ARM硬件調試方法

1、2004全國高校全國高校ARM嵌入式教學及科研師資高級嵌入式教學及科研師資高級培訓班講稿培訓班講稿 嵌入式硬件平臺設計嵌入式硬件平臺設計華中科技大學華中科技大學 武漢創(chuàng)維特武漢創(chuàng)維特2/22/2022主講：劉鐵剛主講：劉鐵剛提綱硬件系統(tǒng)的調試硬件系統(tǒng)的調試第四章 嵌入式硬件平臺設計S3C2410XS3C2410X概述概述嵌入式系統(tǒng)體系結構設計嵌入式系統(tǒng)體系結構設計S3C44B0XS3C44B0X概述概述印刷電路板的設計印刷電路板的設計系統(tǒng)的硬件選型及電路設計系統(tǒng)的硬件選型及電路設計2嵌入式系統(tǒng)的軟硬件框架嵌入式系統(tǒng)體系結構設計嵌入式嵌入式微處理器微處理器SDRAMSDRAMROMROMI/OI

2、/OA/DA/DD/AD/A人機交互接口人機交互接口通用接口通用接口實時操作系統(tǒng)實時操作系統(tǒng)( (RTOS)RTOS)圖形用戶圖形用戶接口接口BSP/HAL BSP/HAL 板極支持包板極支持包/ /硬件抽象層硬件抽象層文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)應用程序應用程序嵌入式系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)硬件層硬件層OSOS層層驅動層驅動層應用層應用層軟件軟件硬件硬件串口、并口、USB、以太網等LED、LCD、觸摸屏、鼠標、鍵盤等Linux、uCLinux、uC/OS-II等3嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)步驟嵌入式系統(tǒng)體系結構設計體系結構設計系統(tǒng)需求分析:規(guī)格說明書機械/結構設計硬件設計軟件設計系統(tǒng)集成系統(tǒng)測試產品4嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)步驟q

3、系統(tǒng)需求分析：確定設計任務和目標，并提煉出設系統(tǒng)需求分析：確定設計任務和目標，并提煉出設計規(guī)格說明書，作為正式設計指導和驗收的標準。系統(tǒng)計規(guī)格說明書，作為正式設計指導和驗收的標準。系統(tǒng)的需求一般分功能性需求和非功能性需求兩方面。功能的需求一般分功能性需求和非功能性需求兩方面。功能性需求是系統(tǒng)的基本功能，如輸入輸出信號、操作方式性需求是系統(tǒng)的基本功能，如輸入輸出信號、操作方式等；非功能需求包括系統(tǒng)性能、成本、功耗、體積、重等；非功能需求包括系統(tǒng)性能、成本、功耗、體積、重量等因素。量等因素。嵌入式系統(tǒng)體系結構設計q體系結構設計：描述系統(tǒng)如何實現(xiàn)所述的功能和非體系結構設計：描述系統(tǒng)如何實現(xiàn)所述的功能

4、和非功能需求，包括對硬件、軟件和執(zhí)行裝置的功能劃分以功能需求，包括對硬件、軟件和執(zhí)行裝置的功能劃分以及系統(tǒng)的軟件、硬件選型等。一個好的體系結構是設計及系統(tǒng)的軟件、硬件選型等。一個好的體系結構是設計成功與否的關鍵。成功與否的關鍵。5嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)步驟嵌入式系統(tǒng)體系結構設計q硬件硬件/ /軟件協(xié)同設計：基于體系結構，對系統(tǒng)的軟件、軟件協(xié)同設計：基于體系結構，對系統(tǒng)的軟件、硬件進行詳細設計。為了縮短產品開發(fā)周期，設計往往硬件進行詳細設計。為了縮短產品開發(fā)周期，設計往往是并行的。是并行的。q系統(tǒng)集成：把系統(tǒng)的軟件、硬件和執(zhí)行裝置集成在系統(tǒng)集成：把系統(tǒng)的軟件、硬件和執(zhí)行裝置集成在一起，進行調試，發(fā)現(xiàn)并

5、改進單元設計過程中的錯誤。一起，進行調試，發(fā)現(xiàn)并改進單元設計過程中的錯誤。q系統(tǒng)測試：對設計好的系統(tǒng)進行測試，看其是否滿系統(tǒng)測試：對設計好的系統(tǒng)進行測試，看其是否滿足規(guī)格說明書中給定的功能要求。足規(guī)格說明書中給定的功能要求。6JX44B0系列教學系統(tǒng)的硬件組成嵌入式系統(tǒng)體系結構設計q本章將以武漢創(chuàng)維特公司生產的本章將以武漢創(chuàng)維特公司生產的JX44B0JX44B0教學系統(tǒng)為教學系統(tǒng)為原型，詳細分析系統(tǒng)的硬件設計步驟、實現(xiàn)細節(jié)以及調原型，詳細分析系統(tǒng)的硬件設計步驟、實現(xiàn)細節(jié)以及調試技巧等。試技巧等。S3C44B0XS3C44B0X4 4MBMBFlash(BIOS)Flash(BIOS)USBUS

