实验四3第1章 MagicARM2410实验箱硬件结构.docx

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实验四3第1章MagicARM2410实验箱硬件结构

第1章MagicARM2410实验箱硬件结构

MagicARM2410实验箱是由广州致远电子有限公司开发的一款可使用μC/OS-II、Linux和WinCE操作系统、支持QT、MiniGUI图形系统、集众多功能于一身的ARM9教学实验开发平台。

MagicARM2410实验箱采用ARM920T内核的S3C2410A微处理器，扩展有充足的存储资源（SDRAM、NANDFlash、NORFlash和E2PROM等），具有10/100M以太网接口、USBHOST接口、USBDevice接口、CAN接口、PCMCIA存储卡接口、IDE硬盘接口、CF卡接口、SD卡接口、IrDA接口、IIS数字音频接口，8英寸640×480真彩TFT液晶屏（带触摸屏），可使用JTAG仿真调试。

模块化的功能设计，便于实验操作的工艺设计，保留有外设PACK和GPIO输出接口，可以实现目前几乎所有的嵌入式接口实验，非常适用于教学实验。

MagicARM2410实验箱参考图片如图1.1所示。

1.2S3C2410A芯片简介

S3C2410A是Samsung公司推出的16/32位RISC处理器（ARM920T内核），适用于手持设备、POS机、数字多媒体播放设备等等，具有低价格、低功耗、高性能等特点。

S3C2410A提供了以下丰富的内部设备：

16KB的指令Cache和16KB数据Cache，MMU虚拟存储器管理，LCD控制器（支持STN&TFT），支持NANDFlash系统引导，系统管理器（片选逻辑和SDRAM控制器），3通道UART，4通道DMA，4通道PWM定时器，I/O端口，RTC，8通道10位ADC和触摸屏接口，I2C总线接口，IIS总线接口，USB主机接口，USB设备接口，SD卡&MMC卡接口，2个SPI总线接口以及内部PLL时钟倍频器。

