微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)第十章PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)第十章微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)第十章n意法半導(dǎo)體：STR91x n恩智浦半導(dǎo)體：LPC2000 系列第2頁(yè)/共50頁(yè)第3頁(yè)/共50頁(yè)第4頁(yè)/共50頁(yè) 三星公司的三星公司的ARMARM微處理器芯片微處理器芯片第5頁(yè)/共50頁(yè)第6頁(yè)/共50頁(yè)第7頁(yè)/共50頁(yè)第8頁(yè)/共50頁(yè)第9頁(yè)/共50頁(yè)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指令和與介指令和與介質(zhì)無(wú)關(guān)的聯(lián)網(wǎng)功能；質(zhì)無(wú)關(guān)的聯(lián)網(wǎng)功能；大容量存儲(chǔ)器可滿足復(fù)雜的應(yīng)大容量存儲(chǔ)器可滿足復(fù)雜的應(yīng)用、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)用、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)(

2、RTOS)、通、通信協(xié)議棧和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求；信協(xié)議棧和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求；雙體閃存是實(shí)現(xiàn)在線編程雙體閃存是實(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；以太網(wǎng)接口；支持支持USBUSB，CANCAN，SPISPI，I2CI2C，UART/IrDAUART/IrDA和多個(gè)計(jì)時(shí)器，最和多個(gè)計(jì)時(shí)器，最多多8080個(gè)個(gè)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(shí)鐘管

3、理功能，靈活的功耗和時(shí)鐘管理功能，具有多種低功耗模式和帶鬧鐘具有多種低功耗模式和帶鬧鐘功能的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘。功能的低功耗實(shí)時(shí)時(shí)鐘。第10頁(yè)/共50頁(yè)第11頁(yè)/共50頁(yè)第12頁(yè)/共50頁(yè)第13頁(yè)/共50頁(yè)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)核內(nèi)核和和I/OI/O接口電源電源；接口電源電源；n時(shí)鐘模塊時(shí)鐘模塊，包括系統(tǒng)主時(shí)，包括系統(tǒng)主時(shí)鐘和實(shí)時(shí)時(shí)鐘；鐘和實(shí)時(shí)時(shí)鐘；n復(fù)位模塊復(fù)位模塊，包括系統(tǒng)上電，包括系統(tǒng)上電復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位和內(nèi)部復(fù)復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位和內(nèi)部復(fù)位；位；n存儲(chǔ)器模塊存儲(chǔ)器模塊，包括程序保，包括程序保存存儲(chǔ)器（存存儲(chǔ)器（FLASHFLASH）和程）和程序

4、運(yùn)行存儲(chǔ)器（序運(yùn)行存儲(chǔ)器（SDRAMSDRAM）；）；nJTAGJTAG調(diào)試接口模塊調(diào)試接口模塊。 最小硬件系統(tǒng)通常是指最小硬件系統(tǒng)通常是指以嵌入式處理器為以嵌入式處理器為核心核心，包含，包含電源、時(shí)鐘和復(fù)位電源、時(shí)鐘和復(fù)位等保障處理等保障處理器正常工作的基本硬件電路器正常工作的基本硬件電路 。第14頁(yè)/共50頁(yè)nn在設(shè)計(jì)PCB時(shí)需要對(duì)模擬電源和數(shù)字電源進(jìn)行物理上的隔離第15頁(yè)/共50頁(yè)第16頁(yè)/共50頁(yè)時(shí)鐘經(jīng)內(nèi)部鎖相環(huán)后得到四組時(shí)鐘信號(hào)：時(shí)鐘經(jīng)內(nèi)部鎖相環(huán)后得到四組時(shí)鐘信號(hào)：uFCLKFCLK：ARM920TARM920T內(nèi)核內(nèi)核uHCLKHCLK：AHBAHB總線、存儲(chǔ)器控制器、中斷控制器、