6、B 接口接口RSRS- -232232接口接口JTAGJTAG 調試端口調試端口LCDLCD顯示顯示及觸摸屏及觸摸屏鍵盤接口鍵盤接口以太網接口以太網接口音頻接口音頻接口基于基于ARM7TDMIARM7TDMI的的32位微處理32位微處理器器SamsungSamsungS3C44B0XS3C44B0X4 4MBMBFlash(BIOS)Flash(BIOS)USBUSB 接口接口RSRS- -232232接口接口JTAGJTAG 調試端口調試端口LCDLCD顯示顯示及觸摸屏及觸摸屏以太網接口以太網接口音頻接口音頻接口8MB SDRAM8MB SDRAM系統(tǒng)內存系統(tǒng)內存7S3C44B0X內部結構圖

7、S3C44B0X概述8S3C44B0X片上資源S3C44B0X概述qARM7TDMIARM7TDMI核、工作頻率核、工作頻率6666MHzMHz；q8 8KB CacheKB Cache，外部存儲器控制器；外部存儲器控制器；qLCDLCD控制器；控制器；q4 4個個DMADMA通道；通道；q2 2通道通道UARTUART、1 1個多主個多主I2CI2C總線控制器、總線控制器、1 1個個IISIIS總線控制器；總線控制器；q5 5通道通道PWMPWM定時器及一個內部定時器；定時器及一個內部定時器；q7171個通用個通用I/OI/O口；口；q8 8個外部中斷源；個外部中斷源；q8 8通道通道101

8、0位位ADCADC；q實時時鐘等。實時時鐘等。9S3C44B0X特性S3C44B0X概述q內核內核:2.5:2.5V I/O : 3.0 V V I/O : 3.0 V 到到 3.6 3.6 V Vq最高為最高為6666MHzMHzq160 160 LQFP / 160 FBGALQFP / 160 FBGA10S3C44B0X的引腳分布圖S3C44B0X概述11S3C44B0X的引腳信號描述 總線控制信號S3C44B0X概述12S3C44B0X的引腳信號描述 DRAM/SDRAM/SRAMS3C44B0X概述輸入13S3C44B0X的引腳信號描述 LCD控制信號S3C44B0X概述14S3C

9、44B0X的引腳信號描述 TIMER/PWM控制信號S3C44B0X概述15S3C44B0X的引腳信號描述 中斷控制信號S3C44B0X概述16S3C44B0X的引腳信號描述 DMA控制信號S3C44B0X概述17S3C44B0X的引腳信號描述 UART控制信號S3C44B0X概述18S3C44B0X的引腳信號描述 IIC-BUS控制信號S3C44B0X概述19S3C44B0X的引腳信號描述 IIS-BUS控制信號S3C44B0X概述20S3C44B0X的引腳信號描述 SIO控制信號S3C44B0X概述21S3C44B0X的引腳信號描述 ADCS3C44B0X概述22S3C44B0X的引腳信號

10、描述 GPIOS3C44B0X概述23S3C44B0X的引腳信號描述 復位和時鐘信號S3C44B0X概述24S3C44B0X的引腳信號描述 JTAG測試邏輯S3C44B0X概述25S3C44B0X的引腳信號描述 電源S3C44B0X概述26S3C44B0X的存儲器映射S3C44B0X概述SROM為ROM或SRAM特殊功能寄存器27S3C44B0X芯片及引腳分析系統(tǒng)的硬件選型及電路設計qS3C44B0XS3C44B0X共有共有160160只引腳，采用只引腳，采用QFPQFP封裝封裝q具有大量的電源和接地引腳，以及地址總線、數(shù)據(jù)總線具有大量的電源和接地引腳，以及地址總線、數(shù)據(jù)總線和通用和通用I/O

11、I/O口，以及其他的專用模塊如口，以及其他的專用模塊如UARTUART、IICIIC等接口等接口q在硬件系統(tǒng)的設計中，應當注意芯片引腳的類型，在硬件系統(tǒng)的設計中，應當注意芯片引腳的類型， S3C44B0XS3C44B0X的引腳主要分為三類，即：輸入（的引腳主要分為三類，即：輸入（I I）、）、輸出（輸出（O O）、）、輸入輸入/ /輸出（輸出（I/OI/O）q輸出類型的引腳主要用于輸出類型的引腳主要用于S3C44B0XS3C44B0X對外設的控制或通信，對外設的控制或通信，由由S3C44B0XS3C44B0X主動發(fā)出，這些引腳的連接不會對主動發(fā)出，這些引腳的連接不會對S3C44B0XS3C44

