【M3设计心得】+基于LM3S811的速度里程计

基于LM3S811的速度里程计-----关于定时器、外部中断、SSI模块的综合应用

利用LM3S811的定时器、外部中断、SSI模块等功能制作了一个自行车测速装置。本作品使用LM3S811单片机通过开关型霍尔传感器A04E检测车轮的转数，利用SSI（同步串行通信）模块向两片级联的74HC595发送16位的数据来驱动六位数码管，其中高八位用于片选，低八位用于段选。通过一个按钮来切换显示速度和里程。


1系统方案

1.1 电源由于LM3S811的工作电压是3.3V，所以直接采用两节5号干电池供电。
1.2 显示由于速度与里程的范围：0~40.01和0~700.1，只需5位即可显示。所以用2片3位的数码管吗组成1片6位的，其中第一位分别显示U和L代表速度和里程。
1.2 检测采用外部中断当单片机检测到下降沿时，计数值加一。每隔一秒计算一次速度。

2系统理论分析与计算

2.1 数码管显示
将6个数码管的段选并联，由U1控制；U2的低6位用作片选码。数据帧的大小为16位，其中0~7位为段选码，第8~13用于片选码LM3S811在上电时，所有GPIO引脚默认为输入，软件设计根据应用要求配置GPIO引脚。
在使用SSI时，需通过对RCGC1寄存器中的SSI位置位使能SSI外设时钟。配置SSI为主机模式，协议模式为Freescale SPI单次传输模式。
为了切换显示速度和里程，分别用定时器1和定时器2定时中断，不断刷新数码管。外加一个按钮，当键按下时初始化定时器1，显示里程；否则只初始化定时器2，显示速度。
2.2计算速度与里程

在车轮一周上均匀放置6个磁钢，假设车轮半径0.5m，则车轮转一周为π m。每两个磁钢之间的距离位π/6 m。磁钢检测采用外部中断，每中断一次计数器加

1。再用定时器0定时中断，每隔一秒计算一次速度，v=counter*π/6 m/s转换成V=v*3.6 km/h，里程mile则一直累加。

3电路与程序设计
3.1 数码管显示电路

 

3.2
程序的设计


3.2.1程序流程图








3.2.2程序

程序用C语言编写，由主程序、外中断0服务程序,T0中断服务程序、T1中断服务程序等模块组成。主程序主要完成程序初始化和键盘处理，外部中断朋及务程序由测量、计算、读数等部分组成，T0中断服务程序由计时、动态扫描显示、自行车停车判断等部分组成。


4 注意事项4.1 关于中断服务函数所谓的注册中断函数，这里采用直接修改启动代码startup.s的方式。就是找到对应的中断源，然后把默认的中断服务函数名改成自己定义的即可。 

5 、实物图

附录：源程序#include"hw_memmap.h"
#include"hw_types.h"
#include"ssi.h"
#include"hw_ints.h"
#include"sysctl.h"
#include"gpio.h"
#include"timer.h"
#include"interrupt.h"
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
#define ulong unsigned long
uchar disp_buf[6];
uchar disp_buf1[6];
uchar disp_tab[13]={0x003f,0x0006,0x005b,0x004f,0x0066,0x006d,0x007d,0x0007,0x007f,0x006f,0x003e,0x0038,0x0080};
ulong TheSysClock=6000000;
float  temp;
ulong  num,counter,speed,mile;
uchar v_qian,v_bai,v_shi,v_ge,l_qian,l_bai,l_shi,l_ge;
ulong ulClock,ulBitRate;
#define  PULSE_PERIPH SYSCTL_PERIPH_GPIOD
#define  PULSE_PORT   GPIO_PORTD_BASE
#define  PULSE_PIN    GPIO_PIN_4
void ssiInit(void)
{  ulBitRate=TheSysClock/10;
   SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_SSI0);//使能SSI模块
   SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOA);//使能SSI所在引脚
   GPIOPinTypeSSI(GPIO_PORTA_BASE, GPIO_PIN_2);//(SSI0CLK_PORT, SSI0CLK_PIN);//将相关GPIO设置为SSI功能
   GPIOPinTypeSSI(GPIO_PORTA_BASE, GPIO_PIN_3);//PA3  SSI0FSS_PORT
   GPIOPinTypeSSI(GPIO_PORTA_BASE, GPIO_PIN_4);//PA4  SSI0RX_PORT
   GPIOPinTypeSSI(GPIO_PORTA_BASE, GPIO_PIN_5);//PA5  SSI0TX_PORT
   SSIConfig(SSI0_BASE, SSI_FRF_MOTO_MODE_0, SSI_MODE_MASTER, ulBitRate, 16);//SSI配置：基址，协议格式，主/从模式，位速率，数据宽度
   SSIEnable(SSI0_BASE);//  使能SSI收发
}
void timer2AInit()
{   ulClock = TheSysClock/150;// (60 * 8);//扫描速度在60Hz以上时,人眼才不会明显感到闪烁
    SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_TIMER2);     //使能Timer模块

TimerConfigure(TIMER2_BASE,TIMER_CFG_32_BIT_PER);//配置为32位周期定时器

TimerPrescaleSet(TIMER2_BASE,TIMER_BOTH,100);//配置分频值
    TimerLoadSet(TIMER2_BASE, TIMER_A, ulClock);    //  设置Timer初值

