嵌入式系统技术与设计 第6章 S3C2410系统接口操作原理及实验.ppt

1、嵌入式系统技术与设计,第6章 S3C2410系统接口 操作原理及实验,在第5章接口电路的基础上，本章讲解该系统的各接口原理，并辅以实验代码加以说明。通过本章，读者能掌握S3C2410处理器的常用接口开发。,本章主要内容： （1）I/O接口实验 （2）串口通信实验 （3）中断实验 （4）键盘控制实验 （5）实时时钟实验 （6）看门狗实验 （7）串行通信实验 （8）A/D转换实验 （9）Nand Flash读写实验,6.1 I/O接口实验,ARM内核采用RISC体系结构。RISC技术的主要特点参见1.3节。 ARM体系结构的主要特征如下（在本书的后续章节中将对这些特征做详细讲解）： （1）大量的寄

2、存器，它们都可以用于多种用途； （2）Load/Store体系结构； （3）每条指令都条件执行； （4）多寄存器的Load/Store指令；,（1）掌握S3C2410X芯片的I/O控制寄存器的配置。 （2）通过实验掌握ARM芯片使用I/O端口控制LED显示。 （3）了解ARM芯片中复用I/O接口的使用方法。,6.1.1 实验目的,（1）硬件：Embest ARM教学实验系统、ULINK USB-JTAG仿真器套件、PC机。 （2）软件：MDK集成开发环境，Windows 98/2000/NT/XP。,6.1.2 实验设备,编写程序，控制实验平台的发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4

3、，使它们有规律地点亮和熄灭，具体顺序如下：LED1亮LED2亮LED3亮LED4亮LED1灭LED2灭LED3灭LED4灭全亮全灭，如此反复。,6.1.3 实验内容,S3C2410X芯片上共有71个多功能的输入/输出引脚，它们分为7组I/O端口： （1）1个23位的输出端口（端口A）。 （2）2个11位的输入/输出端口（端口B、H）。 （3）4个16位的输入/输出端口（端口C、D、E、G）。 （4）1个8位的输入/输出端口（端口F）。,6.1.4 实验原理,在运行程序之前必须对每个用到的引脚功能进行设置，如果某些引脚的复用功能没有使用，可以先将该引脚设置为I/O端口。,（1）端口控制寄存器（G

4、PACON-GPHCON）。 （2）端口数据寄存器（GPADAT-GPHDAT）。 （3）端口上拉寄存器（GPBUP-GPHUP）。 （4）外部中断控制寄存器（EXTINTN）。,1S3C2410X I/O口常用的控制寄存器,表6-1 端口F控制寄存器,表6-2 GPFCON寄存器,表6-3 GPFDAT寄存器,表6-4 GPFUP寄存器,2电路设计,图6-1 LED接线原理图,1准备实验环境 2串口接收设置 3打开实验例程 4观察实验结果,6.1.5 实验操作步骤,6.2 串口通信实验,（1）了解S3C2410X处理器的UART相关控制寄存器的使用。 （2）熟悉ARM处理器系统硬件电路中UA

5、RT接口的设计方法。 （3）掌握ARM处理器串行通信的软件编程方法。,6.2.1 实验目的,（1）硬件：Embest EduKit-实验平台、ULINK2仿真器套件、PC机。 （2）软件：MDK集成开发环境、Windows 98/2000/NT/XP。,6.2.2 实验设备,（1）编写S3C2410X处理器的串口通信程序。 （2）监视串行口UART0动作。 （3）将从UART0接收到的字符串回送显示。,6.2.3 实验内容,1S3C2410X串行通信（UART）单元 2波特率的产生 3UART通信操作,6.2.4 实验原理,（1）UART行控制寄存器ULCONn （2）UART控制寄存器UCO

6、Nn,4UART控制寄存器,表6-5 UCONn的含义,（3）UART MODEM控制寄存器UMCONn(n=0或1),表6-6,（4）发送寄存器UTXH和接收寄存器URXH （5）波特率分频寄存器UBRDIV,5UART初始化代码 6RS232接口电路,图6-2 UART0与S3C2410的连接图,6.2.5 实验操作步骤,1准备实验环境,（1）把光盘CodeChapter6文件夹的内容复制到主机（如果已经复制，跳过该操 作）； （2）使用EduKit-目标板附带的串口线连接目标板上UART0和PC机串口COMx，并连接好ULINK2仿真器套件。,在PC 机上运行Windows自带的超级终端

