微机实验报告(含思考题)实验6

实验六基于ARM的键盘及数码管驱动实验1.掌握键盘及数码管驱动原理。

2.掌握ZLG7290芯片的使用方法。

3.掌握I2C总线的协议标准。

4.掌握Linux下键盘驱动的实现方法。

编写测试程序控制键盘和数码管。

1.了解ARM9处理器结构2.了解i2c协议硬件：ARM嵌入式开发平台，PC 机Pentium100 以上。

软件：PC机Linux操作系统＋MINICOM ＋AMRLINUX开发环境1、ZLG7290寄存器介绍ZLG7290内部有16个8bits寄存器，访问这些寄存器需要通过I2C 总线接口来实现.访问内部寄存器要通过“I2C总线地址+子地址”的方式来实现。

ZLG7290B 的I2C 总线器件地址是70H（写操作）和71H（读操作）。

? 键值寄存器Key（地址：01H）如果某个普通键（K1～K56）被按下，则微控制器可以从键值寄存器Key中读取相应的键值1～56。

如果微控制器发现ZLG7290 的INT 引脚产生了中断请求，而从Key 中读到的键值是0，则表示按下的可能是功能键。

键值寄存器Key 的值在被读走后自动变成0。

? 显示缓冲区DpRam0～DpRam7（地址：10H～17H）DpRam0～DpRam7 这8 个寄存器的取值直接对应8个数码管的显示内容。

每个寄存器的8 个位分别对应数码管的a,b,c,d,e,f,dp 段，MSB 对应a，LSB 对应dp。

例如大写字母H 的字型数据为6EH（不带小数点）或6FH（带小数点）。

? 命令缓冲区CmdBuf0 和CmdBuf1（地址：07H 和08H）通过向命令缓冲区写入相关的控制命令可以实现段寻址、下载显示数据、控制闪烁等功能。

2、ZLG7290控制命令介绍寄存器CmdBuf0（地址：07H）和CmdBuf1（地址：08H）共同组成命令缓冲区。

通过向命令缓冲区写入相关的控制命令可以实现段寻址、下载显示数据、控制闪烁等功能。

?下载数据并译码（Download）在指令格式中，高4 位的0110 是命令字段；A3A2A1A0 是数码管显示数据的位地址（其中A3 留作以后扩展之用，实际使用时取0 即可），位地址编号依次为0,1,2,3,4,5,6,7，代表8个数码管，dp 控制小数点是否点亮，0－点亮，1－熄灭；flash 表示是否要闪烁，0－正常显示，1－闪烁；d4d3d2d1d0 是要显示的数据，包括10 种数字和21 种字母。

? 闪烁控制（Flash）在命令格式中，高4 位的0111 是命令字段；xxxx 表示无关位，通常取值0000；第2 字节的Fn（n＝0～7）控制数码管相应位的闪烁属性，0－正常显示，1－闪烁。

复位后，所有位都不闪烁。

3、Linux下i2c驱动接口函数介绍Linux为我们提供了一系列的接口函数，通过调用这些函数可以很方便的访问到我们的I2C设备，达到对它的操作和控制。

在本实验中，就是通过调用这些函数，完成对zlg7290 内部寄存器的配置，从而驱动键盘和数码管按照我们需要的方式工作? 打开设备：在linux下编程实现对具体设备的操作，首先要做的就是打开要操作的设备文件，zlg7290 设备的设备文件是“/dev/zlg7290/0”。

具体实现函数是：fd=open(“/dev/zlg7290/0”,O_RDWR)? 向设备写数据：具体实现过程是先写入要配置的寄存器的地址，然后写入要配置的值，具体实现函数是：unsigned char temp[2]; //定义一个数组用于存放要发送的数据，包括寄存器地址和要写入该寄存器内的值temp[0]=address; //将要配置的寄存器的地址address写入temp[0]中。

temp[1]=data; //将要写入该寄存器中的值data写入//temp[1]中。

write(fd,temp,2); //用write函数向设备写入数据temp，首先写入地址address，然后写入值data。

配置一般的寄存器都是这个步骤，但是唯一例外的是配置命令寄存器cmdbuf0和cmdbuf1，因为写入命令寄存器中的命令码均为16bit，因此需要通过两步完成对命令码的发送，具体实现代码如下：unsigned char temp[3];temp[0]=address;temp[1]=cmd1; //要写入的命令码的高八位temp[2]=cmd2; //要写入的命令码的低八位write(fd,temp,3);? 关闭设备：close(fd);1. 在数码管上显示数据有两种方法，一种方法是直接向8个数据缓冲区DpRam0～DpRam7写入数据分别控制每个数码管的8个独立led的亮灭，使其显示不同的数据。

2. 在数码管上显示数据的另一种方法是直接向命令寄存器cmdbuf0或cmdbuf1写入“下载数据并译码”命令，直接控制数码管的显示内容，具体译码规则如表一所示。

3. 当某个按键被按下时，可以通过读取“键值寄存器Key（地址：01H）”的值来得到键值，将所按键的键值显示在数码管上。

4. zlg7290提供数码管的闪烁功能，通过向命令寄存器发送闪烁控制命令可以控制某个数码管闪烁。

通过按键控制数码管的闪烁，具体功能是当按下键盘1-4时，控制数码管1-4闪烁。

5．打开一个终端1，将四个源文件交叉编译成arm下的可执行文件example1-example4 （具体参见实验五一些步骤）6．重新打开一个终端2，输入命令minicom进入ARM开发板的命令行界面，检查硬件是否连接好后，上电开发板，进入ARM-linux操作系统的命令行。

