嵌入式系統(tǒng)設(shè)計實習(xí)報告

嵌入式系統(tǒng)實習(xí)報告學(xué)院：重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院專業(yè)：網(wǎng)絡(luò)工程班級：02121202姓名：王喜民學(xué)號：214607指導(dǎo)教師：羅興宇目錄一、實習(xí)目的…………2二、實習(xí)設(shè)備…………2三、實習(xí)內(nèi)容…………2四、實習(xí)原理…………2五、實習(xí)環(huán)節(jié)…………5六、實習(xí)主程序………………………6七、實習(xí)中間過程……………………7八、實習(xí)心得…………10基于S3C2410嵌入式MDK開發(fā)和EduKit-IV-ucos-II實習(xí)一、實習(xí)目的：1、掌握有關(guān)音頻解決的基礎(chǔ)知識；2、通過實驗理解IIS音頻接口的工作原理；3、通過實驗掌握對解決器S3C2410X中IIS模塊電路的控制辦法；4、通過實驗掌握對慣用IIS接口音頻芯片的控制辦法。5、初步掌握液晶屏的使用及其設(shè)計辦法。6、掌握S3C2410X解決器的LCD控制其使用。7、掌握通過任務(wù)調(diào)度的辦法把液晶顯示函數(shù)添加到UC/os-II中。二、實習(xí)設(shè)備：1、硬件：EmbestEduKit-IV平臺，ULINK2仿真器套件，PC機(jī)；2、軟件：μVisionIDEforARM集成開發(fā)環(huán)境，Windows98//NT/XP。三、實習(xí)內(nèi)容：1、將從UART1接受到的字符串回送顯示。2、通過使用EmbestEdukit-IV實驗板的彩色液晶屏進(jìn)行電路設(shè)計，掌握液晶屏作為人機(jī)接口界面的設(shè)計辦法，并編寫任務(wù)函數(shù)在uc/os-II系統(tǒng)中實現(xiàn)位圖顯示，在uc/os-II中建立兩個任務(wù)Task1和Task2，其中Task1次序熄滅四個LED，延遲一會再次序點亮四個LED，Task1和Task2在LED屏幕上循環(huán)顯示兩幅圖片，并打印某些文字信息。3、在實習(xí)箱上顯示你的專業(yè)，姓名。四、實習(xí)原理：1、數(shù)字音頻基礎(chǔ):采樣頻率和采樣精度在數(shù)字音頻系統(tǒng)中，通過將聲波波形轉(zhuǎn)換成一連串的二進(jìn)制數(shù)據(jù)再現(xiàn)原始聲音，這個過程中使用的設(shè)備是模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（AnalogtoDigitalConverter，即ADC），ADC以每秒上萬次的速率對聲波進(jìn)行采樣，每次采樣都統(tǒng)計下了原始聲波在某一時刻的狀態(tài)，稱之為樣本。每秒采樣的數(shù)目稱為采樣頻率，單位為HZ（赫茲）。采樣頻率越高所能描述的聲波頻率就越高。系統(tǒng)對于每個樣本均會分派一定存儲位（bit數(shù)）來體現(xiàn)聲波的聲波振幅狀態(tài)，稱之為采樣精度。采樣頻率和精度共同確保了聲音還原的質(zhì)量。人耳的聽覺范疇普通是20Hz~20KHz，根據(jù)奈魁斯特（NYQUIST）采樣定理，用兩倍于一種正弦波的頻率進(jìn)行采樣能夠真實地還原該波形，因此當(dāng)采樣頻率高于40KHz時能夠確保不產(chǎn)生失真。CD音頻的采樣規(guī)格為16bit，44KHz，就是根據(jù)以上原理制訂。音頻編碼：脈沖編碼調(diào)制PCM（PulseCodeModulation）編碼的辦法是對語音信號進(jìn)行采樣，然后對每個樣值進(jìn)行量化編碼，在“采樣頻率和采樣精度”中對語音量化和編碼就是一種PCM編碼過程。ITU-T的64kbit／s語音編碼原則G.711采用PCM編碼方式，采樣速率為8KHz，每個樣值用8bit非線性的μ律或A律進(jìn)行編碼，總速率為64kbit／s。CD音頻即是使用PCM編碼格式，采樣頻率44KHz，采樣值使用16bit編碼。使用PCM編碼的文獻(xiàn)在Windows系統(tǒng)中保存的文獻(xiàn)格式普通為大家熟悉的wav格式，實驗中用到的就是一種采樣44.100KHz，16位立體聲文獻(xiàn)t.wav。