7、串口通信程序（波特率为115200Bd、1位停止位、无校验位、无硬件流控制）如图6-3所示；或者使用其他串口通信程序。,2串口接收设置,3打开实验例程 4观察实验结果,图6-3 Embest ARM教学系统超级终端配置,6.3 中 断 实 验,6.3.1 实验目的,（1）通过实验掌握S3C2410X的中断控制寄存器的使用。 （2）通过实验掌握S3C2410X处理器的中断响应过程。 （3）通过实验掌握不同中断触发方式下中断产生的过程。 （4）通过实验掌握ARM处理器的中断方式和中断处理过程。 （5）通过实验掌握ARM处理器中断处理的软件编程方法。,（1）硬件：Embest EduKit-实验平台

8、、ULINK2仿真器套件、PC机。 （2）软件：Vision IDE、Windows 98/2000/NT/XP。,6.3.2 实验设备,编写中断服务程序，实现下列功能。 （1）通过UART0选择中断触发方式，使能外部中断EINT0、EINT11。 （2）在不同的中断触发方式下，使用Embest EduKit-实验平台的按钮SB1202触发EINT0，同时在超级终端的主窗口中显示外部中断号。 （3）在不同的中断触发方式下，使用Embest EduKit-实验平台的按钮SB1203触发EINT11，同时在超级终端的主窗口中显示外部中断号。,6.3.3 实验内容,6.3.4 实验原理,1S3C24

9、10X的中断,图6-4 S3C2410X的中断控制器,（1）程序状态寄存器的F位和I位。 （2）中断模式（INTMOD）。 （3）中断挂起寄存器（INTPND）。 （4）中断屏蔽寄存器（INTMSK）。,2S3C2410X的中断控制,3S3C2410X的中断源,表6-7 S3C2410X的中断源,（1）源挂起寄存器（SRCPND）。,4S3C2410X的中断控制寄存器,表6-8 SRCPND描述,（2）中断模式寄存器（INTMOD）。,表6-9 INTMOD描述,（3）中断屏蔽寄存器（INTMSK）。,表6-10 INTMSK描述,（4）中断挂起寄存器（INTPND）。,表6-11 INTPN

10、D描述,（5）IRQ偏移寄存器。,表6-12 INTOFFSET描述,（6）外部中断控制寄存器（EXTINTn）。 （7）外部中断屏蔽寄存器（EXTMASK）。,表6-13 EXTMASK描述,5电路原理,图6-5 S3C2410X中断实验电路图,6.3.5 实验操作步骤,1准备实验环境 2串口接收设置 3打开实验例程 4观察实验结果,图6-6 Vision IDE中断控制器窗口,6.3.6 实验参考程序,1中断初始化程序 2中断服务程序,6.4 键盘控制实验,6.4.1 实验目的,（1）通过实验掌握键盘控制与设计方法。 （2）熟练编写ARM核处理器S3C2410X中断处理程序。,（1）硬件：

11、Embest EduKit-实验平台、Embest ARM标准/增强型仿真器套件、PC机。 （2）软件：MDK集成开发环境、Windows 98/2000/NT/XP。,6.4.2 实验设备,（1）使用实验板上5x4用户键盘，编写程序接收键盘中断。 （2）通过IIC总线读入键值，并将读到的键值发送到串口。,6.4.3 实验内容,6.4.4 实验原理,1常规键盘电路设计原理 2使用ZLG7290的键盘电路设计原理,图6-7 ZLG7290 引脚图,6.4.5 实验设计,1键盘硬件电路设计,（1）键盘连接电路 （2）键盘控制电路 （3）工作过程,图6-8 54键盘连接电路,6.4.6 实验操作步骤

12、,1准备实验环境 2串口接收设置 3打开实验例程 4观察实验结果,图6-9 54键盘控制电路,6.4.7 实验参考程序,1键盘控制初始化 2中断服务程序,6.5 实时时钟实验,6.5.1 实验目的,（1）了解实时时钟的硬件控制原理及设计方法。 （2）掌握S3C2410X处理器的RTC模块程序设计方法。,6.5.2 实验设备,（1）硬件：Embest ARM教学实验系统、ULINK USB-JTAG仿真器套件、PC机。 （2）软件：MDK集成开发环境、Windows 98/2000/NT/XP。,6.5.3 实验内容,学习和掌握Embest ARM教学实验平台中RTC模块的使用，编写应用程序，修

13、改时钟日期及时间的设置，以及使用Embest ARM教学系统的串口，在超级终端显示当前系统时间。,6.5.4 实验原理,1实时时钟 2S3C2410X实时时钟单元,图6-10 S3C2410X处理器的RTC功能框图,6.5.5 实验设计,1硬件电路设计,图6-11 实时时钟外围电路,（1）时钟设置 （2）时钟显示,2软件程序设计,6.5.6 实验操作步骤,1准备实验环境 2串口接收设置 3运行实验例程 4观察实验结果,图6-12 Embest ARM 教学系统超级终端配置,6.5.7 实验参考程序,1RTC报警控制程序 2时钟设置控制程序,6.6 看门狗实验,（1）了解看门狗的作用。 （2）掌