7．在终端2的ARM-linux操作系统的命令行下依次运行example1-example4可执行程序，观察结果。

步骤1程序：#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <sys/ioctl.h>//#include "i2c.h"#define ZLG7290_ADDR_DpRam0 0x10int fd;void zlg7290_disp(unsigned char *buf, unsigned char num);int main(){int ret,i;unsigned char buf[8];fd = open("/dev/zlg7290/0", O_RDWR);if(fd == -1){printf("Can't open I2C device!\n");exit(-1);}buf[7] = 0xe0;buf[6] = 0xbe;buf[5] = 0xb6;buf[4] = 0x66;buf[3] = 0xf2;buf[2] = 0xda;buf[1] = 0x60;buf[0] = 0xfc;zlg7290_disp(buf, 8);close(fd);return 0;}/****************************************************************************** ***************************** Function name: zlg7290_disp** Descriptions: control zlg7290 to driver led**** Input: unsigned char *buf: display bufferunsigned char num: display number** Output: NULL******************************************************************************* *************************/void zlg7290_disp(unsigned char *buf, unsigned char num){unsigned char i;unsigned char temp[2];for(i=0;i<num;i++){temp[0] = ZLG7290_ADDR_DpRam0+i;temp[1] = *buf;write(fd, temp, 2);buf++;usleep(5000);}}/**************************************************************************** End Of File**************************************************************************/步骤2程序：#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <sys/ioctl.h>//#include "i2c.h"#define ZLG7290_ADDR_cmdbuf0 0x07int fd;void zlg7290_disp(unsigned char *buf, unsigned char num);int main(){int ret,i;unsigned char buf[8];fd = open("/dev/zlg7290/0", O_RDWR);if(fd == -1){printf("Can't open I2C device!\n");exit(-1);}buf[7] = 0x07;buf[6] = 0x06;buf[5] = 0x05;buf[4] = 0x04;buf[3] = 0x03;buf[2] = 0x02;buf[1] = 0x01;buf[0] = 0x00;zlg7290_disp(buf, 8);close(fd);return 0;}/****************************************************************************** ***************************** Function name: zlg7290_disp** Descriptions: control zlg7290 to driver led**** Input: unsigned char *buf: display bufferunsigned char num: display number** Output: NULL******************************************************************************* *************************/void zlg7290_disp(unsigned char *buf, unsigned char num){unsigned char i;unsigned char temp[2];for(i=0;i<num;i++){temp[0] = ZLG7290_ADDR_cmdbuf0;temp[1] = 0x60+i;temp[2] = *buf;buf++;write(fd, temp, 3);usleep(5000);}}/************************************************************************** ** End Of File**************************************************************************/ 步骤3程序：#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <fcntl.h>#include <sys/ioctl.h>//#include "i2c.h"int fd;int zlg7290_getkey(char *key);void zlg7290_disp(unsigned char *buf, unsigned char num);int main(){int ret,i;unsigned char buf[9];char key;fd = open("/dev/zlg7290/0", O_RDWR);if(fd == -1){printf("Can't open I2C device!\n");exit(-1);}zlg7290_disp(buf, 8);for (;;){if (zlg7290_getkey(&key) != 0){printf("Read key value fail\n");exit(-1);}buf[0]=key%10;buf[1]=key/10;zlg7290_disp(buf, 2);usleep(1000000);}close(fd);return 0;}/****************************************************************************** ***************************** Function name: zlg7290_getkey** Descriptions: get the key value from zlg7290**** Input: unsigned short *key: the gotten key value** Output: 0 : OK -1: fail******************************************************************************* *************************/int zlg7290_getkey(char *key){unsigned char temp[2];temp[0] = 1;temp[1] = 0;if (write(fd, temp, 1) != 1)return -1;if (read(fd, temp, 2) != 2)return -1;*key = temp[0] + (temp[1] * 256);return 0;}/****************************************************************************** ***************************** Function name: zlg7290_disp** Descriptions: control zlg7290 to driver led** 鎺у埗zlg7290椹卞姩led** Input: unsigned char *buf: display bufferunsigned char num: display number** Output: NULL******************************************************************************* *************************/void zlg7290_disp(unsigned char *buf, unsigned char num){unsigned char i;unsigned char temp[3];for(i=0; i<num; i++){temp[0] = 0x07;temp[1] = 0x60+i;temp[2] = *buf;buf++;write(fd, temp, 3);usleep(5000);}}/**************************************************************************** End Of File**************************************************************************/1. I2C总线数据传输的基本格式？答：从左到右依次为：S：起始位（START）；SA：从机地址（Slave Address），7 位从机地址；W：写标志位（Write），1 位写标志；R：读标志位（Read），1 位读标志；A：应答位（Acknowledge），1 位应答；?：非应答位（Not Acknowledge），1 位非应答；D：数据（Data），每个数据都必须是8 位；P：停止位（STOP）；2. 要实现控制数码管闪烁的功能，除了向命令寄存器中写入“闪烁控制命令”以外，还有什么办法可以完成？答：向命令寄存器中写入Download指令，其具体值为0110xxxx x10xxxxx.3. 怎么修改数码管闪烁的快慢和时间？答：修改闪烁控制寄存器FlashOnOff（地址：0CH）的值，复位值为0111,0111B。