基于ARM微處理器的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第十章第十章 基于基于ARMARM微處理器的硬微處理器的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)件系統(tǒng)設(shè)計(jì)2學(xué)時學(xué)時1 1林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第十章第十章 基于基于ARMARM微處理器的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)10.1 基于基于ARM微處理器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述微處理器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述（理解）（理解）10.2 S3C2440A微處理器微處理器（了解）（了解）S3C2440A微處理器

2、簡介微處理器簡介S3C2440A內(nèi)部結(jié)構(gòu)及主要特性內(nèi)部結(jié)構(gòu)及主要特性S3C2440A外部引腳外部引腳10.3 ARM微處理器最小硬件系統(tǒng)微處理器最小硬件系統(tǒng)（掌握）（掌握）電源模塊電源模塊時鐘模塊時鐘模塊復(fù)位模塊復(fù)位模塊JTAG調(diào)試接口調(diào)試接口外部存儲器模塊外部存儲器模塊2 2林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)第十章第十章 基于基于ARMARM微處理器的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)10.4 人機(jī)交互接口人機(jī)交互接口鍵盤與鍵盤與LED接口接口（掌握）（掌握）LCD顯示接口顯示接口（理解）

3、（理解）觸摸屏接口觸摸屏接口（理解）（理解）10.5 通信接口通信接口串行通信接口串行通信接口（掌握）（掌握）其他通信接口其他通信接口（理解）（理解）3 3林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)10.1 10.1 基于基于ARMARM微處理器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述微處理器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述ARMARM微處理器有多種內(nèi)核結(jié)構(gòu)，還有多種多微處理器有多種內(nèi)核結(jié)構(gòu)，還有多種多樣的內(nèi)部功能配置組合，所以在設(shè)計(jì)一個系樣的內(nèi)部功能配置組合，所以在設(shè)計(jì)一個系統(tǒng)時選擇最合適的統(tǒng)時選擇最合適的ARMARM芯片是非常重要的。芯片

4、是非常重要的。 一些主流的一些主流的ARM9ARM9處理器芯片如：處理器芯片如：u飛思卡爾：飛思卡爾：MC9328MX27MC9328MX27u三星：三星：S3C2440A S3C2440A uAtmelAtmel公司：公司：AT91SAM9263 AT91SAM9263 u意法半導(dǎo)體：意法半導(dǎo)體：STR91x STR91x u恩智浦半導(dǎo)體：恩智浦半導(dǎo)體：LPC2000 LPC2000 系列系列4 4林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)三星公司推出的基于三星公司推出的基于ARMARM內(nèi)核的微處

5、理器主要面向消費(fèi)類便內(nèi)核的微處理器主要面向消費(fèi)類便攜式設(shè)備攜式設(shè)備, ,為手持為手持設(shè)備和一般應(yīng)用提供了高性價比和高性能的設(shè)備和一般應(yīng)用提供了高性價比和高性能的微控制器解決方案。微控制器解決方案。包括：包括：u采用采用ARM7TDMIARM7TDMI內(nèi)核的內(nèi)核的S3C44B0S3C44B0和和S3C3410S3C3410u采用采用ARM926EJ-SARM926EJ-S內(nèi)核的內(nèi)核的S3C2412S3C2412，S3C2413S3C2413，S3C2416S3C2416，S3C2450S3C2450和和S3C24A0S3C24A0u采用采用ARM920TARM920T內(nèi)核的內(nèi)核的S3C2410S

6、3C2410，S3C2440S3C2440，S3C2442S3C2442和和S3C2443S3C2443u采用采用ARM1176JZFARM1176JZF內(nèi)核的內(nèi)核的S3C6400S3C6400等等三星公司采用三星公司采用ARMARM內(nèi)核的微處理器主要按照應(yīng)用來劃分，如內(nèi)核的微處理器主要按照應(yīng)用來劃分，如通用型通用型3232位位MCUMCU主要采用主要采用ARM7TDMIARM7TDMI內(nèi)核，面向內(nèi)核，面向CAN/LINCAN/LIN總線、以太網(wǎng)、發(fā)動機(jī)控制和總線、以太網(wǎng)、發(fā)動機(jī)控制和RFIDRFID等應(yīng)用場合。等應(yīng)用場合。 10.2 10.2 三星公司的三星公司的ARMARM微處理器芯片微處

7、理器芯片5 5林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)三星公司的三星公司的S3C2440AS3C2440A采用采用ARM920TARM920T內(nèi)核，實(shí)內(nèi)核，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)了MMUMMU，AMBAAMBA總線總線和哈佛架構(gòu)的高速緩沖體和哈佛架構(gòu)的高速緩沖體系結(jié)構(gòu)。系結(jié)構(gòu)。在高速緩存方面采用了獨(dú)在高速緩存方面采用了獨(dú)立的立的16 KB16 KB的的I-cacheI-cache和和16 16 KBKB的的D-cacheD-cache。采用采用0.13 0.13 m CMOSm CMOS工藝工藝標(biāo)準(zhǔn)宏單元和存儲

