第六章ARM系统设计

1、 第六章 系统设计S3C2410ZLG7290键盘LED数码管PWMI2C电动机6.1 系统设计具体内容包含几个实验n1.LED数码管显示实验n2.键盘读取实验n3.直流电动机控制实验(uC/OS-II)n汇编指令实验1.LED数码管显示实验n（1）实验目的n掌握I2C总线控制器驱动程序的编写；n掌握ZLG7290在显示控制上的应用。n（2）实验设备n硬件：PC机一台 MagicARM2410教学实验开发平台n软件：ADS1.2集成开发环境n（3）实验内容n编写I2C总线控制器驱动程序及应用程序，驱动MagicARM2410实验箱上的8个七段数码管，在数码管上显示字样“20101125”。2.

2、键盘读取实验n（1）实验目的n掌握I2C总线控制器驱动程序的编写；n掌握ZLG7290在键盘管理上的应用。n（2）实验设备n硬件：PC机一台 MagicARM2410教学实验开发平台n软件：ADS1.2集成开发环境n（3）实验内容n编写I2C总线控制器驱动程序及应用程序，读取按键的值并在相应的数码管上显示出来。3.直流电动机控制实验(uC/OS-II)n（1）实验目的n掌握使用PWM方式控制直流电机的转动速度。n（2）实验设备n硬件：PC机一台 MagicARM2410教学实验开发平台n软件：ADS1.2集成开发环境n（3）实验内容n使用S3C2410A的TOUT0口输出PWM信号控制直流电机

3、，实现四级调速控制。通过检测按键KEY1来改变当前电机的速度级别。本课程的考核办法n平时成绩；n四次实验的实验报告；n大作业：通过键盘控制电机的运行，并在LED上显示出电机运行状态，最好在uC/OS-II下完成。6.2 需要具备的一些知识nI2C总线协议及通信过程nS3C2410外设I2C控制器的结构组成nZLG7290芯片的操作时序6.2.1 I2C总线技术nI2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。在CPU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送，最高传送速率100kbps。n各种被控制电路均并联在这条总线上，但就像电话机一样只有拨通各自的号码才能工作，所以

4、每个电路和模块都有唯一的地址。nCPU发出的控制信号分为地址码和控制量两部分，地址码用来选址，即接通需要控制的电路，确定控制的种类；控制量决定该调整的类别（如对比度、亮度等）及需要调整的量。1. 协议结构I2C总线协议包含了2层协议：物理层和数据链路层。（1）物理层）物理层 I2C总线只使用了两条信号线：n串行数据线（SDA）用于数据的发送和接收，n串行时钟线（SCL）用于指示什么时候数据线上是有效数据。即数据同步。I2C总线系统结构I2C总线节点内部结构n所有的总线信号使用开放集电极或开放漏电极电路。通过一个上拉电阻使信号的默认状态保持为高电平，当传输逻辑“0”时，每一条总线所接的晶体管起到

5、下拉该信号电平的作用。n开放集电极或开放漏极信号允许一些设备同时写总线而不引起电路故障。n在I2C 总线上产生时钟信号通常是主机器件的责任当在总线上传输数据时每个主机产生自己的时钟信号。（2）数据链路层）数据链路层n每一个链接到I2C总线上的设备都有唯一的地址。设备的地址都由系统设计者决定的，通常是I2C驱动程序的一部分。在标准的I2C总线定义中，设备地址是7位二进制。nI2C总线在传送数据过程中共有三种类型信号， 它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。n起始和停止条件起始和停止条件n总线事务由一个开始信号启动，以一个结束信号完成，描述如下：n开始信号通过保留SCL信号线为高电平，并且在S

6、DA信号线上发送1到0的转换产生。n结束信号通过设置SCL信号线为高电平，并且在SDA信号线上发送0到1的转换产生。起始和停止条件n传输数据传输数据n字节格式字节格式n发送到SDA 线上的每个字节必须为8 位每次传输可以发送的字节数量不受限制每个字节后必须跟一个应答位。n应答应答n数据传输必须带应答。相关的应答时钟脉冲由主机产生在应答的时钟脉冲期间发送器释放SDA 线I2C总线的数据传输n仲裁和时钟发生n同步n所有主机在SCL 线上产生它们自己的时钟来传输I2C 总线上的报文。数据只在时钟的高电平周期有效，因此需要一个确定的时钟进行逐位仲裁。n仲裁n主机只能在总线空闲的时侯启动传输，当SCL

7、线是高电平时，仲裁在SDA 线发生；这样在其他主机发送低电平时，发送高电平的主机将断开它的数据输出级，因为总线上的电平与它自己的电平不相同。n7 位的地址格式位的地址格式n数据的传输遵循图所示的格式。在起始条件S 后，发送了一个从机地址。这个地址共有7 位，紧接着的第8 位是数据方向位（R/W） 0 表示发送（写），1 表示请求数据（读）。数据传输一般由主机产生的停止位P 终止。但是如果主机仍希望在总线上通讯，它可以产生重复起始条件（Sr）和寻址另一个从机，而不是首先产生一个停止条件。在这种传输中可能有不同的读写格式结合。完整的数据传输数据传输格式6.2.2 S3C2410的I2C接口n（1）

8、I2C总线专用寄存器nIICCON I2C总线控制寄存器nIICSTAT I2C总线控制/状态寄存器nIICADD I2C总线地址寄存器nIICDS I2C总线传送/接收数据移位寄存器（2）初始化编程）初始化编程n在任何I2C总线的传送和接收操作之前，必须执行初始化程序。初始化程序的主要步骤是：n配置S3C2410芯片相关的I/O引脚为I2C总线所需的功能引脚；n如果有必要, 在IICADD寄存器中写入本芯片的从属地址；n设置IICCON寄存器，用来使能中断、设定SCL周期等；n设置 IICSTAT 以使能传输模式等。6.2.3 ZLG7290芯片简介特点nI2C 串行接口，提供键盘中断信号方

9、便与处理器接口；n可驱动8 位共阴数码管或64 只独立LED 和64 个按键；n可控扫描位数，可控任一数码管闪烁；n提供数据译码和循环，移位，段寻址等控制；n8 个功能键，可检测任一键的连击次数；n无需外接元件即直接驱LED， 可扩展驱动电流和驱动电压；n提供工业级器件，多种封装形式PDIP24 ，SO24。引脚及说明n功能描述n键盘部分n显示部分n两种控制方式n寄存器映象控制n寄存器映象控制是指直接访问底层寄存器，实现基本控制功能，这些寄存器须字节操作。n命令解释控制n命令解释控制是指通过解释命令缓冲区（CmdBuf0， CmdBuf1） 中的指令间接访问底层寄存器实现扩展控制功能。n寄存器

10、n系统状态部分n系统寄存器SystemRegn键盘部分n键值寄存器Keyn连击次数计数器RepeatCntn功能键寄存器FunctionKeyn命令接口部分n命令缓冲区CmdBuf0和CmdBuf1n显示部分n闪烁控制寄存器FlashOnOffn扫描位数寄存器ScanNumn显示缓存寄存器DpRam0和DpRam7n通信接口nZLG7290 内可通过I2C 总线访问的寄存器地址范围为：00H17H，任一寄存器都可按字节直接读写，也可以通过命令接口间接读写或按位读写，请参考指令详解部分支。n支持自动增址功能（访问一寄存器后寄存器子地址sub address 自动加一）和地址翻转功能（访问最后一寄存器子地址17H 后寄存器子地址翻转为00H）。显示控制n两种控制方法n寄存器映