Word版可编辑-大作业设计报告书嵌入式系统原理与开发精心整理.doc

大作业设计报告书 题 目： 嵌入式系统原理与开发 院（系）： 物联网工程学院 专 业: 班 级： 姓 名： 指导老师： 设计时间： 10-11 学年 2 学期 20XX年5月目录1目的和要求32题目内容33设计原理44设计步骤54.1 交通指示灯设计54.2 S3C44B0X I/O 控制寄存器64.3 红绿灯过渡代码：84.4 电源电路设计104.5 系统复位电路设计104.6 系统时钟电路设计114.7 JTAG 接口电路设计114.8串口电路设计125引脚分类图136参考文献131目的和要求ARM技术是目前嵌入式应用产业中应用十分广泛的先进技术，课程开设的目的在于使学生在了解嵌入式系统基础理论的前提下能够掌握ARM处理器的汇编语言和c语言的程序设计方法，掌握S3C44B0X芯片的基本硬件结构特点和接口设计方法，同时熟悉ARM开发环境，学习ARM的硬件设计和软件编程的基本方法，为今后从事相关的应用与研究打下基础。通过大作业要达到如下目的：一、掌握ARM的开发工具使用和软件设计方法。二、掌握ARM处理器S3C44B0X的原理和GPIO接口设计原理。 三、掌握C语言与的ARM汇编语言的混合编程方法；四、培养学生选用参考，查阅手册及文献资料的能力。培养独立思考，深入研究，分析问题、解决问题的能力。五、通过课程设计，培养学生严肃认真的工作作风。2题目内容题目：交通指示灯系统设计功能描述：1 用S3C44B0X的GPIO设计相关电路；2 设计相关的软件并注释；3 实现十字路口2组红、黄、绿交通灯交替显示。编程提示：1 交通灯可用发光二极管代替；2 电路可部分参照实验电路；3 时间控制可以使用软件循环编程解决。3设计原理 交通指示灯，需要东西南北四个方向的红绿灯配合交替显示。以上海交通指示灯为例，绿灯向黄灯过渡时，绿灯会闪几下，然后绿灯灭，黄灯亮。红灯向绿灯过渡时，红灯亮，黄灯也一起亮，然后红、黄灯灭，绿灯亮。（红灯向绿灯过度过程如下图所示）4设计步骤4.1 交通指示灯设计交通指示灯端口分配绿灯黄灯红灯东PB4PC0PE0西PB5PC1PE3南PF3PC2PE4北PF4PC3PE5交通灯电路布线图如图 4-4 所示，发光二极管红黄绿灯正极与芯片的47 脚VDD33 连接，VDD33 可以输出3.3V 的电压，负极通过限流电阻和芯片的13 脚（GPB4）、14（GPB5）等脚连接。这些管脚分别属于端口B、端口C、端口E、端口F，已经配置为输出口。通过向PDATB、PDATC、PDATE、PDATF寄存器中相应的位写入0 或1 可以使管脚13、14等输出低电平或高电平。当13、14 等管脚输出低电平时，灯点亮；当13、14 等管脚输出高电平时，灯熄灭。4.2 S3C44B0X I/O 控制寄存器端口A端口 A管脚功能端口 A管脚功能端口 A管脚功能PA0ADDR0PA4ADDR19PA8ADDR23PA1ADDR16PA5ADDR20PA9ADDR24PA2ADDR17PA6ADDR21PA3ADDR18PA7ADDR22PCONA 寄存器地址：0X01D20000PDATA 寄存器地址：0X01D20004PCONA 复位默认值：0X1FF端口B端口 B管脚功能端口 B管脚功能端口 B管脚功能PB0SCKEPB4OUTPUT(东面绿灯)PB8NGCS3PB1SCLEPB5OUTPUT(西面绿灯)PB9OUTPUT(NFCE)PB2nSCASPB6nGCS1PB10OUTPUT(LCD)PB3nSRASPB7NGCS2PCONB 寄存器地址：0X01D20008PDATB 寄存器地址：0X01D2000CPCONB 复位默认值：0X7FF端口C端口 C管脚功能端口 C管脚功能端口 C管脚功能PC0OUT(东面黄灯)PC6VD5PC12TXD1PC1OUT(西面黄灯)PC7VD4PC13RXD1PC2OUT(南面黄灯)PC8OUT（ALE）PC14RTS0PC3OUT(北面黄灯)PC9OUT（CLE）PC15CTS0PC4VD7PC10RTS1PC5VD6PC11CTS1PCONC 寄存器地址：0X01D20010PDATC 寄存器地址：0X01D20014PUPC 寄存器地址：0X01D20018PCONC 复位默认值：0X0FF0FFFF端口D端口 D管脚功能端口 D管脚功能端口 D管脚功能PD0VD0PD3VD3PD6VMPD1VD1PD4VCLKPD7VFRAMEPD2VD2PD5VLINEPCOND 寄存器地址：0X01D2001CPDATD 寄存器地址：0X01D20020PUPD 寄存器地址：0X01D20024PCOND 复位默认值：0XA端口E端口 E管脚功能端口 E管脚功能端口 E管脚功能PE0OUT(东面红灯)PE3OUT(西面红灯)PE6OUT(L3DATA)PE1TXD0PE4OUT(南面红灯)PE7OUT(L3MODE)PE2RXD0PE5OUT(北面红灯)PE8CODECLKPCONE 