基于arm的最小系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)板設(shè)計(jì)【畢業(yè)設(shè)計(jì)+開(kāi)題報(bào)告+文獻(xiàn)綜述】

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</p><p><b>　　（二零 屆）</b></p><p>　　基于arm的最小系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)板設(shè)計(jì) </p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 測(cè)控技術(shù)與儀器 </p

2、><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　

3、在現(xiàn)代生活中，隨著網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)的高速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)在經(jīng)歷了近20年得發(fā)展歷程后，又進(jìn)入了一個(gè)新的歷史發(fā)展階段，網(wǎng)絡(luò)的普及及3C合一的加速，微型化和專業(yè)化產(chǎn)品發(fā)展的新趨勢(shì)，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。嵌入式系統(tǒng)可定義為“嵌入到對(duì)象體系中的專用計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)”。很多嵌入式系統(tǒng)已形成獨(dú)立的應(yīng)用產(chǎn)品，如手機(jī)、PDA、MP3、數(shù)碼伴侶等。這時(shí)嵌入式系統(tǒng)定義中的“嵌入到對(duì)象體系中”的含義，可以廣義地理解內(nèi)“內(nèi)嵌有計(jì)算機(jī)”。嵌入式操作系統(tǒng)對(duì)嵌入式

4、產(chǎn)品的好壞有直接的影響，因此，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)中確立了主導(dǎo)地位。本文基于目前非常廣泛的ARM7處理器LPC2138，介紹它的原理圖的設(shè)計(jì)及PCB布板制作。</p><p>　　關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng) ARM7 LPC2138 原理圖設(shè)計(jì) PCB布板制作</p><p>　　Based on the arm of the smallest</p><p>

5、　　system experiment board design</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In modern life，As the network and communication technology high speed development, embedded system after nearly 20

6、years development process, then enter a new historical stage of development，The network popularization and 3C one acceleration, miniaturization and specialized products, the new trend of development of embedded system us

7、ed more widely.Embedded system can be defined as "embedded in the special computer application object system system." Many embedded systems has formed independent ap</p><p>　　Keywords: Embedded sys

8、tem ARM7 LPC2138 Principle schematic diagram of the design</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘 要錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 緒論1</b>

9、;</p><p><b>　　1.1引言1</b></p><p>　　1.2 ARM 的簡(jiǎn)介2</p><p>　　2 ARM7 2138開(kāi)發(fā)板的硬件設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1硬件原理圖4</p><p>　　2.1.1電源電路圖………………………………………………………..4

10、</p><p>　　2.1.2 復(fù)位電路圖………………………………………………………5</p><p>　　2.1.3 LPC2138…………………………………………………………..6</p><p>　　2.1.4 串口電路圖………………………………………………………6</p><p>　　2.1.5 鍵盤(pán)電路圖…………………………………

11、……………………7</p><p>　　2.1.6 蜂鳴器控制電路…………………………………………………8</p><p>　　2.1.7數(shù)碼顯示電路圖……………………………………………………..…..9</p><p><b>　　2.2硬件結(jié)構(gòu)9</b></p><p>　　3 LPC2138 的功能特點(diǎn)及使用

12、11</p><p>　　3.1 GPIO11</p><p>　　3.2.1概述…………………………………………………………………….....11</p><p>　　3.1.2 特性……………………………………………………………………...11</p><p>　　3.1.3 GPIO的使用注意事項(xiàng)……………………………………………….

13、..11</p><p>　　3.2 UART0和UART111</p><p>　　3.2.1概述11</p><p>　　3.2.2特性11</p><p>　　3.2.3基本操作……………………………………………………………….12</p><p>　　3.3 I2C接口12</p>&l

14、t;p>　　3.3.1概述12</p><p>　　3.3.2特性12</p><p>　　3.3.3 I2C的典型應(yīng)用電路圖……………………………………………..…12</p><p>　　3.4 定時(shí)器0和定時(shí)器113</p><p>　　3.4.1 概述………………………………………………………...…..13</p&

15、gt;<p>　　3.4.2 特性…………………………………………..………………..13</p><p>　　3.4.3 功能框圖……………………………..………………………..13</p><p>　　3.5 看門(mén)狗14</p><p>　　3.5.1 概述…………………………………………………………...14</p><p

16、>　　3.5.2 特性………………………..…………………………………..14</p><p>　　3.5.3 看門(mén)狗方框圖……..…………………………………………..14</p><p>　　3.5.4 基本操作….…………………………………………………...15</p><p>　　3.6實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）15</p><p>　

17、　3.6.1 概述…………………………………………………………....15</p><p>　　3.6.2 特性……………………………………………………………16</p><p>　　3.6.3 RTC的功能框圖……………………………………………….16</p><p>　　4 ADS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境16</p><p>　　4.1 ADS

18、 1.2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的組成17</p><p>　　4.1.1 CodeWarrior IDE簡(jiǎn)介………………………………….…17</p><p>　　4.2 AXD調(diào)試器簡(jiǎn)介18</p><p>　　5 軟件部分設(shè)計(jì)………………………………………………………………...19</p><p>　　5.1 蜂鳴器蜂鳴例程……………………

19、….................................................19</p><p><b>　　結(jié)論21</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)…22</b></p><p><b>　　致謝24</b></p><p>　　附

20、錄……………………………………………………………………………...25</p><p>　　附錄圖1 焊接板A………………………………………............................25</p><p>　　附錄圖2 焊接板B………………………………..……………………..…25</p><p>　　附錄圖3 焊接組件…………………………………..……

21、……………….26</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1引言</b></p><p>　　隨著信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展空間也相當(dāng)?shù)膹V闊，在99年1月，美國(guó)著名未來(lái)學(xué)家尼葛洛龐帝訪華時(shí)發(fā)言是曾說(shuō)未來(lái)4到5年后嵌入式智能工具將是PC與因特網(wǎng)之后的另一偉大發(fā)明。而

22、我國(guó)著名的嵌入式研究者沈緒榜院士在98年11月的全國(guó)11次微機(jī)學(xué)術(shù)交流會(huì)上發(fā)表了《計(jì)算機(jī)的發(fā)展與技術(shù)》，其中對(duì)未來(lái)10年嵌入式芯片為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)工業(yè)進(jìn)行了科學(xué)的闡述與展望[3]。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，嵌入式技術(shù)全面發(fā)展，目前已成為電子產(chǎn)品和通信產(chǎn)品共同發(fā)展的方向。在通信領(lǐng)域，數(shù)字技術(shù)逐漸全面的代替模擬技術(shù)；在廣播電視領(lǐng)域，數(shù)字音頻廣播也進(jìn)入商品化在試播階段；數(shù)字電視也逐步應(yīng)用在人們的生活中；而軟件、集成電路和新型元器件逐漸占據(jù)產(chǎn)業(yè)的重

23、要地位。綜上所述的產(chǎn)品，都與嵌入式系統(tǒng)技術(shù)息息相關(guān)。在著名的維納斯計(jì)劃生產(chǎn)機(jī)頂盒中，就是采用了32位以上的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)。由于嵌入式設(shè)備具有自然的人機(jī)交互界面，GUI屏幕為中心的多媒體界面給人很大的親和力。語(yǔ)音撥號(hào)上網(wǎng)、手寫(xiě)文字輸入、收發(fā)電子郵件以及彩色圖像、圖形方面取得初步的成效。目前一些先進(jìn)的PDA在顯示屏幕上已實(shí)現(xiàn)漢字寫(xiě)入、短消息語(yǔ)音發(fā)布，日用范圍已逐步廣闊。對(duì)</p><p>　　面的研發(fā)，無(wú)疑是個(gè)非常珍

