嵌入式系统设计与实例开发PPT课件

嵌入式系统设计和实例开发ARM和C/OS-基于ARM的嵌入式硬件结构设计，六，嵌入式系统硬件结构设计，嵌入式系统软硬件框架，嵌入式系统设计程序，基于层次和模块的嵌入式嵌入式系统硬件体系结构、基于ARM和FPGA的嵌入式系统可重构设计嵌入式系统设计分层、系统级应用级别、基于ARM的嵌入式系统硬件结构设计，主要是基于ARM7的嵌入式硬件开发平台包括结构、主要接口、存储选项、外围设备和显示器。 嵌入式硬件开发平台的体系结构外围内存接口设计方法键盘，交互式接口(如液晶屏)的设计以太网设计CAN总线设计，SamsungS3C44B0X， SamsungS3C44B0X微处理器是三星公司为便携式设备和一般应用程序提供的性价比和高性能微控制器解决方案，使用ARM7TDMI核心工作频率为66MHZ。 为了降低系统总成本和减少外围设备，该芯片包括8KBCache、外部存储控制器、LCD控制器、4个DMA通道、2通道UART、1个多主I2C总线控制器、1个IIS总线控制器和5个图片还集成了71个通用I/O端口、8个外部中断源、实时时钟和8通道10位ADC等组件。 如图所示，基于ARM的嵌入式硬件平台体系结构、嵌入式开发板与PC的串行通信、嵌入式开发板与PC的通信电缆可连接。 另外，交互接口、交互接口、LCD显示模块的液晶显示为被动显示，不能发光，只能使用周围环境的光。 模式和文字只需要很小的能量。 用于液晶显示的液晶材料是兼具液晶状和固体二重性的有机物，棒状构造在液晶单元内一般平行排列，但通过电场可以改变其排列方向。 LCD背光： EL (电致发光):2000-3000小时和LED光源：文字模式，50000小时，反射型LCD的结构，LCD有3种显示方式，LCD有反射型、透射型和透射反射型3种显示方式。 (1)反射型LCD的底偏振片后面有反射板，一般用于室外和光线好的办公室。 (2)透射型LCD的底偏振片是透射偏振片，需要连续使用背光，一般在光线不好的环境下使用。 (3)透射反射型LCD位于以上两者之间，底偏振片部分反射光，一般具有背光灯，光线好时可关闭背光灯的光线不好时，可以点亮背光灯使用LCD。 另外，LCD显示方式也分为正性和负性。 正型LCD在白底呈黑字，反射型和透射型LCD中具有最佳显示的负型LCD在黑底呈白字，一般用于透射型LCD，加上背光，字符清晰易读。 另外，LCD通常采用两种方式，一种是带驱动芯片的LCD模块，在基本上需要是半成品的情况下，可以直接使用芯片内置的LCD控制器构建显示模块，支持彩色/灰度/单色这三种模式， 灰度模式支持4灰度和16灰度灰度，彩色模式最多支持256种颜色，LCD的实际大小最多可支持320X240。 此外，根据系统配置，嵌入式处理器与LCD的连接、嵌入式处理器、LCD模块、数据总线、寄存器选择和使能信号已经在显示模块中具有显示存储器。 视频存储器的各单元与LCD上的1点对应，每当视频存储器的内容发生变化时，显示结果都会刷新。 因此，存在两种刷新。 1 .根据系统要求直接修改视频内存。 一是只修正适当的部分，不需要判断垄断等垄断问题。 计算复杂，每次更改一个小屏幕就刷新，增加了系统负担。 2 .专门打开显示存储器，需要刷新时，程序进行显示更新。 这样，不仅能减轻总线的负荷，还能在合理且需要时进行统一的显示更新，接口也变得美丽，能够使显示画面不会因意外的更新动作而闪烁。另外，前背景双重显示高速缓存的显示模块结构、键盘模块、键盘模块的键盘有可能被用于输入数字数据或选择控制设备的操作模式。 键盘有两个方案。 第一，使用现有芯片执行键盘扫描；使用软件实现键盘扫描。 嵌入式控制器功能强大，可能可以利用此资源。 在各行与线列的交点配置瞬时接触开关(按钮)。 矩阵所需的密钥数量明显取决于应用程序。 各行由输出端口的位驱动，各列由电阻器上拉，提供给输入端口的位。 键盘扫描是指使微处理器以规则间隔显示键盘矩阵，以确定键是否被按下。 每个键都有一个唯一的标识符，称为扫描代码。 应用将基于被按下的键来利用扫描代码确定将要采取什么样的行动。 