8、器單元，標(biāo)準(zhǔn)宏單元和存儲器單元，其低功耗、簡潔的結(jié)構(gòu)和其低功耗、簡潔的結(jié)構(gòu)和全靜態(tài)電路設(shè)計(jì)特別適合全靜態(tài)電路設(shè)計(jì)特別適合對成本和功耗敏感的應(yīng)用。對成本和功耗敏感的應(yīng)用。為了降低整機(jī)系統(tǒng)的成本，為了降低整機(jī)系統(tǒng)的成本，提供了各類豐富的功能模提供了各類豐富的功能模塊，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中無需配塊，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中無需配置額外的外部組件。置額外的外部組件。 6 6林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 飛思卡爾公司的飛思卡爾公司的ARMARM微處理器芯片微處理器芯片美國美國飛思卡爾公司采用飛思卡爾公司采用ARMA

9、RM內(nèi)核的微處理器命名為內(nèi)核的微處理器命名為i.MXi.MX系列，該系列主要包含以下子系列：系列，該系列主要包含以下子系列：i.MXSi.MXS，i.MXLi.MXL，i.MX1i.MX1，i.MX21i.MX21，i.MX27i.MX27，i.MX31i.MX31，i.MX35i.MX35，i.MX37i.MX37、i.MX51i.MX51等等該系列微處理器主要應(yīng)用于智能手機(jī)、便攜式多媒該系列微處理器主要應(yīng)用于智能手機(jī)、便攜式多媒體播放器、便攜式導(dǎo)航設(shè)備、視頻監(jiān)控、銷售終端體播放器、便攜式導(dǎo)航設(shè)備、視頻監(jiān)控、銷售終端機(jī)系統(tǒng)和條碼掃描儀等消費(fèi)類、工業(yè)、健康等領(lǐng)域機(jī)系統(tǒng)和條碼掃描儀等消費(fèi)類、工業(yè)

10、、健康等領(lǐng)域的產(chǎn)品。的產(chǎn)品。除除i.MXi.MX系列微處理器以外，飛思卡爾公司還有少數(shù)系列微處理器以外，飛思卡爾公司還有少數(shù)其他產(chǎn)品也采用了其他產(chǎn)品也采用了ARMARM內(nèi)核，例如適用于便攜式多內(nèi)核，例如適用于便攜式多媒體播放器和導(dǎo)航設(shè)備的媒體播放器和導(dǎo)航設(shè)備的STMP37XXSTMP37XX系列產(chǎn)品。系列產(chǎn)品。7 7林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)飛思卡爾公司的飛思卡爾公司的i.MX27i.MX27l采用采用ARM926EJ-SARM926EJ-S內(nèi)核，內(nèi)核，一級指令緩存和數(shù)據(jù)緩存一級指令

11、緩存和數(shù)據(jù)緩存各有各有16KB16KBl集成了集成了1616通道通道DMADMA和和ETMETM實(shí)時調(diào)試接口實(shí)時調(diào)試接口lAHBAHB總線采用了總線采用了6 63 3多多層交叉開關(guān)（層交叉開關(guān)（MAXMAX），），支持多個并行事項(xiàng)，改善支持多個并行事項(xiàng)，改善總線的有效吞吐量。總線的有效吞吐量。l其外部存儲器接口可以支其外部存儲器接口可以支持持16/3216/32位位SDRAMSDRAM或或DDRDDR存儲器、存儲器、8/168/16位位NAND NAND flashflash存儲器和存儲器和PSRAMPSRAM。8 8林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微

12、處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)AtmelAtmel公司的公司的ARMARM微處理器芯片微處理器芯片美國美國AtmelAtmel公司繼成功推出公司繼成功推出AT89AT89系列（兼容系列（兼容MCS-51MCS-51）和）和AT90AT90系列系列(RISC)(RISC)單片機(jī)后，采用業(yè)界流行的單片機(jī)后，采用業(yè)界流行的ARMARM內(nèi)核推出了更強(qiáng)的內(nèi)核推出了更強(qiáng)的3232位位AT91AT91系列微控制器。該系列主要包含以下子系列：系列微控制器。該系列主要包含以下子系列：uAT91M42800AAT91M42800A，AT91M55800AAT91M55800AuAT

13、91RM9200AT91RM9200，AT91SAM7AAT91SAM7AuAT91SAM7L(AT91SAM7L(低功耗低功耗) )，AT91SAM7SAT91SAM7SuAT91SAM7SEAT91SAM7SE，AT91SAM7XAT91SAM7XuAT91SAM9AT91SAM9，AT91SAM9XEAT91SAM9XE和和AT91X40AT91X40AT91AT91系列微控制器使用高密度系列微控制器使用高密度CMOSCMOS技術(shù)，集成了技術(shù)，集成了ARMARM內(nèi)核內(nèi)核和大量的和大量的FlashFlash存儲器、片內(nèi)存儲器、片內(nèi)RAMRAM和各種外圍功能模塊，為許和各種外圍功能模塊，為許

14、多需要加強(qiáng)運(yùn)算的嵌入式應(yīng)用提供了高度靈活且性價比高的解多需要加強(qiáng)運(yùn)算的嵌入式應(yīng)用提供了高度靈活且性價比高的解決方案。決方案。9 9林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)AtmelAtmel公司的公司的AT91SAM9263AT91SAM9263基于基于ARM926EJ-SARM926EJ-S內(nèi)核的內(nèi)核的3232位微處理器位微處理器帶帶MMUMMU存儲器管理單元，支持存儲器管理單元，支持DSPDSP擴(kuò)展指令和擴(kuò)展指令和JAVAJAVA硬件加速，當(dāng)運(yùn)行在硬件加速，當(dāng)運(yùn)行在200MHz200MHz時擁