24、貴的資源寶庫(kù)。今天嵌入式系統(tǒng)帶來(lái)的工業(yè)年產(chǎn)</p><p>　　已超過(guò)了1萬(wàn)億美元，美國(guó)汽車大王福特公司的高級(jí)經(jīng)理宣稱，“福特出售的‘計(jì)算能力’已超過(guò)了IBM”，在美國(guó)嵌入式系統(tǒng)大會(huì)(Embedded System Conference)的報(bào)告中也曾指出，未來(lái)5年僅基于嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全數(shù)字電視產(chǎn)品，就能在美國(guó)產(chǎn)生一個(gè)每年1500億美元的新市場(chǎng)。由此可以想像嵌入式計(jì)算機(jī)工業(yè)的規(guī)模和廣度。在1998年11月在美

25、國(guó)加州舉行的嵌入式系統(tǒng)大會(huì)上，基于RTOS的Embedded Internet成為一個(gè)技術(shù)新熱點(diǎn)。在國(guó)內(nèi)， “女鍋計(jì)劃”和“維納斯計(jì)劃”一度鬧得沸沸揚(yáng)揚(yáng)，信息加電、機(jī)頂盒這兩年更成了I的熱點(diǎn)，而實(shí)際上這些產(chǎn)品都是嵌入式系統(tǒng)在一個(gè)特定環(huán)境下的一個(gè)特定應(yīng)用。據(jù)調(diào)查，目前在國(guó)際上已有200多種嵌入式操作系統(tǒng)，而各色各樣的開(kāi)發(fā)工具、應(yīng)用于嵌入式開(kāi)發(fā)的設(shè)備儀器更是舉不勝舉。在國(guó)內(nèi)，這塊領(lǐng)域還處在開(kāi)荒階段，目前只有兩三家公司和極少數(shù)人員在從事這方面

26、的工作。由此可見(jiàn)，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展的空間十分廣大。</p><p>　　在這個(gè)信息時(shí)代如此快速的環(huán)境下，數(shù)字時(shí)代使嵌入式產(chǎn)品、市場(chǎng)展現(xiàn)了美好的前景，同時(shí)也對(duì)嵌入式生產(chǎn)廠商提出了新的挑戰(zhàn)，從中我們可以看出未來(lái)嵌入式系統(tǒng)的幾大發(fā)展趨勢(shì)：</p><p>　　1．嵌入式開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，因此要求嵌入式系統(tǒng)廠商不僅要提供嵌入式軟硬件系統(tǒng)本身，同時(shí)還需要提供強(qiáng)大的硬件開(kāi)發(fā)工具和軟件包支。

27、</p><p>　　2．網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)成為必然一個(gè)趨勢(shì)?！　?lt;/p><p>　　3.網(wǎng)絡(luò)化、信息化的要求隨著因特網(wǎng)技術(shù)的成熟、帶寬的提高而日益提高，使得以往單一功能的設(shè)備如電話、手機(jī)、冰箱、微波爐等功能已不再單一，結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜。</p><p>　　4．精簡(jiǎn)系統(tǒng)內(nèi)核、算法，降低功耗和軟硬件成本。</p><p>　　5．提供友好的多媒體人機(jī)界

28、面。</p><p>　　如果說(shuō)過(guò)去的趨勢(shì)能致命未來(lái)的話，那么隨著技術(shù)的發(fā)展與革新，嵌入式軟件將繼續(xù)增加更新更好的應(yīng)用并且產(chǎn)生更加靈敏的產(chǎn)品種類。根據(jù)人們自身發(fā)展需求而不斷壯大的市場(chǎng)，以及有互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造的無(wú)線機(jī)會(huì)，嵌入式系統(tǒng)將不斷的重新創(chuàng)造未來(lái)的世界【1】。</p><p>　　1.2 ARM 的簡(jiǎn)介</p><p>　　ARM公司是一家知識(shí)產(chǎn)權(quán)供應(yīng)商與其他半導(dǎo)體公司

29、所不同的是不制造芯片及不向終端用戶出售芯片，只是轉(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)方案，然后由其合作伙伴生產(chǎn)各色的芯片。這種雙贏的伙伴關(guān)系使得ARM公司迅速的成為全球性RISC微處理器標(biāo)準(zhǔn)的締造者，同時(shí)也給用戶帶來(lái)了巨大的好處，使其在掌握一種ARM內(nèi)核結(jié)構(gòu)及其開(kāi)發(fā)手段時(shí)，就能使用多家公司相同ARM內(nèi)核的芯片。ARM微處理器是英國(guó)先進(jìn)RISC機(jī)器公司的產(chǎn)物，它具有極高的性價(jià)比，代碼密度以及出色的實(shí)時(shí)中斷響應(yīng)和很低的功耗，它占用面積很少的硅片，從而使其成為嵌入式系統(tǒng)

30、的理想選擇。ARM微處理器的應(yīng)用范圍十分廣泛，比如手機(jī)、PDA、MP3/MP4和種類繁多的便捷式消費(fèi)品。ARM處理器得到了眾多廠家的支持，在32 位嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域獲得了巨大的成功,如Inter、Motorola 、IBM、NS、Atmel、Philips、NEC、OKI、SONY 等世界上幾乎所有的半導(dǎo)體公司獲得ARM 授權(quán)，開(kāi)發(fā)具有自己特色的基于ARM 的嵌入式系統(tǒng)芯片[1]。</p><p>　　ARM處理器

31、具備了RISC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：</p><p>　　它具有大量的通用寄存器；</p><p>　　地址自動(dòng)增和減的尋址方式優(yōu)化程序中的循環(huán)處理；</p><p>　　通過(guò)裝載或保存結(jié)構(gòu)使用獨(dú)立的load和store指令來(lái)完成數(shù)據(jù)在寄存器和外部存儲(chǔ)器之間的傳送，而且處理器只處理寄存器中的數(shù)據(jù)，避免多次訪問(wèn)存儲(chǔ)器；</p><p>　　它的尋址方式相

32、當(dāng)簡(jiǎn)單，所有的裝載或保存的地址只能有寄存器的內(nèi)容和指令域來(lái)決定；</p><p>　　使用了統(tǒng)一的和固定長(zhǎng)度的指令格式；</p><p>　　Load/store指令可批量傳輸數(shù)據(jù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)最大數(shù)據(jù)的吞吐量；</p><p>　　每一條數(shù)據(jù)處理指令可以同時(shí)包含邏輯運(yùn)算單元的運(yùn)算及移位處理，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)邏輯運(yùn)算單元和移位器的最大利用；</p><p>

33、;　　ARM處理器的應(yīng)用領(lǐng)域：到目前為止,ARM處理器及技術(shù)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)深入到各個(gè)領(lǐng)域，1、工業(yè)控制領(lǐng)域：作為32的RISC架構(gòu),基于ARM核的微控制器芯片不但占據(jù)了高端微控制器市場(chǎng)的大部分市場(chǎng)份額,同時(shí)也逐漸向低端微控制器應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展,ARM微控制器的低功耗、高性價(jià)比,向傳統(tǒng)的8位/16位微控制器提出了挑戰(zhàn)。2、無(wú)線通訊領(lǐng)域：目前已有超過(guò)85%的無(wú)線通訊設(shè)備采用了ARM技術(shù), ARM以其高性能和低成本,在該領(lǐng)域的地位日益鞏固。