在PCM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的尚有自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制ADPCM（AdaptiveDifferentialPulseCodeModulation）。ADPCM編碼的辦法是對輸入樣值進(jìn)行自適應(yīng)預(yù)測，然后對預(yù)測誤差進(jìn)行量化編碼。CCITT的32kbit／s語音編碼原則G.721采用ADPCM編碼方式，每個語音采樣值相稱于使用4bit進(jìn)行編碼。2、IIS音頻接口：IIS(Inter-ICSound)是一種串行總線設(shè)計技術(shù)，是SONY、PHILIPS等電子巨頭共同推出的接口原則，重要針對數(shù)字音頻解決技術(shù)和設(shè)備如便攜CD機(jī)、數(shù)字音頻解決器等。IIS將音頻數(shù)據(jù)和時鐘信號分離，避免由時鐘帶來的抖動問題，因此系統(tǒng)中不再需要消除抖動的器件。IIS總線僅解決音頻數(shù)據(jù)，其它信號如控制信號等單獨(dú)傳送，基于減少引腳數(shù)目和布線簡樸的目的，IIS總線只由三根串行線構(gòu)成：時分復(fù)用的數(shù)據(jù)通道線，字選擇線和時鐘線。3、電路設(shè)計原理：（1）信號線解決器中與IIS有關(guān)的信號線有五根：①串行數(shù)據(jù)輸入IISDI，對應(yīng)IIS總線接口中的SD信號，方向為輸入。②串行數(shù)據(jù)輸出IISDO，對應(yīng)IIS總線接口中的SD信號，方向為輸出。③左右通道選擇IISLRCK，對應(yīng)IIS總線接口中的WS信號，即采樣時鐘。④串行位時鐘IISCLK，對應(yīng)IIS總線接口中的SCK信號。⑤音頻系統(tǒng)主時鐘CODECLK，普通為采樣頻率的256倍或384倍，符號為256fs或384fs，其中fs為采樣頻率。CODECLK通過解決器主時鐘分頻獲得，能夠通過在程序中設(shè)定分頻（2）寄存器解決器中與IIS有關(guān)的寄存器有三個：①IIS控制寄存器IISCON，通過該寄存器能夠獲取數(shù)據(jù)高速緩存FIFO的準(zhǔn)備好狀態(tài)，啟動或停止發(fā)送和接受時的DMA請求，使能IISLRCK、分頻功效和IIS接口。②IIS模式寄存器IISMOD，該寄存器選擇主/從、發(fā)送/接受模式，設(shè)立有效電平、通道數(shù)據(jù)位，選擇CODECLK和IISLRCK頻率。③IIS分頻寄存器IISPSR。（3）數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳送能夠選擇普通模式或者DMA模式，普通模式下，解決器根據(jù)FIFO的準(zhǔn)備狀態(tài)傳送數(shù)據(jù)到FIFO，解決器自動完畢數(shù)據(jù)從FIFO到IIS總線的發(fā)送，F(xiàn)IFO的準(zhǔn)備狀態(tài)通過IIS的FIFO控制寄存器IISFCON獲取，數(shù)據(jù)直接寫入FIFO寄存器IISFIF。DMA模式下，對FIFO的訪問和控制完全由DMA控制器完畢，DMA控制器自動根據(jù)FIFO的狀態(tài)發(fā)送或接受數(shù)據(jù)。DMA方式下數(shù)據(jù)的傳送細(xì)節(jié)請參考解決器手冊中DMA章節(jié)。音頻芯片UDA1341TS闡明電路中使用的音頻芯片是PHILIPS的UDA1341TS音頻數(shù)字信號編譯碼器，UDA1341TS可將立體聲模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，同樣也能把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，并可用PGA（可編程增益控制），AGC(自動增益控制)對模擬信號進(jìn)行解決；對于數(shù)字信號，該芯片提供了DSP(數(shù)字音頻解決)功效。實際使用中，UDA1341TS廣泛應(yīng)用于MD、CD、notebook、PC和數(shù)碼攝像機(jī)等。UDA1341TS提供兩組音頻輸入信號線、一組音頻信號輸出線，一組IIS總線接口信號，一組L3總線。IIS總線接口信號線涉及位時鐘輸入BCK、字選擇輸入WS、數(shù)據(jù)輸入DATAI、數(shù)據(jù)輸出DATAO和音頻系統(tǒng)時鐘SYSCLK信號線。