15、有時擁有220MIPS220MIPS的運(yùn)算的運(yùn)算性能性能AT91SAM9263AT91SAM9263具備兩組獨(dú)立的外部存儲器總線具備兩組獨(dú)立的外部存儲器總線EBI0EBI0和和EBI1EBI1，可以連接多種內(nèi)存設(shè)備和大容量，可以連接多種內(nèi)存設(shè)備和大容量IDEIDE硬盤設(shè)硬盤設(shè)備備內(nèi)部嵌有內(nèi)部嵌有LCDLCD控制器，可支持控制器，可支持2D2D圖形加速、雙通道圖形加速、雙通道DMADMA和圖像傳感器接口和圖像傳感器接口集成了多種標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)接口，例如集成了多種標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)接口，例如USARTUSART，SPISPI，TWITWI，定時計(jì)數(shù)器，定時計(jì)數(shù)器，PWMPWM，多媒體卡接口和，多媒體卡接口和CAN

16、CAN控制器等控制器等1010林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)意法半導(dǎo)體公司的意法半導(dǎo)體公司的ARMARM微處理器芯片微處理器芯片意法半導(dǎo)體有限公司意法半導(dǎo)體有限公司(STMicroelectronics)(STMicroelectronics)是全球最大的半導(dǎo)是全球最大的半導(dǎo)體公司之一。其采用體公司之一。其采用ARMARM內(nèi)核的微處理器主要包括三個系列：內(nèi)核的微處理器主要包括三個系列：采用采用Cortex-M3Cortex-M3內(nèi)核的內(nèi)核的STM32STM32系列、采用系列、采用ARM7

17、TDMIARM7TDMI內(nèi)核的內(nèi)核的STR7STR7系列和采用系列和采用ARM966E-SARM966E-S內(nèi)核的內(nèi)核的STR9STR9系列。系列。STM32STM32系列產(chǎn)品得益于系列產(chǎn)品得益于Cortex-M3Cortex-M3在架構(gòu)上進(jìn)行的多項(xiàng)改進(jìn)，在架構(gòu)上進(jìn)行的多項(xiàng)改進(jìn)，包括性能和代碼密度同時得以提升的包括性能和代碼密度同時得以提升的Thumb-2Thumb-2指令集，大幅指令集，大幅度提高的中斷響應(yīng)，而且所有新功能都同時具有業(yè)界最優(yōu)的度提高的中斷響應(yīng)，而且所有新功能都同時具有業(yè)界最優(yōu)的功耗水平。功耗水平。STR7STR7系列產(chǎn)品融合了系列產(chǎn)品融合了1616位和位和3232位產(chǎn)品的優(yōu)勢

18、，適合嵌入式控位產(chǎn)品的優(yōu)勢，適合嵌入式控制應(yīng)用，如工業(yè)控制、工廠自動化、銷售終端設(shè)備、醫(yī)療和制應(yīng)用，如工業(yè)控制、工廠自動化、銷售終端設(shè)備、醫(yī)療和測試設(shè)備以及電信和消費(fèi)電子應(yīng)用等。測試設(shè)備以及電信和消費(fèi)電子應(yīng)用等。STR9STR9系列結(jié)合了系列結(jié)合了ARM9EARM9E處理器內(nèi)核和通用閃存，并加入了聯(lián)處理器內(nèi)核和通用閃存，并加入了聯(lián)網(wǎng)功能，使實(shí)現(xiàn)各種要求苛刻的應(yīng)用變得更加簡單和廉價。網(wǎng)功能，使實(shí)現(xiàn)各種要求苛刻的應(yīng)用變得更加簡單和廉價。11 11林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)意法半導(dǎo)體公司的

19、意法半導(dǎo)體公司的STR91xSTR91x采用采用96 MHz ARM966E-S96 MHz ARM966E-S內(nèi)核，內(nèi)核，帶有單周期的帶有單周期的DSPDSP指令和與介質(zhì)指令和與介質(zhì)無關(guān)的聯(lián)網(wǎng)功能；無關(guān)的聯(lián)網(wǎng)功能；大容量存儲器可滿足復(fù)雜的應(yīng)用、大容量存儲器可滿足復(fù)雜的應(yīng)用、實(shí)時操作系統(tǒng)實(shí)時操作系統(tǒng)(RTOS)(RTOS)、通信協(xié)、通信協(xié)議棧和數(shù)據(jù)存儲的需求；雙體閃議棧和數(shù)據(jù)存儲的需求；雙體閃存是實(shí)現(xiàn)在線編程存是實(shí)現(xiàn)在線編程(IAP)(IAP)和和E E2 2PROMPROM仿真的理想結(jié)構(gòu)。仿真的理想結(jié)構(gòu)。 具有優(yōu)化具有優(yōu)化DMADMA數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)流的10/100 10/100 MM以太網(wǎng)接口

20、；以太網(wǎng)接口；支持支持USBUSB，CANCAN，SPISPI，I2CI2C，UART/IrDAUART/IrDA和多個計(jì)時器，最多和多個計(jì)時器，最多8080個個5 V5 V兼容的兼容的GPIOGPIO；帶有帶有1010位位ADCADC并具有全方位的并具有全方位的CPUCPU監(jiān)控功能；監(jiān)控功能；靈活的功耗和時鐘管理功能，具靈活的功耗和時鐘管理功能，具有多種低功耗模式和帶鬧鐘功能有多種低功耗模式和帶鬧鐘功能的低功耗實(shí)時時鐘。的低功耗實(shí)時時鐘。1212林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)恩智浦半導(dǎo)

