关常志ARM答辩报告.docx
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关常志ARM答辩报告
软件学院
课程设计报告书
课程名称ARM汇编程序设计
设计题目基于ARM9的嵌入式MP3设计与开发
专业班级嵌入式软件08—1班
学号0820010106
姓名关常志
指导教师姜彦吉
2010年12月
1设计时间
此次课程设计从2010年11月20日开始，12月29日基本结束。
2设计目的
本设计采用ARM微处理器，作为整个音频播放系统的控制和管理单元，设计的出发点就是强化ARM汇编的基本技能，加深对嵌入式系统的理解，积累嵌入式系统开发的经验；此外对嵌入式linux有初步的认识，对UCOS有初步了解。
3设计任务
通过USB与pc机通信进行下载音频文件。
能够播放MP3格式文件。
具有键盘输入，LCD显示和存储，播放控制功能。
关于硬件和软件：
硬件：
数据存储，和任务实施。
软件：
OS模块，USB通信模块，音频解码模块，人机交互模块。
详细描述为：
bootloader引导程序，操作系统软件，USB固件及文件系统模块，FLASH存储模块，数字音频解码模块，人机交互模块。
4设计内容
4.1系统工作流程描述
4.1.1语言描述
系统上电后，BOOTLOADER首先进行系统内核，文件系统加载，在操作系统运行成功后启动多任务的调度。
键盘是唯一的输入设备，负责各任务间的通信，不同的按键产生不同的消息。
系统进行任务的调度，响应用户的操作意图。
当用户进入主菜单模式时就进行音频的各种操作，如：
播放，暂停，循环。
当power键按下时，传递系统开机信息，系统进行任务调度，调用LCD任务，进入主菜单模式，长按POWER就调用LCD关机任务，CPU时钟关，当开机后有一分钟没有任何操作时，调用LCD，关闭背景灯。
当系统有USB连接主机时，调用USB任务，与主机通信。
4.1.2工作流程图
4.2系统结构框图
4.3硬件部分结构及工作原理图
4.4系统开发平台
本系统采用ADS1.2进行系统程序的编写，编译，和初步调试。
4.5部分程序代码
4.5.1系统启动代码
定义系统模式堆栈的大小
SVC_STACK_LEGTHEQU32
NoIntEQU0x80
USR32ModeEQU0x10
SVC32ModeEQU0x13
SYS32ModeEQU0x1f
IRQ32ModeEQU0x12
FIQ32ModeEQU0x11
T_bit用于检测进入异常前cpu是否处于THUMB状态
T_bitEQU0x20
CODE32
PRESERVE8
AREA|subr|,CODE,READONLY
IMPORTOSTCBCur;指向当前任务TCB的指针
IMPORTOSTCBHighRdy;指向将要运行的任务TCB的指针
IMPORTOSPrioCur;当前任务的优先级
IMPORTOSPrioHighRdy;将要运行的任务的优先级
IMPORTOSTaskSwHook;任务切换的钩子函数
IMPORTOSRunning;uC/OS-II运行标志
IMPORTOsEnterSum;关中断计数器（关中断信号量）
IMPORTSWI_Exception;软中断异常处理程序
EXPORT__OSStartHighRdy
EXPORTOSIntCtxSw;中断退出时的入口，参见startup.s中的IRQ_Handler
EXPORTSoftwareInterrupt;软中断入口
软件中断
SoftwareInterrupt
LDRSP,StackSvc;重新设置堆栈指针
STMFDSP!
{R0-R3,R12,LR}
MOVR1,SP;R1指向参数存储位置
MRSR3,SPSR
TSTR3,#T_bit;中断前是否是Thumb状态
LDRNEHR0,[LR,#-2];是:
取得Thumb状态SWI号
BICNER0,R0,#0xff00
LDREQR0,[LR,#-4];否:
取得arm状态SWI号
BICEQR0,R0,#0xFF000000
;r0=SWI号，R1指向参数存储位置
CMPR0,#1
LDRLOPC,=OSIntCtxSw
LDREQPC,=__OSStartHighRdy;SWI0x01为第一次任务切换
BLSWI_Exception
LDMFDSP!