12、B0X自身自身的運行有太大的影響的運行有太大的影響q輸入輸入/ /輸出類型的引腳主要是輸出類型的引腳主要是S3C44B0XS3C44B0X與外設的雙向數(shù)據(jù)與外設的雙向數(shù)據(jù)傳輸通道傳輸通道28S3C2410X內部結構圖S3C2410X概述29S3C2410X片上資源S3C2410X概述q5555個中斷源，個中斷源，2424個外部中斷口個外部中斷口；q1616KB KB 指令指令CacheCache，16KB16KB數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)CacheCache；q4 4通道通道1616bitbit帶帶PWMPWM的定時器及的定時器及1 1通道通道1616bitbit內部定時器；內部定時器；q3 3通道通道UART

13、UART、1 1個多主個多主I2CI2C總線控制器、總線控制器、1 1個個IISIIS總線控制器，一總線控制器，一 個個SPISPI接口；接口；q4 4個個DMADMA控制器，控制器， 8 8通道通道1010位位ADCADC；q實時時鐘等。實時時鐘等。q存儲器控制器，支持存儲器控制器，支持NAND FLASHNAND FLASH啟動，啟動，4 4BKBK用于啟動的內部緩用于啟動的內部緩 存區(qū)；存區(qū)；q兩個兩個USBUSB主、一個主、一個USBUSB從；從；q支持支持SDSD卡卡/ /MMCMMC卡；卡；qLCDLCD控制器，支持黑白、控制器，支持黑白、STNSTN、TFTTFT顯示器；觸摸屏接

14、口支持；顯示器；觸摸屏接口支持；30S3C2410X特性S3C2410X概述q最高為最高為203203MHzMHzq272272腳的腳的FBGAFBGA封裝封裝q內核內核:1.8:1.8V I/O : 3.3 VV I/O : 3.3 V31S3C2410X的引腳分布圖S3C2410X概述32電源電路設計DC-DC轉換芯片系統(tǒng)的硬件選型及電路設計q有很多有很多DC-DCDC-DC轉換器可完成到轉換器可完成到3.33.3V V的轉換，如的轉換，如Linear Linear TechnologyTechnology的的LT108XLT108X系列。常見的型號和對應的電流輸出如下：系列。常見的型號和

15、對應的電流輸出如下：LT1083 LT1083 7.5A7.5ALT1084 LT1084 5A5ALT1085 LT1085 3A3ALT1086 LT1086 1.5A1.5Aq有很多有很多DC-DCDC-DC轉換器可完成到轉換器可完成到2.52.5V V的轉換，常用的如的轉換，常用的如Linear Linear TechnologyTechnology的的LT1761LT1761。33電源電路設計3.3V系統(tǒng)的硬件選型及電路設計q需要使用需要使用3.33.3V V的直流穩(wěn)壓電源，系統(tǒng)電源電路如下圖所示：的直流穩(wěn)壓電源，系統(tǒng)電源電路如下圖所示：DC 7.5V 2A直流電源整流、定向撥動開關

16、DC-DC轉換芯片LT1086濾波電路34電源電路設計2.5V系統(tǒng)的硬件選型及電路設計q需要使用需要使用2.52.5V V的直流穩(wěn)壓電源，系統(tǒng)電源電路如下圖所示：的直流穩(wěn)壓電源，系統(tǒng)電源電路如下圖所示：濾波電路DC3.3V35晶振電路設計系統(tǒng)的硬件選型及電路設計q晶振電路用于向晶振電路用于向CPUCPU及其他電路提供工作時鐘。在該系統(tǒng)中，及其他電路提供工作時鐘。在該系統(tǒng)中，S3C44B0XS3C44B0X使用無源晶振，晶振的接法如下圖所示：使用無源晶振，晶振的接法如下圖所示：系統(tǒng)時鐘PLL的濾波電容(700pF左右)系統(tǒng)時鐘晶體電路的輸入信號系統(tǒng)時鐘晶體電路的輸出信號36晶振電路設計系統(tǒng)的硬件

