第5章ARM接口设计技术pt课件

1、计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 第第5章章 arm接口设计技术接口设计技术 键盘接口键盘接口 ledled显示器接口显示器接口 lcdlcd显示器接口显示器接口 触摸屏接口触摸屏接口 通讯接口通讯接口 中断接口中断接口 a/da/d和和d/ad/a转换器接口转换器接口 armarm的的jtagjtag接口接口计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 芯片芯片s3c44b0x简介简介1s3c44b0x是以是以arm7tmdi为内核为内核的高性能的高性能cpu，是是arm公司最早为业界普遍认可并且赢得最广泛应用的处理核。公司最早为业界普遍认可并且赢得最

2、广泛应用的处理核。 s3c44b0x的推荐最高工作频率为的推荐最高工作频率为66mhz，按照，按照arm公司公司提供的技术资料，提供的技术资料，arm7类类cpu的运算速度可按如下公式的运算速度可按如下公式计算：计算：mips0.9mhz，由此可得出，由此可得出，s3c44b0x的最大的最大运算速度大约为运算速度大约为0.966mhz59.4mips。 芯片芯片s3c44b0x具有具有71个个通用多功能输入输出引脚，这些通用多功能输入输出引脚，这些i/o口的应用是口的应用是s3c44b0x处理器的基础应用，分别包含在处理器的基础应用，分别包含在如下如下7组端口组端口中中：端口端口a：10位，输

3、出端口位，输出端口端口端口b：11位，输出端口位，输出端口端口端口c：16位，输入输出端口位，输入输出端口端口端口d：8位，输入输出端口位，输入输出端口 端口端口e：9位，输入输出端口位，输入输出端口端口端口f：9位，输入输出端口位，输入输出端口端口端口g：8位，输入输出端口位，输入输出端口计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 芯片芯片s3c44b0x简介简介2 每组端口都是多功能口，需要用软件对端口配置每组端口都是多功能口，需要用软件对端口配置寄存器寄存器pconn来设置满足不同的需要。来设置满足不同的需要。 在运行程序之前必须先对每一个用到的引脚功能在运行程序之前必须

4、先对每一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，进行设置。如果某些引脚的复用功能没有使用，可以将该引脚设置成可以将该引脚设置成i/o口。口。在一般的应用中：在一般的应用中： pa：地址线。地址线。 pb：bank选择线和选择线和sdram的接口信号线。的接口信号线。 pc：数据线、数据线、iis接口或接口或lcd数据线等。数据线等。 pd：lcd的信号线。的信号线。 pe：串口信号线和定时器输出。串口信号线和定时器输出。 pf：多功能多功能i/o口。口。 pg：多功能多功能i/o口。口。计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x的片上功能的片

5、上功能 2.5v arm7tdmi内核内核，带有，带有8kb高速缓存器高速缓存器（sambaii总线体系结构）。总线体系结构）。外部存储器控制器（外部存储器控制器（fp/edo/sdram控制，片选逻辑）。控制，片选逻辑）。lcd控制器控制器（最大支持（最大支持256色色stn，lcd具有专用具有专用dma）。）。2通道通用通道通用dma、2通道外设通道外设dma并具有外部请求引脚。并具有外部请求引脚。2通道通道uart，带有握手协议（支持，带有握手协议（支持lrda1.0，具有，具有16-byte fifo）和）和1通道通道sio。1通道多主通道多主iic-bus控制器控制器。1通道通道ii

6、s-bus控制器控制器。5个个pwm定时器定时器和和1通道内部定时器。通道内部定时器。看门狗定时器。看门狗定时器。71个个通用通用i/o口口、8通道通道外部中断源外部中断源。功耗控制：具有普通、慢速、空闲核停止模式。功耗控制：具有普通、慢速、空闲核停止模式。8通道通道10位位adc。具有具有日历功能日历功能的的rtc。具有具有pll的片上时钟发生器。的片上时钟发生器。 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x特性特性1 （1）体系结构）体系结构 集成了手持设备和通用嵌入式系统应用的解决方集成了手持设备和通用嵌入式系统应用的解决方案。案。 16/32位位ris

7、c体系结构和体系结构和arm7tdmi处理器内核处理器内核强大的指令体系。强大的指令体系。 thumb代码压缩机，最大化代码密度同时保持了代码压缩机，最大化代码密度同时保持了32位指令的性能。位指令的性能。 基于基于jtag的片上的片上集成集成ice调试调试支持解决方案。支持解决方案。 328位硬件乘法器位硬件乘法器。 实现实现低功耗低功耗sambaii的新型总线结构。的新型总线结构。 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x特性特性2（2）系统管理器）系统管理器 支持大支持大/小端方式小端方式。 寻址空间：寻址空间：每每bank的寻址空间为的寻址空间为32

