第七章嵌入式作业

一、利用SysTick定时器编写倒计时程序，如初始设置为2分30秒，每秒在屏幕上输出一次时间，倒计时为0后，红灯亮，停止屏幕输出，并关闭SysTick定时器的中断。

Systick..c:
void systick_disable(void)
{
// 禁止SysTick中断和停止SysTick计时器
SysTick->CTRL &= ~(SysTick_CTRL_ENABLE_Msk | SysTick_CTRL_TICKINT_Msk);
}
isr.c:
#include "includes.h"
//isr.c使用的内部函数声明处
void SecAdd1(uint8_t p);
void SecSub1(uint8_t p);
void SysTick_Handler()
{
//printf("*\n");
static uint8_t SysTickCount = 0;
SysTickCount++; //Tick单元+1
wdog_feed(); //看门狗“喂狗”
if (SysTickCount >= 100)
{
SysTickCount = 0;
//SecAdd1(gTime);
SecSub1(gTime);
}
}

void SecAdd1(uint8_t *p)
{
(p+2)+=1; //秒+1
if((p+2)>=60) //秒溢出
{
*(p+2)=0; //清秒
(p+1)+=1; //分+1
if((p+1)>=60) //分溢出
{
*(p+1)=0; //清分
p+=1; //时+1
if(p>=24) //时溢出
{
*p=0; //清时
}
}
}
}

void SecSub1(uint8_t p)
{
if ((p+2) == 0) // 如果秒为0
{
(p+2) = 59; // 设置秒为59
if ((p+1) == 0) // 如果分为0
{
(p+1) = 59; // 设置分为59
if (p == 0) // 如果时为0
{
*p = 23; // 设置时为23
}
else
{
*p -= 1; // 时减1
}
}
else
{
*(p+1) -= 1; // 分减1
}
}
else
{
*(p+2) -= 1; // 秒减1
}
}
Main.c:
//====================================================================
//文件名称：main.c（应用工程主函数）
//框架提供：SD-Arm（sumcu.suda.edu.cn）
//版本更新：2017.08, 2020.05
//功能描述：见本工程的<01_Doc>文件夹下Readme.txt文件
//====================================================================

define GLOBLE_VAR

include "includes.h" //包含总头文件

//----------------------------------------------------------------------
//声明使用到的内部函数
//main.c使用的内部函数声明处

//----------------------------------------------------------------------
//主函数，一般情况下可以认为程序从此开始运行（实际上有启动过程见书稿）
int main(void)
{
//（1）启动部分（开头）====================================
//（1.1）声明main函数使用的局部变量
uint8_t mFlag; //主循环使用的临时变量
uint8_t mSec; //记当前秒的值
//（1.2）【不变】关总中断
DISABLE_INTERRUPTS;
wdog_stop();

//（1.3）给主函数使用的局部变量赋初值
mFlag='A';              //主循环使用的临时变量：蓝灯状态标志

//（1.4）给全局变量赋初值
//"时分秒"缓存初始化(00:00:00)
gTime[0] = 0;       //时
gTime[1] = 2;	 	//分
gTime[2] = 30;	 	//秒
mSec = 0;	//记住当前秒的值
//（1.5）用户外设模块初始化
gpio_init(LIGHT_RED,GPIO_OUTPUT,LIGHT_OFF);    //初始化蓝灯
systick_init(10);      //设置systick为10ms中断
//（1.6）使能模块中断
//（1.7）【不变】开总中断
ENABLE_INTERRUPTS;

printf("------------------------------------------------------\n"); 
printf("Thy136: 倒计时2m30s后红灯亮\n");
printf("------------------------------------------------------\n"); 

for(;;)     //for(;;)（开头）
{
	if (gTime[2] == mSec) continue;
	mSec=gTime[2];
	if(gTime[0]==0&&gTime[1]==0&&gTime[2]==0)	//计时结束
	{
		gpio_set(LIGHT_RED,LIGHT_ON);   //红灯亮
		printf("%d:%d:%d\n",gTime[0],gTime[1],gTime[2]);
		systick_disable();
	}
	else
	{
		printf("%d:%d:%d\n",gTime[0],gTime[1],gTime[2]);
	}
}     //for(;;)结尾
//（2）======主循环部分（结尾）========================================

