嵌入式导论实验报告Guo-Lab2

TM4C123GXL Button and Led

实验题目

熟悉实验环境和实验工具
熟练使用C语言和GPOI的定义和改变

实验目的

搭建实验环境—Code Compose Studio，熟悉开发板EK-TM4C123GXL，学会使用时钟中断进行捕获按钮SW1和SW2的状态

实验要求

lab2-1 使用按钮控制灯的亮灭，按钮按下即灭掉，否则亮着
lab2-2 使用按钮控制灯的亮灭，按钮一次灯由亮转灭，再按一次，按钮由灭转亮，按钮按下后改变灯的状态
lab2-3 板载仿真，模仿简单的报警系统

实验过程

EK-TM4C123GXL 开发板

<img src="https://img.haomeiwen.com/i2560767/96a21d58852d2cc6.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240" width=650 height=400>

LED 电路图

<img src="https://img.haomeiwen.com/i2560767/dc50094710b3b6a7.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240" width=600 height=400 >

LED 与 SW 的管脚图

GPOIF.png

1. 使用按钮控制灯的亮灭，按钮按下即灭掉，否则亮着
   PF0~PF4是属于GPIO_PORT_F下的一组
   使用板子右下角的按钮，LED灯的颜色挑选为绿色(PF3) #define LED_GREEN 0x08
   由LED和SW的管脚图可得，右下角按钮对应为(PF0)0x01

打开时钟while((SYSCTL_PRGPIO_R&0x20)==0){}不断的捕获按钮是否被按下

当按钮被按下时，In=0；那么In移位之后也是0，Out被置为0，灯灭
否则In=1；那么In 左移三位，Out=0x08，就是LED_GREEN

while(1)
  {
    In = GPIO_PORTF_DATA_R&0x01;   // read PF0 into Sw2
    Out = In<<3;                    // shift into position PF3
    GPIO_PORTF_DATA_R = Out;        // output Green
  }

完整代码：

/*
 * lab2.c
 *
 *  Created on: 2017年12月7日
 *      Author: Zhong
 */

#include "inc\tm4c123gh6pm.h"
#include <stdint.h>
#define LED_RED 0x02
#define LED_BLUE 0x04
#define LED_GREEN 0x08
unsigned long In; // input from PF0
unsigned long Out; // output to PF3 (Green LED)

int main(void)
{
  SYSCTL_RCGC2_R = SYSCTL_RCGC2_GPIOF; // enable PORT F GPIO

  while((SYSCTL_PRGPIO_R&0x20)==0){}; // allow time for clock to start

  GPIO_PORTF_LOCK_R = 0x4C4F434B;   // 2) unlock GPIO Port F
  GPIO_PORTF_CR_R = 0x1F;           // allow changes to PF4-0
  GPIO_PORTF_DIR_R = 0x0E; // PF4,PF0 in, PF3-1 out
  GPIO_PORTF_PUR_R = 0x11;          // enable pull-up on PF0 and PF4
  GPIO_PORTF_DEN_R = 0x1F; // enable digital PORT F
  GPIO_PORTF_DATA_R = 0; // clear all PORT F

  GPIO_PORTF_DATA_R = GPIO_PORTF_DATA_R | LED_RED | LED_BLUE | LED_GREEN; // set LED PORT F pins high //
  while(1)
  {
    In = GPIO_PORTF_DATA_R&0x01;   // read PF0 into Sw2
    Out = In<<3;                    // shift into position PF3
    GPIO_PORTF_DATA_R = Out;        // output Green
  }
}

2. 使用按钮控制灯的亮灭，按钮一次灯由亮转灭，再按一次，按钮由灭转亮，按钮按下后改变灯的状态

PF0~PF4是属于GPIO_PORT_F下的一组
使用板子右下角的按钮，LED灯的颜色挑选为红色(PF1)
也可以直接定义地址#define PF1 (*((volatile uint32_t *)0x40025008))

