基于S3C2440微处理器的银行排队模拟模拟系统.docx

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基于S3C2440微处理器的银行排队模拟模拟系统

基于S3C2440微处理器的银行排队模拟模拟系统

摘要

嵌入式系统（EmbeddedSystem），一般指非桌面计算机系统（即非PC、服务器、大中小型机等），有计算机功能且可以“嵌入”到专用设备并发挥专用功能的计算机设备或器材。

它是以应用为中心，软硬件可裁减的，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。

简单地说，这种计算机通过和设备的电气连接，并通过在计算机上运行的专用程序对接口进行通讯和控制，使设备成为智能化的设备，比如：

基于网络的工业控制器、带彩色显示的智能终端等。

嵌入式系统主要由嵌入式处理器为核心的硬件系统、嵌入式操作系统及应用软件系统等组成，它是可独立工作的“器件”。

本设计实现了以S3C2440处理器为硬件，为LCD屏系编写裸机驱动程序。

在此基础之上，编写一个银行排队模拟程序，既指定键盘的某个键表示用户取号，在LCD上实现显示出取号者的排队号、等待人数等信息。

键盘另外某个键表示叫号，在LCD上实现显示内部服务号、下一位服务号、等待人数等信息，并配合蜂鸣器的响铃来实现提示功能。

扩充

关键词：

S3C2440；ARM9；LCD；排队服务系统

Abstract

Embeddedsystems,generallyreferstothedesktopcomputerSystem（i.e.,aPC,server,largeandmedium-sizedminicomputers,etc.）,therearecomputerfunctionsandcanbe"Embedded"intothespecialequipmentandspecialfunctionsofcomputerequipment.Atpresent,domesticagenerallyrecognizeddefinitionindomesticisthataspecialcomputersystemthatcenteredonapplicationandbasedoncomputertechnology,inwhichboththesoftwareandhardwarecanbecutting,andalsofitsomestrictdemandsoftheapplicationsystemontheaspectoffunction,reliability,cost,volume,powerconsumption.

Insimpleterms,thecomputerthroughtheelectricalconnectionandequipment,andthroughspecialprogramstorunonacomputerinterfaceforcommunicationandcontrol,makeequipmentintelligentdevices,suchas:

industrialcontrollerbasedonnetwork,intelligentterminalwithcolordisplay,etc.Embeddedsystemismainlycomposedofembeddedprocessorasthecoreofhardwaresystem,embeddedoperatingsystemandapplicationsoftwaresystem,etc,itisa"device"canworkindependently.

ThisdesignhasrealizedbasedonS3C2440processorhardware,writebare-metaldriverforLCDsystem.Onthisbasis,writeabankqueuingsimulationprogram,bothspecifiesakeyusernumber,thekeyboardontheLCDshowsno.Takethequeuenumber,asthenumberofwaitingfortheinformation.Keyboardalsosaidakeystationtostation,underthenumberontheLCDdisplaytheinternalservice,aservicenumber,asthenumberofwaitingfortheinformation,andcooperatewiththebuzzerrangthebelltorealizepromptfunctions.

Keywords:

S3C2440processor,LCDcontroller,ARM9,LCDdevicedriver

目录

1绪论3

1.1ARM微处理器的特点4

1.2ARM微处理器的指令结构4

1.3嵌入式系统产业化发展5

2三星嵌入式处理器：

S3C24406

2.1S3C2440处理器概述6

2.2特性7

2.2.1体系结构7

2.2.2系统管理7

2.2.3高速缓存存储器8

2.2.4时钟和电源管理8

2.2.5中断控制器9

2.2.6RCT（实时时钟）9

2.2.7A/D转换器和触屏接口10

2.2.8看门狗定时器11

2.2.9IIS总线接口11

2.2.10USB主机（Host）11

2.2.11SPI接口11

2.2.12工作电压范围12

3系统设计与实现12

3.1系统硬件平台12

3.2软件配置13

3.3程序流程图16

3.3.1初始化流程图17

3.3.2主程序流程图17

3.4启动代码设计18

3.4.1建立异常向量表20

3.4.2系统堆栈的初始化21

3.4.3初始化硬件22

3.5main主函数23

3.6lcd显示24

3.7按键功能24

3.8其他各函数25

4烧写程序26

总结30

1绪论

ARM是AdvancedRISCMachines的缩写，是微处理器行业的一家知名企业，该企业设计了大量廉价、高性能、低功耗的RISC处理器、相关技术及软件。

　　ARM技术有很好的性能和功效，其合作伙伴包括世界许多顶级的半导体公司。

目前，共有30家半导体公司与ARM签订了硬件技术使用许可协议，其中包括Intel、IBM、LG半导体、NEC、SONY、PHILIPS和国家半导体这样的大公司。

可以说，ARM不仅仅代表一个公司，代表了一类微处理器，代表了一种技术，还代表了一种新型的产业发展模式。

ARM公司开发了一系列ARM处理器核。

目前最新的系列已经是ARM11了。

ARM6及更早的系列已经罕见了，ARM7以后的核也不是都获得广泛应用。

目前应用最多的是ARM7系列、ARM9系列、ARM9E系列、ARM10系列、SecurCore系列、Intel的StrongARM、XScale系列。

ARM7系列：

包括ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、带有高速缓存处理器宏单元的ARM720T和扩充了Iazelle的ARM7EJ-S。

该系列广泛应用于多媒体和嵌入式设备，包括Internet设备、网络和调制解调器设备以及移动电话、PDA等无线设备。

ARM9系列：

包括ARM9TDMI、ARM920T和带有高速缓存处理器宏单元的ARM940T。

该系列主要应用于引擎管理、仪器仪表、安全系统、机顶盒、高端打印机、PDA、网络电脑以及带有MP3音频和MPEG4视频多媒体格式的智能电话中。

ARM9E系列：

为综合处理器，包括ARM926EJ-S、带有高速缓存处理宏单元的ARM966E-S/ARM946E-S。

该系列强化了数字信号处理功能，可应用于需要DSP与微控制器结合使用的情况，将Thumb技术和DSP都扩展到ARM指令集中，并具有EmbeddedICE-RT逻辑，更好地适应了实时系统的开发需要。

ARM10系列：

包括ARM1020E和ARM1020E微处理器核。

其核心在于使用向量浮点（VFP）单元VFP10提供高性能的浮点解决方案，从而极大地提高了处理器的整型和浮点运算性能，为用户界面的2D和3D图形引擎应用夯实基础，如视频游戏机和高性能打印机等。

SecurCore系列：

包括SC100、SC110、SC200和SC210处理器核。

该系列主要针对新兴的安全市场，以一种全新的安全处理器设计为智能卡和其他安全IC开发提供独特的32位系统设计，并具有特定的反伪造方法，从而有助于防止对硬件和软件的盗版。

StrongARM系列：

StrongARM处理器将Intel处理器技术和ARM体系结构融为一体，致力于为手提式通信和消费电子类设备提供理想的解决方案。

Xscale系列：

提供全性能、高性价比和低功耗的解决方案，支持16位Thumb指令和DSP指令。

1.1ARM微处理器的特点

　　采用RISC体系架构的ARM微处理器一般有如下特点:

（1）体积小、低功耗、低成本、高性能；

（2）支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容8位/16位器件；

　　（3）大量使用寄存器，指令执行速度更快；

　　（4）大多数数据操作都在寄存器中完成；

　　（5）寻址方式灵活简单，执行效率高；

　　（6）指令长度固定。

1.2ARM微处理器的指令结构

　　ARM微处理器在较新的体系结构中支持两种指令集：

ARM指令集和Thumb指令集。

其中，ARM指令为32位的长度，Thumb指令为16位长度。

Thumb指令集为ARM指令集的功能子集，但与等价的ARM代码相比较，可节省30％-40％以上的存储空间，同时具备32位代码的所有优点。

现在，嵌入式技术无处不在，ARM几乎成为嵌入式技术的代名词。

作为一种16/32位高性能、低成本、低功耗的嵌入式RISC微处理器，ARM微处理器目前已经成为应用广泛的嵌入式微处理器。

ARM微处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域。

（1）工业控制领域：

作为32位的RISC架构，基于ARM核的微控制器芯片不但占据了高端微控制器市场的大部分市场份额，同时也逐渐向低端微控制器应用领域扩展，ARM控制器的低功耗、高性价比，向传统的8位/16位微控制器提出了挑战。