21、體的恩智浦半導(dǎo)體的ARMARM微處理器芯片微處理器芯片l恩智浦半導(dǎo)體由飛利浦在恩智浦半導(dǎo)體由飛利浦在 50 50 多年前創(chuàng)立。恩智浦多年前創(chuàng)立。恩智浦提供半導(dǎo)體、系統(tǒng)解決方案和軟件，為電視、機(jī)頂提供半導(dǎo)體、系統(tǒng)解決方案和軟件，為電視、機(jī)頂盒、智能識別應(yīng)用、手機(jī)、汽車以及其他形形色色盒、智能識別應(yīng)用、手機(jī)、汽車以及其他形形色色的電子設(shè)備提供更好的感知體驗(yàn)。的電子設(shè)備提供更好的感知體驗(yàn)。l恩智浦半導(dǎo)體基于恩智浦半導(dǎo)體基于ARM7ARM7的的LPC2000 LPC2000 為為32 32 位微控位微控制器設(shè)定了新的性價比，包括制器設(shè)定了新的性價比，包括LPC213xLPC213x，LPC214xLP

22、C214x、LPC2101/2/3LPC2101/2/3等系列，等系列， 采用了采用了0.16-0.18 m0.16-0.18 m工藝工藝l更高性能產(chǎn)品系列更高性能產(chǎn)品系列(LPC2300,LPC2400,LPC2800)(LPC2300,LPC2400,LPC2800)采采用了用了0.14um0.14um工藝工藝1313林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)恩智浦半導(dǎo)體的恩智浦半導(dǎo)體的LPC2000LPC2000lARM7TDMI-SARM7TDMI-S內(nèi)核內(nèi)核u三級流水線三級流水線u馮馮諾依

23、曼架構(gòu)諾依曼架構(gòu)uT: ThumbT: Thumb指令集指令集uD: DebugD: Debug擴(kuò)展擴(kuò)展uM: M: 增強(qiáng)的乘法指令增強(qiáng)的乘法指令(32B x 8B - 64B)(32B x 8B - 64B)uI: I: 內(nèi)核帶有內(nèi)核帶有EmbeddedICEEmbeddedICE邏輯功能擴(kuò)展邏輯功能擴(kuò)展uS: S: 軟核軟核l高速嵌入式高速嵌入式FlashFlashl豐富的外設(shè)資源豐富的外設(shè)資源uUART, SPI, I2C, CAN, USB, ethernetUART, SPI, I2C, CAN, USB, ethernet等等l工業(yè)級芯片工業(yè)級芯片u工作溫度范圍工作溫度范圍: :

24、4040C C+85+85C / +105C / +105C Cl豐富開發(fā)工具支持豐富開發(fā)工具支持u高性能高性能, , 低價格低價格1414林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)ARMARM芯片的選型芯片的選型性能參數(shù)的考慮性能參數(shù)的考慮uARMARM核版本核版本u工作頻率工作頻率u內(nèi)部存儲器容量內(nèi)部存儲器容量u電源控制電源控制uDSPDSP協(xié)處理器協(xié)處理器u功耗功耗外設(shè)接口的考慮外設(shè)接口的考慮uUSBUSB接口接口uRTCRTCuGPIOGPIO數(shù)量數(shù)量u其他因素其他因素芯片封裝的選擇芯片封裝

25、的選擇u芯片的封裝有很多種類型，如：芯片的封裝有很多種類型，如：DIPDIP、QFPQFP、PGAPGA、BGABGA等等u在散熱性能、信號完整性特性、體積大小等方面的要求在散熱性能、信號完整性特性、體積大小等方面的要求1515林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)10.3 ARM10.3 ARM微處理器最小硬件系統(tǒng)微處理器最小硬件系統(tǒng)nARMARM微處理器微處理器；n電源模塊電源模塊，包括，包括CPUCPU內(nèi)核和內(nèi)核和I/OI/O接口電源電源；接口電源電源；n時鐘模塊時鐘模塊，包括系統(tǒng)主時鐘，

26、包括系統(tǒng)主時鐘和實(shí)時時鐘；和實(shí)時時鐘；n復(fù)位模塊復(fù)位模塊，包括系統(tǒng)上電復(fù)，包括系統(tǒng)上電復(fù)位、手動復(fù)位和內(nèi)部復(fù)位；位、手動復(fù)位和內(nèi)部復(fù)位；n存儲器模塊存儲器模塊，包括程序保存，包括程序保存存儲器（存儲器（FLASHFLASH）和程序運(yùn)）和程序運(yùn)行存儲器（行存儲器（SDRAMSDRAM）；）；nJTAGJTAG調(diào)試接口模塊調(diào)試接口模塊。 最小硬件系統(tǒng)通常是指以最小硬件系統(tǒng)通常是指以嵌入式處理器為嵌入式處理器為核心核心，包含，包含電電源、時鐘和復(fù)位源、時鐘和復(fù)位等保障處理器等保障處理器正常工作的基本硬件電路正常工作的基本硬件電路 。1616林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信

