ARM Cortex-M4实验:时钟与GPIO控制
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更新于2024-08-05
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"ARM实验任务指导书-2018V0.71"
这篇文档是针对ARM架构,特别是Cortex-M4处理器的一份实验指导书,旨在帮助学生理解和掌握ARM的开发环境、时钟系统以及GPIO(通用输入/输出)的操作。实验主要围绕KEIL uVision5集成开发环境展开,通过编写和修改C语言程序来实现特定的功能。
实验一的目标是让学习者熟悉KEILuVision5,理解CPU时钟的重要性以及不同时钟源对电源消耗的影响,并且掌握GPIO的工作机制。实验1.1要求编写一个程序`exp1.c`,当按下USR_SW1按键时,PF0(GPIO F0)快速闪烁,松开按键则变为慢速闪烁。这个程序涉及到三个关键函数:`S800_GPIO_Init`用于初始化GPIO F端口并设置PF0为输出,`PF0_Flash`根据按键状态控制闪烁速度,`Delay`则实现不同长度的延时。
在实验的拓展部分,学生被要求使用不同的时钟源(内部16M HSI、外部25M HSO和PLL)来驱动GPIO-PF0的闪烁,并观察电流变化以及PF0的频率变化。此外,还应利用调试模式设置断点,验证时钟设置的正确性。
实验的第二个任务是扩展`exp1.c`,实现按下USR_SW1和USR_SW2键时,分别控制LED_M0和LED_M1的亮灭。
第三个任务引入了按键计数的概念,通过短按USR_SW1来控制LED_M0和LED_M1的闪烁和熄灭,形成一种循环模式。
实验框图提供了硬件连接的可视化表示,帮助学生理解各个组件间的交互。
实验结果需要通过现场演示来验证,确保所有功能正常工作。
在讨论环节,提出了几个问题,包括改变时钟频率对系统行为的影响,PLL时钟频率的调整限制,高时钟频率对LED闪烁效果的改变,以及`GPIOPinWrite`函数参数的含义和不同设置可能导致的现象。这些问题旨在引导学生深入思考时钟系统和GPIO操作的内在原理。
这份实验指导书提供了一个实践性的平台,让学生在动手操作中学习和探索ARM Cortex-M4处理器的时钟管理和GPIO应用。通过这样的实验,学生不仅能掌握基本的编程技能,还能对微控制器的硬件资源有更深刻的理解。
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