34、3、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：隨著寬帶技術(shù)的推廣,采用ARM技術(shù)的ADSL芯片正逐步獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。此外,ARM在語(yǔ)音及視頻處理上行了優(yōu)化,并獲得廣泛支持,也對(duì)DSP的應(yīng)用領(lǐng)域提出了挑戰(zhàn)。4、消費(fèi)類電子產(chǎn)品：ARM技術(shù)在目前流行的數(shù)字音頻播放器、數(shù)字機(jī)頂盒和游戲機(jī)中得到廣泛采用。5、成像和安全產(chǎn)品：現(xiàn)在流行的數(shù)碼相機(jī)和打印機(jī)中絕大部分采用ARM技術(shù)。手機(jī)中的32位SIM智能卡也采用了ARM技術(shù)。　　除此以外,ARM微處理器及技術(shù)還應(yīng)用到許多不同的

35、領(lǐng)域,并會(huì)在將來(lái)取得更加廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　2.ARM7 2138開(kāi)發(fā)板的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　ARM2138開(kāi)發(fā)板內(nèi)核采用精簡(jiǎn)指令計(jì)算機(jī)（RISC）體系結(jié)構(gòu)，是一款小門(mén)數(shù)的計(jì)算機(jī)。在開(kāi)發(fā)板上提供了一些鍵盤(pán)、LED、蜂鳴器等常用功能，用戶可更換兼容的CPU進(jìn)行仿真調(diào)試，如LPC2138等。靈活的跳線組合，用戶I/O接口，極大的方便了用戶進(jìn)行32位ARM嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)

36、實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　ARM的功能特點(diǎn)是：具有RS232轉(zhuǎn)換電路，可與上位機(jī)進(jìn)行通訊；板上的功能部件與 CPU之間，可以使用跳線器選擇連接或斷開(kāi)連接；完全自主設(shè)計(jì)的軟硬件、擁有自主版權(quán)的JTAG仿真技術(shù)，支持ADS1.2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境等等。</p><p><b>　　2.1硬件原理圖</b></p><p>　　ARM7 2138的電路原

37、理圖</p><p><b>　　如圖2.1所示</b></p><p>　　2.1ARM7 2138的電路原理圖 </p><p>　　上圖有電源電路圖，串口電路，復(fù)位電路，LPC2138圖，蜂鳴器，下載端口以及一些芯片。</p><p>　　2.1.1電源電路圖</p><p><

38、b>　　如圖2.2</b></p><p><b>　　2.2 電源電路</b></p><p>　　LPC2138微控制器的內(nèi)核只需要單電源3.3V，由USB口輸入直流電源5V，二極管D1用來(lái)限制電流的導(dǎo)通方向，經(jīng)過(guò)C1濾波，然后經(jīng)過(guò)SPX1117m3-3.3穩(wěn)壓至3.3V，C2是用來(lái)提高穩(wěn)定性。SPX1117m3-3.3芯片的特點(diǎn)是輸出電壓精度高

39、，穩(wěn)定性好，且輸出電流大，其電壓輸出精度在上下1℅以內(nèi)，輸出電流最大為0.8A，還有電流限制和熱保護(hù)功能，在手持儀表，數(shù)字家電等方便廣泛應(yīng)用，但是在使用時(shí)，輸出端至少需要使用一個(gè)10uF的電容來(lái)改善穩(wěn)定性。</p><p>　　2.1.2 復(fù)位電路圖</p><p><b>　　如2.3所示</b></p><p><b>　　2.3

40、復(fù)位電路</b></p><p>　　由圖可知，復(fù)位電路相對(duì)簡(jiǎn)單，S1為按鍵，用來(lái)復(fù)位，使其恢復(fù)到初始狀態(tài)，電阻用來(lái)限流，電容C3用來(lái)保持其穩(wěn)定性。</p><p>　　2.1.3 LPC2138</p><p><b>　　如圖2.4</b></p><p>　　2.4 LPC2138腳封裝</p&g

41、t;<p>　　LPC2138 有64個(gè)引腳封裝.</p><p>　　2.1.4串口電路圖</p><p><b>　　如圖2.5</b></p><p><b>　　2.5串口電路 </b></p><p>　　該電路使用芯片max232，是串口電路的一個(gè)必備芯片，定義了數(shù)據(jù)終端設(shè)

42、備與數(shù)據(jù)通信設(shè)備之間的物理接口標(biāo)準(zhǔn)。MAX232芯片是美信公司專門(mén)為電腦的RS-232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片。</p><p>　　RS-232引腳分為三部分: </p><p>　　第一部分是供電。15腳GND、16腳VCC（+5v）。該系統(tǒng)是3.3V的系統(tǒng)。</p><p>　　第二部分是電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生

43、+12v和-12v兩個(gè)電源，提供給RS-232串口電平的需要。 </p><p>　　第三部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由7、8、9、10、11、12、13、14腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。 其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。 8腳（R2IN）、9腳（R2OUT）、10腳（T2IN）、7腳（T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。 TTL/CMOS數(shù)據(jù)從T1IN、T2IN輸入

44、轉(zhuǎn)換成RS-232數(shù)據(jù)從T1OUT、T2OUT送到電腦DB9插頭；DB9插頭的RS-232數(shù)據(jù)從R1IN、R2IN輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS數(shù)據(jù)后從R1OUT、R2OUT輸出。</p><p>　　根據(jù)芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)，在其周圍接電容C1，C2，C3，因?yàn)橐话慵呻娐穬?nèi)部很難實(shí)現(xiàn)較大電容，所以將其引出來(lái)接。</p><p>　　2.1.5鍵盤(pán)電路圖</p><p>&l

45、t;b>　　如圖2.6</b></p><p><b>　　2.6 鍵盤(pán)電路 </b></p><p>　　該電路采用4*4的模式，一共16個(gè)按鍵，分別從S1-S16，分別有行列控制，當(dāng)按下鍵時(shí)，通過(guò)行列的按鍵掃面，可以知道是哪個(gè)鍵按下了。</p><p>　　鍵盤(pán)分編碼式和非編碼式，鍵盤(pán)上閉合鍵的識(shí)別由專用的硬件編碼器實(shí)現(xiàn)，

46、并產(chǎn)生鍵編碼號(hào)或鍵值的稱為編碼鍵盤(pán)，而靠軟件來(lái)識(shí)別的稱為非編碼鍵盤(pán)。</p><p>　　2.1.6蜂鳴器控制電路圖</p><p><b>　　如圖2.7</b></p><p>　　2.7蜂鳴器控制器電路</p><p>　　由圖可知，蜂鳴器由PNP三極管Q2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，當(dāng)P0.20口是低電平0時(shí)，Q2截止，蜂鳴器

47、不響；當(dāng)P0.20口是高電平時(shí),Q2導(dǎo)通，此時(shí)蜂鳴器蜂鳴。</p><p>　　采用開(kāi)關(guān)三極管8550，其主要特點(diǎn)是放大倍數(shù)為300倍，其最大及電流和特征頻率都很高。</p><p>　　2.1.7數(shù)碼管顯示電路圖</p><p><b>　　如圖2.8</b></p><p>　　2.8 數(shù)碼管顯示電路</p&g

48、t;<p>　　LED顯示器工作方式有兩種：動(dòng)態(tài)顯示方式和靜態(tài)顯示方式。動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)是將所有位數(shù)碼管的段選線并聯(lián)在一起，由位選線控制是哪一位數(shù)碼管有效。這樣一來(lái)，就沒(méi)有必要每一位數(shù)碼管配一個(gè)鎖存器，從而大大地簡(jiǎn)化了硬件電路。點(diǎn)亮數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。所謂動(dòng)態(tài)掃描顯示即輪流向各位數(shù)碼管送出字形碼和相應(yīng)的位選，利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺(jué)暫留作用，使人的感覺(jué)好像各位數(shù)碼管同時(shí)都在顯示。動(dòng)態(tài)顯示的亮度比靜態(tài)顯示要差一些，所以在