（2）无线通讯领域：

目前已有超过85％的无线通讯设备采用了ARM技术，ARM以其高性能和低成本，在该领域的地位日益巩固。

　　（3）网络应用：

随着宽带技术的推广，采用ARM技术的ADSL芯片正逐步获得竞争优势。

此外，ARM在语音及视频处理上进行了优化，并获得广泛支持，也对DSP的应用领域提出了挑战。

　　（4）消费类电子产品：

ARM技术在目前流行的数字音频播放器、数字机顶盒和游戏机中得到广泛应用。

　　（5）成像和安全产品：

现在流行的数码相机和打印机中绝大部分采用ARM技术。

手机中的32位SIM智能卡也采用了ARM技术。

　　除此以外，ARM微处理器及技术还应用到许多不同的领域，并会在将来取得更加广泛的应用。

1.3嵌入式系统产业化发展

市场需求为嵌入式系统产业化发展注入巨大推动力。

嵌入式系统的市场是巨大的，市场需求是嵌入式系统产业化发展的巨大推动力。

据报告，10%～20%的计算机芯片是为台式或便携式电脑设计的，80%～90%的计算机芯片是为嵌入式设备设计的，这意味着每年有10亿至20亿个CPU是为嵌入式设备设计制造的。

2003年，全球嵌入式系统产品的产值已达2000亿美元，估计全世界嵌入式系统产品潜在的市场将超过10000亿美元。

世界范围内嵌入式系统带来的工业年产值已超过了1万亿美元。

随着信息技术的飞速发展，人们对电子产品的智能化，便捷化，人性化要求也不断地提高，触摸屏作为一种人性化得输入输出设备，在我国的应用范围非常的广阔，是依附有吸引力的多媒体交互设备。

目前，触摸屏的要求动力主要来自于消费电子产品，如手机，PDA，便携式导航设备，MP4，数码相机，平板电脑等。

随着触摸屏的技术不断地发展，他在其他电子产品种的应用也会得到不断地延伸的。

嵌入式触摸屏装置是人机交互的设备，一般触摸屏安装在液晶显示频上面，利用微处理器对触摸屏也液晶显示屏进行控制，实现触摸屏对液晶显示屏的可控制，方便，直观，取代了传统的键盘输入和鼠标的操作，它与鼠标这类的点对定位系统的本质区别是一次到位的直观性。