}

二、利用RTC显示日期（年月日、时分秒），每秒更新。并设置某个时间的闹钟。闹钟时间到时，屏幕上显示有你的姓名的文字，并点亮绿灯。

Main.c:

define GLOBLE_VAR

include "includes.h" //包含总头文件

int main(void)
{
//（1.1）声明main函数使用的局部变量
uint32_t mMainLoopCount; //主循环次数变量

//（1.2）【不变】关总中断
DISABLE_INTERRUPTS;

//（1.3）给主函数使用的局部变量赋初值
mMainLoopCount=0; //主循环次数变量

//（1.4）给全局变量赋初值
g_RTC_Flag=0;
//（1.5）用户外设模块初始化
uart_init(UART_User,115200);
RTC_Init(); //RTC初始化
RTC_Set_Time(12,0,0); //设置时间
RTC_Set_Date(24,6,1,6); //设置日期
//（1.6）使能模块中断
RTC_PeriodWKUP_Enable_Int(); //使能唤醒中断
uart_enable_re_int(UART_User);
RTC_Alarm_Enable_Int(1); //使能闹钟中断
//（1.7）【不变】开总中断
ENABLE_INTERRUPTS;
RTC_Set_PeriodWakeUp(1); //配置WAKE UP中断，每秒中断一次
RTC_Set_Alarm(1,6,12,1,30);//设置闹钟b，星期六12时1分30s

for(;;)   //for(;;)（开头）
{

//（2.1）主循环次数变量+1
mMainLoopCount++;
//（2.2）未达到主循环次数设定值，继续循环
if (mMainLoopCount<=12888999) continue;
//（2.3）达到主循环次数设定值，执行下列语句，进行灯的亮暗处理
//（2.3.1）清除循环次数变量
mMainLoopCount=0;

	if(g_RTC_Flag==1) //根据串口接收的数据设置基准时间
	{
		g_RTC_Flag=0;
		gcRTC_Date_Time.Year=(uint8_t)((gcRTCBuf[1]-'0')*10+(gcRTCBuf[2]-'0'));
        gcRTC_Date_Time.Month=(uint8_t)((gcRTCBuf[4]-'0')*10+(gcRTCBuf[5]-'0'));
        gcRTC_Date_Time.Date=(uint8_t)((gcRTCBuf[7]-'0')*10+(gcRTCBuf[8]-'0'));
        gcRTC_Date_Time.Hours=(uint8_t)((gcRTCBuf[10]-'0')*10+(gcRTCBuf[11]-'0'));
        gcRTC_Date_Time.Minutes=(uint8_t)((gcRTCBuf[13]-'0')*10+(gcRTCBuf[14]-'0'));
        gcRTC_Date_Time.Seconds=(uint8_t)((gcRTCBuf[16]-'0')*10+(gcRTCBuf[17]-'0'));
        gcRTC_Date_Time.Weekday=(uint8_t)((gcRTCBuf[23]-'0'));   
        RTC_Set_Time(gcRTC_Date_Time.Hours,gcRTC_Date_Time.Minutes,gcRTC_Date_Time.Seconds);         //设置时间
        RTC_Set_Date(gcRTC_Date_Time.Year,gcRTC_Date_Time.Month,gcRTC_Date_Time.Date,gcRTC_Date_Time.Weekday);  //设置日期
	}
	
}  //for(;;)结尾

} //main函数（结尾）
Isr,c:

include "includes.h"

