第八章

LED七段顯示器輸出實驗

Ping-Liang Lai (賴秉樑 )

實驗目的

1 、掌握 LED 七段顯示器的工作原理。

2 、掌握 S3C4510B 的外部 I/O Bank 的擴展方法和相應特殊功能暫存器的配置。

3 、掌握 LED 七段顯示器與 S3C4510B 的介面方法。

4 、熟悉實驗系統的相關硬體結構。

實驗原理 七段顯示器由 8 個 LED 組合而成，分成二種類型

共陽型 共陰型

實驗原理 LED 七段顯示器，常用於各種儀器儀錶、設備的顯

示器，因介面方便，價廉物美，使用非常廣泛。 LED 七段顯示器可以有兩種工作方式

掃描方式：由於人眼的視覺暫留特性，可以看到穩定的顯示，但該方式要佔用 I/O 埠資源，同時由於以掃描方式工作，需要佔用較多的 CPU 時間

採用增加栓鎖電路：將 LED 顯示器接在系統的資料匯流排上，作為一個週邊進行操作，該方式佔用系統資源較少，且顯示穩定。

本系統採用第二種方式，系統硬體原理描述如下： S3C4510B 支援 4 個 Bank ，共 64KB 連續的外部 I/O

空間 每個 Bank 由 CPU 提供一個晶片選擇信號 (nECS) 硬體偏移位址設定為 0x00 、 0x10 、 0x20 、 0x30

實驗原理 Latch

實驗原理

64KB 外部 I/O 位址空間的起始位置由特殊功能暫存器 REFEXTCON 設置

暫存器可控制 DRAM 的刷新模式、刷新時序及刷新間隔

REFEXTCON 同時還包含 10 位外部 I/O Bank0 的基底指標值。

[9 ： 0] 外部 I/O 基底指標 ( 基底位址 ) 該設置值左移 16 位元即為外部 I/O 組 0 的起始實際位址 外部 I/O 組 0 的結束實際位址為該設置值左移 16 位元 +16KB-

1 4 個外部 I/O 組的位址空間連續，每組均固定大小為 16KB ，因

此，通過該基底指標可以計算出其他 3 個外部 I/O 組的起始和結束位址

REFEXTCON

31

21 20 19 17 16 15 14 13 12 11 10 9 0

刷新計數值 tCSR

tCHRRSN

VSF

0 0 0 0 0外部 I/O BANK0

基底指標器

實驗原理 [15] 特殊功能暫存器有效性（ VSF ）

0 = 記憶體組不可存取 1 = 記憶體組可存取

[16] 刷新致能（ REN ） 0 = 禁止 DRAM 刷新 1 = 致能 DRAM 刷新

[19:17]CAS 持續時間（ tCHR ） 000 = 1 個週期 001 = 2 個週期 010 = 3 個週期 011 = 4 個週期 100 = 5 個週期 101 = ( 未用 ) 110 = ( 未用 ) 111 = ( 未用 )

[20]CAS 設置時間（ tCSR ） 0 = 1 個週期 1 = 2 個週期

[31 ： 21] 刷新計數值（持續時間） 刷新週期 = (211- 該值 +1)/fMCK

實驗原理 外部週邊的資料匯流排寬度由特殊功能暫存器

EXTDBWTH 設置 EXTDBWTH 暫存器：配置每組的資料匯流排寬度。

偏移位址 0x3010 ，可讀寫， RESET 後為 0

[1:0]ROM/SRAM/FLASH 區塊 0 的資料匯流排寬度 DSR0 的屬性為唯讀， ROM/SRAM/FLASH 區塊 0 在系統中通

常作為啟動 ROM 區，其值由 B0SIZE[1 ： 0] 接腳的狀態決定。

00 = 不允許 01 = 位元組（ 8 位元） 10 = 半字（ 16 位元） 11 = 字（ 32 位元）

Registers Offset R/W Description Reset Value

EXTDBWTH 0x3010 R/WData bus width of each

bank0x00000000

實驗原理 [3:2]ROM/SRAM/FLASH 組 1 的資料匯流排寬度（ DSR1 ） [5:4] DSR2 ， [7:6] DSR3 ， [9:8] DSR4 ， [11:10] DSR5

00 = 禁止 01 = 位元組（ 8 位元） 10 = 半字（ 16 位元） 11 = 字（ 32 位元）

[13:12]DRAM 組 0 的資料匯流排寬度（ DSD0 ） [15:14] DSD1 ， [17:16] DSD2 ， [19:18] DSD3

00 = 禁止 01 = 位元組（ 8 位元） 10 = 半字（ 16 位元） 11 = 字（ 32 位元）

[21:20] 外部 I/O 組 0 的資料匯流排寬度（ DSX0 ） [23:22] DSX1 ， [25:24] DSX2 ， [27:26] DSX3

00 = 禁止 01 = 位元組（ 8 位元） 10 = 半字（ 16 位元） 11 = 字（ 32 位元）

當選擇“禁止”時， S3C4510B 不產生相應的讀 / 寫信號。

實驗內容

1 、編寫一個 LED 七段顯示程式，配置相應的外部I/O Bank 特殊功能暫存器，並在實驗系統的 4 個LED 七段顯示器上顯示數值。

2 、在實驗系統執行 LED 七段顯示程式，在 4 個 LED上依序顯示 0 ～ 9 。

3 、參考程式在光碟中可以找到。

實驗內容

實驗內容

實驗內容Hex f g e d . c b a Dec

0x00

0 0 0 0 0 0 0 0 Non

0xb7

1 0 1 1 0 1 1 1 0

0x06

0 0 0 0 0 1 1 0 1

0x73

0 1 1 1 0 0 1 1 2

0x57

0 1 0 1 0 1 1 1 3

0xc6 1 1 0 0 0 1 1 0 4

0xd5

1 1 0 1 0 1 0 1 5

0xf5 1 1 1 1 0 1 0 1 6

0x07

0 0 0 0 0 1 1 1 7

0xf7 1 1 1 1 0 1 1 1 8

0xd7

1 1 0 1 0 1 1 1 9

實驗內容 – 軟體模擬載入映像檔案進行除錯

實驗內容 – 軟體模擬 按 F10單步執行程式或點工作列上的圖示

Step Step In

實驗內容 – 軟體模擬觀察 led陣列變數

展開 led陣列變數 在 led變數上按滑鼠右鍵，選” Indirect through

item”

實驗內容 – 軟體模擬 在 while迴圈中， LED1~LED4 ，會依序顯示 led陣列的資料

初始狀值 第 1次迴圈 第 2次迴圈 第 16次迴圈

作業 增加顯示值 0~F ，十六進制 結合 switch ，有四種不同功能

SW0 ：上數 0000 ~~ 9999 SW1 ：下數 9999 ~~ 0000