整理嵌入式系统设计实训报告Word格式文档下载.docx

1、bmp2h。exe软件进行图片转换 CodeWarrior for ARM Developer Suite软件四、实训设计方案（包括项目功能需求分析，方案设计，完成时间规划）需求分析：在上世纪末本世纪初,电子相册呈现迅速发展的势头，普及型数码相机的分辨率由200万象素增长到现在的800-1500万象素,价格也由300美元左右下降到现在的120美元左右。随着数码相机的日益普及，作为一种以数字照片的保存、回放和浏览为核心功能的产品电子相册自然迎合了消费者的需求。方案设计： 软件设计：代码包含2个模块,LCD模块包含两个文件，进行图片的显示与编辑；Timer模块包含6个文件，其中timer.c和ti

2、mer。h文件完成定时器的初始化，interrupt。h和interrupt.c文件完成定时器中断函数的初始化,isrservice。h和isrservice。c文件完成定时器中断处理，pic。c和pic.h等文件是由图片生产的C语言数组文件 硬件方面选择了S3C2440为核心的架构。基于ARM的微处理器具有低功耗、低成本、高性能等特点，ARM采用RISC（精简指令集计算机）架构和流水线结构,使用了大量的寄存器，具有极高的工作效率。其中,RISC架构具有如下特点:固定长度的指令格式，指令归整、简单，基本寻址方式只有23种，使用单周期指令，便于流水线操作.因此选择此硬件方案的优势有如下：（1）系

3、统芯片功能强大，实现的功能多，对于新的多媒体格式支持性好，只需要安装更新的软件;（2）硬件电路简单，可采用标准电路，不需耗费过多的资源（人力，资金等）；（3）可以在硬件上增加模块，留作二次开发使用,极为方便；（4）S3C2440是一个比较成熟的芯片,技术积累齐全；（5）S3C2440支持丰富的存储卡接口。完成时间规划:第一天分析实训项目实现过程，完成软件方面内容，编写代码。 第二天实现硬件分析,完成硬件连接，对项目进行测试。 第三天完成实训内容，提交报告。五、实训项目实现代码结构逻辑：S3C2440 简介：Samsung 公司推出的32位RISC处理器S3C2440A，为手持设备和一般类型应用

4、提供了低价格、低功耗、高性能小型微控制器的解决方案.S3C2440为手持设备和一般类型应用提供了低价格、低功耗、高性能小型微控制器的解决方案。采用272脚FPGA封装，内含一个ARM920T内核。为了降低系统成本,S3C2440A 提供了以下丰富的片内外围.ARM9S3C2440处理器，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。ARM92T0有两个内部协处理器：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.总的资源如下：内核工作电压为1.

5、2V,内存工作电压兼容1.8V/2.5V/3。3V,外围I/O口使用3。3V，集成16KB的指令缓存和16KB的数据缓存,带MMU（Memory Management Unit），支持SRAM和SDRAM等内存。LCD控制器接口（最高支持4K色的STN和256K色的TFT）4通道DMA控制器3通道UART2通道SPI接口IIC总线接口IIS音频编解码数据接口AC97音频接口MMC/SD存储卡接口2通道USB传输接口和1个复用的USB设备接口4通道PWM（脉宽调制）定时器和1个看门狗定时器8通道10位ADC和一个触控屏接口实时时钟130个GPIO口和24通道外部中断源接口片上PLL时钟发生锁相环

6、硬件系统框图如下：SDRAM存储接口原理图:SDRAM:同步动态随机存储器，同步是指 Memory工作需要同步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准；动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失;随机是指数据不是线性依次存储，而是自由指定地址进行数据读写.SDRAM从发展到现在已经经历了四代，分别是：第一代SDR SDRAM，第二代DDR SDRAM，第三代DDR2 SDRAM，第四代DDR3 SDRAM.（显卡上的DDR已经发展到DDR5） 第一代SDRAM采用单端（Single-Ended）时钟信号,第二代、第三代与第四代由于工作频率比较快,所以采用可降低干扰的差分时钟信号作为同

