【正文】 1] 那彥．電子及通信專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)寶典 [M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 2021 [2] Gee Clayton． Operational Amplifiers[M]． Burlington： Newnes， 2021 [3] 姚文詳． ARM CortexM3權(quán)威指南 [M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 [4] 劉同法． ARM CortexM3 內(nèi)核微控制器快速入門與應(yīng)用 [M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 2021 [5] 趙星寒．從 51到 ARM:32位嵌入式系統(tǒng)入門 [M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社 ,2021 [6] 周立功． ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程 [M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社 , 2021 注： 1. 本任務(wù)書一式兩份，須雙面打印。查閱文獻(xiàn)資料、撰寫文獻(xiàn)綜述報(bào)告，準(zhǔn)備參考資料。 （ 3）采用 32位內(nèi)部時(shí)鐘源定時(shí)完成 1秒的定時(shí)功能。 （ 1）定時(shí) /計(jì)數(shù)器的工作方式設(shè)置，定時(shí)器 0是工作在計(jì)數(shù)狀態(tài)下，對輸入的頻率信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，使用 32位計(jì)數(shù)模式，計(jì)數(shù)頻率最大設(shè)置為 250KHz。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 題目 （中文）： 基 于 ARM2110 的 LCD 數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì) （英文）： Designed of ARM2110based LCD Digital Frequency Meter 系 部 電子與信息工程系 專業(yè)班級 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 完 成 日 期 2021 年 4 月 上海師范大學(xué)天華學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），題目《基于 ARM2110的 LCD 數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)》是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果。對于頻率的概念就是在一秒只數(shù)脈沖的個(gè)數(shù)，即為頻率值。 （ 4）電源采用 5V穩(wěn)壓電源輸入設(shè)計(jì)。 3. ～ （第 13～ 14周） 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告。由指導(dǎo)教師填寫并經(jīng)所在系審核確認(rèn)后交系部； 2. 本任務(wù)書一份須與學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）一并存檔，另一份系部存檔； 3. 指導(dǎo)教師、學(xué)生可各執(zhí)一份復(fù)印件，供檢查論文進(jìn)度時(shí)使用。 價(jià)格便宜，攜帶方便， 可廣泛應(yīng)用于電子實(shí)驗(yàn)室、電子企業(yè)及科研場所。 數(shù)字頻率計(jì)（用于 檢測 方波、正弦波或其他脈沖信號）的頻率用十進(jìn)制數(shù)字顯示，具有精度高，測量迅速，讀數(shù)方便等特點(diǎn)。 預(yù)計(jì)方案：使用 ARM2110開發(fā)板來連接 LCD及外部信號源； LCD液晶顯示屏采用 QVGA分辨率（ 320*240），利用圖形顯示外設(shè)驅(qū)動(dòng)函數(shù)對液晶屏進(jìn)行配置；外部信號源使用 DG1022型信號發(fā)生器。