ARM课程设计.doc

Arm课程实践参考文献1 张蛤32位嵌入式系统硬件设计与调试【M北京：机械工业出版社，20052孙天泽，袁文菊，张海峰嵌入式设计及Linux驱动开发设计基于ARM9处理器M北京：电子工业出版社。20053Corbet J，Rubini A，et a1Linux设备驱动程序(第二版)M魏永明，骆刚，等译北京：中国电力出版社，20024 唐泽圣，周嘉玉，李新友计算机图形学基础M北京:清华大学出版社，1995设计目的1. 学习4X4键盘的与CPU的接口原理；2. 掌握键盘芯片HD7279的使用，及8位数码管的显示方法；一 设计思路本实验为模拟输入输出接口的实验，其基本原理就是使用一片缓冲芯片74LS244来把CPU外面的输入数据写入CPU的并行总线上，之后，并行总线上的数据被一片数据锁存芯片74LS273保留，CPU通过选中锁存芯片，并读取预先设给锁存器地址内的内容，就可以把数据读出，来确定外面的数据的高低。本实验的输入是用8个带锁的按键的按下和未按下两种工作状态来表示输入接口的高低状态，然后，再通过8个LED灯亮和灭两种工作状态，以及LCD上用数据值来清楚的反映各状态的输出显示，从而完成模拟的输入输出接口的实现。二 关键技术1ARM9处理器：EL-ARM-830型教学实验系统属于一种综合的教学实验系统，该系统采用了目前在国内普遍认同的ARM920T核，32位微处理器，实现了多模块的应用实验。它是集学习、应用编程、开发研究于一体ARM实验教学系统。用户可根据自己的需求选用不同类型的CPU适配板，兼容ARM7与ARM9，而不需要改变任何配置，同时，实验系统上的Tech_V总线能够拓展较为丰富的实验接口板。用户在了解Tech_V标准后，更能研发出不同用途的实验接口板。除此之外，在实验板上有丰富的外围扩展资源（数字、模拟信号发生器，数字量IO输入输出，语音编解码、人机接口等单元），可以完成ARM的基础实验、算法实验和数据通信实验、以太网实验。图1-1-1 EL-ARM-830实验教学系统的功能框图2ARM C语言程序的基本规则在ARM程序的开发中，需要大量读写硬件寄存器，并且尽量缩短程序的执行时间的代码一般使用汇编语言来编写，比如ARM的启动代码，ARM的操作系统的移植代码等，除此之外，绝大多数代码可以使用C语言来完成。C语言使用的是标准的C语言，ARM的开发环境实际上就是嵌入了一个C语言的集成开发环境，只不过这个开发环境和ARM的硬件紧密相关。在使用C语言时，要用到和汇编语言的混合编程。当汇编代码较为简洁，则可使用直接内嵌汇编的方法，否则，使用将汇编文件以文件的形式加入项目当中，通过ATPCS的规定与C程序相互调用与访问。ATPCS，就是ARM、Thumb的过程调用标准（ARM/Thumb Procedure Call Standard），它规定了一些子程序间调用的基本规则。如寄存器的使用规则，堆栈的使用规则，参数的传递规则等。在C程序和ARM的汇编程序之间相互调用必须遵守ATPCS。而使用ADS的C语言编译器编译的C语言子程序满足用户指定的ATPCS的规则。但是，对于汇编语言来说，完全要依赖用户保证各个子程序遵循ATPCS的规则。具体来说，汇编语言的子程序应满足下面3个条件： 在子程序编写时，必须遵守相应的ATPCS规则； 堆栈的使用要遵守相应的ATPCS规则； 在汇编编译器中使用-atpcs选项。汇编程序调用C程序汇编程序的设置要遵循ATPCS规则，保证程序调用时参数正确传递。在汇编程序中使用IMPORT伪指令声明将要调用的C程序函数。在调用C程序时，要正确设置入口参数，然后使用BL调用。C程序调用汇编程序汇编程序的设置要遵循ATPCS规则，保证程序调用时参数正确传递。在汇编程序中使用EXPORT伪指令声明本子程序，使其他程序可以调用此子程序。在C语言中使用extern关键字声明外部函数（声明要调用的汇编子程序）。在C语言的环境内开发应用程序，一般需要一个汇编的启动程序，从汇编的启动程序，跳到C语言下的主程序，然后，执行C程序，在C环境下读写硬件的寄存器，一般是通过宏调用，在每个项目文件的Startup2410/INC目录下都有一个2410addr.h的头文件，那里面定义了 所有关于2410的硬件寄存器的宏，对宏的读写，就能操作2410的硬件。具体的编程规则同标准C语言。3ADS1.2开发环境：a.ADS1.2下建立工程1.运行ADS1.2集成开发环境（CodeWarrior for ARM Developer Suite），点击File|New,在New对话框中，选择Project栏，其中共有7项，ARM Executable Image是ARM的通用模板。选中它即可生成ARM的执行文件。同时，如图2-1-1图2-1-1还要在，Project name栏中输入项目的名称，以及在Location中输入其存放的位置。按确定保存项目。2.在新建的工程中，选择Debug版本，如图2-1-2，使用Edit|Debug Settings菜单对Debug版本进行参数设置。