpioDataRegs.GPBDAT.all|0x00FF) != OxFFFF)

{ for(i=0;i<3000;i++);} //依据你需要防抖延时的时间根据，此语句的多少。

A，E, F，B对应端口

A11的通用接口用于连接锁存器

E 口的低三位为74LVC138的控制信号，进行片选

F的第四位专用外设对应于 SPI

B 口的通用10输出对应于红灯

SPI的使用

初始化SPI，确定SPI的上升/下降沿，是否延迟半个周期，主从控制器，是否处于复位状态，数据 的位数等等。

将GPIOF的第四位设为1，即专用外设引脚。

写入数据发送，用 SPITXBUF，读用SPIRXBUF，判断是否已经发送可以检测中断使能标记

防抖延时

防抖延时的作用就是在检测到低电平时加一个空循环进行排除。很多时候，一个动作，不论是人为 还是程序内部，处理都需要时间，所以空循环的应用十分重要。

【问题的提出与解决】

为什么每次按下键盘，输出有延迟一次？

因为一句语句 SPITXBUF=SPITXBUF。由于这句话代表 SPITXBUF中又被写入相同的内容， 所以又被

传输了一次，又因为有锁存，所以输出呈现延迟一次的情况。

为什么要用GpioA 口？

用GpioA 口是因为其11位对应于锁存器，要用到锁存信号，所以要用 GpioA 口。

为什么要用 GpioDataRegs.GPDDAT.bit.GPIOD仁!GpioDataRegs.GPDDAT.bit.GPIOD1 ？

进行一个空循环，本身没有什么意义。

【实验心得】

本次实验微机原理实验，我们组准备比较充分，因此也比较早的完成。然而我们在结束后对每句代

码进行注释和解读。这个过程让我们收获很多，不仅要学会模仿程序，我们更应该要学会读懂程序，然后

DSP的运行有了很深的了

DSP的运行有了很深的了

解，对其机理有了自己的看法和认识。因此，这次实验，我们掌握了更多，也收获了更多。内容详见我上 文的总结和思考。