49、選擇限流電阻時(shí)應(yīng)略小于靜態(tài)顯示電路中的。靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是每個(gè)數(shù)碼管必須接一個(gè)8位鎖存器用來(lái)鎖存待顯示的字形碼。送入一次字形碼顯示字形一直保持，直到送入新字形碼為止。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是占用CPU時(shí)間少，顯示便于監(jiān)測(cè)和控制。缺點(diǎn)是硬件電路比較復(fù)雜，成本較高。 </p><p>　　使用LED顯示器時(shí)，要注意區(qū)分這兩種不同的接法。為了顯示數(shù)字或字符，必須對(duì)數(shù)字或字符進(jìn)行編碼。七段數(shù)碼管加上一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，共計(jì)8段。因此為L(zhǎng)E

50、D顯示器提供的編碼正好是一個(gè)字節(jié)。在我這次設(shè)計(jì)中，所使用的數(shù)碼管是七段數(shù)碼管。</p><p><b>　　硬件結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　ARM2138 的PCB圖如下</p><p>　　3.LPC2138 的功能特點(diǎn)及使用</p><p>　　LPC2138的管腳基本都有一個(gè)以上的功能，可通過(guò)管腳鏈接到不同的

51、功能模塊，在使用任何功能模塊之前，必須進(jìn)行管腳鏈接配置，否則芯片將保持默認(rèn)狀態(tài)。</p><p><b>　　3.1 GPIO</b></p><p><b>　　3.1.1 概述</b></p><p>　　LPC2138有47個(gè)通用的I/O口，分別是P0[31:0],P1[31:16],由于口線與其他功能復(fù)用，因而需要

52、進(jìn)行相關(guān)的管腳鏈接模塊選擇連接GPIO,然后通過(guò)IODIR進(jìn)行輸入/輸出方向選擇才能操作。</p><p>　　GPIO或者用于輸出控制，或者用于引腳電平狀態(tài)的讀取，其中包含一些通用寄存器，IOPIN反映了當(dāng)前電平狀態(tài)，IOSET反映GPIO引腳高電平輸出控制，IOCLR反映引腳低電平輸出控制，IODIR反映GPIO引腳輸入輸出方向。</p><p><b>　　3.1.2 特性

53、</b></p><p>　　1.單個(gè)位的方向控制；</p><p>　　2.單獨(dú)控制輸出的置位和清零；</p><p>　　3.所有I/O口在復(fù)位后默認(rèn)為輸入。</p><p>　　3.1.3 GPIO使用注意事項(xiàng)</p><p>　　1.引腳設(shè)置位輸出方式時(shí)，輸出狀態(tài)由IOxSET和IOxCLR中最后操

54、作的寄存器決定。例如：</p><p>　　IOxSET=0x00000080</p><p>　　IOxCLR=0x00000080</p><p>　　在程序執(zhí)行結(jié)束后，P0.7將輸出低電平，因?yàn)閷?xiě)GPIO輸出清零寄存器在寫(xiě)置位寄存器之后。</p><p>　　2.推挽輸出的I/O引腳正常拉出/灌入電流均為4mA，短時(shí)間極限值為40mA。

55、</p><p>　　3.復(fù)位后大部分引腳默認(rèn)作為GPIO功能，并且均為輸入狀態(tài)，但是有部分引腳在復(fù)位后默認(rèn)作為第二功能.</p><p>　　3.2 UART0和UART1</p><p><b>　　3.2.1概述</b></p><p>　　LPCC2138有兩個(gè)符合16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的異步串行口，兩者除了外設(shè)基

56、地址以外，其他都相同。</p><p><b>　　3.2.2 特性</b></p><p>　　1. 接收器FIFO觸發(fā)點(diǎn)可為1、4、8和14字節(jié)；</p><p>　　2．寄存器位置符合16C550工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；</p><p>　　3. 16字節(jié)接受FIFO和16字節(jié)發(fā)送FIFO；</p><p&g

57、t;　　4. 實(shí)現(xiàn)軟件流控制的機(jī)制。</p><p>　　5. 內(nèi)置波特率發(fā)生器；</p><p>　　3.2.3 基本操作</p><p>　　LPC2138的兩個(gè)串口具有完全相同的寄存器，只是物理地址不一樣，UART的基本寄存器功能框圖如圖3.1</p><p>　　3.1 UART基本寄存器功能框圖</p><p&g

58、t;<b>　　3.3 I2C接口</b></p><p><b>　　3.3.1 概述</b></p><p>　　LPC2138具有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的的硬件I2C接口，分別是I2C0和I2C1，可配置主機(jī)或者從機(jī)，總線時(shí)速速率可調(diào)整，最高可支持400K。使用I2C總線時(shí)，要將相應(yīng)的的管腳設(shè)置連接SCL、SDA,并且總線上要接2個(gè)上拉電阻，在1K-10

59、K之間。</p><p><b>　　3.3.2 特性</b></p><p>　　1.串行時(shí)鐘同步可作為握手機(jī)制使串行傳輸掛起和恢復(fù)。</p><p>　　2.可編程時(shí)鐘可實(shí)現(xiàn)通用速率控制；</p><p>　　3.可配置為主機(jī)、從機(jī)或主/從機(jī)；</p><p>　　4.標(biāo)準(zhǔn)的I2C總線接口；&

60、lt;/p><p>　　5.串行時(shí)鐘同步使器件在一條串行總線上實(shí)現(xiàn)不同位速率的通信；</p><p>　　6.主、從機(jī)總線（無(wú)中央主機(jī)）；</p><p>　　7．同時(shí)發(fā)送的主機(jī)之間進(jìn)行仲裁，避免了總線數(shù)據(jù)的沖突；</p><p>　　8. I2C總線用于測(cè)試和診斷；</p><p>　　3.3.3 I2C的典型應(yīng)用電路圖

61、</p><p><b>　　如圖3.2</b></p><p>　　3.2 I2C典型應(yīng)用電路</p><p>　　LPC2138的I2C是字節(jié)方式的I2C接口，只要把一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)寫(xiě)入I2C數(shù)據(jù)寄存器I2DAT后，即可由I2C接口自動(dòng)完成所有的數(shù)據(jù)位發(fā)送。在一個(gè)特定的應(yīng)用中，I2C模塊可以配置I2C主機(jī)，它有四種操作模式：主發(fā)送器模式，主接收

62、器模式，從發(fā)送器模式，從接收器模式。</p><p>　　3.4 定時(shí)器0和定時(shí)器1</p><p><b>　　3.4.1 概述</b></p><p>　　LPC2138有兩個(gè)32位定時(shí)器：定時(shí)器0和定時(shí)器1.這兩個(gè)定時(shí)器除了外設(shè)基地址不同外，其他都相同。定時(shí)器可進(jìn)行對(duì)外時(shí)鐘計(jì)數(shù)，根據(jù)4個(gè)匹配寄存器的設(shè)定，可設(shè)置位匹配時(shí)產(chǎn)生中斷或執(zhí)行其他動(dòng)