5、總線、存儲(chǔ)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(wèn)訪問(wèn)APBAPB總線的外設(shè)，如總線的外設(shè)，如WDTWDT，I I2 2S S，I I2 2C C，PWMPWM定時(shí)器，定時(shí)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(shí)鐘時(shí)鐘第17頁(yè)/共50頁(yè)第18頁(yè)/共50頁(yè)第19頁(yè)/共50頁(yè)片的局部總線上(外部三總線)。S3C2440AS3C2440A最小硬件系統(tǒng)：存儲(chǔ)器

6、模塊最小硬件系統(tǒng)：存儲(chǔ)器模塊第20頁(yè)/共50頁(yè)第21頁(yè)/共50頁(yè)第22頁(yè)/共50頁(yè)S3C2440AS3C2440A最小硬件系統(tǒng)：調(diào)試接口最小硬件系統(tǒng)：調(diào)試接口第23頁(yè)/共50頁(yè)第24頁(yè)/共50頁(yè)以實(shí)現(xiàn)任何一般用途的信號(hào)輸入/輸出。ARM處理器芯片的大部分引腳都可以通過(guò)設(shè)定相應(yīng)的控制寄存器實(shí)現(xiàn)基本的GPIO功能，并可編程設(shè)置信號(hào)方向、電平上拉/下拉等功能。第25頁(yè)/共50頁(yè)GPIOGPIO第26頁(yè)/共50頁(yè)第27頁(yè)/共50頁(yè)寄存器名寄存器名地址地址讀寫屬性讀寫屬性功能功能復(fù)位值復(fù)位值GPGCONGPGCON0 x560000600 x56000060 可讀可寫可讀可寫配置引腳功能為配置引腳功能為

7、輸入輸入/ /輸出輸出/ /其他其他0 x000 x00GPGDATGPGDAT0 x560000640 x56000064 可讀可寫可讀可寫G G端口數(shù)據(jù)寄存器端口數(shù)據(jù)寄存器未定義未定義GPGUPGPGUP0 x560000680 x56000068 可讀可寫可讀可寫上拉配置寄存器上拉配置寄存器低電平低電平0 0有效有效0 xFC000 xFC00第28頁(yè)/共50頁(yè)GPGCONGPGCON寄存器位寄存器位功能選擇功能選擇GPG7GPG715:1415:1400=00=輸入輸入 01=01=輸出輸出10=EINT15 11=10=EINT15 11=保留保留GPG6GPG613:1213:12

8、00=00=輸入輸入 01=01=輸出輸出10=EINT14 11=10=EINT14 11=保留保留GPG5GPG511:1011:1000=00=輸入輸入 01=01=輸出輸出10=EINT13 11=10=EINT13 11=保留保留GPG4GPG49:89:800=00=輸入輸入 01=01=輸出輸出10=EINT12 11=10=EINT12 11=保留保留第29頁(yè)/共50頁(yè)設(shè)置為1，將上拉電阻斷開。第30頁(yè)/共50頁(yè)第31頁(yè)/共50頁(yè)n直接驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管/同時(shí)掃描管理多個(gè)按鍵/內(nèi)含有顯示譯碼器n有多種控制指令，如消隱、閃爍、左移、右移、段尋址等。n通常采用I2C等串行總線與系統(tǒng)連接專用

9、控制芯片專用控制芯片第32頁(yè)/共50頁(yè)多種不同分辨率的單色/彩色LCD連接，具有將顯示緩存（在系統(tǒng)存儲(chǔ)器中）中的LCD圖象數(shù)據(jù)傳輸?shù)酵獠縇CD 驅(qū)動(dòng)電路的邏輯功能，驅(qū)動(dòng)其完成各類數(shù)據(jù)的顯示。LCDLCD顯示接口顯示接口第33頁(yè)/共50頁(yè)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、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。五線、六線等多線電阻觸摸屏。第34頁(yè)/共50頁(yè)第35頁(yè)/共50頁(yè)第36頁(yè)/共50頁(yè)第37頁(yè)/共50頁(yè)S3C2440AS3C2440A中中UART0UART0的的相關(guān)寄存器相關(guān)寄存器第38頁(yè)/共50頁(yè)步驟步驟1：接口初始化接口初始化設(shè)置幀格式、時(shí)

