一 实验目的
●了解实时时钟的硬件控制原理及设计方法。
●掌握S3C44B0X处理器的RTC模块程序设计方法。
二 实验设备
●硬件：Embest S3CEV40实验平台，Embest ARM标准/增强型仿真器套件，PC机。
●软件：Embest IDE 2003集成开发环境．Windows 98/2000 /NT/ XP操作系统。
三 实验内容
学习和掌握S3C44B0X处理器的RTC模块的使用，编写应用程序，修改时钟日期及时间的设置，并使用Embest ARM教学系统的串口，在超级终端上显示当前系统时间。
四 实验原理
1．实时时钟
实时时钟(RTC)器件是一种能提供日历／时钟、数据存储等功能的专用集成电路，常用作各种计算机系统的时钟信号源和参数设置存储电路。RTC具有计时准确、耗电低和体积小等特点，特别适用于在各种嵌人式系统中记录事件发生的时间和相关信息，尤其是在通信工程、电力自动化、工业控制等自动化程度较高领域的无人值守环境。随着集成电路技术的不断发展，RTC器件的新品也不断推出。这些新品不仅具有准确的RTC，还有大容量的存储器、温度传感器和A／D数据采集通道等，已成为集RTC、数据采集和存储于一体的综合功能器件，特别适用于以微控制器为核心的嵌入式系统。
RTC器件与微控制器之间的接口大都采用连线简单的串行接口，诸如I2C、SPI、MICROWIRE和CAN等串行总线接口。这些串口由2～3根线连接，分为同步和异步。 2．S3C44B0X实时时钟单元
S3C44B0X实时时钟单元是处理器集成的片内外设，其功能框图如图所示。由开发板上的后备电池供电，可以在系统电源关闭的情况下运行。RTC发送8位BCD码数据到CPU。传送的数据包括秒、分、小时、星期、日期、月份和年份。RTC单元时钟源由外部32．768
RTC功能框图
kHz晶振提供，可以实现闹钟（报警）功能。
S3C44B0X实时时钟单元特性如下：
●BCD数据：秒、分、小时、星期、日期、月份和年份； ●闹钟（报警）功能：产生定时中断或激活系统； ●自动计算闰年； ●无2000年问题； ●独立的电源输入；
●支持ms级时间片中断，为RTOS提供时间基准。 1)读／写寄存器
访问RTC模块的寄存器，首先要设RTCCON的位0为1。CPIJ通过读取RTC模块中寄存器BCDSEC、BCDMIN、BCDHOUR、BCDDAY、BCDDATE、BCDMON和BCDYEAR的值，得到当前的相应时间值。但是，由于多个寄存器依次读出，所以有可能产生错误。例如：用户依次读取年(1989)、月(12)、日(31)、时(23)、分(59)、秒(59)。当秒数为1～59时，无任何问题；但是，当秒数为0时，当前时间和日期就变成了1990年1月1日0时0分。在这种情况下(秒数为0)，用户应该重新读取年份到分钟的值(参考程序设计)。 2)后备电池
RTC单元可以使用后备电池通过引脚RTCVDD供电。当系统关闭电源以后，CPU和RTC的接口电路被阻断。后备电池只需要驱动晶振和BCD计数器，从而达到最小功耗。 3)闹钟报蕾功能
RTC在指定的时间产生报警信号，包括CPU工作在正常模式和休眠(Power Down)模式下。在正常工作模式，报警中断信号(ALMINT)被激活；在休眠模式，报警中断信号和唤醒信号(PMWKUP)同时被激活。RTC报警寄存器(RTCALM)决定报警功能的使能／屏蔽和完成报警时间检测。 4)时间片中断
RTC时间片中断用于中断请求。寄存器TICNT有一个中断使能位和中断计数。该中断计数自动递减，当达到0时，则产生中断。中断周期Period计算公式如下： Period=(n+1)／128 s
其中，n为RTC时钟中断计数，可取值为l～127。 5)置0计数功能
RTC的置0计数功能可以实现30 s、40 s和50 s步长重新计数，供某些专用系统使用。当使用50 s置0设置时，如果当前时间是1 l：59：49，则1 s后时间将变为12：00：00。 注意：所有的RTC寄存器都是字节型的，必须使用字节访问指令(STRB、LDRB)或字符型指针访问。
五 实验设计
l．硬件电路设计 实时时钟外围电路如图所示。
2．软件程序设计 1)时钟设置
时钟设置程序必须实现时钟工作情况及数据设置有效性检测功
RTC外围电路
能。
2)时钟显示
时钟参数通过实验系统串口0输出到超级终端，显示内容包括年、月、日、时、分、秒。参数以BCD码形式传送，用户使用串口通信函数将参数取出显示。
六 实验操作步骤
①准备实验环境。使用Embest仿真器连接目标板，使用Embest S3CEV40实验板附带的串口线连接实验板上的UART0和PC机的串口。
②在PC机上运行Windows自带的超级终端串口通信程序(波特率为115 200 b／s，1个停止位，无校验位，无硬件流控制)；或者使用其他串口通信程序。
③使用Embest IDE通过Embest仿真器连接实验板，打开实验例程目录下RTC＿test子目录中的RTC＿Test．ews例程，编译、链接通过后连接目标板，下载并运行它。
④在PC上观察超级终端程序主窗口，可以看到如下显示： RTC Working now．To set time(Y／N)?：Y