63、作，它還有4個(gè)捕獲輸入，在輸入信號(hào)發(fā)生跳變時(shí)，來(lái)獲得當(dāng)前值，也可選擇中斷。</p><p><b>　　3.4.2 特性</b></p><p>　　1.4個(gè)32位匹配寄存器，匹配時(shí)定時(shí)器繼續(xù)工作，可選擇產(chǎn)生中斷；匹配時(shí)復(fù)位定時(shí)器，可選擇產(chǎn)生中斷匹配時(shí)的動(dòng)作有3種；匹配時(shí)停止定時(shí)器，可選擇產(chǎn)生中斷。</p><p>　　2.具有多達(dá)4路捕獲通道

64、。當(dāng)輸入信號(hào)發(fā)生跳變時(shí)可獲得當(dāng)前值，也可選擇中斷。</p><p>　　3.兩個(gè)32位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器各含有一個(gè)可編程32位分頻器；</p><p>　　4.4個(gè)對(duì)應(yīng)于匹配寄存器的外部輸出，匹配時(shí)的輸出有4種：匹配時(shí)設(shè)置為低電平；匹配時(shí)設(shè)置位高電平；匹配時(shí)翻轉(zhuǎn)；匹配時(shí)無(wú)動(dòng)作。</p><p>　　3.4.3 功能框圖</p><p><b

65、>　　如圖3.3</b></p><p>　　3.3定時(shí)器的寄存器的功能框圖</p><p>　　途中，32位定時(shí)器TC的計(jì)數(shù)器由pclk經(jīng)過(guò)PR進(jìn)行分頻控制得到，而定時(shí)器的啟動(dòng)/停止、計(jì)數(shù)復(fù)位都由TCR來(lái)控制，當(dāng)有一些捕獲事件或者有匹配事件發(fā)生時(shí)，IR會(huì)設(shè)置相關(guān)中斷標(biāo)志(因?yàn)椴皇嵌〞r(shí)器溢出而產(chǎn)生中斷，所以圖上用虛線連接)，若已打開(kāi)中斷允許(VIC)，則會(huì)產(chǎn)生中斷。當(dāng)然，

66、預(yù)分頻控制器PR只是控制分頻數(shù)，而其對(duì)應(yīng)的分頻計(jì)數(shù)器是PC，但用戶無(wú)需操作PC寄存器。</p><p><b>　　3.5 看門(mén)狗</b></p><p><b>　　3.5.1 概述</b></p><p>　　看門(mén)狗（WD，Watchdog）包括一個(gè) 32 位計(jì)數(shù)器和一個(gè) 4 分頻的預(yù)分頻器。其用途是使微控制器在進(jìn)入錯(cuò)

67、誤狀態(tài)后的一定時(shí)間內(nèi)復(fù)位。當(dāng)看門(mén)狗使能時(shí)，如果用戶程序沒(méi)有在周期時(shí)間內(nèi)喂狗（重裝） ，看門(mén)狗會(huì)產(chǎn)生一個(gè)系統(tǒng)復(fù)位。時(shí)鐘將通過(guò)預(yù)分頻器來(lái)輸入定時(shí)器。而定時(shí)器遞減計(jì)數(shù)。定時(shí)器遞減的最小值是 0xFF。如果設(shè)置一個(gè)小于0xFF的值，系統(tǒng)會(huì)將 0xFF裝入計(jì)數(shù)器。因此最小看門(mén)狗間隔為(tpclk×256×4)，最大間隔為tpclk×232×4)，兩者都是tpclk×4 的倍數(shù)。 </p>

68、;<p><b>　　3.5.2 特性</b></p><p>　　1.帶內(nèi)部預(yù)分頻器的可編程32位定時(shí)器；</p><p>　　2.具有指示看門(mén)狗復(fù)位的標(biāo)志和調(diào)試模式；</p><p>　　3.可選擇tpclk×4 倍數(shù)的時(shí)間周期：從(tpclk×256×4) 到 (tpclk×232&

69、#215;4)。</p><p>　　4.如果沒(méi)有周期性重裝（即喂狗），則產(chǎn)生片內(nèi)復(fù)位；</p><p>　　5.看門(mén)狗由軟件使能，但只能由硬件復(fù)位或看門(mén)狗復(fù)位來(lái)禁止；</p><p>　　6.在看門(mén)狗向下溢出之前應(yīng)當(dāng)再次喂狗以防止復(fù)位或中斷。</p><p>　　7.在WDTC寄存器中設(shè)置看門(mén)狗定時(shí)器的固定裝載值；</p>&

70、lt;p>　　8.在WDMOD寄存器中設(shè)置模式，并使能看門(mén)狗；</p><p>　　9.錯(cuò)誤/不完整的喂狗時(shí)序會(huì)導(dǎo)致復(fù)位/看門(mén)狗來(lái)禁止；</p><p>　　10.通過(guò)向WDFEED寄存器順序?qū)懭?xAA和0x55，啟動(dòng)看門(mén)狗；</p><p>　　3.5.3 看門(mén)狗方框圖</p><p><b>　　如圖3.4</b&

71、gt;</p><p>　　3.5 看門(mén)狗方框圖</p><p>　　3.5.4 基本操作</p><p>　　看門(mén)狗應(yīng)當(dāng)根據(jù)下面的方法來(lái)使用：</p><p>　　1.在看門(mén)狗向下溢出之前應(yīng)當(dāng)再次喂狗以防止復(fù)位/中斷。 </p><p>　　當(dāng)看門(mén)狗計(jì)數(shù)器向下溢出時(shí)，程序計(jì)數(shù)器將從 0x00000000 開(kāi)始，和外部

72、復(fù)位一樣?？伞Ｒ詸z查看門(mén)狗超時(shí)標(biāo)志（WDTOF）來(lái)確定看門(mén)狗是否產(chǎn)生復(fù)位條件。WDTOF 標(biāo)志必須由軟件清零。</p><p>　　2.通過(guò)向 WDFEED寄存器順序?qū)懭?0xAA和 0x55 啟動(dòng)看門(mén)狗；</p><p>　　3.在 WDMOD 寄存器中設(shè)置模式；</p><p>　　4.在 WDTC 寄存器中設(shè)置看門(mén)狗定時(shí)器的固定裝載值；</p>

73、<p>　　3.6 實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）</p><p><b>　　3.6.1 概述</b></p><p>　　LPC2138的RTC時(shí)鐘可由獨(dú)立的32.768KHz振蕩器或基于VP來(lái)提供。 另外，RTC 還具有專用的電源管腳 Vbat，可連接到電池或其電壓上，要使 RTC 中斷能夠喚醒掉電的 CPU，必須選擇外部時(shí)鐘源。LPC2138 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，可用來(lái)

74、進(jìn)行定時(shí)報(bào)警，日期及時(shí)分秒計(jì)時(shí)等等。RTC 具有獨(dú)立電源和時(shí)鐘源，電源消耗很低，特別適合于電池供電，CPU 不連續(xù)工作（掉電模式）的統(tǒng)。通過(guò)設(shè)置中斷喚醒寄存器（INTWAKE） ，RTC 中斷還能將 CPU從掉電模式下喚醒。置時(shí)鐘控制寄存器（CCR）可以選擇 RTC 的計(jì)數(shù)時(shí)鐘，由獨(dú)立的 32.769KHz 振蕩器提供將 Fpclk 進(jìn)行分頻得到。當(dāng)使用 Fpclk 作為時(shí)鐘源時(shí)，它的基準(zhǔn)時(shí)鐘分頻器允許調(diào)節(jié)任何率高于 65.536KHz