适当添加有关银行排队的章节

2三星嵌入式处理器：

S3C2440

2.1S3C2440处理器概述

S3C2440是韩国三星公司的一款基于ARM920T内核的16/32位RISC嵌入式微处理器，主要面向手持设备以及高性价比，低功耗的应用。

运行的频率可以达到400MHz。

ARM920T核由ARM9TDMI，存储管理单元（MMU）和高速缓存三部分组成。

其中MMU可以管理虚拟内存，高速缓存由独立的16KB地址和16KB数据高速Cache组成ARM920T有两个协处理器：

CP14和CP15。

CP14用于调试控制，CP15用于存储系统控制以及测试控制。

S3C2440的资源包括：

（1）1.2V内核供电,1.8V/2.5V/3.3V储存器供电,3.3V外部I/O供电，具备16KB的指令缓存和16KB的数据缓存和MMU的微处理器

（2）外部存储控制器（SDRAM控制和片选逻辑）

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

（4）4通道DMA并有外部请求引脚

（5）3通道UART（IrDA1.0,64字节发送FIFO和64字节接收FIFO）

（6）2通道SPI

（7）1通道IIC总线接口（支持多主机）

（8）1通道IIS总线音频编码器接口

（9）AC’97编解码器接口

（10）兼容SD主接口协议1.0版和MMC卡协议2.11兼容版

（11）2通道USB主机/1通道USB设备（1.1版）

（12）4通道PWM定时器和1通道内部定时器/看门狗定时器

（13）8通道10位ADC和触摸屏接口

（14）具有日历功能的RTC

（15）摄像头接口（最大支持4096×4096像素输入；2048×2048像素输入支持缩放）

（16）130个通用I/O口和24通道外部中断源

（17）具有普通，慢速，空闲和掉电模式

（18）具有PLL片上时钟发生器

2.2特性

2.2.1体系结构

简单加几句说明

（1）手持设备的完整系统和普通嵌入式应用

（2）16/32位RISC体系架构和ARM920TCPU核心的强大的指令集

（3）增强型ARM架构MMU以支持WinCE，EPOC32和Linux

（4）指令高速缓存，数据高速缓存，写缓冲和物理地址TAGRAM以减少执行主存储器带宽和延迟性能的影响

（5）ARM920TCPU核支持ARM调试架构

（6）内部先进微控制器总线架构（AMBA）（AMBA2.0，AHB/APB）

2.2.2系统管理

（1）支持大/小端

（2）地址空间：

每Bank128M字节（总共1G字节）

（3）支持可编程的每Bank8/16/32位数据总线宽度

（4）BANK0到BANK6固定Bank的起始地址

（5）BANK7具有可编程Bank起始地址和大小

（6）8个存储器Bank

（7）六个存储器Bank为ROM，SRAM和其它

（8）两个存储器Bank为ROM/SRAM/SDRAM

（9）所有存储器具备完整可编程访问周期

（10）支持外部等待信号来扩展总线周期

（11）支持SDRAM掉电时自刷新模式

（12）支持从各种类型ROM启动（NOR/NANDFlash，EEPROM或其它）NANDFlash启动引导（BootLoader）

（13）支持从NANDFlash启动

（14）4KB的启动内部缓冲区

（15）支持启动后NANDflash作为存储器

2.2.3高速缓存存储器

（1）64路指令缓存（16KB）和数据缓存（16KB）的组相联高速缓存

（2）每行8字长度，其中含一个有效位和两个dirty位

（3）伪随机或循环robin置换算法

（4）执行直写或回写高速缓存刷新主存储器

（5）写缓冲区可以保存16字的数据和4个地址

2.2.4时钟和电源管理

（1）片上MPLL和UPLL：

UPLL产生时钟运作USB主机/设备

MPLL产生时钟运作1.3V下最高400MHz的MCU

（2）用软件可以有选择的提供时钟给各功能模块

（3）电源模式：

普通、慢速、空闲和睡眠模式

普通模式：

正常运行模式

慢速模式：

无PLL的低频率时钟

空闲模式：

只停止CPU的时钟

睡眠模式：

关闭包括所有外设的核心电源

（4）EINT[15:

0]或RTC闹钟中断触发从睡眠模式中唤醒

2.2.5中断控制器

（1）60个中断源（1个看门狗，5个定时器，9个UART，24个外部中断，4个DMA，2个RTC，2个ADC，1个IIC，2个SPI，1个SDI，2个USB，1个LCD，1个电池故障，1个NAND，2个摄像头，1个AC’97）