图2-1-23.在如图2-1-3中，点击Debug Setting 按钮，弹出2-1-4图，选中Target Setting项，在Post-linker栏中选中ARM fromELF项。按OK确定。这是为生成可执行的代码的初始开关。图2-1-3图2-1-44. 在如图2-1-5中，点击ARM Assembler ，在Architecture or Processer栏中选ARM920T。这是要编译的CPU核。图2-1-55.在如图2-1-6中，点击ARM C Compliler ，在Architecture or Processer栏中选ARM920T。这是要编译的CPU核。图2-1-66. 在如图2-1-7中，点击ARM linker ，在outpur栏中设定程序的代码段地址，以及数据使用的地址。图中的RO Base栏中填写程序代码存放的起始地址，RW Base栏中填写程序数据存放的起始地址。该地址是属于SDRAM的地址。图2-1-7图2-1-8在options栏中，如图2-1-8，Image entry point要填写程序代码的入口地址，其他保持不变，如果是在SDRAM中运行，则可在0x300000000x33ffffff中选值，这是64M SDRAM的地址，但是这里用的是起始地址，所以必须把你的程序空间给留出来，并且还要留出足够的程序使用的数据空间，而且还必须是4字节对齐的地址（ARM状态）。通常入口点Image entry point 为0x30000000,ro_base也为0x30000000。在Layout栏中，如图2-1-9，在Place at beginning of image框内，需要填写项目的入口程序的目标文件名，如，整个工程项目的入口程序是2410init.s，那么应在Object/Symbol处填写其目标文件名2410init.o，在Section处填写程序入口的起始段标号。它的作用是通知编译器，整个项目的开始运行，是从该段开始的。图2-1-97. 在如图2-1-10中，即在Debug Setting对话框中点击左栏的ARM fromELF项，在Output file name栏中设置输出文件名*.bin，前缀名可以自己取，在Output format 栏中选择Plain binary,这是设置要下载到flash中的二进制文件。图2-1-10中使用的是test.bin.图2-1-108. 到此，在ADS1.2中的基本设置已经完成，可以将该新建的空的项目文件作为模板保存起来。首先，要将该项目工程文件改一个合适的名字，如S3C2410 ARM.mcp等，然后，在ADS1.2软件安装的目录下的Stationary 目录下新建一个合适的模板目录名，如，S3C2410 ARM Executable Image,再将刚刚设置完的S3c2410 ARM.mcp项目文件存放到该目录下即可。这样，就能在图2-1-10中看到该模板。9.新建项目工程后，就可以执行菜单Project|Add Files把和工程所有相关的文件加入，ADS1.2不能自动进行文件分类，用户必须通过Project|Create Group来创建文件夹，然后把加入的文件选中，移入文件夹。或者鼠标放在文件填加区，右键点击，即出！如图2-1-11图2-1-11先选Add Files，加入文件，再选Create Group，创建文件夹，然后把文件移入文件夹内。读者可根据自己习惯，更改Edit|Preference窗口内关于文本编辑的颜色、字体大小，形状，变量、函数的颜色等等设置。如图2-1-12。图2-1-122. ADS1.2下仿真、调试在ADS1.2下进行仿真调试，首先需要一根仿真调试电缆。其驱动程序的安装和使用在光盘中的实验软件ARM9_RDI中，里面有相关的文档。在连上调试电缆后，给实验箱上电，打开调试软件AXD Debugger。点击File|load image 加载文件ADS.axf(实验程序HARDWAREADS实验一ADSADS_data目录下)。打开超级终端，设置其参数为：波特率为115200,数据位数8，奇偶校验无，停止位无1，数据流控无。点击全速运行，出现图2-1-13的界面：图2-1-13在最后介绍调试按钮 上图，左起第一个是全速运行，第二个是停止运行，第三个跳入函数内部，第四个单步执行，第五个跳出函数。4模拟输入输出接口单元8bit的数字量输入（由八个带自锁的开关产生），通过74LS244缓冲；8bit的数字量输出（通过八个LED灯显示），通过74LS273锁存。数字量的输入输出都映射到CPU的IO空间。数字值的显示的通过八个LED灯和LCD屏，按下一个键，表示输入一个十进制的“0”值，8个键都不按下，则数字量的十进制数值为255，8个键都按下，则数字量的十进制数值为0，通过LED灯，和LCD的显示可以清楚的看到实验结果。三 程序流程 1本实验使用实验教学系统的CPU板，LCD单元。