8、m字节（共字节（共256m字节）。字节）。 支持每支持每bank可编程的可编程的8/16/32位数据总线宽度。位数据总线宽度。 7个个bank具有固定的具有固定的bank起始地址和可编程的起始地址和可编程的bank大小。大小。 8个存储器个存储器bank。 所有的存储器所有的存储器bank具有可编程的操作周期。具有可编程的操作周期。 支持外部等待信号延长总线周期。支持外部等待信号延长总线周期。 支持掉电时支持掉电时dram/sdram的自刷新模式。的自刷新模式。 支持均匀支持均匀/非均匀的非均匀的dram地址。地址。 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x

9、特性特性3 （3）cache存储器和内部存储器和内部sram 一体化的一体化的8k字节字节cache。 未用的未用的cache空间用来作为空间用来作为0/4/8k字节的字节的sram存存储空间。储空间。 支持支持lru替换算法替换算法。 采用保持主存储器与采用保持主存储器与cache内容一致性的内容一致性的“写穿写穿式式”策略。策略。 写存储器具有写存储器具有4级深度。级深度。 当当cache未命中时，采用未命中时，采用“请求数据优先填充请求数据优先填充”技术。技术。 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x特性特性4（4）时钟和电源管理）时钟和电源管理 片

10、上片上pll使使mcu工作时最大达到工作时最大达到75mhz。 可以通过软件设置各功能模块的输入时钟。可以通过软件设置各功能模块的输入时钟。 电源模式：电源模式：正常、慢速、空闲和停止模式。正常、慢速、空闲和停止模式。正常模式：正常工作模式。正常模式：正常工作模式。慢速模式：不加慢速模式：不加pll的低时钟频率模式。的低时钟频率模式。空闲模式：只停止空闲模式：只停止cpu的时钟。的时钟。停止模式：停止所有的时钟。停止模式：停止所有的时钟。 通过通过eint7:0或或rtc报警中断从停止模式唤醒。报警中断从停止模式唤醒。 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0

11、x特性特性5 （5）中断控制器）中断控制器 30个中断源个中断源（看门狗定时器、（看门狗定时器、6个定时器、个定时器、6个个uart、8个外部中断、个外部中断、4个个dma、两个、两个rtc、1个个adc、1个个iic、1个个sio） 采用向量化的采用向量化的irq中断模式以减少中断的延迟。中断模式以减少中断的延迟。 可选的可选的电平电平/边沿边沿模式触发外部中断。模式触发外部中断。 电平电平/边沿模式具有可编程的优先级。边沿模式具有可编程的优先级。 支持支持fiq为紧急的中断请求进行服务。为紧急的中断请求进行服务。 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x

12、特性特性6（6）定时器和）定时器和pwm（脉宽调制）（脉宽调制） 5通道通道16位具有位具有pwm功能的定时器，功能的定时器，1通道通道16位内位内部定时器部定时器（可进行基于（可进行基于dma或中断的操作）。或中断的操作）。 可编程可编程的占空比周期、频率和优先级。的占空比周期、频率和优先级。 支持外部中断源。支持外部中断源。 能产生死区。能产生死区。（7）rtc（实时时钟）（实时时钟） 充分的充分的时钟特性时钟特性：毫秒、秒、分钟、小时、日、：毫秒、秒、分钟、小时、日、星期、月、年。星期、月、年。 32.768khz时钟时钟。 定时警报定时警报，可用于唤醒，可用于唤醒cpu。 可产生时钟节

13、拍可产生时钟节拍中断中断。计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x特性特性7 （8）通用）通用i/o口口 8个外部中断口个外部中断口。 71个个多功能输入多功能输入/输出口。输出口。（9）uart（异步串行通信）（异步串行通信） 2通道通用通道通用uart，可进行基于，可进行基于dma或中断的操作。或中断的操作。 支持支持5位、位、6位、位、7位或位或8位串行数据传输位串行数据传输/接收。接收。 可编程的波特率。可编程的波特率。 支持支持irda1.0（115.2kbps）。）。 支持用于测试的支持用于测试的回馈模式回馈模式。 每个通道具有两个内部每个通道具

14、有两个内部32字节的字节的fifo分别用于输入分别用于输入和输出。和输出。 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x特性特性8（10）dma（直接存储器操作）控制器（直接存储器操作）控制器 2通道通用通道通用dma控制器。控制器。 2通道通道dma桥桥（外设（外设dma）控制器。）控制器。 支持支持i/o到存储器，存储器到到存储器，存储器到i/o，i/o到到i/o的的dma请求。请求。 同时发生的多个同时发生的多个dma具有可编程的具有可编程的优先级优先级顺序。顺序。 采用猝发式的传输模式以提高采用猝发式的传输模式以提高fpdram、edodram和和sdr

15、am的数据传输速率。的数据传输速率。（11）a/d转换器转换器 8通道的通道的adc。 10-bit。 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x特性特性9 （12）lcd控制器控制器 支持支持彩色彩色/黑白黑白/灰度灰度lcd屏。屏。 支持单路扫描和双路扫描。支持单路扫描和双路扫描。 支持支持虚拟显示屏虚拟显示屏功能。功能。 系统存储器用来作为显示缓存。系统存储器用来作为显示缓存。 用专门的用专门的dma从系统存储器中获得图像数据。从系统存储器中获得图像数据。 灰度等级：灰度等级：16级灰度级灰度。 最多最多256种颜色种颜色。 计算机科学与技术学院计算机科