//======================================================================
//程序名称：RTC_WKUP_IRQHandler
//函数参数：无
//中断类型：RTC闹钟唤醒中断处理函数
//======================================================================
void RTC_WKUP_IRQHandler(void)
{
uint8_t hour,min,sec;
uint8_t year,month,date,week;
char *p;
if(RTC_PeriodWKUP_Get_Int()) //唤醒中断的标志
{
RTC_PeriodWKUP_Clear(); //清除唤醒中断标志
RTC_Get_Date(&year,&month,&date,&week); //获取RTC记录的日期
RTC_Get_Time(&hour,&min,&sec); //获取RTC记录的时间
p=NumToStr("%02d/%02d/%02d %02d:%02d:%02d 星期%d\n",year,month,date,hour,min,sec,week);
uart_send_string(UART_User,p);
printf("%02d/%02d/%02d %02d:%02d:%02d 星期%d\n",year,month,date,hour,min,sec,week);
}
}
//======================================================================
//程序名称：RTC_Alarm_IRQHandler
//中断类型：RTC闹钟中断处理函数
//======================================================================
void RTC_Alarm_IRQHandler(void)
{
gpio_init(LIGHT_GREEN,GPIO_OUTPUT,LIGHT_ON); //初始化绿灯
if(RTC_Alarm_Get_Int(A)) //闹钟A的中断标志位
{
RTC_Alarm_Clear(A); //清闹钟A的中断标志位
printf("This is ALARM_A!!!\n");
}
if(RTC_Alarm_Get_Int(B)) //闹钟B的中断标志位
{
RTC_Alarm_Clear(B); //清闹钟B的中断标志位
gpio_set(LIGHT_GREEN,LIGHT_ON); //设置灯“亮”
printf("Thy136 has been waked up\n");
}
}

三、利用PWM脉宽调制，交替显示红灯的5个短闪和5个长闪。

define GLOBLE_VAR

include "includes.h" //包含总头文件

void Delay_ms(uint16_t u16ms);

int main(void)
{
//（1.1）声明main函数使用的局部变量
uint8_t mFlag; //灯的状态标志
uint8_t Flag; //希望采集的电平高低标志
double m_duty; //占空比
uint8_t m_K; //确保每次能正确打印输出PWM波形
uint8_t duty_direction;// 用于控制占空比的增减方向
//（1.2）【不变】关总中断
DISABLE_INTERRUPTS;

//（1.3）给主函数使用的局部变量赋初值
Flag=1;
mFlag=0;     //灯的状态标志
//（1.4）给全局变量赋初值

//（1.5）用户外设模块初始化
gpio_init(LIGHT_RED,GPIO_OUTPUT,LIGHT_OFF);    //初始化红灯
pwm_init(PWM_USER,1500,1000,25.0,PWM_CENTER,PWM_MINUS);   //PWM输出初始化

//（1.6）使能模块中断

//（1.7）【不变】开总中断
ENABLE_INTERRUPTS;
m_K=0;
m_duty=25.0; // 初始占空比设为25%
duty_direction = 1; // 用于控制占空比的增减方向
printf("Thy136: 交替显示红灯的5个短闪与长闪");
for(;;)  // 无限循环
{
  // 控制占空比在25和75之间交替变化
	if (duty_direction == 0) 
	{
		m_duty = 75.0;
		pwm_update(PWM_USER, m_duty); // 调节占空比
      duty_direction = 1; // 达到75后切换方向
	} 
	else if(duty_direction == 1)
	{
	  m_duty = 25.0;
		pwm_update(PWM_USER, m_duty); // 调节占空比
        duty_direction = 0; // 达到25后切换方向
	}
    m_K=0; // 保证每次输出打印完整的PWM波，再进入下一个循环                 
    do 
    {
        mFlag = gpio_get(PWM_USER);
        if ((mFlag == 1) && (Flag == 1))
        {
            printf("高电平：1\n");
            Flag = 0;
            m_K++;
            gpio_reverse(LIGHT_RED); // 小灯反转
        }
        else if ((mFlag == 0) && (Flag == 0))
        {
            printf("低电平：0\n");
            Flag = 1;
            m_K++;
            gpio_reverse(LIGHT_RED);
        }
    } while (m_K < 2);
} // for(;;)结尾

}
void Delay_ms(uint16_t u16ms)
{
uint32_t u32ctr;
for(u32ctr = 0; u32ctr < 8000*u16ms; u32ctr++)
{
__ASM("NOP");
}
}

四、GEC39定义为输出引脚，GEC10定义为输入引脚，用杜邦线将两个引脚相连，验证捕捉实验程序Incapture-Outcmp-20211110，观察输出的时间间隔。