在进行本实验时，音频的左右声道开关、触摸屏中断选择开关、AD通道选择开关等均应处在关闭状态。2在PC机并口和实验箱的CPU板上的JTAG接口之间，连接仿真调试电缆，以及串口间连接公/母接头串口线。3检查连接是否可靠，可靠后，接入电源线，系统上电。按下LCD电源开关。4打开ADS1.2开发环境，从里面打开实验程序HARDWAREADS实验十IO_SIM.mcp项目文件，进行编译。5编译通过后，进入ADS1.2调试界面，加载实验程序HARDWAREADS实验十IO_SIM_DataDebug中的映象文件程序映像IO_SIM.axf。6在ADS调试环境下全速运行映象文件。LCD上有图形显示后，按下实验箱下部一排中的任一模拟输入的带锁键值，观察8位数码管上方的8个LED灯的亮灭情况，以及LCD上的显示情况。每个按键代表1个数字位，按键均不按下，代表数字量为255，全按下为0，每个按键的都是2的权值，在不按下时，最靠近键盘的按键代表1，之后依次是2；4；8；16；32；64；128。按下时均代表0。该实验是从数据总线上把检测到的数据变化，锁存到锁存器中，然后又从总线上读出数据，显示到LCD上，来模拟I/O实现。四 主要源代码#include #include 2410addr.h#include 2410lib.h#include def.h#include .inclcdlib.hU32 (*frameBuffer16BitTft640480)SCR_XSIZE_TFT_640480/2;unsigned long Lcd_Init(int type) switch(type) case MODE_TFT_16BIT_640480: /frameBuffer16BitTft640480=(U32 (*)SCR_XSIZE_TFT_640480/2)LCDFRAMEBUFFER;rLCDCON1=(CLKVAL_TFT_6404808)|(MVAL_USED7)|(35)|(121)|0;/ TFT LCD panel,16bpp TFT,ENVID=offrLCDCON2=(VBPD_64048024)|(LINEVAL_TFT_64048014)|(VFPD_6404806)|(VSPW_640480);rLCDCON3=(HBPD_64048019)|(HOZVAL_TFT_6404808)|(HFPD_640480);rLCDCON4=(MVAL8)|(HSPW_640480);rLCDCON5=(111)|(19)|(122)1);rLCDSADDR1=(LCDFRAMEBUFFER22)1);/rLCDSADDR2=M5D( (U32)frameBuffer16BitTft640480+(SCR_XSIZE_TFT_640480*LCD_YSIZE_TFT_640480*2)1 );rLCDSADDR2=M5D( (U8)LCDFRAMEBUFFER+(640*480*2)1 );/rLCDSADDR3=(0)11)|(480);rLCDSADDR3= 0x0;rLCDINTMSK|=(3); / MASK LCD Sub InterruptrLPCSEL&=(7); / Disable LPC3600rTPAL=0; / Disable Temp Palette break; default: break; return 0;void Lcd_CstnOnOff(int onoff) / 1:CSTN Panel on 0:CSTN Panel off / if(onoff=1) rLCDCON1|=1; / ENVID=ON elserLCDCON1 =rLCDCON1 & 0x3fffe; / ENVID Off rGPBUP=rGPBUP|(15); / Pull-up disable rGPBDAT=rGPBDAT&(15)|(onoff5); / GPB5=On or Off rGPBCON=rGPBCON&(310)|(110); /GPD9=output void Lcd_EnvidOnOff(int onoff) if(onoff=1)rLCDCON1|=1; / ENVID=ON elserLCDCON1 =rLCDCON1 & 0x3fffe; / ENVID Off void Lcd_Lpc3600Enable(void) rLPCSEL&=(7);/ rLPCSEL|=(7); / 240320,Enable LPC3600 : LTS350Q1-PD1 rLPCSEL =(0); / 240320,disable LPC3600 : LTS350Q1-PE2 void Lcd_PowerEnable(int invpwren,int pwren) /GPG4 is setted as LCD_PWREN rGPGUP=rGPGUP&(14)|(14); / Pull-up disable rGPGCON=rGPGCON&(38)|(38); /GPG4=LCD_PWREN /Enable LCD POWER ENABLE Function rLCDCON5=rLCDCON5&(13)|(pwren3); / PWREN rLCDCON5=rLCDCON5&(15)|(invpwren5); / INVPWREN #include .Startup2410inc2410addr.h#include .Startup2410inc2410lib.h#include .Startup2410incoption.h#include .incUart_driver.h#include .Startup2410incdef.h#include #include #include #include #include static int whichUart=0;void Uart_Init(int pclk,int baud) int i; if(pclk = 0) pclk = PCLK; rUFCON0 = 0x0; /UART channel 0 FIFO control register, FIFO disable rUFCON1 = 0x0; /UART channel 1 FIFO control register, FIFO disable rUFCON2 = 0x0; /UART channel 2 FIFO control register, FIFO disable rUMCON0 = 0x0; /UART chaneel 0 MODEM control register, AFC disable rUMCON1 = 0x0; /UART chaneel 1 MODEM control register, AFC disable /UART0 rULCON0 = 0x3; /Line control register : Normal,No parity,1 stop,8 bits / 10 9 8 7 6 5 4 3:2 1:0 / Clock Sel, Tx Int, Rx Int, Rx Time Out, Rx err, Loop-back, Send break, Transmit Mode, Receive Mode / 0 1 0 , 0 1 0 0 , 01 01 / PCLK Level Pulse Disable Generate Normal Normal Interrupt or Polling rUCON0 = 0x245; / Control register/ rUBRDIV0=( (int)(pclk/16./baud) -1 ); /Baud rate divisior register 0 rUBRDIV0=( (int)(pclk/16./baud+0.5) -1 ); /Baud rate divisior register 0 /UART1 rULCON1 = 0x3; rUCON1 = 0x245; rUBRDIV1=( (int)(pclk/16./baud) -1 ); /UART2 rULCON2 = 0x3; rUCON2 = 0x245; rUBRDIV2=( (int)(pclk/16./baud) -1 ); for(i=0;i100;i+);void Uart_Select(int ch) whichUart = ch;void Uart_TxEmpty(int ch) if(ch=0) while(!(rUTRSTAT0 & 0x4); /Wait until tx shifter is empty. else if(ch=1) while(!(rUTRSTAT1 & 0x4); /Wait until tx shifter is empty. else if(ch=2) while(!(rUTRSTAT2 & 0x4); /Wait until tx shifter is empty.char Uart_Getch(void) if(whichUart=0) while(!(rUTRSTAT0 & 0x1); /Receive data ready return RdURXH0(); else if(whichUart=1) while(!(rUTRSTAT1 & 0x1); /Receive data ready return RdURXH1(); else if(whichUart=2) while(!