基于arm9嵌入式led跑马灯设计

《嵌入式系统设计与应用》综合实验题目基于ARM9的LED跑马灯设计小组成员王坚孙海涛吴烨 学号201313250012013132500320131325009 学院信息与控制 专业信息工程（系统工程方向） 指导教师 孙伟二Ｏ一六年五月二十九日摘要 二、设计方案2.1系统组成2.1.1系统结构系统由FL2440开发板、串口线、JTAG板及并口连接线以及PC（硬件）和ADS开发环境和各种驱动程序,如图2.1和图2.2所示。为降低开发难度,方便二次开发,系统采用核心板加底板的设计方案,核心板和底板之间通过连接器相连。这样可以在核心板不变动的情况下,更改底板的功能组成,以适用不同的功能。同时,由于核心板采用多层PCB板设计,而底板采用双层板即可,从而大大的降低了系统的成本。软件在ADS中直接生成bin文件，然后通过串口线烧写到芯片中。图2.1系统结构图图2.2S3C2440结构框图2.2系统工作原理2.2.1系统实现原理从电路图上我们可以看到，发光二极管LED的一端连接到了ARM的GPIO，另一端经过一个限流电阻接电源VCC。当GPIO口为低电平时，LED两端产生电压降，这时LED有电流通过并发光。反之当GPIO为高电平时，LED将熄灭。注意亮灭之间要有一定的延时，以便人眼能够区分出来。2.2.2GPIO扩展口引脚及定义扩展口共30针，其中有2路SPI接口、1路IIC接口、4路AD(另外4路通过CON5引出)，其他为IO口。 图2.3GPIO扩展口引脚布局 表2.1GPIO扩展口引脚及功能引脚功能引脚功能1GPE112GPE123GPE134GPG2/EINT105GPG3/EINT116GPG5/EINT137GPG6/EINT148GPG7/EINT159GPG11/EINT1910GPG15/EINT2311GPG13/EINT2112GPG14/EINT2213GPB514GPB615GPB816GPB1017NRSTOUT/GPA2118GPB719AIN020AIN121AIN222AIN323EINT0/GPF024EINT2/GPF225EINT3/GPF326EINT4/GPF427IICSDA28IICSCL29VDD33V30GND实验相应寄存器：端口数据寄存器:端口上拉电阻时能寄存器:端口配置寄存器:三、硬件设计3.1设计思路1.将JTAG调试板25针接口与PC的并口相连，右边20针接口需要通过排线连接到开发板的JTAG接口（在串口0附近）；2.将串口线的一端插在PC的串口上，另一端插在开发板的‘COMO’上。打开DNW.EXE软件，给开发板上电。使Bootloader停在菜单处（在系统引导时按空格键）。3.打开软件‘ADSCodeWarrior’,新建工程‘led.mcp’，并添加两个程序文件‘led.c’和‘init.s’（汇编文件）。4.对工程文件进行相应设置（参考《开发板准备实验》1.7节）5.编译该工程，成功后将生成映像文件‘led.axf’。打开AXD，装载映像文件‘led.axf’。6.运行程序，观察结果。PCPC调试板25调试板开发板20COMO开发板图3.1硬件连接图3.2系统电路设计 图3.2连线图四、软件设计4.1设计思路开始熄灭LED0，点亮开始熄灭LED0，点亮LED1设置GPB设置GPB端口为输出状态延时熄灭LED熄灭LED1，点亮LED2熄灭所有LED灯延时关闭蜂鸣器延时关闭蜂鸣器熄灭LED熄灭LED2，点亮LED3设置GPB端口使用内部上拉点亮LED0点亮LED0延时延时延时图4.1程序流程图4.2程序清单led.c/* 本实验接口说明GPB5LED0 GPB6LED1 GPB8LED2 GPB10LED3*//*地址声明*/#defineGPBCON(*(volatileunsigned*)0x56000010)#defineGPBDAT(*(volatileunsigned*)0x56000014)#defineGPBUP(*(volatileunsigned*)0x56000018)#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint/*定义全局变量*//*函数声明*/voidDelay(intx);/*/函数名称： Delay功能描述： 延时函数传参： intx返回值： 无*/voidDelay(intx){ intk,j; while(x) { for(k=0;k<=0xff;k++) for(j=0;j<=0xff;j++); x--; }}/*函数名称： ledMain功能描述： 入口程序 初始化后，进入跑马灯死循环传参： 无返回值： int0*/intledMain(void){ GPBCON=0x1dd7fc; //GPB5,GPB6,GPB8,GPB10设置为输出 GPBDAT=((1<<5)|(1<<6)|(1<<8)|(1<<10)); //使LED全灭 GPBDAT&=0xffe; //关闭蜂鸣器GPBUP=0x00; while(1) //死循环 { GPBDAT=~(1<<5); //LED0亮 Delay(500); GPBDAT=~(1<<6); //LED1亮 Delay(500); GPBDAT=~(1<<8); //LED2亮 Delay(500); GPBDAT=~(1<<10); //LED3亮 Delay(500); } return0;}init.s（汇编文件）AREA|DATA|,CODE,READONLYENTRYldrr13,=0x1000IMPORTledMainbledMainEND五、实验调试及结果5.1硬件连接1.将电源模块的连接线插在开发板左上角的黑色电源插孔内；2.串口线应连接在开发板右上角的‘COM0’口（当前默认，也可以修改）,另一端与计算机的串口相连；3.JTAG板左边25针接口应接连接到PC机的并口上，而右边20针接口需要通过排线连接到开发板的JTAG接口。5.2USB驱动安装1.用串口线连接好开发板（默认用串口0）和PC机。打开DNW进行相应配置,开发板上电，待Bootloader启动之后使其停在菜单处（在系统引导并读秒时按回车键）。2.用USB线将PC机和开发板的USBDEVICE口相连，此时PC机系统会提示发现新硬件，下面按提示安装USB驱动。3.好USB驱动后可以看到在设备管理器中的“通用串行总线控制器”下多了“SECSOCTestBoard”一项，到此USB驱动就安装好了。重启开发板，停在菜单处时，DNW的标题栏会提示：【USB:OK】。5.3并口驱动安装1.将光盘中“FL2440\windows下驱动\GIVEIO”文件夹中的“GIVEIO.SYS”拷贝到WINDOWS的系统驱动目录下（例如：C:\WINNT\system32\drivers”）；2.在WINDOWS的“控制面板”中选择“添加硬件”；3.选择“添加新的硬件设备”点击“下一步”；4.选择“安装我手动从列表选择的硬件”，点击“下一步”；5.选择“端口”，点击“下一步”；6.选择“从磁盘安装”；在“厂商文件复制来源”中选择光盘中GIVEIO.inf所在的目录，点击“确定”接下来的步骤一直选择“下一步，”最后GIVEIO将成功安装到系统中。5.4DNW配置1.打开DNW.EXE软件，在第一个下拉菜单（SerialPort）中选择connect，此时在软件的标题栏会显示[COM1,115200bps]；2.点击Configuration,会弹出如下对话框，在这里可以选择波特率和串口；3.‘DownloadAddress’地址要选择‘0x30800000’(此参数为下载到内存的地址：0x30000000~0x34000000，Bootloader用了0x30200000之前的内存地址，注意不要与之冲突)；4.插好USB，给板子上电，在COM1后边会跟着显示[USB:OK],若没有显示可将USB重新插拔。（前提是PC机已安装USB驱动程序）。此时就可以利用boot程序来进行串口或USB下载了。5.5ADS1.2集成开发环境的使用1.使用ADS创建工程2.编译和链接工程3.Linker设置5.6系统调试和测试5.6.1