27、與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)S3C2440AS3C2440A最小硬件系統(tǒng)：電源模塊最小硬件系統(tǒng)：電源模塊電源模塊是系統(tǒng)工作的能量來源，其電電源模塊是系統(tǒng)工作的能量來源，其電壓、紋波、內(nèi)阻和驅(qū)動能力等性能直接影壓、紋波、內(nèi)阻和驅(qū)動能力等性能直接影響到系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，因此電源模塊在響到系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，因此電源模塊在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要。u電源電源電壓電壓一定要在系統(tǒng)需求的范圍之內(nèi)一定要在系統(tǒng)需求的范圍之內(nèi)u電源的電源的驅(qū)動能力驅(qū)動能力一定要能滿足整個系統(tǒng)的功一定要能滿足整個系統(tǒng)的功率需求率需求u電源紋波和電路電源紋波和電路干擾

28、干擾的處理的處理u在設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)PCBPCB時需要對模擬電源和數(shù)字電源進(jìn)時需要對模擬電源和數(shù)字電源進(jìn)行物理上的隔離行物理上的隔離1717林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)1818林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)S3C2440AS3C2440A最小硬件系統(tǒng)：時鐘模塊最小硬件系統(tǒng)：時鐘模塊時鐘模塊為系統(tǒng)提供同步工作信號，其穩(wěn)定性直接關(guān)時鐘模塊為系統(tǒng)提供同步工作信號，其穩(wěn)定性直接關(guān)系到系統(tǒng)的工作

29、穩(wěn)定性。系到系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。在在ARMARM嵌入式系統(tǒng)中通常包括頻率較高的嵌入式系統(tǒng)中通常包括頻率較高的系統(tǒng)主時鐘系統(tǒng)主時鐘和頻率較低的和頻率較低的實(shí)時時鐘。實(shí)時時鐘。時鐘經(jīng)內(nèi)部鎖相環(huán)后得到四組時鐘信號：時鐘經(jīng)內(nèi)部鎖相環(huán)后得到四組時鐘信號：uFCLKFCLK：ARM920TARM920T內(nèi)核內(nèi)核uHCLKHCLK：AHBAHB總線、存儲器控制器、中斷控制器、總線、存儲器控制器、中斷控制器、LCDLCD控制器、控制器、DMADMA控控制器和制器和USBUSB主機(jī)模塊主機(jī)模塊uPCLKPCLK：訪問訪問APBAPB總線的外設(shè)，如總線的外設(shè)，如WDTWDT，I I2 2S S，I I2 2C C，

30、PWMPWM定時器，定時器，MMCMMC接口，接口，ADCADC，UARTUART，GPIOGPIO，RTCRTC和和SPISPI等模塊等模塊uUCLKUCLK：USBUSB模塊需要的模塊需要的48 MHz48 MHz時鐘時鐘1919林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)2020林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)S3C2440AS3C2440A最小硬件系統(tǒng)：復(fù)位模塊最小硬件系統(tǒng)：復(fù)位模塊系統(tǒng)上

31、電復(fù)位、手動復(fù)位和內(nèi)部復(fù)位系統(tǒng)上電復(fù)位、手動復(fù)位和內(nèi)部復(fù)位一般來說系統(tǒng)對外部復(fù)位信號波形有一定的要求，若不能滿一般來說系統(tǒng)對外部復(fù)位信號波形有一定的要求，若不能滿足要求足要求( (例如持續(xù)時間過短例如持續(xù)時間過短) )，則系統(tǒng)將不能正常工作。，則系統(tǒng)將不能正常工作。 2121林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)l存儲器模塊為系統(tǒng)程序的保存和運(yùn)行提供空存儲器模塊為系統(tǒng)程序的保存和運(yùn)行提供空間，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要根據(jù)處理器的存儲器間，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要根據(jù)處理器的存儲器接口選擇合適的存儲器芯片（接口選

32、擇合適的存儲器芯片（存儲類型、容存儲類型、容量、速度和接口類型量、速度和接口類型 ）lARMARM最小系統(tǒng)中的存儲器通常包括存放程序最小系統(tǒng)中的存儲器通常包括存放程序的的NAND FlashNAND Flash和用于程序運(yùn)行的和用于程序運(yùn)行的SDRAMSDRAM。l存儲器模塊通常掛接在存儲器模塊通常掛接在ARMARM芯片的芯片的局部總線局部總線上上( (外部三總線外部三總線) )。S3C2440AS3C2440A最小硬件系統(tǒng)：存儲器模塊最小硬件系統(tǒng)：存儲器模塊2222林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入

33、式系統(tǒng)設(shè)計(jì)“Steppingstone”為系統(tǒng)從為系統(tǒng)從外部外部Flash存儲器引導(dǎo)提供支存儲器引導(dǎo)提供支持持2323林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用使用16位存儲芯片構(gòu)造位存儲芯片構(gòu)造32位寬存儲位寬存儲器系統(tǒng)器系統(tǒng)2424林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)ARMARM微處理器一般都采用微處理器一般都采用JTAGJTAG作為基本調(diào)作為基本調(diào)試接口試接口nTRSTnTRST，TMST