UDA1341TS的L3總線，涉及微解決器接口數(shù)據(jù)L3DATA、微解決器接口模式L3MODE、微解決器接口時鐘L3CLOCK三根信號線，當(dāng)該芯片工作于微控制器輸入模式使用的，微解決器通過L3五、實習(xí)環(huán)節(jié)：1.準(zhǔn)備實驗環(huán)境使用ULINK2仿真器連接EmbestEduKit-IV實驗平臺的主板JTAG接口；使用EmbestEduKit-IV實驗平臺附帶的交叉串口線，連接實驗平臺主板上的COM2和PC機(jī)的串口（普通PC只有一種串口，如果有多個請自行選擇，筆記本沒有串口設(shè)備的可購置USB轉(zhuǎn)串口適配器擴(kuò)充）；使用EmbestEduKit-IV實驗平臺附帶的電源適配器，連接實驗平臺主板上的電源接口。2.串口接受設(shè)立在PC機(jī)上運(yùn)行windows自帶的超級終端串口通信程序，或者使用實驗平臺附帶光盤內(nèi)設(shè)立好了的超級終端，設(shè)立超級終端：波特率115200、1位停止位、無校驗位、無硬件流控制，或者使用其它串口通信程序。（注：超級終端串口的選擇根據(jù)顧客的PC串口硬件不同，請自行選擇，如果PC機(jī)只有一種串口，普通是COM1）3.打開實驗例程1）拷貝實驗平臺附帶光盤DISK3_S3C2410\03-Codes\01-MDK\Mini2410-IV文獻(xiàn)夾到MDK的安裝途徑：Keil\ARM\Boards\Embest\（如果本實驗之前已經(jīng)拷貝，能夠跳過這一步）。（注：顧客也可拷貝工程到任意目錄，本實驗為了便于教學(xué)，故統(tǒng)一實驗途徑）；2）運(yùn)行μVisionIDEforARM軟件，點擊菜單欄“Project”，選擇“OpenProject…”，在彈出的對話框選擇實驗例程目錄7.3_IIS_Test子目錄下的IIS_Test.Uv2工程。3）默認(rèn)打開的工程在源碼編輯窗口會顯示實驗例程的闡明文獻(xiàn)readme.txt，具體閱讀并理解實驗內(nèi)容。4）工程提供了兩種運(yùn)行方式：一是下載到SDRAM中調(diào)試運(yùn)行，二是固化到NorFlash中運(yùn)行。顧客能夠在工具欄SelectTarget下拉框中選擇在RAM中調(diào)試運(yùn)行還是固化Flash中運(yùn)行。5）接下來開始編譯鏈接工程，在菜單欄“Projiet”選擇“Buildtarget”或者“Rebuildalltargetfiles”編譯整個工程，顧客也能夠在工具欄單擊“”或者“”進(jìn)行編譯。6）編譯完畢后，在輸出窗口能夠看到編譯提示信息，例如“".\SDRAM\IIS_Test.axf"-0Error(s),1Warning(s).”，如果顯示“0Error(s)”即表達(dá)編譯成功。7）撥動實驗平臺電源開關(guān)，給實驗平臺上電，單擊菜單欄Debug->Start/StopDebugSession項將編譯出來的映像文獻(xiàn)下載到SDRAM中，或者單擊工具欄“”按鈕來下載。8）下載完畢后，單擊菜單欄Debug->Run項運(yùn)行程序，或者單擊工具欄“”按鈕來全速運(yùn)行程序。顧客也能夠使用進(jìn)行單步調(diào)試程序。9）全速運(yùn)行后，顧客能夠在超級終端看到程序運(yùn)行的信息，出現(xiàn)“Pleaseinputwords,thenpressEnter”提示后輸入想要發(fā)送的數(shù)據(jù)，并已回車作為發(fā)送字符串的結(jié)尾標(biāo)志。10）顧客能夠Stop程序運(yùn)行，使用μVisionIDEforARM的某些調(diào)試窗口跟蹤查看程序運(yùn)行的信息。注：如果在第4）步顧客選擇在Flash中運(yùn)行，則編譯鏈接成功后，單擊菜單欄Flash->Download項將程序固化到NorFlash中，或者單擊工具欄按鈕“”固化程序，從實驗平臺的主板拔出JTAG線，給實驗平臺重新上電，程序?qū)⒆詣舆\(yùn)行。六、實習(xí)主程序：聲音圖像同時顯示七、實習(xí)中間過程：終端的設(shè)立以下2、單獨(dú)顯示圖片時終端顯示成果以下3、單獨(dú)實現(xiàn)聲音的程序以下4、單獨(dú)實現(xiàn)聲音的終端顯示成果以下5、圖片的轉(zhuǎn)換以下6、聲音的轉(zhuǎn)換以下八、實習(xí)心得：通過本次實習(xí)對ARM9嵌入式系統(tǒng)設(shè)計有了更深一步的理解，懂得了如何使