7、步时钟。SDRAM之所以成为DRARM就是因为它要不断进行刷新（Refresh）才能保留住数据，因此它是DRAM最重要的操作。那么要隔多长时间重复一次刷新，目前公认的标准是，存储体中电容的数据有效保存期上限是64ms（毫秒,1/1000秒），也就是说每一行刷新的循环周期是64ms。这样刷新速度就是:行数量/64ms。我们在看内存规格时，经常会看到4096 Refresh Cycles/64ms或8192 Refresh Cycles/64ms的标识,这里的4096与8192就代表这个芯片中每个Bank的行数.刷新命令一次对一行有效，发送间隔也是随总行数而变化，4096行时为15。625s（微秒

8、，1/1000毫秒），8192行时就为7。8125s.HY57V561620为8192 refresh cycles / 64ms。本设计采用32M的HY57V56162来设计SDRAM存储电路，它的单片内存规格为256Mbit 4M16bit4 Banks，即容量为32MB的16位SDRAM。使用S3C2410的nGCS6片选信号HY57V56162的数据总线与上S3C2410的低16位相连。操作地址的最小值变为0x00000004，所以将S3C2410的ADDR2-ADDR14顺序与HY57V56162的A0-A12相连。为了能够正确访问HY57V56162高/低位字节数据，又将HY57V

9、56162的LDQM和UDQM分别与nBE0：nWBE0：DQM0和nBE1:nWBE1:DQM1相连, HY57V56162的BA0、BA1是SDRAM内部BANK选择地址线，代表着SDRAM内存的最高地址，因为两片HY57V56162组成了64M的内存，也就是说要26根地址线来实现寻址，所以将BA0、BA1分别与S3C2410的ADDR24和ADDR25引脚相连。原理图如下图所示：实验代码：NANDFLASH存储接口原理图：Nandflash内存是flash内存的一种,其内部采用非线性宏单元模式，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。Nandflash存储器具有容量较大，改写速度

10、快等优点,适用于大量数据的存储,因而在业界得到了越来越广泛的应用，如嵌入式产品中包括数码相机、MP3随身听记忆卡、体积小巧的U盘等。NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。Intel于1988年首先开发出NOR flash技术，彻底改变了原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面。紧接着，1989年,东芝公司发表了NAND flash结构，强调降低每比特的成本，更高的性能，并且象磁盘一样可以通过接口轻松升级.但是经过了十多年之后，仍然有相当多的硬件工程师分不清NOR和NAND闪存。许多业内人士也搞不清楚NAND闪存技术相对于NOR技术的优越之处，因为大多数情况下闪存只是用来存储

11、少量的代码，这时NOR闪存更适合一些.而NAND则是高数据存储密度的理想解决方案。NAND flash的单元尺寸几乎是NOR器件的一半，由于生产过程更为简单，NAND结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量，也就相应地降低了价格。NandFlash读和写操作采用512字节的块，这一点有点像硬盘管理此类操作，很自然地，基于NAND的存储器就可以取代硬盘或其他块设备。NOR flash占据了容量为116MB闪存市场的大部分，而NAND flash只是用在8128M B的产品当中，这也说明NOR主要应用在代码存 储介质中，NAND适合于数据存储，NAND在CompactFlash、Secure Di

12、gital、PC Cards和M MC存储卡市场上所占份额最大。当前NORFLASH价格比较昂贵，考虑到成本问题，本设计采用了64M的K9F1208U0B Nand Flash作为介质存储电路，将K9F1208U0B的I/O0-7与上S3C2410的数据总线DATA0-7相连，实现数据的读写.S3C2410中Nand Flash控制器的R/nB与K9F1208U0B的R/nB相连，可以检查nFCE/GPA22、nFRE/GPA20、nFWE/GPA19分别与K9F1208U0B的CLE、nCE、nRE、new是否相连。分别可以控制K9F1208U0B的地址锁存使能、命令锁存使能、片选使能、读使