基于 ARM2110的 LCD數(shù)字頻率計(jì)軟件程序流程圖如圖 3所示。 ～ （第 1～ 2周）中期檢查。本設(shè)計(jì)的目的是研制一款低成本、高精度、測量迅速、使用方便的手持式的數(shù)字頻率計(jì)以適用于校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室或其他科研場所。 若采用嵌入式技術(shù)，結(jié)合外圍電路或設(shè)備，設(shè)計(jì)的數(shù)字頻率計(jì)可達(dá)到較好的效果。 數(shù)字頻率計(jì)（用于檢測方波、正弦波或其他脈沖信號）的頻率用十進(jìn)制數(shù)字顯示，具有精度高，測量迅速，讀數(shù)方便等特點(diǎn)。 通用型計(jì)數(shù)器：是一種具有多種測量功能、多種用途的萬能計(jì)數(shù)器。同時(shí)， CortexM3 可以直接在 MCU 外連接 Flash，降低了設(shè)計(jì)難 度和應(yīng)用障礙，因此其發(fā)展趨勢亦不容小覷 [3]。該數(shù)字頻率計(jì)工作流程圖如圖 所示，初始狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)開啟時(shí)間立即開始計(jì)時(shí)，頻率顯示“ KHz”；當(dāng)接入外部待測信號時(shí)，立 即開始檢測 1 秒內(nèi)的頻率值，并顯示在液晶屏上；當(dāng)按下“暫?！辨I時(shí)，暫停檢測頻率；當(dāng)按下“繼續(xù)”鍵時(shí)，繼續(xù)檢測外部信號頻率。本設(shè)計(jì)的程序方案為：首先加載圖形顯示外設(shè)驅(qū)動(dòng)函數(shù)以驅(qū)動(dòng) LCD 液晶顯示屏；然后等待程 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 序外部待測信號的輸入；然后根據(jù)定時(shí) 1s 測信號脈沖次數(shù)的方法來操作；最后顯示測得的頻率值并重復(fù)執(zhí)行程序 ，直到關(guān)閉電源。 另外，該微控制器使用了兼容 ARM 的 Thumb 指令集的 Thumb2 指令集來減少存儲容量的需求，并以此達(dá)到降低成本的目的?？刂破?還支持末尾連鎖（ tailchaining），這使控制器無需保存和恢復(fù)狀態(tài)便可執(zhí)行連續(xù)的（ backtoback）中斷。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 LM3S2110 的 GPIO 特性 GPIO 模塊由 8個(gè)物理 GPIO 模塊組成，每個(gè)對應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的 GPIO 端口（端口 A, 端口 B, 端口 C, 端口 D, 端口 E, 端口 F, 端口 G, 和端口 H）。其中 PF0 和 PF1可以直接用來脈寬調(diào)制（ PMW），輸出方波信號。 PWM 輸出口直接驅(qū)動(dòng)是利用 PWM 輸出口本身可以輸出一定的方波來直接驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是 P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是 N型半 導(dǎo)體，在這邊主要是電子。 根據(jù)圖 所示， TFTLCD 是由二層玻璃基板夾住液晶組成的，形成一個(gè)平行板電容器，通過嵌入在下玻璃基板上的 TFT對這個(gè)電容器和內(nèi)置的存儲電容充電以維持每幅圖像所需要的電壓直到下一幅畫面更新。該芯片是一個(gè)262144 色的 SoC 驅(qū)動(dòng)的大規(guī)模集成電路，專為小型和中型 TFT 液晶顯示屏而設(shè)計(jì)，具有取得由的特定 RAM 提供的 240xRGBx320 分辨率圖形數(shù)據(jù)的能力。 信號發(fā)生器原理概述與應(yīng)用方式 為了保證本次設(shè)計(jì)的 LCD 數(shù)字頻率計(jì)可以達(dá)到預(yù)計(jì)的功能和精度，故必須使用一臺信號發(fā)生器來驗(yàn)證該頻率計(jì)的測頻效果。 