Mian.C：

define GLOBLE_VAR

include "includes.h" //包含总头文件

void Delay_ms(uint16_t u16ms);
int main(void)
{
//（1.1）声明main函数使用的局部变量
uint8_t mFlag; //灯的状态标志
uint8_t flag; //标记高低电平

//（1.2）【不变】关总中断
DISABLE_INTERRUPTS;

//（1.3）给主函数使用的局部变量赋初值
mFlag='A';           //灯的状态标志

//（1.4）给全局变量赋初值
gTime[0] = 0;       //分钟
gTime[1] = 0;		//秒
gTime[2] = 0;		//毫秒
period = 1000;      //自动重装载寄存器初始值

//（1.5）用户外设模块初始化
gpio_init(LIGHT_BLUE,GPIO_OUTPUT,LIGHT_ON);    //初始化蓝灯
outcmp_init(OUTCMP_USER,3000,200,50.0,CMP_REV); //输出比较初始化
incapture_init(INCAP_USER,375,1000,CAP_DOUBLE);   //上升沿捕捉初始化
systick_init(1);      //设置systick为1ms中断

//（1.6）使能模块中断
cap_enable_int(INCAP_USER);    //使能输入捕捉中断

//（1.7）【不变】开总中断
ENABLE_INTERRUPTS;
printf("Thy136: 捕捉实验程序Incapture-Outcmp-20211110");
for(;;)     //for(;;)（开头）
{        
    flag = gpio_get(INCAP_USER);
    //灯状态标志mFlag为'L'，改变灯状态及标志
	if (mFlag=='L' && flag == 1)                    //判断灯的状态标志
	{
		mFlag='A';                                  //灯的状态标志
		gpio_set(LIGHT_BLUE,LIGHT_ON);             //灯“亮”
	}
    //如灯状态标志mFlag为'A'，改变灯状态及标志
	else if(mFlag=='A' && flag == 0)               //判断灯的状态标志
	{
		mFlag='L';                                  //灯的状态标志
		gpio_set(LIGHT_BLUE,LIGHT_OFF);            //灯“暗”
	}
}  //for(;;)结尾
//（2）======主循环部分（结尾）========================================

}

void Delay_ms(uint16_t u16ms)
{
uint32_t u32ctr;
for(u32ctr = 0; u32ctr < 8000*u16ms; u32ctr++)
{
__ASM("NOP");
}
}

五、运行结果：

用适当的文字、截图、图片等描述实验的结果。
1、利用SysTick定时器编写倒计时程序，如初始设置为2分30秒，每秒在屏幕上输出一次时间，倒计时为0后，红灯亮，停止屏幕输出，并关闭SysTick定时器的中断。


如上图所示，倒计时结束后红灯亮。
2、利用RTC显示日期（年月日、时分秒），每秒更新。并设置某个时间的闹钟。闹钟时间到时，屏幕上显示有你的姓名的文字，并点亮绿灯。


如上图所示，指定时间到达以后发送输出信息并使绿灯常亮。
3、利用PWM脉宽调制，交替显示红灯的5个短闪和5个长闪。


4、GEC39定义为输出引脚，GEC10定义为输入引脚，用杜邦线将两个引脚相连，验证捕捉实验程序Incapture-Outcmp-20211110，观察输出的时间间隔。

在isr.c中定义捕获到上升沿与下降沿各自的输出语句。

使用杜邦线连接引脚GEC910与GEC39.

接收到输出语句。

六、分析思考：

1.通过SysTick定时器编写了倒计时程序。程序从2分30秒开始，每秒在屏幕上输出当前倒计时时间。当倒计时到0时，红灯亮起，屏幕输出停止，同时关闭SysTick定时器的中断。
2.通过RTC模块每秒更新日期和时间显示，同时设定时间，当某个时间达到时，输出对应的消息语句并使得绿灯常亮。
3.通过PWM，编写程序使得红灯交替进行5次短闪与5次长闪，实现不同频率之间交替闪烁。
4.通过定义GEC39为输出引脚，GEC10为输入引脚，并通过杜邦线连接，捕捉实验程序上升沿与下降沿信号，并执行相应的输出语句。