16、学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x特性特性10（13）看门狗定时器）看门狗定时器 16位位的看门狗定时器。的看门狗定时器。 在定时器在定时器溢出时发出中断请求溢出时发出中断请求或系统复位。或系统复位。（14）iic总线接口总线接口 1通道多主通道多主iic总线总线，可进行基于中断的操作模式。，可进行基于中断的操作模式。 可进行串行，可进行串行，8位位，双向数据传输，标准模式速度，双向数据传输，标准模式速度达到达到100kb/s，快速模式达到，快速模式达到400kb/s。 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x特性特性11 （15）iis总线接

17、口总线接口 1通道音频通道音频iis总线接口总线接口，可进行基于，可进行基于dma的操作。的操作。 串行，每通道串行，每通道8/16位位数据传输。数据传输。（16）sio（同步串行（同步串行i/o） 1通道通道sio，可进行基于，可进行基于dma或中断的操作。或中断的操作。 可编程可编程的波特率。的波特率。 支持支持8位位串行数据的传输和接收操作。串行数据的传输和接收操作。（17）工作电压范围：）工作电压范围：内核为内核为2.5v，i/o口为口为3.0v3.6v。（18）工作频率：）工作频率：最大最大75mhz。（19）封装：）封装：160lqfp/160fbga。 计算机科学与技术学院计算机

18、科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x微处理器引脚信号微处理器引脚信号1 （1）总线控制）总线控制 om1:0 输入：输入：om1:0设置设置s3c44b0x在测试模在测试模式和确定式和确定ngcs0的的总线宽度总线宽度，逻辑电平在复位期，逻辑电平在复位期间由这些管脚的上拉下拉电阻确定。间由这些管脚的上拉下拉电阻确定。 00:8-bit 01:16-bit 10:32-bit 11:test mode addr24:0 输出：输出：地址总线，地址总线，输出相应段的存输出相应段的存储器地址储器地址. data31:0 输入输出：输入输出：数据总线数据总线,总线宽度可编总线宽度可编程为

19、程为8/16/32 位位 ngcs7:0 输出输出:芯片选择芯片选择,当存储器地址在相应段当存储器地址在相应段的地址区域时被激活的地址区域时被激活.存取周期和段尺寸可编程存取周期和段尺寸可编程. nwe 输出输出:写允许写允许信号信号,指示当前的总线周期为写指示当前的总线周期为写周期周期. nwbe3:0 输出输出: 写字节允许写字节允许信号信号 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x微处理器引脚信号微处理器引脚信号2（1）总线控制）总线控制 nbe3:0 输出输出:在使用在使用sram情况下情况下字节允许字节允许信号信号. noe输出输出:读允许读允许信

20、号信号,指示当前的总线周期为读指示当前的总线周期为读周期周期. nxbreq 输入输入: nxbreq 总线控制请求总线控制请求信号，允信号，允许另一个总线控制器请求控制本地总线，许另一个总线控制器请求控制本地总线，nxback信号激活指示已经得到总线控制权。信号激活指示已经得到总线控制权。 nxback 输出：输出：总线应答总线应答信号。信号。 nwait 输入：输入：nwait请求延长请求延长当前的总线周期，当前的总线周期，只要只要nwait为低，当前的总线周期不能完成。为低，当前的总线周期不能完成。 endian 输入：它输入：它确定数据类型确定数据类型是是little endian还还

21、是是big endian，逻辑电平在复位期间由该管脚的上，逻辑电平在复位期间由该管脚的上拉下拉电阻确定拉下拉电阻确定. 0:little endian 1:big endian计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x微处理器引脚信号微处理器引脚信号3 （2）dram/sdram/ram nras1:0 输出：输出：行地址选通行地址选通信号。信号。 ncas3:0 输出：输出： 列地址选通列地址选通信号。信号。 nsras输出：输出：sdram行行地址选通信号。地址选通信号。 nscas输出：输出：sdram列列地址选通信号。地址选通信号。 nscs1:0 输

22、出：输出：sdram芯片选择芯片选择信号。信号。 dqm3:0 输出：输出：sdram数据屏蔽数据屏蔽信号。信号。 sclk输出：输出：sdram时钟时钟信号。信号。 scke输出：输出：sdram时钟允许时钟允许信号。信号。计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x微处理器引脚信号微处理器引脚信号4（3）lcd控制单元控制单元 vd7:0输出：输出：lcd数据线数据线，在驱动，在驱动4位双扫描的位双扫描的lcd时，时，vd3:0为上部显示区数据，为上部显示区数据，vd7:4为为下部显示区数据。下部显示区数据。 vframe输出：输出：lcd场信号场信号，指示