34、MS，TCKTCK，TDITDI和和TDOTDOS3C2440AS3C2440A最小硬件系統(tǒng)：調(diào)試接口最小硬件系統(tǒng)：調(diào)試接口2525林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)10.4 10.4 人機(jī)交互接口人機(jī)交互接口n 人機(jī)交互接口主要用于人與設(shè)備之間的信人機(jī)交互接口主要用于人與設(shè)備之間的信息交換，通常包括用于信息輸入的鍵盤、觸息交換，通常包括用于信息輸入的鍵盤、觸摸屏，以及信息輸出的各類顯示摸屏，以及信息輸出的各類顯示設(shè)備設(shè)備。n 以以S3C2440A的相關(guān)接口為例介紹各類接的相關(guān)接口為例介紹各

35、類接口硬件口硬件結(jié)構(gòu)與使用結(jié)構(gòu)與使用：鍵盤與鍵盤與LEDLED接口接口LCDLCD顯示接口顯示接口觸摸屏接口觸摸屏接口2626林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)鍵盤與鍵盤與LEDLED接口接口按鍵和按鍵和LED是最常用的兩種輸入輸出器件，使是最常用的兩種輸入輸出器件，使用它們可以實(shí)現(xiàn)簡單的信號輸入和輸出，在嵌入式用它們可以實(shí)現(xiàn)簡單的信號輸入和輸出，在嵌入式系統(tǒng)中有重要用途。系統(tǒng)中有重要用途。這類簡單外設(shè)與處理器進(jìn)行連接時，通常有兩這類簡單外設(shè)與處理器進(jìn)行連接時，通常有兩種方式：一是使用處理器

36、的種方式：一是使用處理器的GPIO直接控制直接控制，由處理，由處理器運(yùn)行相應(yīng)軟件來實(shí)現(xiàn)所需功能；二是使用器運(yùn)行相應(yīng)軟件來實(shí)現(xiàn)所需功能；二是使用專用的專用的控制芯片控制芯片來獲取按鍵信息以及驅(qū)動顯示。來獲取按鍵信息以及驅(qū)動顯示。GPIO(General Purpose Input)可以實(shí)現(xiàn)任何一可以實(shí)現(xiàn)任何一般用途的信號輸入般用途的信號輸入/輸出。輸出。ARM處理器芯片的大部分引腳都可以通過設(shè)定處理器芯片的大部分引腳都可以通過設(shè)定相應(yīng)的控制寄存器實(shí)現(xiàn)基本的相應(yīng)的控制寄存器實(shí)現(xiàn)基本的GPIO功能，并可編程功能，并可編程設(shè)置信號方向、電平上拉設(shè)置信號方向、電平上拉/下拉等功能。下拉等功能。2727林

37、水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)在在S3C2440A中共有中共有130個多功能個多功能I/O引引腳，這些引腳除了可以作為某個特殊功能腳，這些引腳除了可以作為某個特殊功能使用外，均可以配置成使用外，均可以配置成GPIO模式，并分為模式，并分為以下八組：以下八組：Port A(GPA)：25個輸出端口個輸出端口Port B(GPB)：11個輸入個輸入/輸出端口輸出端口Port C(GPC)：16個輸入個輸入/輸出端口輸出端口Port D(GPD)：16個輸入個輸入/輸出端口輸出端口Port E(

38、GPE)：16個輸入個輸入/輸出端口輸出端口Port F(GPF)：8個輸入個輸入/輸出端口輸出端口Port G(GPG)：16個輸入個輸入/輸出端口輸出端口Port H(GPH)：9個輸入個輸入/輸出端口輸出端口Port J(GPJ)：13個輸入個輸入/輸出端口輸出端口GPIOGPIO2828林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)例例10.110.1：使用使用S3C2440AS3C2440A的端口的端口G G的第的第4 47 7引腳驅(qū)動四個引腳驅(qū)動四個LEDLED，并點(diǎn)亮，并點(diǎn)亮GPG4GPG

39、4引腳的引腳的LEDLED。2929林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)每組每組GPIO端口均有各自的寄存器組，主要包括端口均有各自的寄存器組，主要包括端口配置寄存器（端口配置寄存器（GPxCON）、端口數(shù)據(jù)寄存器（）、端口數(shù)據(jù)寄存器（GPxDAT）、端口上拉寄存器（）、端口上拉寄存器（GPxUP）。寄存器名寄存器名地址讀寫屬性功能功能復(fù)位值復(fù)位值GPGCON0 x56000060可讀可寫配置引腳功能為輸入/輸出/其他0 x00GPGDAT0 x56000064可讀可寫G端口數(shù)據(jù)寄存器未定義G

40、PGUP0 x56000068可讀可寫上拉配置寄存器低電平0有效0 xFC003030林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)G端口共有端口共有16個個GPIO引腳，寄存器引腳，寄存器GPGCON寬度為寬度為32位，每個引腳的功能各由位，每個引腳的功能各由2位位來選擇控制，第來選擇控制，第4引腳的控制位如下：引腳的控制位如下：GPGCONGPGCON寄存器位寄存器位功能選擇功能選擇GPG715:1400=輸入 01=輸出10=EINT15 11=保留GPG613:1200=輸入 01=輸出10=E

41、INT14 11=保留GPG511:1000=輸入 01=輸出10=EINT13 11=保留GPG49:800=輸入 01=輸出10=EINT12 11=保留3131林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)寄存器寄存器GPGDAT和和GPGUP寬度均為寬度均為16位，各引腳按其編號與相應(yīng)的寄存器位對應(yīng)位，各引腳按其編號與相應(yīng)的寄存器位對應(yīng)。GPGDAT中存放的即為需要輸出的數(shù)據(jù)中存放的即為需要輸出的數(shù)據(jù)，根據(jù)硬件電路連接圖可知，要將第，根據(jù)硬件電路連接圖可知，要將第4引腳引腳LED點(diǎn)亮，則對應(yīng)的引