TimerIntEnable(TIMER2_BASE, TIMER_TIMA_TIMEOUT);//  使能Timer超时中断


IntEnable(INT_TIMER2A);                         //  使能Timer中断
    IntMasterEnable();                              //  使能处理器中断
    TimerEnable(TIMER2_BASE,TIMER_A);//使能TIMER0A
}
IntEnable(INT_TIMER1A);                         //  使能Timer中断
    IntMasterEnable();                              //  使能处理器中断
    TimerEnable(TIMER1_BASE,TIMER_A);//使能TIMER0A
}
//定时器0初始化
void timer0AInit()
{   ulClock = TheSysClock/10 ;// (60 * 8);//扫描速度在60Hz以上时,人眼才不会明显感到闪烁
    SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_TIMER0);     //使能Timer模块

TimerConfigure(TIMER0_BASE,TIMER_CFG_32_BIT_PER);//配置为32位周期定时器

TimerPrescaleSet(TIMER0_BASE,TIMER_BOTH,100);//配置分频值
    TimerLoadSet(TIMER0_BASE, TIMER_A, ulClock);    //  设置Timer初值

TimerIntEnable(TIMER0_BASE, TIMER_TIMA_TIMEOUT);//  使能Timer超时中断

IntEnable(INT_TIMER0A);                         //  使能Timer中断
    IntMasterEnable();                              //  使能处理器中断
    TimerEnable(TIMER0_BASE,TIMER_A);//使能TIMER0A
}
//系统时钟初始化
void systeminit()
{   SysCtlClockSet(SYSCTL_SYSDIV_1|SYSCTL_USE_OSC|SYSCTL_OSC_MAIN|SYSCTL_XTAL_6MHZ);

SysCtlPeripheralEnable(SYSCTL_PERIPH_GPIOC|PULSE_PERIPH);

GPIOPinTypeGPIOInput(PULSE_PORT,PULSE_PIN);//设置磁块检测PD4为输入

GPIOIntTypeSet(PULSE_PORT, PULSE_PIN,GPIO_FALLING_EDGE);//GPIO_LOW_LEVEL);

GPIOPinIntEnable(PULSE_PORT, PULSE_PIN);

IntEnable(INT_GPIOD);
}
void GPIO_D_IntHandler(void)
{
ulong ulstatus;
ulstatus=GPIOPinIntStatus(PULSE_PORT,true);//读取中断状态
GPIOPinIntClear(PULSE_PORT,ulstatus);
if(ulstatus&PULSE_PIN)
{counter++;}
}

int main()
{
jtagwait();//等待jtag



systeminit();

timer0AInit();

ssiInit();

while(1)

{

if(num==10)//每一秒计算一次


{




{temp=counter*31.41/6;


speed=temp*36;
//把m/s换成km/h


temp=temp*0.01;


mile=mile+temp;   





}


num=0;


counter=0;


}  


if (GPIOPinRead(GPIO_PORTC_BASE, GPIO_PIN_4) == 0x00)//若按下KEY，则显示里程，否则显示速度
          {timer2AInit();}

  else

      {timer1AInit();}
}


}
void Timer2ATimeoutIntHandler(void) //中断服务
{
TimerIntClear(TIMER2_BASE,TIMER_TIMA_TIMEOUT);//清楚中断标志位

v_qian=speed/1000;v_bai=speed/100%10;v_shi=speed/10%10;v_ge=speed%10;

disp_buf[0]=10;disp_buf[1]=v_qian;disp_buf[2]=v_bai;disp_buf[3]=12;disp_buf[4]=v_shi;disp_buf[5]=v_ge;

SSIDataPut(SSI_BASE,0xfe00|(disp_tab[disp_buf[0]]));

SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));

SSIDataPut(SSI_BASE,0xfd00|disp_tab[disp_buf[1]]);

SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));

SSIDataPut(SSI_BASE,0xfb00|disp_tab[disp_buf[2]]);

SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));

SSIDataPut(SSI_BASE,0xf700|disp_tab[disp_buf[3]]);

SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));

SSIDataPut(SSI_BASE,0xef00|disp_tab[disp_buf[4]]);

SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));

SSIDataPut(SSI_BASE,0xdf00|disp_tab[disp_buf[5]]);

SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));

}
void Timer1ATimeoutIntHandler(void)
{    TimerIntClear(TIMER1_BASE,TIMER_TIMA_TIMEOUT);

l_qian=mile/1000;l_bai=mile/100%10;l_shi=mile/10%10;l_ge=mile%10;

disp_buf1[0]=11;disp_buf1[1]=l_qian;disp_buf1[2]=l_bai;disp_buf1[3]=l_shi;disp_buf1[4]=12;disp_buf1[5]=l_ge;



SSIDataPut(SSI_BASE,0xfe00|(disp_tab[disp_buf1[0]]));

SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));

SSIDataPut(SSI_BASE,0xfd00|disp_tab[disp_buf1[1]]);

SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));

SSIDataPut(SSI_BASE,0xfb00|disp_tab[disp_buf1[2]]);

SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));

SSIDataPut(SSI_BASE,0xf700|disp_tab[disp_buf1[3]]);

SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));

SSIDataPut(SSI_BASE,0xef00|disp_tab[disp_buf1[4]]);

SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));

SSIDataPut(SSI_BASE,0xdf00|disp_tab[disp_buf1[5]]);

SysCtlDelay(1* (SysCtlClockGet( )/ 3000));
}

附件：完整工程