10、鐘來(lái)源、收發(fā)模式、中斷設(shè)置幀格式、時(shí)鐘來(lái)源、收發(fā)模式、中斷配置、配置、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：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第39頁(yè)/共50頁(yè)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第40頁(yè)/共50頁(yè)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第41頁(yè)/共50頁(yè)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第42頁(yè)/共50頁(yè)步驟步驟1 1：UART

11、0UART0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第43頁(yè)/共50頁(yè)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(shí)鐘頻率時(shí)鐘頻率/(波特率波特率16) ) 1采用采用66.68MHz的的PCLK作為時(shí)鐘源，為得到作為時(shí)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(shí)鐘頻率時(shí)鐘頻率/(UBRDIV+1)16) =66.68M

12、/(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%第44頁(yè)/共50頁(yè)初始化程序段初始化程序段ULCON0EQU0 x50000000UCON0EQU0 x50000004UFCON0EQU0 x50000008UMCON0EQU0 x5000000CUBRDIV0EQU0 x50000028LDRR2, =ULCON0；配置；配置ULCON0寄存器寄存器MOVR3, #0 x23STRBR3, R2LDRR2, =UCON0；配置；配置UCON0寄存器寄存器MOVR

13、3, #0 x05STRHR3, R2LDRR2, =UFCON0；配置；配置UFCON0寄存器寄存器MOVR3, #0 x00STRR3, R2LDRR2, =UMCON0 ；配置；配置UMCON0寄存器寄存器MOVR3, #0 x00STRR3, R2LDRR2, =UBRDIV0；配置；配置UBRDIV0寄存器寄存器MOVR3, #35STRHR3, R2第45頁(yè)/共50頁(yè)步驟步驟2 2：使用：使用UART0UART0進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)使用使用UTRSTAT0、UTXH0、URXH0進(jìn)行狀態(tài)的判斷并完成通信。進(jìn)行狀態(tài)的判斷并完成通信。第46頁(yè)/共50頁(yè)收收/ /發(fā)示例程序段發(fā)示例程

14、序段UTRSTAT0EQU0 x50000010UTXH0EQU0 x50000020；假設(shè)系統(tǒng)采用小端存儲(chǔ)；假設(shè)系統(tǒng)采用小端存儲(chǔ)URXH0EQU0 x50000024；假設(shè)系統(tǒng)采用小端存儲(chǔ)；假設(shè)系統(tǒng)采用小端存儲(chǔ)TLOOPLDRR0, =UTRSTAT0；讀??；讀取UART0收發(fā)狀態(tài)寄存器的值收發(fā)狀態(tài)寄存器的值TSTR0, #0 x02；判斷發(fā)送緩沖區(qū)是否空閑；判斷發(fā)送緩沖區(qū)是否空閑BEQTLOOP；不空閑則繼續(xù)查詢；不空閑則繼續(xù)查詢LDRR0, =UTXH0STRBR1, R0；若空閑，則將；若空閑，則將R1寄存器中字節(jié)寄存器中字節(jié)；傳遞至發(fā)送緩沖區(qū)，完成一字節(jié)傳遞至發(fā)送緩沖區(qū)，完成一字節(jié)；數(shù)據(jù)發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)送RLOOPLDRR0, =UTRSTAT0；讀?。蛔x取UART0收發(fā)狀態(tài)寄存器的值收發(fā)狀態(tài)寄存器的值TSTR0, #0 x01；判斷接收緩沖區(qū)是否有數(shù)據(jù)；判斷接收緩沖區(qū)是否有數(shù)據(jù)BEQRLOOP；若沒(méi)有數(shù)據(jù)則繼續(xù)查詢；若沒(méi)有數(shù)據(jù)則繼續(xù)查詢LDRR0, =URXH0LDRBR1, R0；若有數(shù)據(jù)則將數(shù)據(jù)收回至；若有數(shù)據(jù)則將數(shù)據(jù)收回至R1寄寄；存器完成一字節(jié)數(shù)據(jù)接