17、選型及電路設計q根據(jù)根據(jù)S3C44B0XS3C44B0X的最高工作頻率以及的最高工作頻率以及PLLPLL電路的工作方式，選電路的工作方式，選擇擇1010MHzMHz的無源晶振，的無源晶振，1010MHzMHz的晶振頻率經過的晶振頻率經過S3C44B0XS3C44B0X片內的片內的PLLPLL電路倍頻后，最高可以達到電路倍頻后，最高可以達到6666MHzMHz。q片內的片內的PLLPLL電路兼有倍頻和信號提純的功能，因此，系統(tǒng)可電路兼有倍頻和信號提純的功能，因此，系統(tǒng)可以以較低的外部時鐘信號獲得較高的工作頻率，以降低因高速以以較低的外部時鐘信號獲得較高的工作頻率，以降低因高速開關時鐘所造成的高頻

18、噪聲。開關時鐘所造成的高頻噪聲。37復位電路設計系統(tǒng)的硬件選型及電路設計q采用采用IMP706IMP706看門狗芯片看門狗芯片低電平復位JP2短接后，必須定時（1.6S）喂狗，否則將引起系統(tǒng)復位在規(guī)定時間內沒有喂狗，將輸出低電平復位及看門狗功能是否有效，如果短接則有效復位按鍵，JP2短接時才有效38JTAG接口電路設計接口簡介系統(tǒng)的硬件選型及電路設計qJTAG(Joint Test Action GroupJTAG(Joint Test Action Group，聯(lián)合測試行動小組聯(lián)合測試行動小組) )是一種國際標準是一種國際標準測試協(xié)議，主要用于芯片內部測試及對系統(tǒng)進行仿真、調試。測試協(xié)議，主

19、要用于芯片內部測試及對系統(tǒng)進行仿真、調試。qJTAGJTAG技術是一種嵌入式調試技術，它在芯片內部封裝了專門的測試電路技術是一種嵌入式調試技術，它在芯片內部封裝了專門的測試電路TAPTAP（Test Access PortTest Access Port，測試訪問口），通過專用的測試訪問口），通過專用的JTAGJTAG測試工具對內部測試工具對內部節(jié)點進行測試。節(jié)點進行測試。q目前大多數(shù)比較復雜的器件都支持目前大多數(shù)比較復雜的器件都支持JTAGJTAG協(xié)議，如協(xié)議，如ARMARM、DSPDSP、FPGAFPGA器件等。器件等。q標準的標準的JTAGJTAG接口是接口是4 4線：線：TMSTMS、

20、TCKTCK、TDITDI、TDOTDO，分別為測試模式選擇、分別為測試模式選擇、測試時鐘、測試數(shù)據(jù)輸入和測試數(shù)據(jù)輸出。測試時鐘、測試數(shù)據(jù)輸入和測試數(shù)據(jù)輸出。qJTAGJTAG測試允許多個器件通過測試允許多個器件通過JTAGJTAG接口串聯(lián)在一起，形成一個接口串聯(lián)在一起，形成一個JTAGJTAG鏈，能鏈，能實現(xiàn)對各個器件分別測試。實現(xiàn)對各個器件分別測試。JTAGJTAG接口還常用于實現(xiàn)接口還常用于實現(xiàn)ISPISP（In-System In-System ProgrammableProgrammable在系統(tǒng)編程）功能，如對在系統(tǒng)編程）功能，如對FLASHFLASH器件進行編程等。器件進行編程等

21、。q通過通過JTAGJTAG接口，可對芯片內部的所有部件進行訪問，因而是開發(fā)調試嵌接口，可對芯片內部的所有部件進行訪問，因而是開發(fā)調試嵌入式系統(tǒng)的一種簡潔高效的手段。目前入式系統(tǒng)的一種簡潔高效的手段。目前JTAGJTAG接口的連接有兩種標準，即接口的連接有兩種標準，即1414針針接口和接口和2020針接口。針接口。39JTAG接口電路設計14針接口及定義系統(tǒng)的硬件選型及電路設計40JTAG接口電路設計20針接口及定義系統(tǒng)的硬件選型及電路設計41JTAG接口電路設計接口電路系統(tǒng)的硬件選型及電路設計必須接上拉14針接口42S3C44B0X最小系統(tǒng)系統(tǒng)的硬件選型及電路設計qS3C44B0X + S3

22、C44B0X + 電源電路電源電路 + + 晶振電路晶振電路 + + 復位電路復位電路 + + JTAGJTAG接接口口電路可構成真正意義上的最小系統(tǒng)電路可構成真正意義上的最小系統(tǒng)q程序可運行于程序可運行于S3C44B0XS3C44B0X內部的內部的8 8KB RAMKB RAM中中q程序大小有限，掉電后無法保存，只能通過程序大小有限，掉電后無法保存，只能通過JTAGJTAG接口調試接口調試程序程序43SDRAM接口電路設計SDRAM簡介系統(tǒng)的硬件選型及電路設計q與與FlashFlash存儲器相比較，存儲器相比較，SDRAMSDRAM不具有掉電保持數(shù)據(jù)的特性，不具有掉電保持數(shù)據(jù)的特性，但其存取

