硬件系统和实验介绍《嵌入式系统原理》

1、嵌入式系统原理硬件系统和实验介绍,嵌入式开发平台的硬件布局,基于ARM的嵌入式硬件平台体系结构,ARMAdvanced RISC Machines,ARM（Advanced RISC Machines），既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。 ARM公司是专门从事基于RISC技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，靠转让设计许可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。,ARM微处

2、理器的特点,采用RISC架构的ARM微处理器一般具有如下特点： 1、体积小、低功耗、低成本、高性能； 2、支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好的兼容8位/16位器件； 3、大量使用寄存器，指令执行速度更快； 4、大多数数据操作都在寄存器中完成； 5、寻址方式灵活简单，执行效率高； 6、指令长度固定；,ARM微处理器系列,ARM微处理器目前包括下面几个系列，以及其它厂商基于ARM体系结构的处理器，除了具有ARM体系结构的共同特点以外，每一个系列的ARM微处理器都有各自的特点和应用领域。 ARM7系列 ARM9系列 ARM9E系列 ARM10E系列 SecurCore系列 I

3、ntel的Xscale Intel的StrongARM,ARM7微处理器系列,ARM7系列微处理器为低功耗的32位RISC处理器，最适合用于对价位和功耗要求较高的消费类应用。ARM7微处理器系列具有如下特点： 具有嵌入式ICERT逻辑，调试开发方便。 极低的功耗，适合对功耗要求较高的应用，如便携式产品。 能够提供0.9MIPS/MHz的三级流水线结构。 代码密度高并兼容16位的Thumb指令集。 对操作系统的支持广泛，包括Windows CE、Linux、Palm OS等。 指令系统与ARM9系列、ARM9E系列和ARM10E系列兼容，便于用户的产品升级换代。 主频最高可达130MIPS，高速

4、的运算处理能力能胜任绝大多数的复杂应用。 ARM7系列微处理器包括如下几种类型的核：ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM720T、ARM7EJ。其中，ARM7TMDI是目前使用最广泛的32位嵌入式RISC处理器，属低端ARM处理器核。,ARM7TDMI结构,T取至THUMB，表示支持16bit的高代码密度的THUMB指令集。THUMB指令集是ARM指令集的子集，并且压缩到16bit字长。在系统中合理地交叉使用ARM和THUMB指令集，可以使系统在达到设计要求的同时，尽可能地减小代码量。 D取至Debug，表示支持Debuging功能。 M取至Multiplier，表示具备32bit硬

5、件乘法器。 I取至ICE，表示支持Embedded-ICE接口，可进行在线仿真。,ARM微处理器的寄存器结构,ARM处理器共有37个寄存器，被分为若干个组（BANK），这些寄存器包括： 31个通用寄存器，包括程序计数器（PC指针），均为32位的寄存器。 6个状态寄存器，用以标识CPU的工作状态及程序的运行状态，均为32位，目前只使用了其中的一部分。,ARM微处理器的工作状态,从编程的角度看，ARM微处理器的工作状态一般有两种，并可在两种状态之间切换： 第一种为ARM状态，此时处理器执行32位的字对齐的ARM指令； 第二种为Thumb状态，此时处理器执行16位的、半字对齐的Thumb指令。 当A

6、RM微处理器执行32位的ARM指令集时，工作在ARM状态；当ARM微处理器执行16位的Thumb指令集时，工作在Thumb状态。在程序的执行过程中，微处理器可以随时在两种工作状态之间切换，并且，处理器工作状态的转变并不影响处理器的工作模式和相应寄存器中的内容。,ARM处理器模式,ARM微处理器支持7种运行模式，分别为： 用户模式（usr）：ARM处理器正常的程序执行状态 快速中断模式（fiq）:用于高速数据传输或通道处理 外部中断模式（irq）：用于通用的中断处理 管理模式（svc）：操作系统使用的保护模式 数据访问终止模式(abt)：当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护

7、。 系统模式（sys）：运行具有特权的操作系统任务。 未定义指令中止模式（und）：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真。,Samsung S3C44B0X,Samsung S3C44B0X微处理器是三星公司专为手持设备和一般应用提供的高性价比和高性能的微控制器解决方案，它使用ARM7TDMI核，工作在66MHZ。为了降低系统总成本和减少外围器件，这款芯片中还集成了下列部件： 8KB Cache、外部存储器控制器、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，5通道PWM定时器及一个内部定时器、71个通用I/O口、8个

8、外部中断源、实时时钟、8通道10位ADC等。,开发平台软件资源,1）UarmJtag并口仿真器驱动程序； 2）23个实验案例源代码 3）UCOS-II操作系统、文件系统、驱动程序、API函数的库文件；,集成开发环境,ARM SDT 2.5开发环境 ADS1.2 开发环境 集成开发环境的使用，参看实验指导讲义,可以练习的实验项目,实验一A：ARM SDT 2.5开发环境 实验一B：ADS1.2 开发环境 实验一C：超级终端设置及BIOS功能使用 实验二 ARM的串行口实验 实验三 键盘及LED驱动实验 实验四 D/A接口试验 实验五 ARM的A/D接口实验 实验六 电机转动控制实验 实验七 LCD的驱动控制实验 实验八 触摸屏程序设计 实验九 CAN总线通讯实验 实验十 定时器中断和驱动程序实验,实验十一 BOOTLOADER实验 实验十二A C/OS-II在ARM微处理器上的移植及编译 实验十二B 完善的C/OS-开发框架 实验十三 音频实验 实验十四 绘图的API函数 实验十五