调试环境PCB板制作好后,进行系统调试需要进行硬件调试和软件调试两个过程。其中,硬件调试需要使用示波器、万用表、稳压电源等工具;软件调试则使用SJF2440软件或H-Jtag软件烧写系统引导程序和测试程序。焊接PCB时应首先焊接电源模块,只有在电源模块测试正常时才能焊接其它的模块,否则在通电测试时会损坏其它模块的芯片;另外,在进行测试时还要注意避免人为造成的短路现象。5.6.2

硬件调试(1)加电前的检查:加电调试之前要对照电路原理图和实际线路进行检查,看PCB板是否有短路、断路情况,看在元器件焊装过程中是否有错装、短路、错接、多接、少接等现象;用万用表检测焊接和接插件是否良好;各焊点之间有无短路,焊点是否存在虚焊;集成电路芯片是否焊装正确,二极管、三极管、电解电容等有极性的器件的极性是否正确;电源的极性连接是否正确、正负极间是否存在短路的情况。(2)加电检测和调试:做完加电前的检查,确认无误后,电源输入端接入5V电压。观察有无异味、冒烟、器件发烫等现象。当发现有异常情况时要立即切断电源,并根据故障现象分析故障原因,然后排除。如无异常,用万用表分别测量个关键点和各集成芯片的电源端的电压值,各输入和输出端的高、低电平值及逻辑关系等是否正常。如若这些都没有问题,就通过示波器来检测各相关点的波形是否正常,然后根据波形来分析故障的原因,直至最终故障排除。5.6.3

软件调试在PC机上运行SJF2440或H-Jtag软件,烧写已经编译好的系统引导程序,看系统能否正常启动,输出是否正常,烧写系统测试程序看输入输出是否正确,否则分析原因并排除故障。烧写前要确保引导程序和测试程序是正确可用的。5.7实验效果图图5.1图5.2图5.3图5.4六、课程设计总结经过本次基于ARM9的LED跑马灯设计的综合实验，我受益良多，从中学到了关于嵌入式开发系统的相关知识，了解了FL2440开发板的相关知识。在实验中，我遇到了困难，DNW显示can’tcreatednw.ini,经过与实验手册一步步的比对，我发现自己少掉了一个非常重要的步骤即对生成目标的配置，进行配置后成功运行，显示出了与程序相对应的结果。