42、腳應(yīng)輸出低電平，所點(diǎn)亮，則對應(yīng)的引腳應(yīng)輸出低電平，所以寄存器以寄存器GPGDAT中的中的7:4位應(yīng)設(shè)置為二進(jìn)位應(yīng)設(shè)置為二進(jìn)制值制值1110。本例中端口為輸出功能，因此寄存器本例中端口為輸出功能，因此寄存器GPGUP中對應(yīng)各位均設(shè)置為中對應(yīng)各位均設(shè)置為1，將上拉電阻，將上拉電阻斷開。斷開。3232林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)GPGCONEQU0 x56000060GPGDATEQU0 x56000064GPUPEQU0 x56000068；配置；配置GPGCON寄存器，設(shè)置相關(guān)引腳為輸出

43、功能寄存器，設(shè)置相關(guān)引腳為輸出功能LDRR0, =GPGCON LDRR1, R0 BICR1, R1, #0 x0000FF00 ORRR1, R1, #0 x00005500 STRR1, R0；配置；配置GPGUP寄存器，斷開各上拉電阻寄存器，斷開各上拉電阻LDRR0, =GPGUPLDRR1, R0ORRR1, R1, #0 x00F0STRR1, R0；輸出驅(qū)動數(shù)據(jù)，點(diǎn)亮；輸出驅(qū)動數(shù)據(jù)，點(diǎn)亮GPG4引腳對應(yīng)的引腳對應(yīng)的LEDLDRR2, =GPGDATLDRR3, R2ORRR3, R3, #0 x00F0BICR3, R3, #0 x0010STRR3, R23333林水生2013

44、電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用使用GPIO的問題：的問題：l按鍵或按鍵或LED數(shù)量較大數(shù)量較大時，由于處理器時，由于處理器GPIO數(shù)量有數(shù)量有限限，無法滿足硬件電路設(shè)計(jì)需求；無法滿足硬件電路設(shè)計(jì)需求；l采用采用GPIO的驅(qū)動方式需要的驅(qū)動方式需要CPU執(zhí)行軟件來完成相執(zhí)行軟件來完成相應(yīng)的功能，需占用大量的處理器時間，在多任務(wù)應(yīng)的功能，需占用大量的處理器時間，在多任務(wù)系統(tǒng)中很難滿足實(shí)時性要求。系統(tǒng)中很難滿足實(shí)時性要求。采用專用的控制芯片來驅(qū)動鍵盤及數(shù)碼管采用專用的控制芯片來驅(qū)動鍵盤及數(shù)碼管l直接驅(qū)動

45、數(shù)碼管直接驅(qū)動數(shù)碼管/同時掃描管理多同時掃描管理多個個按鍵按鍵/內(nèi)含有顯內(nèi)含有顯示譯碼器示譯碼器l有多種控制指令，如消隱、閃爍、左移、右移、有多種控制指令，如消隱、閃爍、左移、右移、段尋址等。段尋址等。l通常采用通常采用I2C等串行總線等串行總線與系統(tǒng)連接與系統(tǒng)連接專用控制芯片專用控制芯片3434林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)在嵌入式系統(tǒng)中常用的在嵌入式系統(tǒng)中常用的LCD產(chǎn)品主要有兩種：產(chǎn)品主要有兩種：一種是帶有驅(qū)動電路的一種是帶有驅(qū)動電路的LCD顯示模塊；另一種則僅顯示模塊；另一種則僅

46、是是LCD顯示屏，沒有驅(qū)動電路，需要與驅(qū)動電路配顯示屏，沒有驅(qū)動電路，需要與驅(qū)動電路配合使用。合使用。在常見的在常見的ARM處理器芯片中，通常都帶有處理器芯片中，通常都帶有LCD控制器，可以直接驅(qū)動多種控制器，可以直接驅(qū)動多種LCD顯示屏。顯示屏。S3C2440A中的中的LCD控制器模塊，可以直接與控制器模塊，可以直接與STN或或TFT等多種不同分辨率的單色等多種不同分辨率的單色/彩色彩色LCD連接連接，具有將顯示緩存（在系統(tǒng)存儲器中）中的，具有將顯示緩存（在系統(tǒng)存儲器中）中的LCD圖圖象數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠肯髷?shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠縇CD 驅(qū)動電路的邏輯功能，驅(qū)動驅(qū)動電路的邏輯功能，驅(qū)動其完成各類數(shù)據(jù)的顯示

47、。其完成各類數(shù)據(jù)的顯示。LCDLCD顯示接口顯示接口3535林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)按照觸摸屏的工作原理和感應(yīng)觸摸信息按照觸摸屏的工作原理和感應(yīng)觸摸信息的介質(zhì)來分，常見的觸摸屏有四類：的介質(zhì)來分，常見的觸摸屏有四類：l電阻式電阻式l電容式電容式l紅外線式紅外線式l表面聲波式表面聲波式觸摸屏接口觸摸屏接口電阻屏根據(jù)引出線數(shù)多少，可分為四線、五電阻屏根據(jù)引出線數(shù)多少，可分為四線、五線、六線等多線電阻觸摸屏。線、六線等多線電阻觸摸屏。3636林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信