23、一帧的开始，指示一帧的开始，在开始的第一行有效。在开始的第一行有效。 vm输出：输出：vm极性变换极性变换信号，变化信号，变化lcd行场扫行场扫描电压的极性，可以每帧或可编程多少个描电压的极性，可以每帧或可编程多少个vline信号打开。信号打开。 vline输出：输出：lcd行信号行信号，在一行数据左移进，在一行数据左移进lcd驱动器后有效。驱动器后有效。 vclk输出：输出：lcd点时钟点时钟信号，数据在信号，数据在vclk的的上升沿发送，在下降沿被上升沿发送，在下降沿被lcd驱动器采样。驱动器采样。 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x微处理器引脚信

24、号微处理器引脚信号5 （4）timer/pwm tout4:0输出：输出：定时器输出定时器输出信号。信号。 tclk输入：输入：外部时钟信号外部时钟信号输入。输入。 （5）中断控制单元）中断控制单元 eint7:0输入：输入：外部中断外部中断请求信号。请求信号。 （6）dma nxdreq1:0输入：输入：外部外部dma请求请求信号。信号。 nxdack1:0输出：输出：外部外部dma应答应答信号。信号。 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x微处理器引脚信号微处理器引脚信号6（7）uart rxd1:0输入：输入：uart接收数据接收数据输入线。输入线。

25、 txd1:0输出：输出：uart发送数据发送数据线。线。 ncts1:0输入：输入：uart清除发送清除发送输入信号。输入信号。 nrts1:0输出：输出：uart请求发送请求发送输出信号。输出信号。 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x微处理器引脚信号微处理器引脚信号7 （8）iic-bus iicsda输入输出：输入输出：iic总线总线数据数据线。线。 iicscl输入输出：输入输出：iic总线总线时钟时钟线。线。 iislrck输入输出：输入输出：iis总线通信总线通信时钟选择时钟选择信信号线。号线。 iisdo输出：输出：iis总线串行总线串行

26、数据输出数据输出信号。信号。 iisdi输入：输入：iis总线串行总线串行数据输入数据输入信号。信号。 iisclk输入输出：输入输出：iis总线总线串行时钟串行时钟。 codeclk输出：输出：codec系统时钟系统时钟。 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x微处理器引脚信号微处理器引脚信号8（9）sio siorxd输入：输入：sio接收接收数据输入线。数据输入线。 siotxd输出：输出：sio发送发送数据线。数据线。 siock输入输出：输入输出：sio时钟时钟信号。信号。 siordy输入输出：当输入输出：当sio的的dma完成完成sio操作操

27、作时的时的握手握手信号。信号。 （10）adc ain7:0输入：输入： adc模拟信号模拟信号输入输入 areft输入：输入：adc顶顶参考电压参考电压输入。输入。 arefb输入：输入：adc底底参考电压参考电压输入。输入。 avcom输入：输入：adc公共公共参考电压输入。参考电压输入。 （11）通用口线）通用口线 p70:0输入输出：输入输出：通用通用i/o口口（一些口只有输出（一些口只有输出模式）。模式）。 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x微处理器引脚信号微处理器引脚信号9 （12）reset&clocknreset输入：输入：复位

28、复位信号，信号，nreset挂起程序，放挂起程序，放s3c44b0x进复位状态。在电源打开已经稳定时，进复位状态。在电源打开已经稳定时，nreset必须保持低电必须保持低电平至少平至少4个个mclk周期。周期。 om3:2输入：输入：om3:2确定确定时钟模式时钟模式。 00 = crystal(xtal0,extal0), pll on ；01 = extclk, pll on ；10, 11 = chip test mode. extclk输入：当输入：当om3:2选择外部时钟时的选择外部时钟时的外部时钟外部时钟输入信输入信号线，不用时必须接高（号线，不用时必须接高（3.3v）. xtal

29、0模拟输入：系统时钟内部振荡线路的模拟输入：系统时钟内部振荡线路的晶体输入晶体输入脚。不脚。不用时必须接高（用时必须接高（3.3v）. extal0模拟输出：系统时钟内部振荡线路的模拟输出：系统时钟内部振荡线路的晶体输出晶体输出脚，它脚，它是是xtal0的反转输出信号。不用时必须悬空。的反转输出信号。不用时必须悬空。 pllcap模拟输入：接系统时钟的环路滤波模拟输入：接系统时钟的环路滤波电容电容（700pf）。）。 xtal1模拟输入：模拟输入：rtc时钟的晶体输入时钟的晶体输入脚。脚。 extal1模拟输出：模拟输出：rtc时钟的晶体输出时钟的晶体输出脚。它是脚。它是xtal1的的反转输出