⑤用户可以选择是否重新进行时钟设置。当输人不正确时，也会提示是否重新设置。提示内容如下：
Current day is(200d，1e，27，TUE)．To set day(yy-mm-dd w)：2003-11-07 5 Current time is(1f：08：18)．To set time(hh:mm;ss)：15:10:00 ⑥最终超级终端输出信息如下： 2003－11－07，FRI 15：10：14
⑦理解和掌握实验后．完成实验练习题。
七 练习题
1. 在RTC＿Test．ews例程中有5处不合理的地方，请找出来，并改正。 2. RTC＿Test．ews例程只能显示一天的时间变化，如
2003－11－07，FRI 23：59：59 后会变成
2003－11－07，FRI 00：00：00 而不是
2003－11－08，SAT 00：00：00
请修改程序，让其DAY和DATE可变。
3. 用LED显示秒的个位。（LED显示参照数码管实验）
数码管（LED）显示实验
一 实验目的
●通过实验掌握LED的显示控制方法。
●巩固4．1节实验中所掌握的对存储区进行访问的方法。
二 实验设备
●硬件：Embest S3CEV40实验平台，Embest ARM标准/增强型仿真器套件，PC机。 ●软件：Embest IDE 2003集成开发环境，windows 98／2000／NT/XP操作系统。
三 实验内容
编写程序使实验板上8段数码管循环显示0～9、A～F字符。
四 实验原理
1．8段数码管 嵌入式系统中，经常使用8段数码管来显示数字或符号。由于它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长的特点，因此使用非常广泛。 1)结 构
8段数码管由8个发光二极管组成，其中7个长条形的发光管排列成“日”字形，右下角1个点形发光管作为显示小数点用。8段数码管能显示所有数字及部分英文字母，见图。
2)类 型
8段数码管有2种不同的形式：一种是8个发光二极管的阳极都连在一起，称之为共阳极8段数码管；另一种是8个发光二极管的阴极都连在一起，称之为共阴极8段数码管。 3)工作原理
以共阳极8段数码管为例。当控制某段发光二极管的信号为低电平时，对应的发光二极管点亮。当需要显示某字符时，8段数码管的结构 就将该字符对应的所有二极管点亮。共阴极二极管则相反，控制信号为高电平时点亮。
电平信号按照dp、g、e…a的顺序组合形成的数据字称为该字符对应的段码。常用字符的段码如表所列。
4)显示方式
8段数码管的显示方式有两种，即是静态显示和动态显示。 静态显示：是指当8段数码管显示一个字符时，该字符对应段的发光二极管控制信号一 直保持有效。 动态显示：是指当8段数码管显示一个字符时，该字符对应段的发光二极管是轮流点亮的，即控制信号按一定周期有效。在轮流点亮的过程中，点亮时间是极为短暂的(约1 ms)。但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，数码管的显示依然是非常稳定的。
常用字符段码表
2．电路原理
在S3CEV40教学电路中，使用的是共阳极8段数码管。各段的控制信号由处理器S3C44B0X的数据总线低8位通过锁存器74LS573进行控制，数码管的亮度由电阻Rl～R8 调整，锁存器的选通由CS6控制，见图。
锁存器选通信号CS6由处理器S3C44B0X的存储区域1对应的片选信号线nGCS1和地 址线的高位A18、A19、A20经过译码器生成，电路原理图见图。当nGCS1、A18、A20为 高电平，A19为低电平时，CS6信号有效。此时，数据线低8位的内容将在8段数码管上显示出来。
处理器S3C44B0X的存储区域1对应的起始地址和结束地址是固定的，即存储区域1的地址范围为0x02000000~0x2FFFFFF。当访问这段地址空间时，处理器使nGCSI信号有效。 结合地址位A18、A19、A20，当访问地址0x02140000~0x0217FFFF时，CS6信号有效。
在程序设计中，8段数码管的显示是通过输出数据到地址0x02140000来完成的。
五 实验操作步骤
①准备实验环境。使用Embest仿真器连接目标板，使用Embest S3CEV40实验板附带的串口线连接实验板上的UARTO和PC机的串口。
②在PC机上运行Windows自带的超级终端串口通信程序(波特率为115 200 b／s，1个
停止位，无校验位，无硬件流控制)；或者使用其他串口通信程序。
③使用Embest IDE通过Embest仿真器连接实验板，打开实验例程目录下8LED＿test子目录中的8LED_Test．ews例程，编译、链接通过后连接目标板，下载并运行它。
④观察超级终端输出如下内容：
Embest 44B0X Evaluation Board(S3CEV40)
8-segment Digit LED Test Example(Please look at LED) ⑤实验板上8段数码管循环显示0～F字符。
8段数码管控制电路
S3CEV40实验板片选信号的译码电路图
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