48、息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)S3C2440A處理器中內(nèi)置了處理器中內(nèi)置了A/D轉(zhuǎn)換器，并提轉(zhuǎn)換器，并提供了一個專用的四線電阻式觸摸屏接口，此接口引供了一個專用的四線電阻式觸摸屏接口，此接口引出了四根信號線出了四根信號線XP，XM，YP，YM，分別對應(yīng)觸，分別對應(yīng)觸摸屏上的摸屏上的X，X，Y，Y，因此在硬件接口，因此在硬件接口設(shè)計(jì)上十分簡潔。設(shè)計(jì)上十分簡潔。3737林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)10.5 10.5 通信接口通信

49、接口 通信接口通常用于嵌入式設(shè)備與其他設(shè)通信接口通常用于嵌入式設(shè)備與其他設(shè)備進(jìn)行信息交換，由于各類設(shè)備性能指標(biāo)備進(jìn)行信息交換，由于各類設(shè)備性能指標(biāo)差異巨大，要實(shí)現(xiàn)信息的傳遞需要進(jìn)行速差異巨大，要實(shí)現(xiàn)信息的傳遞需要進(jìn)行速率、電平、時序、信息格式等多方面的轉(zhuǎn)率、電平、時序、信息格式等多方面的轉(zhuǎn)換和匹配，所以該類接口種類十分豐富。換和匹配，所以該類接口種類十分豐富。串行通信串行通信SCISCI接口接口其他通信接口其他通信接口3838林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)S3C2440S3C2440中的

50、中的UARTUART模塊模塊3939林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)接口初始化接口初始化：ULCON、UCON、UFCON、UMCON、UBRDIV數(shù)據(jù)傳遞數(shù)據(jù)傳遞：UTRSTAT、UFSTAT、UTXH、URXH接收錯誤狀況：接收錯誤狀況：UERSTATS3C2440AS3C2440A中中UART0UART0的的相關(guān)寄存器相關(guān)寄存器4040問題：請歸納總結(jié)上述串口的端口寄存問題：請歸納總結(jié)上述串口的端口寄存器的復(fù)用功能及每個位的含義。器的復(fù)用功能及每個位的含義。林水生2013電子科技大學(xué)

51、電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)例例10.2：UART0采用查詢方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通采用查詢方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，要求使用信，要求使用8位數(shù)據(jù)位，位數(shù)據(jù)位，1位停止位，奇位停止位，奇校驗(yàn)，傳輸速率校驗(yàn)，傳輸速率115200bps，不使用，不使用FIFO，關(guān)閉流控制，處理器外設(shè)時鐘，關(guān)閉流控制，處理器外設(shè)時鐘PCLK=66.68MHz。步驟步驟1：接口初始化接口初始化設(shè)置幀格式、時鐘來源、收發(fā)模式、中斷配設(shè)置幀格式、時鐘來源、收發(fā)模式、中斷配置、置、FIFO的使用、波特率計(jì)算等的使用、波特率計(jì)算等步驟步驟2：數(shù)據(jù)傳遞數(shù)據(jù)傳遞：

52、可選擇使用查詢方式或中斷方式傳遞可選擇使用查詢方式或中斷方式傳遞4141林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要用于幀格式配置主要用于幀格式配置ULCON0=0 x23步驟步驟1 1：UART0UART0的初始化的初始化配置配置ULCON0線路控制寄存器線路控制寄存器4242林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要用于時鐘源選擇、收發(fā)模式、中斷配置等主要用于時鐘源選擇、收發(fā)模式、中斷配置等UC

53、ON0=0 x0005步驟步驟1 1：UART0UART0的初始化的初始化配置配置UCON0控制寄存器控制寄存器4343林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要用于使能主要用于使能FIFO及相關(guān)參數(shù)配置及相關(guān)參數(shù)配置UFCON0=0 x00步驟步驟1 1：UART0UART0的初始化的初始化配置配置UFCON0 FIFO控制寄存器控制寄存器4444林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要用于設(shè)

54、置主要用于設(shè)置UART模塊與模塊與Modem相關(guān)相關(guān)參數(shù)參數(shù)UFCON0=0 x00步驟步驟1 1：UART0UART0的初始化的初始化配置配置UMCON0調(diào)制解調(diào)器調(diào)制解調(diào)器控制寄存器控制寄存器4545林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟步驟1 1：UART0UART0的初始化的初始化配置配置UBRDIV0波特率波特率控制寄存器控制寄存器UBRDIV= int (UART時鐘頻率時鐘頻率/(波特率波特率16) ) 1采用采用66.68MHz的的PCLK作為時鐘源，為得到作為時鐘源，為得到115200bps的的速率，則：速率，則：UBRDIV= int (66.68M/(11520016) ) 1 =int(36.176) 1=35實(shí)際實(shí)際波特率波特率=UART時鐘頻率時鐘頻率/(UBRDIV+1)16) =66.68M/(35+1) 16)115764bps實(shí)際的工作速率與理論值之間存在實(shí)際的工作速率與理論值之間存在偏差偏差：(115764 115200)/115200100% = +0.49%4646林水生2013電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)通信與信息工程學(xué)院通信與信息工程學(xué)院微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)微處理