{R0-R3,R12,PC}^
StackSvcDCD（SvcStackSpace+SVC_STACK_LEGTH*4-4）
SIntCtxSw
;下面为保存任务环境
LDRR2,[SP,#20];获取PC
LDRR12,[SP,#16];获取R12
MRSR0,CPSR
MSRCPSR_c,#（NoInt|SYS32Mode）
MOVR1,LR
STMFDSP!
{R1-R2};保存LR,PC
STMFDSP!
{R4-R12};保存R4-R12
MSRCPSR_c,R0
LDMFDSP!
{R4-R7};获取R0-R3
ADDSP,SP,#8;出栈R12,PC
MSRCPSR_c,#（NoInt|SYS32Mode）
STMFDSP!
{R4-R7};保存R0-R3
LDRR1,=OsEnterSum;获取OsEnterSum
LDRR2,[R1]
STMFDSP!
{R2,R3};保存CPSR,OsEnterSum
;保存当前任务堆栈指针到当前任务的TCB
LDRR1,=OSTCBCur
LDRR1,[R1]
STRSP,[R1]
BLOSTaskSwHook;调用钩子函数
;OSPrioCur<=OSPrioHighRdy
LDRR4,=OSPrioCur
LDRR5,=OSPrioHighRdy
LDRBR6,[R5]
STRBR6,[R4]
;OSTCBCur<=OSTCBHighRdy
LDRR6,=OSTCBHighRdy
LDRR6,[R6]
LDRR4,=OSTCBCur
STRR6,[R4]
OSIntCtxSw_1
;获取新任务堆栈指针
LDRR4,[R6]
ADDSP,R4,#68;17寄存器CPSR,OsEnterSum,R0-R12,LR,SP
LDRLR,[SP,#-8]
MSRCPSR_c,#（NoInt|SVC32Mode）;进入管理模式
MOVSP,R4;设置堆栈指针
LDMFDSP!
{R4,R5};CPSR,OsEnterSum
;恢复新任务的OsEnterSum
LDRR3,=OsEnterSum
STRR4,[R3]
MSRSPSR_cxsf,R5;恢复CPSR
LDMFDSP!
{R0-R12,LR,PC}^;运行新任务
__OSStartHighRdy
MSRCPSR_c,#（NoInt|SYS32Mode）
;告诉uC/OS-II自身已经运行
LDRR4,=OSRunning
MOVR5,#1
STRBR5,[R4]
BLOSTaskSwHook;调用钩子函数
LDRR6,=OSTCBHighRdy
LDRR6,[R6]
BOSIntCtxSw_1
AREASWIStacks,DATA,NOINIT,ALIGN=2
SvcStackSpaceSPACESVC_STACK_LEGTH*4;管理模式堆栈空间
END
4.5.2系统主函数（main.c）部分代码
#defineCLEAR_INT_MARK（）{EXTINT=0x02;VICVectAddr=0x00;}
#include"..\ARM\config.h"
#include"..\LED\LED.h"
#include"..\ARM\LPC214x.h"
#include"..\VS1003\vs1003.h"
#include"..\CH375\CH375.h"
#include"..\CH375\CH375HFM.h"
#include"..\LGDP4216\LGDP4216.h"
#defineTaskStartStkLength512
#defineTaskStkLength128//定义用户任务堆栈长度
#defineTaskStartPrio1
#defineVS1003SemFlag1
#defineCH375SemFlag2
#defineLGDP4216SemFlag4
OS_STKTaskStartStk[TaskStartStkLength];//定义用户任务打印统计信息任务的堆栈
OS_STKTerminalTaskStk[TaskStkLength];
OS_STKCH375TaskStk[TaskStkLength];//定义用户任务U盘读取任务的堆栈
OS_STKVS1003TaskStk[TaskStkLength];//定义用户任务音乐播放任务的堆栈
OS_STKDisplayTaskStk[TaskStkLength];//定义用户任务显示任务的堆栈
staticvoidAppTerminalRx（INT8Udata）;
INT8UAppTerminalRxMboxData;
INT8UPlayCtrlData;
OS_EVENT*AppTerminalRxMbox;
OS_FLAG_GRP*SemFlag;
uint8err;
uint8Spe[14];
uint8SpeFlag;
voidTaskStart（void*pdata）;
voidTerminalTask（void*pdata）;
voidCH375Task（void*pdata）;//U盘读取任务
voidVS1003Task（void*pdata）;//音乐播放任务
voidDisplayTask（void*pdata）;//显示任务