開 始初 始 化驅(qū) 動(dòng) L C D 顯 示 屏顯 示 “ 0 H z o r n o i n p u t ”有 信 號 輸 入N開 啟 并 初 始 化 T 0 、 T 1T 1 定 時(shí) 1 sY1 s 時(shí) 間 到T 0 記 錄 信 號 的 下 降 沿 個(gè) 數(shù)YN關(guān) 閉 T 0 、 T 1顯 示 “ T 0 計(jì) 數(shù) 值 H z ” 圖 基于 ARM2110的 LCD數(shù)字頻率計(jì)軟件程序 流程圖 根據(jù)圖 程序流程圖所規(guī)劃的，程序初始化后驅(qū)動(dòng) LCD 顯示屏并顯示“ KHz”，然后立即開啟定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，并在 T1 定時(shí)的一秒時(shí)間內(nèi)使用 T0 記錄電平跳變中下降沿的個(gè)數(shù)，當(dāng)一秒時(shí)間到后立即在 LCD 顯示屏上顯示出當(dāng)前 T0 的計(jì)數(shù)值（即檢測到的頻率值）。本次設(shè)計(jì)使用了該外設(shè)程序驅(qū)動(dòng)庫中的相關(guān)驅(qū)動(dòng)程序（尤其是 API函數(shù)部分）來進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，并達(dá)到了期望的功能和效果。 在德州儀器公司提供的 Stellaris 外設(shè)驅(qū)動(dòng)庫中，詳細(xì)地描述了 LM3S2110的 GPIO 特性，并給出了其 API 函數(shù)的使用方式，這些 API函數(shù)按其功能可以分成三組：配置 GPIO 引腳功能的 API 函數(shù)、處理中斷的 API 函數(shù)和訪問 GPIO 引腳值的 API 函數(shù)。 GPIOIntTypeSet(GPIO_PORTH_BASE,GPIO_PIN_1,GPIO_FALLING_EDGE)。顯示驅(qū)動(dòng)程序必須提供兩點(diǎn)：一個(gè)是要設(shè)定由圖形庫提供的要繪制到顯示屏上的內(nèi)容，另一個(gè)是要設(shè)定顯示相關(guān)的操作。 以上內(nèi)容的具體程序清單詳見附錄四中 的部分。對于 16位輸入邊沿計(jì)數(shù)捕獲，在該模式中，TimerA 或 TimerB 被配置為能夠捕獲外部輸入脈沖邊沿事件的遞減計(jì)數(shù)器。該函數(shù)的使用方式是： GrContextInit (amp。該函數(shù)的使用方法是： GrStringDrawCentered(pContext,pcString, lLength,lX,lY,bOpaque)，其中 pcString 是要畫出的字符串， lLength 是要畫出的字符串的長度， lX 是畫出內(nèi)容的橫坐標(biāo)， lY是畫出內(nèi)容的縱坐標(biāo)， bOpaque是畫出內(nèi)容的背景透明或不透明。sContext,amp。 LCD 液晶顯示的軟件設(shè)計(jì) 在 LCD 液晶顯示的軟件設(shè)計(jì)這部分，首先最主要的是要掌握相關(guān)的一些函 數(shù)的使用方法，根據(jù) Stellaris 圖形庫中所介紹的函數(shù)，本設(shè)計(jì)中主要采用了以下幾個(gè)函數(shù)。如果使用 8位預(yù)分頻功能，則相當(dāng)于 24 位定時(shí)器。然后編寫 LCD清屏的程序，并進(jìn)一步編寫在 LCD 液晶顯示屏上畫點(diǎn)、畫線、畫可填充顏色的矩形以及傳輸顏色數(shù)據(jù)的子程序。 顯示驅(qū)動(dòng)程序是用來允許圖形庫和特點(diǎn)的顯示連接。 GPIOPinTypeOut(GPIO_PORTH_BASE,GPIO_PIN_0)。 GPIO 初始化 針對不同端口的 GPIO 引腳，都要分別進(jìn)行初始化的設(shè)置。 對于許多應(yīng)用來說，驅(qū)動(dòng)程序可以直接使用。該信號發(fā)生器完全可以滿足本次設(shè)計(jì)所需要的功能和精度。此外， OTM3225A 集成了 6 位、 8位、 16 位和18位 RGB 顯示接口的圖像運(yùn)動(dòng)。液晶屏與微控制器的接口為 8 位總線方式，圖 中用網(wǎng)絡(luò)表的方式表明了 LCD 液晶屏與微控制器接線的方式。 LCD 液晶顯示屏應(yīng)用方式概述 TFTLCD 液晶顯示屏原理 本次設(shè)計(jì)使用的 LCD 液晶屏是 TLN240T 型的 TFTLCD 彩色液晶顯示屏，分辨率為 240x320， 262021 色，具體參數(shù)見表 。 