S3C2410A采用了ARM920T内核，0.18um工艺的CMOS标准宏单元和存储器单元。

它的低功耗、精简和出色的全静态设计特别适用于对成本和功耗敏感的应用。

同样它还采用了AdvancedMicrocontrollerBusArchitecture（AMBA）新型总线结构。

S3C2410A提供了一系列完整的系统外围设备，消除了为系统配置额外器件的需要，大大减少了整个系统的成本。

S3C2410A主要的特征如下：

203MHz的ARM920T内核，支持JTAG仿真调试；

16KB的I-Cache和16KB的D-Cache；

具有MMU，支持WinCE、EPOC32、Linux等操作系统；

外部存储器控制器（SDRAM控制和片选逻辑），共分8个Bank，每个Bank可访问128MB空间；

片内4KBSRAM，可用作NANDFlash系统引导的缓冲区；

LCD控制器（最大支持4K色STN和256K色TFT），1通道LCD专用DMA；

4通道DMA，有外部请求引脚；

3个UART（IrDA1.0，16字节TxFIFO，16字节RxFIFO）；

2个SPI总线接口；

1个多主I2C总线接口；

1个IIS总线接口；

兼容SD主接口协议1.0版和MMC卡协议2.11兼容版；

NANDFlash/SM卡接口，支持NANDFlash系统引导；

2个USB主机接口，1个USB设备接口（V1.1）；

4个PWM定时器和1个内部定时器；

看门狗定时器；

117个通用I/O口；

24个外部中断；

8通道10位ADC和触摸屏接口；

具有日历和时钟功能的RTC；

1.8V内核供电，3.3V存储器供电，3.3V外部I/O供电；

功耗控制模式：

普通，慢速，空闲和掉电模式；

具有片内PLL时钟发生器。

S3C2410A芯片引脚定义如图1.4、图1.5、图1.6所示（由

于芯片引脚较多，所以将其分为三部分）。

1.3硬件原理

MagicARM2410实验箱的硬件电路主要由DeviceARM2410核

心板、实验箱主板、电源板和各种PACK板等组成，以下将分别说明DeviceARM2410核心板的硬件结构和MagicARM2410实验箱主板各部分电路的原理。

说明：

DeviceARM2410是一块独立的系统核心板，可以在

不同的用户板（即底板）上使用，比如MagicARM2410实验箱主板。

S3C2410A通过外部总线接口扩展了1片NORFlash（SST39VF1601）和2片SDRAM（HY57V561620），这两种存储器是用来运行程序。

其中，NORFlash使用了nGCS0片选信号，这样就可以使用此NORFlash启动引导程序运行。

SDRAM部分使用2片16位总线宽度的存储芯片来组成32位总线宽度，以取得更高的系统性能。

数据存储器（NANDFlash，电子硬盘）使用的是K9F1208U0B，通过S3C2410A的NANDFlash控制器对它进行读/写操作。

S3C2410A支持NANDFlash启动引导程序运行。

为了提高整个系统的可靠性，复位电路采用了带手动复位的电源监控复位芯片CAT1025JI-30。

CAT1025JI-30内置有256字节的E2PROM存储器，I2C总线接口。

系统时钟采用外部12MHz晶振，RTC晶振采用32768Hz晶振。

由于S3C2410A需要1.8V和3.3V两组电源，而核心板的电源引脚只有3.3V的，所以需要使用LDO芯片稳压产生1.8V电源。

LDO芯片使用的是SPX1117M3-1.8。

DeviceARM2410核心板上还设计有2个LED灯，1个是红色的电源指示灯，另1个是可编程功能（即指示的功能由用户自己定义）的绿色指示灯。

可编程功能的绿色指示灯是由S3C2410A的I/O口控制的。

4.RS232接口电路

S3C2410A具有3个UART口，在MagicARM2410实验箱上将其UART0、UART1用作RS232接口，电路原理如图1.21所示。

由于系统是3.3V系统，所以使用了SP3232E进行RS232电平转换，SP3232E是3.3V工作电源的RS232转换芯片。

由于GPRSPACK接口复用了UART0，为了避免RXD0信号冲突，所以设计了JP1跳线。

当需要使用RS232接口CZ11时，请将JP1跳线短接，然后将PC的串口（如COM1）与实验箱上的CZ11相连；当需要使用GPRS模块时，请将JP1跳线断开。

注意：

CZ11安装在MagicARM2410实验箱的机箱右侧，这样设计是为了在每次做完实验之后，不用拔出串口连接线就可以盖上实验箱。

由于RS485接口电路复用了UART1，为了避免RXD1信号冲突，所以设计了JP2跳线。

当需要使用RS232接口CZ1时，请将JP2跳线短接到“232R”端，然后将PC的串口（如COM1）与实验箱上的CZ1相连；当需要使用RS485接口时，请将JP2跳线短接到“485R”端，然后把RS485总线连接到J3上。

21.步进电机控制电路

MagicARM2410实验箱上采用了达林顿管驱动芯片ULN2003来驱动四相步进电机，其控制口线为GPC0、GPC5、GPC6和GPC7，只要正确输出I/O控制时序，即可控制步进电机转动，电路原理如图1.44所示。

由于ULN2003的控制电压Vi（on）最大值为2.4V（当Ic=200mA时），Ii（on）典型值为0.93mA（当Vi=3.85V时），而S3C2410A输出拉电流可达6mA，所以可以直接使用S3C2410A的I/O控制。

图1.44中，电阻R64～R67为电机线圈上的阻流/保护电阻。

JP6可以断开步进电机控制电路与S3C2410A的连接。

注意：

使用步进电机电路时，要将电源跳线JP5短接，将JP6跳线短接。

1.JP1、JP2RS232/RS485接口电路

MagicARM2410实验箱主板上的RS232接口电路（CZ11连接器）使用了S3C2410A的UART0，同时GPRSPACK接口电路也复用了UART0，为了避免RXD0信号冲突，所以设置了JP1跳线来断开RS232接口电路与S3C2410A的RXD0的连接。

当需要使用RS232接口CZ11时，请将JP1跳线短接。

JP1跳线器说明见表1.5。

MagicARM2410实验箱主板上的RS232接口电路（CZ1连接器）使用了S3C2410A的UART1，同时RS485接口电路也复用了UART1，为了避免RXD1信号冲突，所以设置了JP2跳线来选择RXD1是连接到RS232接口电路，还是连接到RS485接口电路。

若需要使用RS232接口CZ1，请将JP2短接到“232R”端；若需要使用RS485接口电路，请将JP2短接到“485R”端。

JP2跳线器说明见表1.6。

2.JP3、JP4直流电机控制电路

MagicARM24100实验箱主板上的直流电机控制电路使用了GPB0和GPH9两个I/O，通过JP3跳线器可以将这些I/O断开与直流电机控制电路的连接。

JP3跳线器说明见表1.7。

JP4为直流电机控制电路的电源跳线，需要使用直流电机时请短接JP4。

3.JP5、JP6步进电机控制电路

MagicARM2410实验箱主板上的步进电机驱动电路使用了GPC0、GPC5～GPC7等4个I/O，通过JP6跳线器可以将这些I/O断开与步进电机控制电路的连接。

JP6跳线器说明见表1.8。

JP5为步进电机控制电路的电源跳线，需要使用步进电机时请短接JP5。

4.JP7彩色液晶屏背光电路

JP7为彩色液晶屏背光电路的电源跳线，需要使用彩色液晶屏时请短接JP7，这样液晶屏才会点亮。

由于液晶背光灯管耗电较大，所以在不使用液晶屏时请将JP7跳线断开（要求在关断实验箱总电源之后，再进行短接/断开JP7跳线操作）。

5.※JP8启动方式选择

在MagicARM2410实验箱主板上，通过JP8跳线可以选择NANDFlash启动方式或者NORFlash启动方式。

若需要从NANDFlash启动引导程序运行，请将JP8跳线短接；若需要从NORFlash启动引导程序运行，请将JP8跳线断开。

JP8跳线器说明见表1.9。

6.JP9蜂鸣器电路

JP9跳线器用于设置GPH10口线是否与蜂鸣器电路连接，当JP9短接时，通过GPH10控制蜂鸣器蜂鸣。

JP9跳线器说明见表1.10。