staticvoidAppTerminalRx（INT8Udata）
{
AppTerminalRxMboxData=data;
OSMboxPost（AppTerminalRxMbox,&AppTerminalRxMboxData）;
}
/*检查操作状态,如果错误则显示错误代码并停机*/
voidmStopIfError（unsignedchariError）
{
if（iError==ERR_SUCCESS）return;/*操作成功*/
//printf（"Error:
0x%02X\r\n",iError）;/*显示错误*/
while
（1）{
LED_OUT_ACT（）;/*LED闪烁*/
OSTimeDly（OS_TICKS_PER_SEC/10）;
LED_OUT_INACT（）;
OSTimeDly（OS_TICKS_PER_SEC/10）;
}
}
#ifLIB_CFG_INT_EN==1
voidinit_eint1（）{
PINSEL0=（PINSEL0&（~（0x03<<6）））|（0x03<<6）;//选择EINT1
VICVectAddr1=（unsignedlong）CH375Interrupt;//设置中断处理方法地址
VICVectCntl1=0x20|0x0F;//设置使用1号中断向量寄存器
VICIntEnable=0x01<<0x0F;//开启1号中断
}
#endif
intmain（void）
{
#ifOS_VERSION>276
#ifOS_TASK_NAME_SIZE>0
INT8Uerr;
#endif
#endif
SCS=0x03;
TargetInit（）;//初始化硬件
OSInit（）;//初始化uC/OS-II
OSTaskCreateExt（TaskStart,
（void*）0,
&TaskStartStk[TaskStartStkLength-1],
TaskStartPrio,
TaskStartPrio,
&TaskStartStk[0],
TaskStartStkLength,
（void*）0,
OS_TASK_OPT_STK_CHK+OS_TASK_OPT_STK_CLR）;
#ifOS_VERSION>276
#ifOS_TASK_NAME_SIZE>14
OSTaskNameSet（TaskStartPrio,（INT8U*）"StartTask",&err）;
#else
#ifOS_TASK_NAME_SIZE>7
OSTaskNameSet（TaskStartPrio,（INT8U*）"Start",&err）;
#endif
#endif
#endif//创建起动任务
OSStart（）;
return0;//开始多任务
}
voidTaskStart（void*pdata）
{
#ifOS_CRITICAL_METHOD==3//AllocatestorageforCPUstatusregister
OS_CPU_SRcpu_sr;
#endif
#ifOS_VERSION>276
#ifOS_TASK_NAME_SIZE>0
INT8Uerr;
#endif
#endif
#ifOS_TASK_STAT_EN>0
OSStatInit（）;/*DetermineCPUcapacity*/
#endif
#ifOS_VIEW_MODULE>0
OSView_Init（）;
OSView_TerminalRxSetCallback（AppTerminalRx）;
OSView_RxIntEn（）;/*EnableRxInterrupts*/
#endif
SemFlag=OSFlagCreate（VS1003SemFlag|LGDP4216SemFlag,&err）;
AppTerminalRxMbox=OSMboxCreate（（void*）0）;
OSTaskCreateExt（CH375Task,
（void*）0,
&CH375TaskStk[TaskStkLength-1],
&CH375TaskStk[0],
TaskStkLength,
（void*）0,
OS_TASK_OPT_STK_CHK+OS_TASK_OPT_STK_CLR）;
OSTaskCreateExt（VS1003Task,
（void*）0,
&VS1003TaskStk[TaskStkLength-1],
5,
5,
&VS1003TaskStk[0],
TaskStkLength,
（void*）0,
OS_TASK_OPT_STK_CHK+OS_TASK_OPT_STK_CLR）;
OSTaskCreateExt（TerminalTask,
（void*）0,
&TerminalTaskStk[TaskStkLength-1],
6,
6,
&TerminalTaskStk[0],
TaskStkLength,
（void*）0,
OS_TASK_OPT_STK_CHK+OS_TASK_OPT_STK_CLR）;
OSTaskCreateExt（DisplayTask,
（void*）0,
&DisplayTaskStk[TaskStkLength-1],
7,
7,