（2）外部中断源中电平/边沿模式

（3）可编程边沿和电平的极性

（4）支持快速中断请求（FIQ）给非常紧急的中断请求脉宽调制（PWM）定时器

（5）4通道16位具有PWM功能的定时器，1通道16位基于DMA或基于中断运行的内部定时器

（6）可编程的占空比，频率和极性

（7）能产生死区

（8）支持外部时钟源。

2.2.6RCT（实时时钟）

（1）完整时钟特性：

毫秒、秒、分、时、星期、日、月和年

（2）工作在32.768KHz时钟频率

（3）闹钟中断

（4）时钟节拍中断通用输入/输出端口

（5）24个外部中断端口

（6）130个复用输入/输出端口DMA控制器

（7）4通道DMA控制器

（8）支持存储器到存储器，IO口到存储器，存储器到IO口和IO口到IO口的传输

（9）采用触发传输模式来提高传输速率UART

（10）3通道基于DMA或基于中断运行的UART

（11）支持5位、6位、7位、或8位串行数据发送/接收

（12）支持UART运行在外部时钟（UEXTCLK）

（13）可编程波特率

（14）支持IrDA1.0

（15）测试用回环模式

（16）每个通道都包含内部64位发送FIFO和64位接收FIFO

2.2.7A/D转换器和触屏接口

（1）8通道多路复用ADC

（2）最高500KSPS和10位分辨率

（3）内置FET给线性触屏接口IIC总线接口

（4）1通道多主机IIC总线

（5）串行，8位，可在标准模式100Kbit/s下或快速模式400Kbit/s下进行双向数据传输LCD控制器STNLCD显示特性

（6）支持3种类型STNLCD面板：

4位双扫描，4位单扫描和8位单扫描显示类型

（7）支持单色模式，4阶灰度，16阶灰度，256色和4096色的STNLCD

（8）支持多种屏幕尺寸

–实际屏幕尺寸典型值：

640x480，320x240，160x160和其它

–最大帧缓冲区大小为4M字节

–256色模式下最大实际屏幕尺寸：

4096×1024，2048×2048，1024×4096和其它TFT（薄膜晶体管）彩色显示特性

（1）支持彩色TFT的1、2、4或8bpp（位/像素）调色显示

（2）支持彩色TFT的16，24bpp非调色真彩显示阿

（3）支持在24bpp模式下最大16M色的TFT

（4）内嵌LPC3600时序控制器，支持LTS350Q1-PD1/2（三星3.5吋竖屏/256K色/反光型a-SiTFTLCD）

（5）内嵌LCC3600时序控制器，支持LTS350Q1-PE1/2（三星3.5吋竖屏/256K色/半透型a-SiTFTLCD）

（6）支持多种屏幕尺寸

–实际屏幕尺寸典型值：

640x480，320x240，160x160和其它

–最大帧缓冲区大小为4M字节

–64K色模式下最大实际屏幕尺寸：

2048x1024和其它

2.2.8看门狗定时器

（1）16位看门狗定时器

（2）中断请求或系统复位超时

2.2.9IIS总线接口

（1）1通道IIS总线，运行在基于DMA音频接口

（2）串行，8/16位每通道数据传输

（3）发送/接收具备128字节（64字节+64字节）FIFO

（4）支持IIS格式和MSB-justified数据格式AC’97音频编解码器接口

（5）支持16位采样

（6）1通道立体声PCM输入，1通道立体声PCM输出和1通道MIC输入

2.2.10USB主机（Host）

（1）2个USB主机端口

（2）遵从OHCIRev.1.0

（3）兼容USB规格1.1版本USB设备（Device）

（4）1个USB设备端口

（5）5个USB设备端点

（6）兼容USB规格1.1版本SD主机接口

（7）正常，中断和DMA数据传输模式（可按字节，半字，字传输）

（8）支持DMAburst4访问（只支持字传输）

（9）兼容SD记忆卡协议1.0版本

（10）兼容SDIO卡协议1.0版本

（11）发送/接收具备64字节FIFO

（12）兼容MMC卡协议2.11版本

2.2.11SPI接口

（1）兼容2通道SPI接口协议2.11版本

（2）发送/接收具备2个8位移位寄存器

（3）基于DMA或基于中断运行摄像头接口

（4）支持ITU-RBT601/6568位模式

（5）发送/接收具备2个8位移位寄存器

（6）基于DMA或基于中断运行

（7）DZI（数字放大）能力

（8）可编程视频同步信号极性

（9）最大支持4096x4096像素输入（2048x2048像素输入时支持缩放）

（10）图像镜像和旋转（X轴镜像，Y轴镜像和180°旋转