23、速度大大高于但其存取速度大大高于FlashFlash存儲器，且具有讀存儲器，且具有讀/ /寫的屬性，因寫的屬性，因此此，SDRAMSDRAM在系統(tǒng)中主要用作程序的運行空間，數(shù)據(jù)及堆棧區(qū)。在系統(tǒng)中主要用作程序的運行空間，數(shù)據(jù)及堆棧區(qū)。q當系統(tǒng)啟動時，當系統(tǒng)啟動時，CPUCPU首先從復位地址首先從復位地址0 0 x0 x0處讀取啟動代碼，處讀取啟動代碼，在完成系統(tǒng)的初始化后，程序代碼一般應調入在完成系統(tǒng)的初始化后，程序代碼一般應調入SDRAMSDRAM中運行，以中運行，以提高系統(tǒng)的運行速度，同時，系統(tǒng)及用戶堆棧、運行數(shù)據(jù)也都提高系統(tǒng)的運行速度，同時，系統(tǒng)及用戶堆棧、運行數(shù)據(jù)也都放在放在SDRAMS

24、DRAM中。中。qSDRAMSDRAM具有單位空間存儲容量大和價格便宜的優(yōu)點，已廣泛具有單位空間存儲容量大和價格便宜的優(yōu)點，已廣泛應用在各種嵌入式系統(tǒng)中。應用在各種嵌入式系統(tǒng)中。SDRAMSDRAM的存儲單元可以理解為一個電的存儲單元可以理解為一個電容，總是傾向于放電，為避免數(shù)據(jù)丟失，必須定時刷新（充容，總是傾向于放電，為避免數(shù)據(jù)丟失，必須定時刷新（充電）。因此，要在系統(tǒng)中使用電）。因此，要在系統(tǒng)中使用SDRAMSDRAM，就要求微處理器具有刷新就要求微處理器具有刷新控制邏輯，或在系統(tǒng)中另外加入刷新控制邏輯電路?？刂七壿?，或在系統(tǒng)中另外加入刷新控制邏輯電路。S3C44B0XS3C44B0X在片

25、內具有獨立的在片內具有獨立的SDRAMSDRAM刷新控制邏輯，可方便地與刷新控制邏輯，可方便地與SDRAMSDRAM接口。接口。44SDRAM接口電路設計SDRAM選型系統(tǒng)的硬件選型及電路設計q目前常用的目前常用的SDRAMSDRAM為為8 8位位/16/16位的數(shù)據(jù)寬度，工作電壓一般為位的數(shù)據(jù)寬度，工作電壓一般為3.33.3V V。主要的生產廠商為主要的生產廠商為HYUNDAIHYUNDAI、WinbondWinbond等。他們生產的同等。他們生產的同型器件一般具有相同的電氣特性和封裝形式，可通用。型器件一般具有相同的電氣特性和封裝形式，可通用。q本系統(tǒng)中使用本系統(tǒng)中使用WinbondWin

26、bond的的W986416DHW986416DH。qW986416DHW986416DH存儲容量為存儲容量為4 4組組1616M M位（位（8 8M M字節(jié)），工作電壓為字節(jié)），工作電壓為3.33.3V V，常見封裝為常見封裝為5454腳腳TSOPTSOP，兼容兼容LVTTLLVTTL接口，支持自動刷新接口，支持自動刷新（Auto-RefreshAuto-Refresh）和自刷新（和自刷新（Self-RefreshSelf-Refresh），），1616位數(shù)據(jù)寬度。位數(shù)據(jù)寬度。45SDRAM接口電路設計W986416DH引腳分布系統(tǒng)的硬件選型及電路設計46SDRAM接口電路設計W986416D

27、H引腳信號描述系統(tǒng)的硬件選型及電路設計47SDRAM接口電路設計SDRAM接口電路系統(tǒng)的硬件選型及電路設計48SDRAM接口電路設計電路說明系統(tǒng)的硬件選型及電路設計q一片一片W986416DHW986416DH構建構建1616位位的的SDRAMSDRAM存儲器系統(tǒng)存儲器系統(tǒng), ,將其配置到將其配置到Bank6Bank6，即將即將S3C44B0XS3C44B0X的的nGCS6nGCS6接至兩片接至兩片W986416DHW986416DH的的/ /CSCS端。此端。此時時SDRAMSDRAM地址為地址為0 0 x0c000000-0 x0c7fffffx0c000000-0 x0c7fffff。q