75、 的外設(shè)時(shí)鐘源產(chǎn)生一個(gè) 32.768KHz 的基準(zhǔn)時(shí)鐘，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)時(shí)操作。</p><p><b>　　3.6.2 特性</b></p><p>　　1.提供秒、分、小時(shí)、日、月、年和星期；</p><p>　　2．測(cè)量保持日歷或時(shí)鐘的時(shí)間通路；</p><p>　　3.專用電源管腳可與電池或 3.3V的電壓相連。<

76、;/p><p>　　4.指定的 32KHz 振蕩器或可編程 VPB 時(shí)鐘預(yù) </p><p>　　5. 超低功耗設(shè)計(jì)，支持電池供電系統(tǒng)； </p><p>　　3.6.3 RTC的功能圖</p><p><b>　　如圖3.6</b></p><p>　　3.6 RTC功能框圖</p>

77、<p>　　4.ADS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境</p><p>　　ADS 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境是 ARM 公司推出的 ARM 核微控制器集成開(kāi)發(fā)工具，英文全稱為ARM Developer Suite，成熟版本為 ADS1.2。ADS1.2支持匯編、C、C++源程序，支持軟件調(diào)試及 JTAG 硬件仿真調(diào)試，支持 ARM10 之前的所有 ARM 系列微控制器，具有系統(tǒng)庫(kù)功能強(qiáng)、編譯效率高等特點(diǎn)， 可以在Windows2000

78、， Windows XP、RedHat Linux以及Windows98上運(yùn)行。 </p><p>　　這里將簡(jiǎn)單介紹使用 ADS1.2 建立工程，編譯連接設(shè)置，調(diào)試操作等等。最后還介紹了基于 LPC2138 系列 ARM7 微控制器的工程模板的使用。</p><p>　　4.1ADS 1.2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的組成</p><p>　　ADS 1.2由6個(gè)部分組成，如表

79、4.1所示。</p><p>　　由于用戶一般直接操作的是 CodeWarrior IDE 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境和 AXD 調(diào)試器，所以這一章我們只介紹這兩部分軟件在 Windows 下的使用，其它部分的詳細(xì)說(shuō)明參考 ADS 1.2 的在線幫助文檔或相關(guān)資料。</p><p>　　4.1.1 CodeWarrior IDE簡(jiǎn)介</p><p>　　ADS 1.2 使用了Co

80、deWarrior IDE集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，并集成了ARM匯編器Thumb的C/C++編譯器、ARM連接器，ARM的C/C++編譯器、包含工程管理器、語(yǔ)法敏感（對(duì)關(guān)鍵字以不同顏色顯示） 編輯器、代碼生成接口、源文件和類瀏覽器等等。 CodeWarrior IDE主窗口如 圖4.1 所示。</p><p>　　4.1 CodeWarrior 的開(kāi)發(fā)環(huán)境</p><p>　　4.2 AXD調(diào)試器簡(jiǎn)

81、介</p><p>　　AXD調(diào)試器為ARM擴(kuò)展調(diào)試器（即ARM eXtended Debugger） ，包括ADW/ADU的所有特性，支持硬件仿真和軟件仿真(ARMulator)。AXD能夠裝載映像文件到目標(biāo)內(nèi)存，具有單步、全速和斷點(diǎn)等調(diào)試功能，可以觀察變量、寄存器和內(nèi)存的數(shù)據(jù)等等。如圖4.2是AXD調(diào)試主窗口</p><p>　　4.2 AXD調(diào)試窗口</p><p

82、><b>　　5.軟件部分設(shè)計(jì) </b></p><p>　　在ARM的板子上可實(shí)現(xiàn)很多功能，當(dāng)然有各自的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如按鍵的掃描，lcd的顯示，流水燈的亮，led的顯示等等</p><p>　　5.1 蜂鳴器蜂鳴例程舉例</p><p>　　實(shí)驗(yàn)利用P0.2口的輸出功能，控制蜂鳴器蜂鳴，程序設(shè)置PINSEL0 使P0.2連接GPIO，

83、并通過(guò)IO0DIR將其設(shè)置為輸出狀態(tài)，然后通過(guò)IO0CLR和IO0SET清零和置位P0.2口，控制蜂鳴器.如圖5.2是蜂鳴器控制實(shí)驗(yàn)流程圖</p><p>　　5.2 蜂鳴器控制實(shí)驗(yàn)流程圖</p><p>　　程序清單5.1 蜂鳴器控制實(shí)驗(yàn)</p><p>　　#include“config.h”</p><p>　　#define BEEP

84、 1<< 2 //P0.2控制蜂鳴器，低電平蜂鳴</p><p>　　void DelayNS (uint32 dly) </p><p>　　{ uint32 i; </p><p>　　for ( ; dly>0; dly--) </p><p>　　for (i=0; i<50000; i++); </p

85、><p><b>　　}</b></p><p>　　int main (void) </p><p>　　{ PINSEL0 = 0x00000000; //設(shè)置管腳連接GPIO</p><p>　　IO0DIR = BEEP; //設(shè)置BEEP控制口輸出</p><p>　

86、　while (1) </p><p><b>　　{ </b></p><p>　　IO0SET = BEEP; //BEEP停止蜂鳴</p><p>　　DelayNS(50); </p><p>　　IO0CLR = BEEP； //BEEP蜂鳴</p><p&

87、gt;　　DelayNS(50); //延時(shí)</p><p><b>　　} </b></p><p>　　return 0; </p><p><b>　　}</b></p><p>　　以上所舉例為蜂鳴器控制實(shí)驗(yàn)，其他一些操作跟蜂鳴器類似，就不一一舉例了。</p>

88、;<p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　通過(guò)對(duì)ARM嵌入式系統(tǒng)的相關(guān)資料閱讀理解及分析，我得出以下結(jié)論：</p><p>　　嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已在很多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，包括工業(yè)自動(dòng)化，國(guó)防，運(yùn)輸和航天領(lǐng)域。在日常生活中，人們也使用各種嵌入式系統(tǒng)，幾乎所有帶點(diǎn)“智能”的家電，例如洗衣機(jī)，電腦等都是嵌入式系統(tǒng)。在很多地方，嵌入式系統(tǒng)已代替單片

89、機(jī)使用。嵌入式系統(tǒng)廣泛的適應(yīng)能力和多樣性，使得視聽(tīng)、工作場(chǎng)所甚至健身設(shè)備中到處都有嵌入式系統(tǒng)。</p><p>　　從嵌入式系統(tǒng)的構(gòu)成上看，嵌入式系統(tǒng)是集軟硬件于一體的、可獨(dú)立工作的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；從外觀上看，嵌入式系統(tǒng)像是一個(gè)“可編程”的電子“器件”；從功能上看，它是對(duì)宿主對(duì)象進(jìn)行 控制，使其具有“智能”的控制器。它具有專用性強(qiáng)、實(shí)時(shí)性好、可剪裁性好、可靠性高和功耗低等特點(diǎn)，因此，嵌入式系統(tǒng)在未來(lái)將有一個(gè)更大的發(fā)展

90、，更廣闊的應(yīng)用。</p><p>　　我此次所做的系統(tǒng)是基于LPC2138的ARM7最小系統(tǒng)，該版可通過(guò)USB借口供電，并口調(diào)試下載，一臺(tái)具有USB口與并口的電腦即可對(duì)該板進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與操作，在實(shí)際課程當(dāng)中，因?yàn)檎n時(shí)有限，很難掌握更多的知識(shí)，為了便于同學(xué)在學(xué)習(xí)“嵌入式系統(tǒng)原理與應(yīng)用”，能有簡(jiǎn)單的帶回宿舍自主學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，特設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的基于ARM7的小系統(tǒng)，通過(guò)自主的學(xué)習(xí)，動(dòng)手，能夠更加了解實(shí)驗(yàn)板的結(jié)構(gòu)以及硬件與軟

