大作業(yè)設(shè)計(jì)報告書(嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā))

1、大作業(yè)設(shè)計(jì)報告書題目:院（系）:專業(yè):班級:姓名:指導(dǎo)老師:設(shè)計(jì)時間:嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院10-11 學(xué)年_JZ 學(xué)期20XX年5月目錄1 目的和要求 32題目內(nèi)容 33 設(shè)計(jì)原理 44 設(shè)計(jì)步驟 54.1 交通指示燈設(shè)計(jì) 54.2 S3C44B0X I/O 控制寄存器64.3紅綠燈過渡代碼： 84.4電源電路設(shè)計(jì)104.5系統(tǒng)復(fù)位電路設(shè)計(jì)114.6系統(tǒng)時鐘電路設(shè)計(jì) 114.7 JTAG 接口電路設(shè)計(jì)124.8串口電路設(shè)計(jì)125引腳分類圖 136.參考文獻(xiàn) 131 .目的和要求ARM技術(shù)是目前嵌入式應(yīng)用產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用十分廣泛的先進(jìn)技術(shù)，課程開設(shè)的目的在于使學(xué)生在了解嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)理論

2、的前提下能夠掌握ARM處理器的匯編語言和C語言的程序設(shè)計(jì)方法，掌握 S3C44B0X芯片的基本硬件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和接口設(shè)計(jì) 方法，同時熟悉ARM開發(fā)環(huán)境，學(xué)習(xí)ARM的硬件設(shè)計(jì)和軟件編程的基本方法， 為今后從事相關(guān)的應(yīng)用與研究打下基礎(chǔ)。通過大作業(yè)要達(dá)到如下目的：一、掌握ARM的開發(fā)工具使用和軟件設(shè)計(jì)方法。二、掌握ARM處理器S3C44B0X的原理和GPIo接口設(shè)計(jì)原理。三、掌握C語言與的ARM匯編語言的混合編程方法；四、培養(yǎng)學(xué)生選用參考，查閱手冊及文獻(xiàn)資料的能力。培養(yǎng)獨(dú)立思考，深入研究，分析問題、解決問題的能力。五、通過課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)。2 .題目內(nèi)容題目：交通指示燈系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能描

3、述：1. 用S3C44B0X的GPIO設(shè)計(jì)相關(guān)電路；2. 設(shè)計(jì)相關(guān)的軟件并注釋；3. 實(shí)現(xiàn)十字路口 2組紅、黃、綠交通燈交替顯示。 編程提示：1. 交通燈可用發(fā)光二極管代替；2. 電路可部分參照實(shí)驗(yàn)電路；3. 時間控制可以使用軟件循環(huán)編程解決。3 .設(shè)計(jì)原理交通指示燈，需要東西南北四個方向的紅綠燈配合交替顯示。 以上海交通指 示燈為例，綠燈向黃燈過渡時，綠燈會閃幾下，然后綠燈滅，黃燈亮。紅燈向綠 燈過渡時，紅燈亮，黃燈也一起亮，然后紅、黃燈滅，綠燈亮。（紅燈向綠燈過度過程如下圖所示）4 .設(shè)計(jì)步驟4.1交通指示燈設(shè)計(jì)綠燈黃燈紅燈東PB4PC0PE0西PB5PC1PE3南PF3PC2PE4北PF

4、4PC3PE5交通指示燈端口分配交通燈電路布線圖13GPB4GPCQ118GPEQ49GPB514GPC1117GPE368S3C44BQF331片GPC2116GPE469GPF43QGPC3115GPE57QVDD33-47如圖4-4所示，發(fā)光二極管紅黃綠燈正極與芯片的 47腳VDD33連接， VDD33 可以輸出3.3V的電壓，負(fù)極通過限流電阻和芯片的13腳（GPB4 ）、 14（GPB5 ）等腳連接。這些管腳分別屬于端口 B、端口 C、端口 E、端口 F，已經(jīng)配置為輸出口。通過向 PDATB、PDATC、PDATE、PDATF寄存器中相應(yīng)的位寫入 0或1可以使管腳13、14等輸出低電平

