大作业设计报告书(嵌入式系统原理与开发)

1、大作业设计报告书题目:院（系）:专业:班级:姓名:指导老师:设计时间:嵌入式系统原理与开发物联网工程学院10-11 学年_JZ 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114.6系统时钟电路设计 114.7 JTAG 接口电路设计124.8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

2、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

3、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交通指示灯设计绿灯黄灯红灯东PB4PC0PE0西PB5PC1PE3南PF3PC2PE4北PF

4、4PC3PE5交通指示灯端口分配交通灯电路布线图13GPB4GPCQ118GPEQ49GPB514GPC1117GPE368S3C44BQF331片GPC2116GPE469GPF43QGPC3115GPE57QVDD33-47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

5、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：0X仆F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）PB8NGCS

6、3PB1SCLEPB5OUTPUT（西面绿灯）PB9OUTPUT(NFCE)PB2n SCASPB6n GCS1PB10OUTPUT(LCD)PB3n SRASPB7NGCS2PCONB 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PCOOUT（东面黄灯）PC6VD5PC12TXD1PC1OUT（西面黄灯）PC7VD4PC13RXD1PC2OUT（南面黄灯）PC8OUT(ALE)PC14RTSOPC3OUT（北面黄灯）PC9OUT(CLE)PC15CTSOPC4VD7PC1O

7、RTS1PC5VD6PC11CTS1PCoNC 寄存器地址：0X01D20010PDATC 寄存器地址：0X01D20014PUPC 寄存器地址：0X01D20018PCONC 复位默认值：OXoFFoFFFF端口 D端口 D管脚功能端口 D管脚功能端口 D管脚功能PDOVDOPD3VD3PD6VMPD1VD1PD4VCLKPD7VFRAMEPD2VD2PD5VLINEPCOND 寄存器地址：OXO1D2OO1CPDATD 寄存器地址：OXO1D2OO2OPUPD 寄存器地址：OXO1D2OO24PCOND复位默认值：OXA端口 E端口 E管脚功能端口 E管脚功能端口 E管脚功能PEOOUT（

8、东面红灯）PE3OUT（西面红灯）PE6OUT(L3DATA)PE1TXDOPE4OUT（南面红灯）PE7OUT(L3MODE)PE2RXDOPE5OUT（北面红灯）PE8CODECLKPCONE 寄存器地址：OXO1D2OO28PDATE 寄存器地址：OXO1D2OO2CPUPE 寄存器地址：OXO1D2OO3OPCONE复位默认值：OX25529端口 F端口 F管脚功能端口 F管脚功能端口 F管脚功能PFQIICSCLPF3OUT（南面绿灯）PF6IISSDOPF1IICSDAPF4OUT（北面绿灯）PF7IISSDIPF2n WAITPF5IlSLRCLKPF8IISSCLKPCoNF

9、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PGQEXINTQPG3EXINT3PG6EXINT6PG1EXINTIPG4EXINT4PG7EXINT7PG2EXINT2PG5EXINT5PCONG 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*/

10、leds_off();/*东面和西面的绿灯点亮 */led_east_gree n_on();led_WeSt_gree n_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;i<5;i+)led_east_gree n_on();led_west_gree n_on();delay(800);led_east_gree n_o ff();led_WeSt_gree n_ off();/*东西面黄灯亮

11、*/led_east_yellow_o n();led_WeSt_yellow_o n();/*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*/le

12、d_ north_yellow_off();led_south_yellow_off();led_ no rth_red_off();led_south_red_off();led_ north_gree n_on();led_south_gree n_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;i<5;i+)led_ north_gree n_on(); led_south_gree n_on();delay(800);led_ north_gree n_ off(); l

13、ed_south_gree n_o ff();led_ north_yellow_ on();led_south_yellow_ on();led_east_yellow_o n();led_WeSt_yellow_o n();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

14、压3.3V具体电路如图所示:U1201 AMEIlrM3 Vh+5V+5VSW12fllPC1201 :WIX OUT CI IttCI203R1201LJKC1202IOCqiFlC'53.3V 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：IlRFSETR1202IOOK4.6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

15、整系统时钟，使系 统运行速度更快。PLLCAP< 1 ：M7134X1021SMHZj>VDD33820pF <H KrALOEXTALIXTALlS3C44B0 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：OiLOAD)4.8串口电路设计系统带有两个串行接口，分别是 UART0和UART1,其中UART1复用为 支持RS485和RS422的接口，另外还将其复用为IRDA红外模块。串口电路图如下：1 C 509C510-100K¾ 1WJ2-TUaD0gj¾¾CTso11Ty药JJr cso 9VDDCl-flV V-viCS-GNDt-TlOUTRllNT2OUTR2TlTVL 11RlOUT T2KR2DUTL 3Qcl1J5MAXJ23214TT F=±=C511>rDDJ3C513IOOnFC514IOonF<1B=L=C512UL _±'ILARTOItSl1IhlMH12HSiii-TWaH良TSL1疔ZCilSr IootIFC516DClotJnY