13、能和写使能。LCD电路模块:LCD 的构造是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶盒，下基板玻璃上设置TFT（薄膜晶体管），上基板玻璃上设置彩色滤光片,通过TFT上的信号与电压改变来控制液晶分子的转动方向,从而达到控制每个像素点偏振光出射与否而达到显示目的.现在LCD已经替代CRT成为主流，价格也已经下降了很多，并已充分的普及。LCD制造时选用的控制IC、滤光片和定向膜等配件，与面板的对比度有关，一般而言，对比度能够达到350：1就足够了，但在专业领域这样的对比度平还不够。相对CRT显示器轻易达到500:1甚至更高的对比度而言，只有高档液晶显示器才能达到这样如此程度。LCD是一种介于固态与液态之间的

14、物质，本身是不能发光的，需借助要额外的光源才行。最早的液晶显示器只有上下两个灯管，发展到现在，普及型的最低也是四灯，高端的是六灯。四灯管设计分为三种摆放形式：一种是四个边各有一个灯管,但缺点是中间会出现黑影，解决的方法就是由上到下四个灯管平排列的方式,最后一种是U型的摆放形式，其实是两灯变相产生的两根灯管。六灯管设计实际使用的是三根灯管，将三根灯管都弯成U型，然后平行放置,以达到六根灯管的效果。下2图是S3C2410X芯片内部集成的LCD控制器的外部管脚图和内部方框图，其中内部的寄存器作用如下：REGBANK有17个可编程寄存器组和25616的调色板存储器,用来设定LCD控制器。LCDCDMA

15、是一个专用DMA，自动从帧存储器传输视频数据到LCD控制器,用这个特殊的DMA,视频数据可不经过CPU干涉就显示在屏幕上。VIDPRCS接受从LCDCDMA来的视频数据，并在将其改变到合适数据格式后，经VD23:0将之送到LCD驱动器，如4/8单扫描或4双扫描显示模式。TIMEGEN 由可编程逻辑组成，以支持不同LCD驱动器的接口时序和速率的不同要求.TIMEGEN产生VFRAME、VLINE、VCLK、VM信号等.数据流描述如下：FIFO存储器位于LCDCDMA。当FIFO空或部分空时，LCDCDMA要求从基于突发传输模式的帧存储器中获取数据，存入要显示的图像数据，而这个帧存储器是LCD控制

16、器在RAM中开辟的一片缓冲区。当这个传输请求被存储控制器中的总线仲裁器接收到后，从系统存储器到内部FIFO就会成功传输4个字。由于S3C2410内部集成的LCD控制器如上所以设计的外接LCD电路模块如下图：软件代码：Main。c文件：include timer。h#include”isrservice.huart.h”lcd。h”#include ”pic。pic1。#include ”pic2。include ”pic3。#include ”pic4。led。void IO_Init（void） ；unsigned int flag = 0 ;int Main（void） IO_Init（）

17、 ； while（1） switch（flag） case 1： Paint_Bmp（pic） ； break ; case 2： Paint_Bmp（pic1） ; break ； case 3: Paint_Bmp（pic2） ; case 4: Paint_Bmp（pic3） ； case 5： Paint_Bmp（pic4） ； default: break ; return 0;void IO_Init（void） Timer0_Init（） ; Timer0_Interrupt_Init（） ; Isr_Init（） ; Lcd_Init（） ；Lcd.c文件：2440addr。#

18、include ”lcd.h#define LOW21BITS（n） （n） & 0x1fffff） / To get lower 21bits#define Lcd_Enable（） rLCDCON1 |= 1volatile unsigned short LCD_BUFFER240320；extern unsigned char _CHS;static void Lcd_Config（void） rGPCCON = 0xaaaa02a9； rGPDCON = 0xaaaaaaaa； rLCDCON1 = （CLKVAL_TFT 8）（3 5 ）|（BPPMODE_TFT 1） ； rLCD