(rUTRSTAT2 & 0x1); /Receive data ready return RdURXH2(); else return 0;char Uart_GetKey(void) if(whichUart=0) if(rUTRSTAT0 & 0x1) /Receive data ready return RdURXH0(); else return 0; else if(whichUart=1) if(rUTRSTAT1 & 0x1) /Receive data ready return RdURXH1(); else return 0; else if(whichUart=2) if(rUTRSTAT2 & 0x1) /Receive data ready return RdURXH2(); else return 0; else return 0; void Uart_GetString(char *string) char *string2 = string; char c; while(c = Uart_Getch()!=r) if(c=b) if( (int)string2 (int)string ) Uart_Printf(b b); string-; else *string+ = c; Uart_SendByte(c); *string=0; Uart_SendByte(n);int Uart_GetIntNum(void) char str30; char *string = str; int base = 10; int minus = 0; int result = 0; int lastIndex; int i; Uart_GetString(string); if(string0=-) minus = 1; string+; if(string0=0 & (string1=x | string1=X) base = 16; string += 2; lastIndex = strlen(string) - 1; if(lastIndex0) return -1; if(stringlastIndex=h | stringlastIndex=H ) base = 16; stringlastIndex = 0; lastIndex-; if(base=10) result = atoi(string); result = minus ? (-1*result):result; else for(i=0;i=lastIndex;i+) if(isalpha(stringi) if(isupper(stringi) result = (result4) + stringi - A + 10; else result = (result4) + stringi - a + 10; else result = (result4) + stringi - 0; result = minus ? (-1*result):result; return result;void Uart_SendByte(int data) if(whichUart=0) if(data=n) while(!(rUTRSTAT0 & 0x2); Delay(10); /because the slow response of hyper_terminal WrUTXH0(r); while(!(rUTRSTAT0 & 0x2); /Wait until THR is empty. Delay(10); WrUTXH0(data); else if(whichUart=1) if(data=n) while(!(rUTRSTAT1 & 0x2); Delay(10); /because the slow response of hyper_terminal rUTXH1 = r; while(!(rUTRSTAT1 & 0x2); /Wait until THR is empty. Delay(10); rUTXH1 = data; else if(whichUart=2) if(data=n) while(!(rUTRSTAT2 & 0x2); Delay(10); /because the slow response of hyper_terminal rUTXH2 = r; while(!(rUTRSTAT2 & 0x2); /Wait until THR is empty. Delay(10); rUTXH2 = data; void Uart_SendString(char *pt) while(*pt) Uart_SendByte(*pt+);/If you dont use vsprintf(), the code size is reduced very much.void Uart_Printf(char *fmt,.) va_list ap; char string256; va_start(ap,fmt); vsprintf(string,fmt,ap); Uart_SendString(string); va_end(ap);#include #include #include 2410addr.h#include 2410lib.h#include mmu.h/#include touch2410.hvoid HaltUndef(void) Uart_P