91、件之間的操作如此，不僅加強(qiáng)了對(duì)嵌入式系統(tǒng)知識(shí)的鞏固，同時(shí)也培養(yǎng)了動(dòng)手及編程方面的能力，有助于教學(xué)進(jìn)程。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　周立功 ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程（第2版）【M】北京航空航天大學(xué)出版社 2008.9</p><p>　　劉松風(fēng). 嵌入式系統(tǒng)的硬件核心與操作系統(tǒng)[J ] . 電子元器件與應(yīng)用

92、,2005 , 7 (9) :36238.</p><p>　　王田苗 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例開(kāi)發(fā) 基于ARM微處理器與μC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng) 【M】2002</p><p>　　4.周立功.ARM微控制器基礎(chǔ)與實(shí)踐（第2版）[M] .北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2005:14-19 .5. LABROSSE J J . 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/ OSII[M] . 2版. 邵貝貝,

93、 譯. 北京: 北京航天航空大學(xué)出版社,2004.6. BARNETT R. 嵌入式C 語(yǔ)言編程與Microchip PIC[M] . 薛曉東,譯. 北京:清華大學(xué)出版社,2005.7. 陸衛(wèi)忠, 朱音, 付保川. μC/ OS_ II 在Microchip MCU上的移植[J ] . 微計(jì)算機(jī)信息, 2006 (26) :51253.8.劉松風(fēng). 嵌入式系統(tǒng)的硬件核心與操作系統(tǒng)[J ] . 電子元器件與應(yīng)用,2005 , 7 (

94、9) :36238.9.曾鳴. μC/ OS_II 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在嵌入式平臺(tái)上進(jìn)行移植的一般方法與技巧[J ] . 今日電子,2005 (11) .10.CAN-bus 開(kāi)發(fā)步驟.廣州周立功單片機(jī)發(fā)展有限公司.2004.[3] Sipex 公司.RS-422/485 器件手冊(cè)[Z] . 北京；人民郵電出版社,2001.[4] nRF 401</p><p>　　11.Thomas A Henzinger

95、 Two challenges in embedded systems design:</p><p>　　predictability and robustness[J] The Royal Society 2008</p><p>　　Kostas Zotos, Andreas Litke, Alexander Chatzigeorgiou, Spyros Nikolaidis1, G

96、eorge Stephanides . ENERGY COMPLEXITY OF SOFTWARE IN EMBEDDED SYSTEMS [J]</p><p>　　王樹(shù)紅 嵌入式系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 【J】大學(xué)太原學(xué)報(bào) 2007年6月第8卷第2期總第30期</p><p>　　趙曉軍，任明偉，蘇海霞，曹建坤，王飛，陳 雷 基于ARM 的嵌入式無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng) 【J】(河北大學(xué)電子信息

97、與工程學(xué)院，河北保定07100）</p><p>　　賈祥正 ARM嵌入式系統(tǒng)的LCD驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)【J】中國(guó)高新技術(shù)企業(yè) 2010年第27期（總第162期）</p><p>　　16. 羅朝兵 基于ARM嵌入式系統(tǒng)的便攜式白細(xì)胞平衡儀的設(shè)計(jì)【J】（西北工業(yè)大學(xué) 2006年）</p><p><b>　　附錄</b></p><p

98、><b>　　附錄圖1 焊接板A</b></p><p><b>　　附錄圖2 焊接板B</b></p><p>　　附錄圖3 焊接板組件</p><p><b>　　文獻(xiàn)綜述</b></p><p>　　基于ARM7的最小系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)板設(shè)計(jì)</p><p

99、>　　1前言部分（ARM嵌入式系統(tǒng)的研究背景和意義）</p><p>　　ARM公司是一家知識(shí)產(chǎn)權(quán)供應(yīng)商，與其他半導(dǎo)體公司所不同的是不制造芯片及不向終端用戶出售芯片，只是轉(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)方案，然后由其合作伙伴生產(chǎn)各色的芯片。這種雙贏的伙伴關(guān)系使得ARM公司迅速的成為全球性RISC微處理器標(biāo)準(zhǔn)的締造者，同時(shí)也給用戶帶來(lái)了巨大的好處，使其在掌握一種ARM內(nèi)核結(jié)構(gòu)及其開(kāi)發(fā)手段時(shí)，就能使用多家公司相同ARM內(nèi)核的芯片。AR

100、M微處理器是英國(guó)先進(jìn)RISC機(jī)器公司的產(chǎn)物，它具有極高的性價(jià)比，代碼密度以及出色的實(shí)時(shí)中斷響應(yīng)和很低的功耗，它占用面積很少的硅片，從而使其成為嵌入式系統(tǒng)的理想選擇。ARM微處理器的應(yīng)用范圍十分廣泛，比如手機(jī)、PDA、MP3/MP4和種類繁多的便捷式消費(fèi)品。ARM處理器得到了眾多廠家的支持，在32 位嵌入式應(yīng)用領(lǐng)域獲得了巨大的成功,如Inter、Motorola 、IBM、NS、Atmel、Philips、NEC、OKI、SONY 等世界

101、上幾乎所有的半導(dǎo)體公司獲得ARM 授權(quán)，開(kāi)發(fā)具有自己特色的基于ARM 的嵌入式系統(tǒng)芯片[1]。</p><p>　　ARM處理器具備了RISC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：</p><p>　　它具有大量的通用寄存器；</p><p>　　通過(guò)裝載或保存結(jié)構(gòu)使用獨(dú)立的load和store指令來(lái)完成數(shù)據(jù)在寄存器和外部存儲(chǔ)器之間的傳送，而且處理器只處理寄存器中的數(shù)據(jù)，避免多次訪問(wèn)存儲(chǔ)器；

102、</p><p>　　它的尋址方式相當(dāng)簡(jiǎn)單，所有的裝載或保存的地址只能有寄存器的內(nèi)容和指令域來(lái)決定；</p><p>　　使用了統(tǒng)一的和固定長(zhǎng)度的指令格式；</p><p>　　每一條數(shù)據(jù)處理指令可以同時(shí)包含邏輯運(yùn)算單元的運(yùn)算及移位處理，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)邏輯運(yùn)算單元和移位器的最大利用；</p><p>　　地址自動(dòng)增和減的尋址方式優(yōu)化程序中的循環(huán)處理

103、；</p><p>　　Load/store指令可批量傳輸數(shù)據(jù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)最大數(shù)據(jù)的吞吐量；</p><p>　　大多數(shù)的ARM指令是可以“條件執(zhí)行”的，即只有當(dāng)某個(gè)特定條件滿足時(shí) 指令才會(huì)被執(zhí)行。通過(guò)使用條件執(zhí)行，可以減少指令數(shù)目，改善程序的執(zhí)行效率 和提高代碼密度。</p><p>　　嵌入式系統(tǒng)的出現(xiàn)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的里程碑。它是以應(yīng)用為中心，計(jì)算機(jī)為

104、基礎(chǔ)，軟件硬件可剪裁，能適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能，可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。主要有嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備和嵌入式操作系統(tǒng)以及用戶應(yīng)用軟件等組成，主要用于實(shí)現(xiàn)對(duì)其他設(shè)備的控制，監(jiān)視和管理等功能[2]。嵌入式系統(tǒng)其發(fā)展道路與通用計(jì)算機(jī)完全不同，它誕生于微型計(jì)算機(jī)時(shí)代，形成了獨(dú)立的單芯片的技術(shù)發(fā)展道路。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)在很大程度上改變了人們的生活狀態(tài)，而且不種變化在不斷提升。嵌入式系統(tǒng)有很多種類，每種都具有