&DisplayTaskStk[0],
TaskStkLength,
（void*）0,
OS_TASK_OPT_STK_CHK+OS_TASK_OPT_STK_CLR）;
#ifOS_VERSION>276
#ifOS_TASK_NAME_SIZE>14
OSTaskNameSet（4,（INT8U*）"CH375Task",&err）;
OSTaskNameSet（5,（INT8U*）"VS1003Task",&err）;
OSTaskNameSet（6,（INT8U*）"TerminalTask",&err）;
OSTaskNameSet（7,（INT8U*）"DisplayTask",&err）;
#endif
#endif
while
（1）{
OSTimeDly（OS_TICKS_PER_SEC/10）;
}
}
voidTerminalTask（void*pdata）
{
#ifOS_CRITICAL_METHOD==3/*AllocatestorageforCPUstatusregister*/
OS_CPU_SRcpu_sr;
#endif
chars[100];
INT8U*key;
INT8Uerr;
pdata=pdata;/*Preventcompilerwarning*/
while（TRUE）{
key=（INT8U*）OSMboxPend（AppTerminalRxMbox,0,&err）;
switch（*key）{
case'1':
sprintf（s,"\nCPUUsage=%3u%%\n",OSCPUUsage）;
OSView_TxStr（s,1）;
break;
case'2':
sprintf（s,"\n#Tasks=%3u\n",OSTaskCtr）;
OSView_TxStr（s,1）;
break;
case'n':
PlayCtrlData|=0x01;
OSView_TxStr（"\nNextsong.\n",1）;
break;
default:
OSView_TxStr（"\n\nMicrium,Inc.",1）;
OSView_TxStr（"\n1:
CPUUsage（%）",1）;
OSView_TxStr（"\n2:
#Tasks",1）;
OSView_TxStr（"\n?
:
Help（Thismenu）\n",1）;
break;
}
}
}
//音乐播放任务
voidVS1003Task（void*pdata）
{
uint8byteIndex,data;
uint32blockIndex;
pdata=pdata;
InitPortVS1003（）;
//printf（"VS1003testbegin.\r\n"）;
//VsSineTest（）;
//printf（"VS1003testfinish.\r\n"）;
SpeFlag=0;
Mp3SoftReset（）;
LoadPatch（）;
while
（1）
{
OSFlagPend（SemFlag,（OS_FLAGS）（CH375SemFlag）,OS_FLAG_WAIT_SET_ALL,0,&err）;
OSFlagPost（SemFlag,（OS_FLAGS）（CH375SemFlag）,OS_FLAG_CLR,&err）;
for（blockIndex=0;blockIndex<（FILE_DATA_BUF_LEN/VS1003_BLOCK_SIZE）;blockIndex++）{
DREQWait（）;
SPIStart（）;
Mp3SelectData（）;
//SPIBatchSend（（uint8*）&FILE_DATA_BUF,（blockIndex<<5/*2^5=VS1003_BLOCK_SIZE*/）,32）;
for（byteIndex=0;byteIndexif（SPIRW（&data,FILE_DATA_BUF[（blockIndex<<5/*2^5=VS1003_BLOCK_SIZE*/）+byteIndex]）==FALSE）{
//printf（"SPIRWerror!
.\r\n"）;
}
}
Mp3DeselectData（）;
if（SPIEnd（）==FALSE）{
//printf（"SPIEnderror!
.\r\n"）;
}
if（SpeFlag==0）{
//RequesttoreadSpectrumAnalyzerregister
Mp3WriteRegister（SCI_WRAMADDR,0x18,0x04）;
//ReadSpectrumAnalyzerregisters
for（byteIndex=0;byteIndex<14;byteIndex++）{
Spe[byteIndex]=Mp3ReadRegister（SCI_WRAM）&63;
}
SpeFlag=0xFF;
}
}
OSFlagPost（SemFlag,（OS_FLAGS）VS1003SemFlag,OS_FLAG_SET,&err）;
}
}
/*LED清屏程序*/
voidOLedClear（unsignedc
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