5、或高電平。當(dāng)13、14等管腳輸出低電平時，燈點(diǎn)亮；當(dāng) 13、14等管腳輸出高電平時，燈熄滅。4.2 S3C44B0X I/O控制寄存器端口 A端口 A管腳功能端口 A管腳功能端口 A管腳功能PA0ADDR0PA4ADDR19PA8ADDR23PA1ADDR16PA5ADDR20PA9ADDR24PA2ADDR17PA6ADDR21PA3ADDR18PA7ADDR22PCONA 寄存器地址：0X01D20000PDATA 寄存器地址：0X01D20004PCONA復(fù)位默認(rèn)值：0X仆F端口 B端口 B管腳功能端口 B管腳功能端口 B管腳功能PB0SCKEPB4OUTPUT（東面綠燈）PB8NGCS

6、3PB1SCLEPB5OUTPUT（西面綠燈）PB9OUTPUT(NFCE)PB2n SCASPB6n GCS1PB10OUTPUT(LCD)PB3n SRASPB7NGCS2PCONB 寄存器地址：0X01D20008PDATB 寄存器地址：0X01D2000CPCONB復(fù)位默認(rèn)值：0X7FF端口 C端口 C管腳功能端口 C管腳功能端口 C管腳功能PCOOUT（東面黃燈）PC6VD5PC12TXD1PC1OUT（西面黃燈）PC7VD4PC13RXD1PC2OUT（南面黃燈）PC8OUT(ALE)PC14RTSOPC3OUT（北面黃燈）PC9OUT(CLE)PC15CTSOPC4VD7PC1O

7、RTS1PC5VD6PC11CTS1PCoNC 寄存器地址：0X01D20010PDATC 寄存器地址：0X01D20014PUPC 寄存器地址：0X01D20018PCONC 復(fù)位默認(rèn)值：OXoFFoFFFF端口 D端口 D管腳功能端口 D管腳功能端口 D管腳功能PDOVDOPD3VD3PD6VMPD1VD1PD4VCLKPD7VFRAMEPD2VD2PD5VLINEPCOND 寄存器地址：OXO1D2OO1CPDATD 寄存器地址：OXO1D2OO2OPUPD 寄存器地址：OXO1D2OO24PCOND復(fù)位默認(rèn)值：OXA端口 E端口 E管腳功能端口 E管腳功能端口 E管腳功能PEOOUT（

8、東面紅燈）PE3OUT（西面紅燈）PE6OUT(L3DATA)PE1TXDOPE4OUT（南面紅燈）PE7OUT(L3MODE)PE2RXDOPE5OUT（北面紅燈）PE8CODECLKPCONE 寄存器地址：OXO1D2OO28PDATE 寄存器地址：OXO1D2OO2CPUPE 寄存器地址：OXO1D2OO3OPCONE復(fù)位默認(rèn)值：OX25529端口 F端口 F管腳功能端口 F管腳功能端口 F管腳功能PFQIICSCLPF3OUT（南面綠燈）PF6IISSDOPF1IICSDAPF4OUT（北面綠燈）PF7IISSDIPF2n WAITPF5IlSLRCLKPF8IISSCLKPCoNF

9、寄存器地址：0X01D20034PDATF 寄存器地址：0X01D20038PUPF寄存器地址：0X01D2003CPCONF復(fù)位默認(rèn)值：0X00252A端口 G端口 G管腳功能端口 G管腳功能端口 G管腳功能PGQEXINTQPG3EXINT3PG6EXINT6PG1EXINTIPG4EXINT4PG7EXINT7PG2EXINT2PG5EXINT5PCONG 寄存器地址：0X01D20040PDATG 寄存器地址：0X01D20044PUPG 寄存器地址：0X01D20048PCONG復(fù)位默認(rèn)值：0XFFFF4.3紅綠燈過渡代碼：Void led_test()int i;/*所有燈都滅*/

10、leds_off();/*東面和西面的綠燈點(diǎn)亮 */led_east_gree n_on();led_WeSt_gree n_on();/*南面和北面的紅燈點(diǎn)亮*/led_ north_red_ on(); led_south_red_ on();delay(12000); / 延遲 12 秒/*綠燈向黃燈過渡時，閃爍5下，東西面的綠燈最終熄滅*/for(i=0;i<5;i+)led_east_gree n_on();led_west_gree n_on();delay(800);led_east_gree n_o ff();led_WeSt_gree n_ off();/*東西面黃燈亮