19、CON2 = （VBPD 24）|（LINEVAL_TFT 14）|（VFPD 6）（VSPW）； rLCDCON3 = （HBPD 19）|（HOZVAL_TFT 8）|（HFPD）； rLCDCON4 = （HSPW）； rLCDCON5 = （FRM565_TFT 11） （INVVCLK_TFT 10） | （INVVLINE_TFT 22） 1）； rLCDSADDR2 = LOW21BITS（ （unsigned int）LCD_BUFFER + （LCD_YSIZE_TFT LCD_XSIZE_TFT *2） ） 1 ）； rLCDSADDR3 = （0 11） | （LCD_X

20、SIZE_TFT / 1）；void Lcd_PowerEnable（int powerEnable） rGPGCON = rGPGCON （38） |（38）； rGPGDAT = rGPGDAT （14） ; rLCDCON5 = rLCDCON5 & （13） （powerEnable3）；void PutPixel（unsigned int x,unsigned int y, unsigned short c ） if （ （x 320） & （y 240） ） LCD_BUFFER（y）（x） = c;void Paint_Bmp（const unsigned char bmp） i

21、nt x,y; unsigned short c; int p = 0； for（ y = 0 ; y 240 ; y+ ） for（ x = 0 ； x 320 ; x+ ） c = bmpp+1 | （bmpp8） ; if （ （ x 320） & （ y LCD_BUFFERyx = c ; p = p + 2 ； void Lcd_Init（void） Lcd_Config（） ; Lcd_Enable（） ; Lcd_PowerEnable（1）；Lcd.h文件：ifndef _LCD_H_define _LCD_H_define MVAL （0）define INVVDEN （1

22、） /0=normal 1=inverted#define HWSWP （1） /Half word swap controldefine PNRMODE （3） / 设置为TFT屏#define BPPMODE （12） / 设置为16bpp模式define LCD_XSIZE_TFT （320） #define LCD_YSIZE_TFT （240）define CLKVAL_TFT （7） #define VBPD （14） #define VFPD （11） define VSPW （2） define HBPD （37） define HFPD （19） #define HSPW （

23、29）define HOZVAL_TFT （3201）#define LINEVAL_TFT （2401） #define BPPMODE_TFT （12）define FRM565_TFT （1） #define INVVCLK_TFT （1） #define INVVLINE_TFT （1） #define INVVFRAME_TFT （1）define INVVD_TFT （0） #define INVVDEN_TFT （0） define PWREN_TFT （0）extern void Lcd_Init（void） ；extern void Lcd_PowerEnable（int p

24、owerEnable） ;extern void Paint_Bmp（const unsigned char bmp） ;endifTimer。h文件：ifndef _TIMER0_H_#define _TIMER0_H_void Timer0_Init（void） ；#endifc文件:2440addr.h”void Timer0_Init（void） rTCFG0 &= （0xff） ; rTCFG0 |= 99 ； rTCFG1 &= （0xf） ； rTCFG1 |= 0X02 ; rTCNTB0 = 62500 ;/1s中断一次 rTCON = （1 1） ；/手动更新 rTCON

25、= 0x09 ； /自动加载，清除手动更新位，启动定时器Interrupt.c文件:#include ”2440addr.h”void Timer0_Interrupt_Init（void） rINTMSK = （1 10） ；Interrupt。#ifndef _INTERRUPT_H_#define _INTERRUPT_H_void Timer0_Interrupt_Init（void） ;Isrservice。#include”config.h”#includeisrservice.h”extern unsigned int flag ;void Isr_Init（void） pISR

26、_TIMER0 = （U32）Timer0_Isr ；void _irq Timer0_Isr（void） flag + ； flag = 5 ; rSRCPND |= 1 10 ； rINTPND = 1 10 ;#ifndef _ISRSERVICE_h_#define _ISRSERVICE_h_void Isr_Init（void） ；void _irq Timer0_Isr（void） ;六、实训小结经历了几天的实训，通过老师的帮助和网上的资料查找，我们终于完成了这次实训项目，通过对arm的使用让我们领略到了arm的强大功能，也让我们知道了arm的复杂性以及我在arm方面知识的不足.这也激发了我们对arm的学习兴趣，相信这次实训项目的成功,对将来我们在arm方面的学习也有巨大的帮助.