28、W986416DHW986416DH的的CLKCLK端接端接S3C44B0XS3C44B0X的的SCLKSCLK端；端；qW986416DHW986416DH的的CKECKE端接端接S3C44B0XS3C44B0X的的SCKESCKE端；端；qW986416DHW986416DH的的/ /RASRAS、/CAS/CAS、/WE/WE端分別接端分別接S3C44B0XS3C44B0X的的nSDRASnSDRAS端、端、nSDCASnSDCAS端、端、nSDWEnSDWE端；端；qW986416DHW986416DH的的A12A12A0A0接接S3C44B0XS3C44B0X的地址總線的地址總線AD

29、DRADDRADDRADDR；qW986416DHW986416DH的的BA1BA1、BA0BA0接接S3C44B0XS3C44B0X的地址總線的地址總線ADDRADDR、ADDRADDR；qW986416DHW986416DH的數(shù)據(jù)總線接的數(shù)據(jù)總線接S3C44B0XS3C44B0X的數(shù)據(jù)總線的低的數(shù)據(jù)總線的低1616位位XDATAXDATAXDATAXDATA；49FLASH接口電路設計FLASH簡介系統(tǒng)的硬件選型及電路設計qFlashFlash存儲器是一種可在系統(tǒng)（存儲器是一種可在系統(tǒng)（In-SystemIn-System）進行電擦寫，進行電擦寫，掉電后信息不丟失的存儲器。掉電后信息不丟失

30、的存儲器。q它具有低功耗、大容量、擦寫速度快、可整片或分扇區(qū)在它具有低功耗、大容量、擦寫速度快、可整片或分扇區(qū)在系統(tǒng)編程（燒寫）、擦除等特點，并且可由內部嵌入的算法完系統(tǒng)編程（燒寫）、擦除等特點，并且可由內部嵌入的算法完成對芯片的操作，因而在各種嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。成對芯片的操作，因而在各種嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。q作為一種非易失性存儲器，作為一種非易失性存儲器，F(xiàn)lashFlash在系統(tǒng)中通常用于存放程在系統(tǒng)中通常用于存放程序代碼、常量表以及一些在系統(tǒng)掉電后需要保存的用戶數(shù)據(jù)等。序代碼、常量表以及一些在系統(tǒng)掉電后需要保存的用戶數(shù)據(jù)等。50FLASH接口電路設計FLASH選型系

31、統(tǒng)的硬件選型及電路設計q常用的常用的FlashFlash為為8 8位或位或1616位的數(shù)據(jù)寬度，編程電壓為單位的數(shù)據(jù)寬度，編程電壓為單3.33.3V V。主要的生產廠商為主要的生產廠商為INTELINTEL、ATMELATMEL、AMDAMD、HYUNDAIHYUNDAI等。等。q本系統(tǒng)中使用本系統(tǒng)中使用INTELINTEL的的TE28F320BTE28F320B。qTE28F320BTE28F320B存儲容量為存儲容量為3232M M位（位（4 4M M字節(jié)），工作電壓為字節(jié)），工作電壓為2.72.7V V3.6V3.6V，采用采用4848腳腳TSOPTSOP封裝或封裝或4848腳腳FBGA

32、FBGA封裝，封裝，1616位數(shù)據(jù)寬位數(shù)據(jù)寬度。度。qTE28F320BTE28F320B僅需單僅需單3 3V V電壓即可完成在系統(tǒng)的編程與擦除操作，電壓即可完成在系統(tǒng)的編程與擦除操作，通過對其內部的命令寄存器寫入標準的命令序列，可對通過對其內部的命令寄存器寫入標準的命令序列，可對FlashFlash進進行編程（燒寫）、整片擦除、按扇區(qū)擦除以及其他操作。行編程（燒寫）、整片擦除、按扇區(qū)擦除以及其他操作。51FLASH接口電路設計TE28F320B引腳分布系統(tǒng)的硬件選型及電路設計52FLASH接口電路設計 TE28F320B引腳信號描述系統(tǒng)的硬件選型及電路設計53FLASH接口電路設計FLASH

33、接口電路系統(tǒng)的硬件選型及電路設計54FLASH接口電路設計電路說明系統(tǒng)的硬件選型及電路設計q地址總線地址總線 A20A20A0A0與與S3C44B0S3C44B0的地址總線的地址總線 ADDR20ADDR20ADDR0ADDR0相連；相連；q1616位數(shù)據(jù)總線位數(shù)據(jù)總線 DQ15DQ0DQ15DQ0與與S3C44B0S3C44B0的低的低1616位數(shù)據(jù)總線位數(shù)據(jù)總線 XDATA15XDATA0XDATA15XDATA0相連。相連。q注意此時應將注意此時應將S3C44B0XS3C44B0X的的OM1:0OM1:0置為置為0101，選擇，選擇Bank0Bank0為為1616位工作方式。位工作方式。