14、握处理器S3C2410X处理器看门狗控制器的使用。,6.6.1 实验目的,6.6.2 实验设备,（1）硬件：Embest EduKit-实验平台、ULINK2仿真器、PC机。 （2）软件：RealView MDK集成开发环境、Windows 98/2000/NT/XP。,6.6.3 实验内容,通过使用S3C2410处理器集成的看门狗模块，对其进行如下操作。 （1）掌握看门狗的操作方式和用途。 （2）对看门狗模块进行软件编程，实现看门狗的定时功能和复位功能。,6.6.4 实验原理,1看门狗概述,图6-13 S3C2410X的看门狗的功能框图,（1）看门狗定时器控制寄存器（WTCON）。,2看门狗

15、定时器寄存器组,表6-14 WTCON描述,表6-15 WTCON的标识位,（2）看门狗定时器数据寄存器（WTDAT）。,表6-16 WTDAT描述,（3）看门狗计数寄存器（WTCNT）。,表6-17 WTCNT描述,6.6.5 实验设计,1软件程序设计 2看门狗在函数delay()中的使用,6.6.6 实验操作步骤,1准备实验环境 2串口接收设置 3打开实验例程 4观察实验结果,6.6.7 实验参考程序,6.7 IIC串行通信实验,（1）通过实验掌握IIC串行数据通信协议的使用。 （2）掌握EEPROM器件的读写访问方法。 （3）通过实验掌握S3C2410X处理器的IIC控制器的使用。,6.

16、7.1 实验目的,6.7.2 实验设备,（1）硬件：Embest EduKit-实验平台、ULINK2仿真器、PC。 （2）软件：RealView IDE、Windows 98/2000/NT/XP。,6.7.3 实验内容,（1）编写程序对实验板上EEPROM器件AT24C04进行读写访问。 （2）写入EEPROM某一地址，再从该地址读出，输出到超级终端。 （3）把读出内容和写入内容进行比较，检测S3C2410X处理器通过IIC接口，是否可以正常读写EEPROM器件AT24C04。,6.7.4 实验原理,1IIC接口及EEPROM,图6-14 IIC总线内部结构框图,图6-15 AT24系列E

17、EPROM的DIP8封装示意图,2IIC总线的读写控制逻辑,图6-16 IIC总线信号的时序,（1）AT24C04结构与应用简述。 （2）设备地址（DADDR）。 （3）AT24CXX的数据操作格式。,3EEPROM读写操作,图6-17 任意写一个字节,图6-18 写n个字节,图6-19 任意读一个字节,图6-20 读n个字节,（1）S3C2410X IIC接口。,4S3C2410X处理器IIC接口,表6-18IICCON寄存器,表6-19IICCON描述,表6-20 IICSTAT描述,表6-21 IICADD描述,表6-22 IICDS描述,（2）使用S3C2410X IIC总线读写方法。

18、,表6-23 单字节操作描述,表6-24 多字节写操作描述,表6-25 单字节读串行存储器描述,表6-26 同一页面的多字节操作描述,6.7.5 实验设计,1程序设计 2电路设计,6.7.6 实验操作步骤,1准备实验环境 2串口接收设置 3打开实验例程,图6-21 IIC主发送程序设计流程图（S3C2410X）,图6-22 IIC 主接收程序设计流程图（S3C2410X）,图6-23 AT24C04 控制电路,6.7.7 实验参考程序,1初始化及测试主程序 2中断服务程序 3IIC写AT24C04程序 4IIC读AT24C04 程序,6.8 A/D转换实验,（1）通过实验掌握模数转换（A/D）

19、的原理。 （2）掌握S3C2410X处理器的A/D转换功能。,6.8.1 实验目的,6.8.2 实验设备,（1）硬件：Embest EduKit-实验平台、Embest ARM标准/增强型仿真器套件、PC机。 （2）软件：MDK集成开发环境、Windows 98/2000/NT/XP。,6.8.3 实验内容,设计分压电路，利用S3C2410X集成的A/D模块，把分压值转换为数字信号，并通过超级终端和数码管观察转换结果。,6.8.4 实验原理,1A/D转换器 2A/D转换的一般步骤 3S3C2410X处理器的A/D转换 4S3C2410X处理器A/D转换器的使用,表6-27 ADCCON描述,表6-28 ADCDAT0描述,6.8.5 实验设计,1分压电路设计 2软件程序设计,图6-24 分压电路,6.8.6 实验操作步骤,1准备实验环境 2串口接收设置 3打开实验例程 4观察实验结果,6.8.7 实验参考程序,6.9 Nand Flash读写实验