30、信号。反转输出信号。 clkout输出：输出：时钟输出时钟输出信号信号 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x微处理器引脚信号微处理器引脚信号10（13）jtag测试逻辑测试逻辑 ntrst输入：输入：tap控制器控制器复位复位信号，信号，ntrst在在tap启动时复位启动时复位tap控制器。若使用控制器。若使用debugger，必，必须连接一个须连接一个10k上拉电阻，否则上拉电阻，否则ntrst必须为低电必须为低电平。平。 tms输入：输入：tap控制器控制器模式选择模式选择信号，控制信号，控制tap控制器的状态次序，必须连接一个控制器的状态次序，必须

31、连接一个10k上拉电阻。上拉电阻。 tck输入：输入：tap控制器控制器时钟时钟信号，提供信号，提供jtag逻辑逻辑的时钟信号源，必须连接一个的时钟信号源，必须连接一个10k上拉电阻。上拉电阻。 tdi输入：输入：tap控制器控制器数据输入数据输入信号，是测试指令信号，是测试指令和数据的串行输入脚，必须连接一个和数据的串行输入脚，必须连接一个10k上拉电阻。上拉电阻。 tdo输出：输出：tap控制器控制器数据输出数据输出信号，是测试指信号，是测试指令和数据的串行输出脚。令和数据的串行输出脚。 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x微处理器引脚信号微处理器引

32、脚信号11（14）电源）电源 vdd：s3c44b0x内核逻辑电压（内核逻辑电压（2.5v） vss：s3c44b0x内核逻辑地内核逻辑地. vddio：s3c44b0x i/o口电源口电源(3.3v). vssio：s3c44b0x i/o地地. rtcvdd：rtc电压电压(2.5v或或3v,不支持不支持3.3v). vddadc：adc电压电压(2.5v). vssadc：adc地地. 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 键盘概述键盘概述 计算机的键实际上就是开关，制造这种键计算机的键实际上就是开关，制造这种键的方法是多种多样的。的方法是多种多样的。 几种常用的按

33、键几种常用的按键：（1 1）机械式按键）机械式按键 （2 2）电容式按键）电容式按键 （3 3）薄膜式按键）薄膜式按键 （4 4）霍耳效应按键）霍耳效应按键 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 按键识别方法按键识别方法 通常采用两种方法：通常采用两种方法：（1）行扫描法，）行扫描法，（2）行反转法。）行反转法。 行扫描法：行扫描法：使键盘上某一行线为低电平，而其余使键盘上某一行线为低电平，而其余行接高电平，然后读取列值，如果列值中有某位行接高电平，然后读取列值，如果列值中有某位为低电平，则表明行列交点处的键被按下；否则为低电平，则表明行列交点处的键被按下；否则扫描下一行

34、，直到扫描完全部的行线为止。扫描下一行，直到扫描完全部的行线为止。 行反转法：行反转法：行线接并行口，先让它工作在输出方行线接并行口，先让它工作在输出方式下，将列线也接一个并行口，先让它工作在输式下，将列线也接一个并行口，先让它工作在输入模式下。入模式下。cpu通过输出端口往各行线上全部送通过输出端口往各行线上全部送低电平，然后读入列线的值。如果有某一键被按低电平，然后读入列线的值。如果有某一键被按下，则必定会使某一列线值为下，则必定会使某一列线值为0。然后，程序再对。然后，程序再对两个并行端口进行方式设置，使行线工作在输入，两个并行端口进行方式设置，使行线工作在输入，列线工作在输出，将刚才读

35、的列线值从列线所接列线工作在输出，将刚才读的列线值从列线所接的并行端口输出，再读取行线上的输入值。的并行端口输出，再读取行线上的输入值。 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 用用arm芯片实现键盘接口芯片实现键盘接口1 例：例：与与4x4的矩阵键盘接口，采用节省口线的的矩阵键盘接口，采用节省口线的“行扫描法行扫描法”方法来检测键盘，这样只需要方法来检测键盘，这样只需要8根口根口线。线。 选取选取pf口作为检测键盘用端口，设定口作为检测键盘用端口，设定pf0 pf3为输出扫描码的端口，为输出扫描码的端口，pf4-pf7为键值读入口。为键值读入口。计算机科学与技术学院计算机

36、科学与技术学院z吉林大学吉林大学 用用arm芯片实现键盘接口芯片实现键盘接口2 矩阵键盘按键的识别方法，此方法分两步矩阵键盘按键的识别方法，此方法分两步进行：进行： 识别键盘哪一行的键被按下：让所有行线识别键盘哪一行的键被按下：让所有行线均为低电平，检查各列线电平是否为低，如果有均为低电平，检查各列线电平是否为低，如果有列线为低，则说明该列有键被按下，否则说明无列线为低，则说明该列有键被按下，否则说明无键被按下。键被按下。 如果某列有键被按下，识别键盘哪一行的如果某列有键被按下，识别键盘哪一行的键被按下：逐行置低电平，并置其余各行为高电键被按下：逐行置低电平，并置其余各行为高电平，检查各列线电