寄存器地址：0X01D20028PDATE 寄存器地址：0X01D2002CPUPE 寄存器地址：0X01D20030PCONE 复位默认值：0X25529端口F端口 F管脚功能端口 F管脚功能端口 F管脚功能PF0IICSCLPF3OUT(南面绿灯)PF6IISSDOPF1IICSDAPF4OUT(北面绿灯)PF7IISSDIPF2nWAITPF5IISLRCLKPF8IISSCLKPCONF 寄存器地址：0X01D20034PDATF 寄存器地址：0X01D20038PUPF 寄存器地址：0X01D2003CPCONF 复位默认值：0X00252A端口G端口 G管脚功能端口 G管脚功能端口 G管脚功能PG0EXINT0PG3EXINT3PG6EXINT6PG1EXINT1PG4EXINT4PG7EXINT7PG2EXINT2PG5EXINT5PCONG 寄存器地址：0X01D20040PDATG 寄存器地址：0X01D20044PUPG 寄存器地址：0X01D20048PCONG 复位默认值：0XFFFF4.3 红绿灯过渡代码：void led_test()int i;/*所有灯都灭*/leds_off();/*东面和西面的绿灯点亮*/led_east_green_on();led_west_green_on();/*南面和北面的红灯点亮*/led_north_red_on();led_south_red_on();delay(12000); /延迟12秒/*绿灯向黄灯过渡时，闪烁5下，东西面的绿灯最终熄灭*/for(i=0;i5;i+)led_east_green_on();led_west_green_on();delay(800);led_east_green_off();led_west_green_off();/*东西面黄灯亮*/led_east_yellow_on();led_west_yellow_on(); /*红灯向绿灯过渡，是红黄灯一起亮，然后绿灯亮，红黄灯一起熄灭 参照上海的交通灯显示规则*/*南北面黄灯点亮，此时红灯未熄灭*/led_north_yellow_on(); led_south_yellow_on();delay(2500); /延迟2.5秒/*东西面黄灯灭东西面红灯亮*/led_east_yellow_off();led_west_yellow_off();led_east_red_on();led_west_red_on();/*南北面黄灯和红灯熄灭南北面绿灯点亮*/led_north_yellow_off();led_south_yellow_off();led_north_red_off();led_south_red_off();led_north_green_on();led_south_green_on();delay(12000); /延迟12秒/*下面过程是南北面绿灯向黄灯过渡，东西面红灯向绿灯过渡，代码与上述过程类似，在此不再赘述*/for(i=0;i5;i+)led_north_green_on();led_south_green_on();delay(800);led_north_green_off();led_south_green_off();led_north_yellow_on();led_south_yellow_on();led_east_yellow_on(); led_west_yellow_on();delay(2500);led_north_yellow_off();led_south_yellow_off();led_north_red_on();led_south_red_on();led_east_yellow_off();led_west_yellow_off();4.4 电源电路设计电压设计采用 5V 输入主板，经电压稳压，提供I/O 端口需要的电压3.3V。具体电路如图所示：3.3V 电源电路4.5 系统复位电路设计为了提供性能优越的电源监视性能，选取专门的系统监视复位芯IMP811S，该芯片性能优良，可以通过手动控制系统的复位，同时还可以实时监控系统的电源，一旦系统电源低于系统复位的阀值（2.9V），IMP811S 将会起作用，对系统进行复位。电路图如下所示：系统复位电路4.6 系统时钟电路设计系统时钟源直接采用外部晶振，内部 PLL 电路，可以调整系统时钟，使系统运行速度更快。S3C44B0 中系统时钟电路4.7 JTAG 接口电路设计采用 ARM 公司提供的标准20 脚JTAG 仿真调试接口电路，芯片内部有JTAG CORE，因此，可以通过外部的JTAG 调试电缆或仿真器和开发系统连接调试。JTAG 接口电路图如下：JTAG 接口电路4.8串口电路设计系统带有两个串行