105、自己的特色。</p><p><b>　　嵌入式的特點(diǎn)為：</b></p><p>　　嵌入型:指計(jì)算機(jī)嵌入到對(duì)象體系當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)象體系的智能控制。</p><p>　　內(nèi)含計(jì)算機(jī)：是對(duì)象系統(tǒng)智能化控制的根本保障。</p><p>　　專用型：指在滿足對(duì)象控制要求及環(huán)境要求下的軟硬件剪裁性[1]。</p>

106、<p>　　2主題部分（ARM嵌入式系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展方向）</p><p>　　隨著信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)也獲得了廣闊的發(fā)展空間，美國(guó)著名未來(lái)學(xué)家尼葛洛龐帝99年1月訪華時(shí)發(fā)言說(shuō)4到5年后嵌入式智能工具將是PC與因特網(wǎng)之后的另一偉大發(fā)明。我國(guó)著名的嵌入式研究者沈緒榜院士在98年11月的全國(guó)11次微機(jī)學(xué)術(shù)交流會(huì)上發(fā)表了《計(jì)算機(jī)的發(fā)展與技術(shù)》，其中對(duì)未來(lái)10年嵌入式芯片為基礎(chǔ)的計(jì)

107、算機(jī)工業(yè)進(jìn)行了科學(xué)的闡述與展望[3]。進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，嵌入式技術(shù)全面發(fā)展，目前已成為電子產(chǎn)品和通信產(chǎn)品共同發(fā)展的方向。在通信領(lǐng)域，數(shù)字技術(shù)逐漸全面的代替模擬技術(shù)；在廣播電視領(lǐng)域，數(shù)字電視也在人們生活中所應(yīng)用；數(shù)字音頻廣播也進(jìn)入商品化在試播階段；而軟件、集成電路和新型元器件在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的作用也逐漸的重要。上述的所有產(chǎn)品，都離不開(kāi)嵌入式系統(tǒng)技術(shù)。在著名的維納斯計(jì)劃生產(chǎn)機(jī)頂盒中，就是采用了32位以上的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)。在個(gè)人領(lǐng)域當(dāng)中，嵌

108、入式產(chǎn)品將個(gè)人商用作為個(gè)人移動(dòng)的數(shù)據(jù)處理和通訊軟件。由于嵌入式設(shè)備具有自然的人機(jī)交互界面，GUI屏幕為中心的多媒體界面給人很大的親和力。手寫(xiě)文字輸入、語(yǔ)音撥號(hào)上網(wǎng)、收發(fā)電子郵件以及彩色圖形、圖像已取得初步成效。目前一些先進(jìn)的PDA在顯示屏幕上已</p><p>　　在信息時(shí)代，數(shù)字時(shí)代使嵌入式產(chǎn)品嵌入式市場(chǎng)展現(xiàn)了美好的前景，同時(shí)也對(duì)嵌入式生產(chǎn)廠商提出了新的挑戰(zhàn)，從中我們可以看出未來(lái)嵌入式系統(tǒng)的幾大發(fā)展趨勢(shì)： 　&

109、lt;/p><p>　　1．嵌入式開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，因此要求嵌入式系統(tǒng)廠商不僅要提供嵌入式軟硬件系統(tǒng)本身，同時(shí)還需要提供強(qiáng)大的硬件開(kāi)發(fā)工具和軟件包支持。 　　目前很多廠商已經(jīng)充分考慮到這一點(diǎn)，在主推系統(tǒng)的同時(shí)，將開(kāi)發(fā)環(huán)境也作為重點(diǎn)推廣。例如三星在推廣Arm7，Arm9芯片的同時(shí)還提供開(kāi)發(fā)板和版及支持包（BSP），而WindowCE在主推系統(tǒng)時(shí)也提供Embedded VC＋＋作為開(kāi)發(fā)工具，還有Vxworks的Tona

110、do開(kāi)發(fā)環(huán)境，DeltaOS的Limda編譯環(huán)境等等都是這一趨勢(shì)的典型體現(xiàn)。當(dāng)然，這也是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果。 　　</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)化、信息化的要求隨著因特網(wǎng)技術(shù)的成熟、帶寬的提高而日益提高，使得以往單一功能的設(shè)備如電話、手機(jī)、冰箱、微波爐等功能已不再單一，結(jié)構(gòu)也更加復(fù)雜。這就要求芯片設(shè)計(jì)廠商在芯片設(shè)計(jì)上集成更多的功能，為了滿足應(yīng)用功能的升級(jí)，設(shè)計(jì)師必須一方面采用更強(qiáng)大的嵌入式處理器如32位、64位RISC芯

111、片或信號(hào)處理器DSP增強(qiáng)處理能力，同時(shí)增加功能接口，如USB，擴(kuò)展總線類型，如CAN BUS，加強(qiáng)對(duì)多媒體、圖形等的處理，逐步實(shí)施片上系統(tǒng)（SOC）的概念。軟件方面采用實(shí)時(shí)多任務(wù)編程技術(shù)和交叉開(kāi)發(fā)工具技術(shù)來(lái)控制功能復(fù)雜性，簡(jiǎn)化應(yīng)用程序設(shè)計(jì)、保障軟件質(zhì)量和縮短開(kāi)發(fā)周期?！?lt;/p><p>　　3．網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)成為必然一個(gè)趨勢(shì)。未來(lái)的嵌入式設(shè)備為了更好的適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的要求，必然要求硬件上提供各種網(wǎng)絡(luò)通信接口。傳統(tǒng)的單片機(jī)

112、對(duì)于網(wǎng)絡(luò)支持不足，而新一代的嵌入式處理器已經(jīng)開(kāi)始內(nèi)嵌網(wǎng)絡(luò)接口，除了支持TCP／IP協(xié)議，還有的支持IEEE1394、USB、CAN、Bluetooth或IrDa通信接口中的一種或者幾種，同時(shí)也需要提供相應(yīng)的通信組網(wǎng)協(xié)議軟件和物理層驅(qū)動(dòng)軟件。軟件方面系統(tǒng)內(nèi)核支持網(wǎng)絡(luò)模塊，甚至可以在設(shè)備上嵌入Web瀏覽器，真正實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地用各種設(shè)備上網(wǎng)的這一功能。 　</p><p>　　4．精簡(jiǎn)系統(tǒng)內(nèi)核、算法，降低功耗和軟硬件成本

113、。未來(lái)的嵌入式產(chǎn)品是軟硬件緊密結(jié)合的設(shè)備，為了減低功耗和成本，需要設(shè)計(jì)者盡量精簡(jiǎn)系統(tǒng)內(nèi)核，只保留和系統(tǒng)功能緊密相關(guān)的軟硬件，利用最低的資源實(shí)現(xiàn)最適當(dāng)?shù)墓δ?，這就要求設(shè)計(jì)者選用最佳的編程模型和不斷改進(jìn)算法，優(yōu)化編譯器性能。因此，既要軟件人員有豐富的硬件知識(shí)，又需要發(fā)展先進(jìn)嵌入式軟件技術(shù)，如Java、Web和WAP等。 </p><p>　　5．提供友好的多媒體人機(jī)界面。嵌入式設(shè)備能與用戶親密接觸，最重要的因素是因?yàn)?/p>