34、q一片一片TE28F320BTE28F320B構建構建1616位位的的FLASHFLASH存儲器系統(tǒng)，將其配置到存儲器系統(tǒng)，將其配置到Bank0Bank0，即將即將S3C44B0XS3C44B0X的的nGCS0nGCS0接至兩片接至兩片TE28F320BTE28F320B的的CECE端。此時端。此時FLASHFLASH地址為地址為0 0 x00000000-0 x004fffffx00000000-0 x004fffff。55S3C44B0X擴展系統(tǒng)系統(tǒng)的硬件選型及電路設計qS3C44B0XS3C44B0X最小系統(tǒng)最小系統(tǒng) + + SDRAM + FLASHSDRAM + FLASH電路可構成

35、一個完全電路可構成一個完全的嵌入式系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)q可運行于可運行于SDRAMSDRAM中的程序，也可以運行中的程序，也可以運行FLASHFLASH中的程序中的程序q程序大小可以很大，如果將程序保存到程序大小可以很大，如果將程序保存到FLASHFLASH中，掉電后不中，掉電后不會丟失，因此，既可以通過會丟失，因此，既可以通過JTAGJTAG接口調試程序，也可以將程序接口調試程序，也可以將程序燒寫到燒寫到FLASHFLASH，然后運行然后運行FLASHFLASH中的程序中的程序q在此基礎上加入必要的接口及其他電路，就構成了具體的在此基礎上加入必要的接口及其他電路，就構成了具體的S3C44B0XS

36、3C44B0X應用系統(tǒng)應用系統(tǒng)56串口接口電路設計串口簡介系統(tǒng)的硬件選型及電路設計q幾乎所有的微控制器、幾乎所有的微控制器、PCPC都提供串行接口，使用電子工業(yè)都提供串行接口，使用電子工業(yè)協(xié)會（協(xié)會（EIAEIA）推薦的推薦的RS-232-CRS-232-C標準，這是一種很常用的串行數(shù)據(jù)標準，這是一種很常用的串行數(shù)據(jù)傳輸總線標準。傳輸總線標準。q早期它被應用于計算機和終端通過電話線和早期它被應用于計算機和終端通過電話線和MODEMMODEM進行遠距進行遠距離的數(shù)據(jù)傳輸，隨著微型計算機和微控制器的發(fā)展，不僅遠距離的數(shù)據(jù)傳輸，隨著微型計算機和微控制器的發(fā)展，不僅遠距離，近距離也采用該通信方式。在近

37、距離通信系統(tǒng)中，不再使離，近距離也采用該通信方式。在近距離通信系統(tǒng)中，不再使用電話線和用電話線和MODEMMODEM，而直接進行端到端的連接。而直接進行端到端的連接。qRS-232-CRS-232-C標準采用的接口是標準采用的接口是9 9芯或芯或2525芯的芯的D D型插頭，以常用型插頭，以常用的的9 9芯芯D D型插頭為例，各引腳定義如下所示：型插頭為例，各引腳定義如下所示：57串口接口電路設計串口芯片選型系統(tǒng)的硬件選型及電路設計q要完成最基本的串行通信功能，實際上只需要要完成最基本的串行通信功能，實際上只需要RXDRXD、TXDTXD和和GNDGND即可，但由于即可，但由于RS-232-C

38、RS-232-C標準所定義的高、低電平信號與標準所定義的高、低電平信號與S3C44B0XS3C44B0X系統(tǒng)的系統(tǒng)的TTLTTL電路所定義的高、低電平信號完全不同。電路所定義的高、低電平信號完全不同。qTTLTTL的標準邏輯的標準邏輯“1”“1”對應對應2 2V V3.3V3.3V電平，標準邏輯電平，標準邏輯“0”“0”對對應應0 0V V0.4V0.4V電平，而電平，而RS-232-CRS-232-C標準采用負邏輯方式，標準邏輯標準采用負邏輯方式，標準邏輯“1”“1”對應對應-5-5V V-15V-15V電平，標準邏輯電平，標準邏輯“0”“0”對應對應+5+5V V+15V+15V電平，電平

39、，顯然，兩者間要進行通信必須經過信號電平的轉換。顯然，兩者間要進行通信必須經過信號電平的轉換。q目前常使用的電平轉換電路為目前常使用的電平轉換電路為SipexSipex公司的公司的SP3232ESP3232E。58串口接口電路設計SP3232E引腳分布系統(tǒng)的硬件選型及電路設計59串口接口電路設計串口接口電路系統(tǒng)的硬件選型及電路設計RS232電平TTL電平60IIC接口電路設計IIC簡介系統(tǒng)的硬件選型及電路設計qIICIIC總線是一種用于總線是一種用于ICIC器件之間連接的二線制總線。它通過器件之間連接的二線制總線。它通過SDASDA（串行數(shù)串行數(shù)據(jù)線）及據(jù)線）及SCLSCL（串行時鐘線）兩線在