打开时钟while((SYSCTL_PRGPIO_R&0x20)==0){}不断的捕获按钮是否被按下

while(1){
    SSR_On();
    while(GPIO_PORTF_DATA_R&0x01);        // wait for button press
    while((GPIO_PORTF_DATA_R&0x01) == 0); // wait for button release
    SSR_Off();
    while(GPIO_PORTF_DATA_R&0x01);        // wait for button press
    while((GPIO_PORTF_DATA_R&0x01) == 0); // wait for button release
  }

进入死循环，初始化红灯亮着SSR_On()，（两个while循环判断按下和释放可以解决按钮抖动的问题）当按钮按下并放开时，进入SSR_Off(),红灯灭，再次按下按钮并释放，红灯再次点亮，循环往复。

按下一次按钮可以改变灯的状态。

完整代码：

/*
 * lab2.c
 *
 *  Created on: 2017年12月7日
 *      Author: Zhong
 */
#include <stdint.h>
#include "inc\tm4c123gh6pm.h"

#define PF2   (*((volatile uint32_t *)0x40025010))
#define PF1   (*((volatile uint32_t *)0x40025008))

// Make PF1 an output, enable digital I/O, ensure alt. functions off
void SSR_Init(void){
  SYSCTL_RCGCGPIO_R |= 0x20;        // 1) activate clock for Port F
  while((SYSCTL_PRGPIO_R&0x20)==0){}; // allow time for clock to start
                                    // 2) no need to unlock PF2


  GPIO_PORTF_LOCK_R = 0x4C4F434B;   // 2) unlock GPIO Port F
  GPIO_PORTF_CR_R = 0x1F;           // allow changes to PF4-0

  GPIO_PORTF_PCTL_R &= ~0x00000F00; // 3) regular GPIO


  GPIO_PORTF_AMSEL_R &= ~0x02;      // 4) disable analog function on PF2
  GPIO_PORTF_DIR_R |= 0x02;         // 5) set direction to output
  GPIO_PORTF_AFSEL_R &= ~0x02;      // 6) regular port function
  GPIO_PORTF_DEN_R |= 0x02;         // 7) enable digital port
}

//// Make PF2 high
//void SSR_On(void){
//  PF2 = 0x04;
////  GPIO_PORTF_DATA_R |= 0x04;
//}
//// Make PF2 low
//void SSR_Off(void){
//  PF2 = 0x00;
////  GPIO_PORTF_DATA_R &= ~0x04;
//}

// Make PF1 high
void SSR_On(void){
  PF1 = 0x02;
//  GPIO_PORTF_DATA_R |= 0x04;
}
// Make PF2 low
void SSR_Off(void){
  PF1 = 0x00;
//  GPIO_PORTF_DATA_R &= ~0x04;
}


int main(void){
  SSR_Init();               // initialize PF2 and make it output
  GPIO_PORTF_DIR_R &= ~0x01;// make PF4 in (PF4 built-in button #1)
  GPIO_PORTF_AFSEL_R &= ~0x01;// disable alt funct on PF4
  GPIO_PORTF_PUR_R |= 0x01; // enable pull-up on PF4
  GPIO_PORTF_DEN_R |= 0x01; // enable digital I/O on PF4
                            // configure PF4 as GPIO
  GPIO_PORTF_PCTL_R = (GPIO_PORTF_PCTL_R&0xFFF0FFFF)+0x00000000;
  while(1){
    SSR_On();
    while(GPIO_PORTF_DATA_R&0x01);        // wait for button press
    while((GPIO_PORTF_DATA_R&0x01) == 0); // wait for button release
    SSR_Off();
    while(GPIO_PORTF_DATA_R&0x01);        // wait for button press
    while((GPIO_PORTF_DATA_R&0x01) == 0); // wait for button release
  }
}

3. 板载仿真，模仿简单的报警系统

   
   3.png 2.png 1.png

实验总结