37、平的变化，如果列电平变为低平，检查各列线电平的变化，如果列电平变为低电平，则可确定此行此列交叉点处按键被按下。电平，则可确定此行此列交叉点处按键被按下。计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 行扫描法获取键值的程序行扫描法获取键值的程序1 接口中利用了接口中利用了pf口的相关寄存器，口的相关寄存器，pf口的寄存口的寄存器有器有3个：个：pf口数据寄存器口数据寄存器 pdatf、pf口上拉口上拉电阻寄存器电阻寄存器 pupf和和pf口控制寄存器口控制寄存器 pconf。 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 行扫描法获取键值的程序行扫描法获取键值的程序2

38、 pconf位位描描 述述pf01:000：输入：输入 01：输出：输出 10：iicscl 11：保留：保留pf13:200：输入：输入 01：输出：输出 10：iicsda 11：保留：保留pf25:400：输入：输入 01：输出：输出 10：nwait 11：保留：保留pf37:600：输入：输入 01：输出：输出 10：nxback 11：nxdack0pf49:800：输入：输入 01：输出：输出 10：nxbreq 11：nxdreq0pf512:10000：输入：输入 001：输出：输出 010：nrts1011：siotxd 100：iislrck 其他：保留其他：保留pf61

39、5:13000：输入：输入 001：输出：输出 010：txd1011：siordy 100：iisdo 其他：保留其他：保留pf718:16000：输入：输入 001：输出：输出 010：rxd1011：siorxd 100：iisdi 其他：保留其他：保留pf821:19000：输入：输入 001：输出：输出 010：ncts1011：sioclk 100：iisclk 其他：保留其他：保留计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 行扫描法获取键值的程序行扫描法获取键值的程序3 1寄存器设置寄存器设置 程序中，首先通过设置程序中，首先通过设置pconf寄存器，来实现端口功

40、能配寄存器，来实现端口功能配置，然后再分别设置置，然后再分别设置pdatf及及pupf寄存器。寄存器。（1）设置）设置pconf寄存器寄存器 由于需要设定由于需要设定pf0pf3为输出口为输出口，pf4pf7为输入口为输入口，因，因此，在端口工作之前设置：此，在端口工作之前设置： rpconf000 000 000 00 01 01 01 01 b0 x55；（2）设置）设置pdatf寄存器寄存器 pf0pf3作为输出口输出扫描码时，可采用如下语句：作为输出口输出扫描码时，可采用如下语句： rpdatf=0 xf0; /pf0pf3全写入全写入0 pf4pf7作为输入口读入键值时，采用如下语句

41、：作为输入口读入键值时，采用如下语句： keyval=（rpdatf&0 xf0）4;（3）设置）设置pupf寄存器寄存器 设置内部上拉电阻的语句为：设置内部上拉电阻的语句为： rpupf=0 x00; /使能使能pf0pf7的内部上拉电阻的内部上拉电阻 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 行扫描法获取键值的程序行扫描法获取键值的程序4 2键盘扫描键盘扫描程序框图程序框图 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 行扫描法获取键值的程序行扫描法获取键值的程序53键盘扫描程序代码键盘扫描程序代码 #include #include char re

42、adkeyval(void) unsigned char i,j,h_val,l_val; char keyval= -1; rpconf = 0 x55; rpupf=0 x00; rpdatf=0 xf0; if(l_val=(rpdatf&0 xf0)!=0 xf0) h_val=0 xfe; for(i=0;i4;i+) 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 行扫描法获取键值的程序行扫描法获取键值的程序6 rpdatf=h_val; for(j=0;j4)|0 xf0; keyval =get_val(h_val) 4 + get_val(l_val);

43、return keyval; else h_val = h_val 1; return keyval; 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 行扫描法获取键值的程序行扫描法获取键值的程序7 /get_val子函数是由扫描值、读取的列值分别得子函数是由扫描值、读取的列值分别得到行号、列号到行号、列号 char get_val(unsigned char val) unsigned char i,x; x=0; for(i=0;i1)|0 x80 ; x = x+1 ; 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 led 概述概述 led：七段发光二极管七段发

44、光二极管, 在专用的微型计算机在专用的微型计算机系统中系统中,特别是在嵌入式控制系统中特别是在嵌入式控制系统中, 应用非常应用非常普遍。它价格低廉、体积小、功耗低，可靠性普遍。它价格低廉、体积小、功耗低，可靠性好。好。 两种结构：两种结构：共阳极和共阴极。共阳极和共阴极。计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 led译码译码 在多个在多个led显示电路中，通常把阴（阳）极控制显示电路中，通常把阴（阳）极控制端接至一输出端口，我们称它为端接至一输出端口，我们称它为位控端口位控端口； 把数据显示段接至一个输出端口，我们称这个端把数据显示段接至一个输出端口，我们称这个端口为口为段