抖动算法：组合键进行处理，创建键盘扫描函数，获得/键的扫描代码，然后输出0 xXYZWU16GetScanKey()U16key； U8i，temp； for(i=1； i4； returnkey；触摸屏设计、触摸屏分类、电阻式触摸屏表面声波触摸屏红外式触摸屏电容式触摸屏、电阻式触摸屏、4线电阻和5线电阻触摸屏电阻技术触摸屏是与外界完全隔离的工作环境在四线电阻触摸面板原理、测定原理、触摸点x、y坐标的测定过程中，表示测定电压和测定点的等效电路图，图中p表示测定点、x、v、y、y、触摸面板芯片， 用于AD转换输入电压或所施加电压的同步串行接口的最大转换速率为125KHz，实现了用于FM(ADS)7843的特征触摸面板的驱动选择控制(x和y通道)，包括8位或12位转换模式操作电压为2.7V-5.0V的两个附加输入端口以太网接口的基本知识，1、传输代码主机码差分主机码、以太网协议以太网MAC层物理传输帧(IEEE802.3 )、PR :同步位、收发双方的时钟同步、传输速率(10M，100M)SD :定界符位下面是真实数据，同步时钟DA :不是目的地址，表示以太网的地址是48位地址。 全部为f时，广播地址SA :源地址、48位、该帧的数据是从哪个网卡发送来的，即发送侧的网卡地址TYPE :类型字段、该帧的数据是哪种类型的数据例如，0-800 h的数据是IP分组，08006h的数据是ARP分组，814CH是SNMP分组，8137H是IPX/SPX分组数据：数据段，段数据不能超过1500字节。 PAD :垫。 如果在以太网帧中传输的分组的最小大小不小于60字节，并且数据段小于46字节，则此后可能会有000000.(当然也可以包括其他值) FCS:32比特CRC数据奇偶校验位。 该检查是网卡自动完成，以太网数据传输的特征，PR、SD、PAD、FCS这些数据段是网卡自动生成的DA、SA、TYPE， 只要了解到DATA四个片段的所有内容数据比特的传输都从下游开始(所传输的比特流使用Manchester码)，以太网冲突避免算法就可以由硬件自动执行的DATA类型数据pad 最多1514字节的以太网nic能够接收3种地址的数据，一个是广播地址(在嵌入式环境中不常使用)，一个是自己的地址，任何两个网卡的物理地址都不同，是世界上唯一的网络卡嵌入式以太网方案、嵌入式处理器网卡芯片(RTL8019 )对嵌入式处理器没有特殊要求，而且通用处理器和网络数据交换通过外部总线，速度较慢。 具有100M网络以太网接口的嵌入式处理器通过内部总线与网络应用处理器交换网络数据，这些处理器具有快速的RTL8019原理框图、嵌入式网络接口特征、传统的在其中EEPROM作为网卡需要用于确定通信端口地址、中断地址、网卡的物理地址、操作模式、制造商等信息的嵌入式系统中，RTL8019AS具有默认配置和某些管脚这样可以节省配置存储并减少嵌入式硬件平台的容量。 此外，1RTL8019AS的初始化RTL8019基于RTL8019的嵌入式以太网设计支持即插即用模式和即插即用模式。 嵌入式系统不会经常插拔网卡外围设备，因此将RTL8019设置为非即插即用模式以简化系统。 假设有固定中断、有固定的端口地址、端口为0 x300 (这里的端口是ISA总线的端口，必须为ARM总线重新计算地址)。 这些配置通过RTL8019的外销在系统电气复位时自动配置。 另外，对于RTL8019的RAM，RTL8019包含16K字节的RAM，地址是0 x 4000-0 x7fff (指RTL8019内部的存储器地址，而不是ISA总线的地址，是用于RTL8019进行操作的存储器，通过远程DMA进行接入) 页面地址是地址的前8位，页面地址是0 x40-0 x7f。 16k的ram的一部分存储所接收包，一部分存储要发送的包，并通过RTL8019AS来发送数据，作为以太网芯片由芯片本身执行数据发送检查、总线包冲突检测和避免。 我们必须设置要发送数据的物理层地址、目的地址、包类型以及源地址、目的地址和数据。 3、通过RTL8019AS来接收数据，并且已经在RTL8019的初始化程序中设置了接收缓冲器的位置，并且配置了中断模式。 当正确的包到达时，RTL8019会生成中断信号，在ARM中断处理程序中接收数据。 