40、連接到總線上的器件之間傳送信息，并串行時鐘線）兩線在連接到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)地址識別每個器件：不管是微控制器、存儲器、根據(jù)地址識別每個器件：不管是微控制器、存儲器、LCDLCD驅動器還是鍵盤接驅動器還是鍵盤接口?？?。q帶有帶有IICIIC總線接口的器件可十分方便地用來將一個或多個微控制器及外總線接口的器件可十分方便地用來將一個或多個微控制器及外圍器件構成系統(tǒng)。盡管這種總線結構沒有并行總線那樣大的吞吐能力，但由圍器件構成系統(tǒng)。盡管這種總線結構沒有并行總線那樣大的吞吐能力，但由于連接線和連接引腳少，因此其構成的系統(tǒng)價格低，器件間總線簡單，結構于連接線和連接引腳少，因此其構成的系統(tǒng)價格

41、低，器件間總線簡單，結構緊湊，而且在總線上增加器件不影響系統(tǒng)的正常工作，系統(tǒng)修改和可擴展性緊湊，而且在總線上增加器件不影響系統(tǒng)的正常工作，系統(tǒng)修改和可擴展性好。即使有不同時鐘速度的器件連接到總線上，也能很方便地確定總線的時好。即使有不同時鐘速度的器件連接到總線上，也能很方便地確定總線的時鐘，因此在嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。鐘，因此在嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。qS3C44B0XS3C44B0X內含一個內含一個IICIIC總線主控器，可方便地與各種帶有總線主控器，可方便地與各種帶有IICIIC接口的器件接口的器件相連。相連。q在本實驗系統(tǒng)中，外擴一片在本實驗系統(tǒng)中，外擴一片KS24C08K

42、S24C08作為作為IICIIC存儲器。存儲器。KS24C08KS24C08提供提供1 1K K字字節(jié)的節(jié)的EEPROMEEPROM存儲空間，可用于存放少量在系統(tǒng)掉電時需要保存的數(shù)據(jù)。存儲空間，可用于存放少量在系統(tǒng)掉電時需要保存的數(shù)據(jù)。61IIC接口電路設計IIC接口電路系統(tǒng)的硬件選型及電路設計62印刷電路板設計注意事項63電源質量與分配印刷電路板的設計q電源濾波電源濾波為提高系統(tǒng)的電源質量，消除低頻噪聲對系統(tǒng)的影響，為提高系統(tǒng)的電源質量，消除低頻噪聲對系統(tǒng)的影響，一般應在電源進入印刷電路板的位置和靠近各器件的電一般應在電源進入印刷電路板的位置和靠近各器件的電源引腳處加上濾波器，以消除電源的噪

43、聲，常用的方法源引腳處加上濾波器，以消除電源的噪聲，常用的方法是在這些位置加上幾十到幾百微法的電容。是在這些位置加上幾十到幾百微法的電容。同時，在系統(tǒng)中除了要注意低頻噪聲的影響，還要注同時，在系統(tǒng)中除了要注意低頻噪聲的影響，還要注意元器件工作時產生的高頻噪聲，一般的方法是在器件意元器件工作時產生的高頻噪聲，一般的方法是在器件的電源和地之間加上的電源和地之間加上0.10.1uFuF左右地電容，可以很好地濾左右地電容，可以很好地濾除高頻噪聲的影響。除高頻噪聲的影響。64電源質量與分配印刷電路板的設計q電源分配電源分配實際的工程應用和理論都證實，電源的分配對系統(tǒng)的穩(wěn)定性有很實際的工程應用和理論都證實

44、，電源的分配對系統(tǒng)的穩(wěn)定性有很大的影響，因此，在設計印刷電路板時，要注意電源的分配問題。大的影響，因此，在設計印刷電路板時，要注意電源的分配問題。在印刷電路板上，電源的供給一般采用電源總線（雙面板）或電在印刷電路板上，電源的供給一般采用電源總線（雙面板）或電源層（多層板）的方式。電源總線由兩條或多條較寬的線組成，由源層（多層板）的方式。電源總線由兩條或多條較寬的線組成，由于受到電路板面積的限制，一般不可能布得過寬，因此存在較大的于受到電路板面積的限制，一般不可能布得過寬，因此存在較大的直流電阻，但在雙面板的設計中也只好采用這種方式了，只是在布直流電阻，但在雙面板的設計中也只好采用這種方式了，只是在布線的過程中，應盡量注意這個問題