45、控端口段控端口。段控端口处应输出十六进制数的。段控端口处应输出十六进制数的7段代码。段代码。 两种译码方法：两种译码方法：（1）采用专用芯片）采用专用芯片,可以实现对可以实现对bcd码的译码码的译码,但不但不能对大于能对大于9的二进制数译码。的二进制数译码。（2）软件译码法。在软件设计时）软件译码法。在软件设计时,将将0到到f共共16个数个数字字(也可以为也可以为0到到9)对应的显示代码组成一个表。对应的显示代码组成一个表。计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 用用arm芯片实现芯片实现led显示接口显示接口1 1接口电路接口电路 +5v位驱动第0位第1位 第2位第3位第

46、4位阳极abcdefgdppf0图5-4 led显示扫描和驱动电路uln2803a段驱动pf7pg0.pg7第5位第6位第7位计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 用用arm芯片实现芯片实现led显示接口显示接口22.初始化设置初始化设置（1）设置）设置pconf、pcong寄存器寄存器 由于需要设定端口由于需要设定端口f、g为输出口，因此，在端口工作之为输出口，因此，在端口工作之前设置前设置: rpconf 001 001 001 01 01 01 01 01 b0 x12555； rpcong 01 01 01 01 01 01 01 01 b0 x5555;（2）设

47、置）设置pupf、pupg寄存器寄存器 设置内部上拉电阻的语句为设置内部上拉电阻的语句为: rpupf=0 x00; /使能使能pf0-7的内部上拉电阻的内部上拉电阻 rpupg=0 x00; /使能使能pg0-7的内部上拉电阻的内部上拉电阻计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 用用arm芯片实现芯片实现led显示接口显示接口3 3 led显示流程图显示流程图 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 用用arm芯片实现芯片实现led显示接口显示接口44 led显示代码显示代码在内存中开辟一个数组在内存中开辟一个数组dis_8_num，用来存放将要在，用

48、来存放将要在8个个led数码管上显示的字符。数码管上显示的字符。缓冲区第缓冲区第1个数据送最右边的个数据送最右边的led，下一个数据送右边的第，下一个数据送右边的第2个个led，依次进行直到最后一个数据送最左边的，依次进行直到最后一个数据送最左边的led；led_dis数组内放置数组内放置0f对应的对应的7段段码表，段段码表，led为共阳极结为共阳极结构。构。#include #include void displayledl(unsigned char dis_8_num)unsigned char led_dis =0 xc0，0 xf9，0 xa4，0 xb0,0 x99，0 x92，0

49、 x82，0 xf8,0 x80,0 x90，0 x88，0 x83,0 xc6，0 xa1，0 x86，0 x8e，0 x8c;/0f及小数位段码表及小数位段码表计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 用用arm芯片实现芯片实现led显示接口显示接口5unsigned char i, j, d_val , b_val ;rpconf 0 x12555；rpcong0 x5555;rpupf=0 x00; /使能使能pf0pf7的内部上拉电阻的内部上拉电阻rpupg=0 x00; /使能使能pg0pg7的内部上拉电阻的内部上拉电阻b_val = 0 x80;for(i=0;

50、i8;i+) d_val = dis_8_numi; rpdatf = led_disd_val; rpdatg = b_val; for(j=0;j 1; 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 lcd显示器接口概述显示器接口概述 液晶：液晶：一种具有规则性分子排列的有机化合物，一种具有规则性分子排列的有机化合物，既不是固体也不是液体，介于固态和液态之间的既不是固体也不是液体，介于固态和液态之间的物质。物质。 液晶显示是一种液晶显示是一种被动的显示被动的显示，它不能发光，只能，它不能发光，只能使用周围环境的光使用周围环境的光。 基本原理：基本原理：通过给不同的液晶单元供电

51、，控制其通过给不同的液晶单元供电，控制其光线的通过与否，从而达到显示的目的。光线的通过与否，从而达到显示的目的。 三种显示方式：三种显示方式：反射型，透射型和透反射型。反射型，透射型和透反射型。 市面上出售的市面上出售的lcdlcd有有两种类型：两种类型：（1 1）带有驱动电路的）带有驱动电路的lcdlcd显示模块，这种显示模块，这种lcdlcd可以方可以方便地与各种低档单片机进行接口；便地与各种低档单片机进行接口；（2 2）lcdlcd显示屏，没有驱动电路，需要与驱动电路显示屏，没有驱动电路，需要与驱动电路配合使用配合使用 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 lcd分

52、类分类 常见的液晶显示器按物理结构分为四种：常见的液晶显示器按物理结构分为四种： （1）扭曲向列型（）扭曲向列型（tntwisted nematic）；）； （2）超扭曲向列型（）超扭曲向列型（stnsuper tn）；）； （3）双层超扭曲向列型（）双层超扭曲向列型（dstndual scan tortuosity nomograph）；）； （4）薄膜晶体管型（）薄膜晶体管型（tftthin film transistor）。）。 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 s3c44b0x内部内部lcd控制器控制器 作用：作用：把定位在系统存储器中的视频缓冲区的把定位在系