LED 燈應(yīng)用方式 LED 即發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。 5 VB 1B U Z Z E RQ 18 0 5 0R 2 81 0 KR 2 72 . 2 KP H 0 圖 開發(fā)板中蜂鳴器部分原理電路圖 在嵌入式應(yīng)用 的設(shè)計(jì)上，很多方案都會(huì)用到蜂鳴器，大部分都是使用蜂鳴器來做提示或報(bào)警，比如按鍵按下、開始工作、工作結(jié)束或是故障等等。 可編程控制 GPIO 引腳配置。如果你將兩個(gè)或更多的中斷指定為相同的優(yōu)先級，那么它們的硬件優(yōu)先級（位置編號越高優(yōu)先級越低）就決定了控制器激活中斷的順序。在出現(xiàn)異常時(shí)，控制器的狀態(tài)將被自動(dòng)存儲到堆棧中，并在中斷服務(wù)程序（ ISR）結(jié)束時(shí)自動(dòng)從堆棧中恢復(fù)。 LM3S2110 特性概述 LM3S2110 微控制器是針對工業(yè)應(yīng)用方案而設(shè)計(jì)的，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控、電子販?zhǔn)蹤C(jī)、測試和測量設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和交換機(jī)、工廠自動(dòng)化、 HVAC 和建筑控制、游戲設(shè)備、運(yùn)動(dòng)控制、醫(yī)療器械、以及火警安防。 L M 3 S 2 1 1 0電 源 ( 5 V )L C D顯 示 屏（ 3 2 0 * 2 4 0 ）外 部 待 測 信 號（ 信 號 發(fā) 生 模 塊 ）4 個(gè) 按 鍵蜂 鳴 器 圖 基于 ARM2110的 LCD數(shù)字頻率計(jì)原理框圖 傳 測 時(shí) 鐘 信 號T R 1T R 0T 0 的 計(jì) 數(shù) 值?定 時(shí) 1 s??0?1 2 3 n 2 n 1n 　 　n 3 圖 定時(shí) 1s測信號脈沖次數(shù)的方法原理圖 對于頻率的概念就是在 一秒內(nèi)脈沖的個(gè)數(shù)。 1Hz；充分利用現(xiàn)有 ARM開發(fā)板的硬件平臺上的資源進(jìn)行設(shè)計(jì)；采用 32位內(nèi)部時(shí)鐘源定時(shí)完成 1 秒的定時(shí)功能；電源采用 5V 穩(wěn)壓電源輸入設(shè)計(jì)。 CortexM3 內(nèi)核 主要是應(yīng)用于小管腳數(shù)、低成本和低功耗的場合，并且具有極高的運(yùn)算能力和極強(qiáng)的中斷響應(yīng)能力。按功能分類，因計(jì)數(shù)式頻率計(jì)的測量功能很多，用途很廣。數(shù)字計(jì)數(shù)器測頻有兩種方式：一是直接測頻法，即在一定閘門時(shí)間內(nèi)測量被測 信號的脈沖個(gè)數(shù)；二是間接測頻法，如周期測頻法。而其它大部分頻率計(jì)均采用普通門電路或者是可編程邏輯器 PLD 作為信號處理系統(tǒng)的控制核心，存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性差、精度不高的弊端 [1]。 2. 本開題報(bào)告一式兩份，一份須與學(xué) 生的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）一并存檔，一份作系部存檔用。 ～ （第 16～ 18周）完成本課題設(shè)計(jì)、仿真和數(shù)據(jù)分析。 L M 3 S 2 1 1 0電 源 ( 5 V )L C D顯 示 屏（ 3 2 0 * 2 4 0 ）外 部 待 測 信 號（ 信 號 發(fā) 生 模 塊 ）4 個(gè) 按 鍵蜂 鳴 器 圖 1 基于 ARM2110的 LCD數(shù)字頻率計(jì) 原理框圖 傳 測 時(shí) 鐘 信 號T R 1T R 0T 0 的 計(jì) 數(shù) 值?定 時(shí) 1 s??0?1 2 3 n 2 n 1n 　 　n 3圖 2 定時(shí) 1s測信號脈沖次數(shù)的方法原理圖 經(jīng)由上述的硬件、外設(shè)的使用和 連接的方式，以及軟件方面用定時(shí) 1s測信號脈沖次數(shù)的方法，接下去要完善 MCU內(nèi)部軟件的編制。要求