数据的接收相对简单，并且在远程DMA处从RTL8019的RAM空间向ARM读出数据。TCP/IP协议的层次、嵌入式以太网主要处理的协议arp(addressresonanceprotocol )地址分析协议icmp (internetcontrolmessagesprotocol ) 网络控制消息协议IP(InternetProtocol，网际协议传输协议TCP )传输控制协议UDP(UserDatagramProtocol，用户分组协议) 网络层以32比特的IP地址标识不同的主机，链路层以48比特的物理(MAC )地址标识不同的以太网接口。 只知道目标主机的IP地址，不能发送数据帧。 如果您不知道目标主机网络接口的MAC地址，则无法发送数据帧。 ARP的功能是实现从IP地址向对应的物理地址的转换。 源主机将包含目的地主机的IP地址的ARP请求数据帧发送给网络上的各个主机，被称为ARP广播，该源主机在接收到该广播消息后将认识到发送方正在寻找该IP地址每个主机都有一个ARP缓存，用于保留最近的IP地址和硬件地址之间的映射记录。 通常，各项的生存时间为20分钟，ICMP网络控制消息协议、IP层的附属协议、IP层使用该协议与其他主机或路由器交换错误消息或其他重要的控制信息。 在IP分组内部传输ICMP消息。 两个实用的网络诊断工具Ping和Traceroute(Tracert )使用此协议运行。 另外，IP互联网协议，IP在网络层中运行，是TCP/IP协议系列中最核心的协议。 所有TCP、UDP、ICMP和IGMP数据都以IP包格式传输。 IP分组的最大大小为65535字节，其中报头占用32比特的数量。 包含每个32位的源IP地址和目标IP地址。 嵌入式应用程序简化了设计，IP数据包的长度与数据链路层中的数据长度相同。 TCP传输控制协议，TCP是面向连接的可靠传输层协议。 TCP为两台主机提供可靠的端到端数据通信。主要是：发送者将从应用传送来的数据分割为适当的小块，追加序号、发送源、发送目的地端口、控制、纠错信息等字段，称为TCP分组。 将TCP包传递给下一网络层来处理。 接收者确认接收到的TCP数据包，重新组织数据并送到上层。 UDP协议和UDP是不可靠的连接传输层协议。 从应用发送来的数据上附加UDP报头(包含端口号、长度等字段)而作为UDP分组进行发送，但是不保证可以到达目的地。 应用层提供了可靠性。 就像是寄写有地址的信一样，但是没有到达的保证。 此外，使用TCP和UDP或16比特端口号来区分每个端口的上层TCP用户，其中，一个端口识别上层应用协议(例如FTP、TELNET等)。 典型的TCP/IP服务使用1-255端口号。 例如，FTP服务的TCP端口号是21，而Telnet服务的TCP端口号是23256-1023之间的端口号通常基于ARM和uCOS-II的TCP/IP协议，确定特定Unix服务的TCP/为IP临时端口分配了1024-5000端口号。将TCP/IP协议栈移植到ARM和uC/OS采用uC/OS特定的TCP/IP协议栈，移植TCP/IP协议栈时应注意的问题，字节对齐问题代码a :代码unsignedchartime； unsignedintdata； unsignedintdata； A； c； 结构a是成员的4字节的存储方式(sizeof(structA)=8)，结构b是成员的4字节以外的存储方式(sizeof(structB)=5)。 内存中的存储结构如图6-35所示。 另外，BSD套接字(BSDSockets )、BSDSockets使用的最广泛的网络程序的编程方法主要用于制作应用，网络上的主机与主机之间的互通UNIX、Linux、 VxWorks支持BSDSockets的windows Winsock基本上是从bsockets套接字分为StreamSockets和DataSocketsStreamSockets的可靠的双向数据传输。 TCP协议即数据接口是不可靠的连接，通过UDP协议使用套接字的UDP服务器侧和UDP客户端进行通信的程序创建SocketsFd=Socke