11、*/led_east_yellow_o n();led_WeSt_yellow_o n();/*紅燈向綠燈過渡，是紅黃燈一起亮，然后綠燈亮，紅黃燈一起熄滅 參照上海的交通燈顯示規(guī)則*/*南北面黃燈點(diǎn)亮，此時紅燈未熄滅*/led_ north_yellow_ on();led_south_yellow_ on();delay(2500);/ 延遲 2.5 秒/*東西面黃燈滅東西面紅燈亮*/led_east_yellow_off();led_WeSt_yellow_off();led_east_red_ on();led_WeSt_red_ on();/*南北面黃燈和紅燈熄滅南北面綠燈點(diǎn)亮*/le

12、d_ north_yellow_off();led_south_yellow_off();led_ no rth_red_off();led_south_red_off();led_ north_gree n_on();led_south_gree n_on();delay(12000);/延遲12秒/*下面過程是南北面綠燈向黃燈過渡，東西面紅燈向綠燈過渡，代碼與上述過程類似,在此不再贅述*/for(i=0;i<5;i+)led_ north_gree n_on(); led_south_gree n_on();delay(800);led_ north_gree n_ off(); l

13、ed_south_gree n_o ff();led_ north_yellow_ on();led_south_yellow_ on();led_east_yellow_o n();led_WeSt_yellow_o n();delay(2500);led_ north_yellow_off();led_south_yellow_off();led_ north_red_ on(); led_south_red_ on();led_east_yellow_off(); led_WeSt_yellow_off();4.4電源電路設(shè)計(jì)電壓設(shè)計(jì)采用5V輸入主板，經(jīng)電壓穩(wěn)壓，提供I/O 端口需要的電

14、壓3.3V具體電路如圖所示:U1201 AMEIlrM3 Vh+5V+5VSW12fllPC1201 :WIX OUT CI IttCI203R1201LJKC1202IOCqiFlC'53.3V 電源電路4.5系統(tǒng)復(fù)位電路設(shè)計(jì)為了提供性能優(yōu)越的電源監(jiān)視性能，選取專門的系統(tǒng)監(jiān)視復(fù)位芯IMP811S , 該芯片性能優(yōu)良，可以通過手動控制系統(tǒng)的復(fù)位，同時還可以實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)的電 源，一旦系統(tǒng)電源低于系統(tǒng)復(fù)位的閥值（2.9V），IMP811S 將會起作用，對 系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位。電路圖如下所示：IlRFSETR1202IOOK4.6系統(tǒng)時鐘電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)時鐘源直接采用外部晶振，內(nèi)部 PLL電路，可以調(diào)

15、整系統(tǒng)時鐘，使系 統(tǒng)運(yùn)行速度更快。PLLCAP< 1 ：M7134X1021SMHZj>VDD33820pF <H KrALOEXTALIXTALlS3C44B0 中系統(tǒng)時鐘電路4.7 JTAG接口電路設(shè)計(jì)采用ARM公司提供的標(biāo)準(zhǔn)20腳JTAG仿真調(diào)試接口電路，芯片內(nèi)部有 JTAG CoRE ,因此，可以通過外部的JTAG調(diào)試電纜或仿真器和開發(fā)系統(tǒng)連接 調(diào)試。JTAG接口電路圖如下：OiLOAD)4.8串口電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)帶有兩個串行接口，分別是 UART0和UART1,其中UART1復(fù)用為 支持RS485和RS422的接口，另外還將其復(fù)用為IRDA紅外模塊。串口電路圖如下：1 C 509C510-100K¾ 1WJ2-TUaD0gj¾¾CTso11Ty藥JJr cso 9VDDCl-flV V-viCS-GNDt-TlOUTRllNT2OUTR2TlTVL 11RlOUT T2KR2DUTL 3Qcl1J5MAXJ23214TT F=±=C511>rDDJ3C513IOOnFC514IOonF<1B=L=C512UL _±'ILARTOItSl1IhlMH12HSiii-TWaH良TSL1疔ZCilSr IootIFC516DClotJnY