53、统存储器中的视频缓冲区的lcdlcd图象数据图象数据传输到传输到lcdlcd驱动器，并产生必须的驱动器，并产生必须的lcdlcd控制信号控制信号 。lcd控制器包含：控制器包含：regbank、lcdcdma、vidprcs和和timegen。 regbank：有有18个可编程寄存器，用于配置个可编程寄存器，用于配置lcd控制器。控制器。lcdcdma：专用专用dma,可以自动地将显示数据从帧内存中可以自动地将显示数据从帧内存中传送到传送到lcd驱动器中。驱动器中。 vidprcs ：从从lcdcdma 接收数据。接收数据。timegen：包含可编程的逻辑，支持常见的包含可编程的逻辑，支持常见

54、的lcd驱动器所驱动器所需要的不同接口时间和速率的要求。产生需要的不同接口时间和速率的要求。产生vframe, vline, vclk, vm信号。信号。计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 lcd控制器和控制器和lcd驱动器之间的接口信号驱动器之间的接口信号 （1）vframe：帧同步帧同步信号，告诉信号，告诉lcd新的一新的一帧开始。帧开始。lcd控制器在一个完整帧显示完成后立控制器在一个完整帧显示完成后立即插入一个即插入一个vframe信号，并开始新一帧的显示。信号，并开始新一帧的显示。 （2）vline：线同步线同步脉冲信号，用于脉冲信号，用于lcd驱动驱动器将水

55、平线（行）移位寄存器的内容传送给器将水平线（行）移位寄存器的内容传送给lcd屏显示。屏显示。lcd控制器在整个水平线（整行）数据控制器在整个水平线（整行）数据移入移入lcd驱动器后，插入一个驱动器后，插入一个vline信号。信号。 （3）vclk：像素像素时钟时钟信号，由信号，由lcd控制器送出控制器送出的数据在的数据在vclk的上升沿处送出，在的上升沿处送出，在vclk的下的下降沿处被降沿处被lcd驱动器采样。驱动器采样。 （4）vm：电压电压极性极性信号，信号，vm信号被信号被lcd驱动驱动器用于改变行和列的电压极性，从而控制像素点器用于改变行和列的电压极性，从而控制像素点的显示或熄灭。的

56、显示或熄灭。vm信号可以与每个帧同步，也信号可以与每个帧同步，也可以与可变数量的可以与可变数量的vline信号同步。信号同步。 （5）vd3:0：lcd像素点像素点数据数据输出端口。输出端口。 （6）vd7:4：lcd像素点像素点数据数据输出端口。输出端口。 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 lcd控制器的操作控制器的操作 （1）显示类型）显示类型3种：种：4位双扫描，位双扫描，4位单扫描，位单扫描，8位单扫描显示模式。位单扫描显示模式。 （2）像素点字节数据格式）像素点字节数据格式在彩色模式下，在彩色模式下，1个字节个字节8位（位（3位红色、位红色、3位绿色、位绿色

57、、2位蓝色）位蓝色）的图像数据对应于一个像素点。的图像数据对应于一个像素点。 （3）虚拟显示）虚拟显示支持硬件方式的水平或垂直滚动。如果要使屏幕滚动，显支持硬件方式的水平或垂直滚动。如果要使屏幕滚动，显示缓冲区的大小要大于示缓冲区的大小要大于lcd显示屏的大小。显示屏的大小。（4）查找表）查找表查找表即调色板表，用于各种色彩选择或灰度级别选择。查找表即调色板表，用于各种色彩选择或灰度级别选择。在灰度模式，通过查找表可以在在灰度模式，通过查找表可以在16级灰度中选择级灰度中选择4种灰度。种灰度。在彩色模式，在彩色模式，1个字节的图像数据组成是个字节的图像数据组成是3位红色，位红色，3位绿色，位绿

58、色，2位蓝色。通过查找表，可以选择位蓝色。通过查找表，可以选择16级红色中的级红色中的8种，种，16级级绿色中的绿色中的8种，种，16级蓝色中的级蓝色中的4种，构成种，构成884 = 256色。色。每个色彩级别由每个色彩级别由4位数据表示，因此共有位数据表示，因此共有16个色彩级别可供个色彩级别可供选择。选择。 计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 lcd控制参数控制参数 （1）水平扫描次数）水平扫描次数hozval的计算公式：的计算公式：hozval=(显示宽度显示宽度/vd数据线的位数数据线的位数)-1其中，在彩色模式下，显示宽度其中，在彩色模式下，显示宽度 = 3每

59、行的像素点数目。每行的像素点数目。本例采用的本例采用的lcd，hozval= (3203/8)-1个像素。个像素。（2）垂直扫描次数）垂直扫描次数lineval的计算公式：的计算公式：在单扫描显示类型下：在单扫描显示类型下： lineval = (显示高度显示高度)-1在双扫描显示类型下：在双扫描显示类型下： lineval = (显示高度显示高度/2)-1本例采用的本例采用的lcd，lineval=240-1个像素。个像素。（3）像素时钟）像素时钟vclk计算公式：计算公式： vclk=mclk / (clkval2)，单位为赫兹（，单位为赫兹（hz） 时钟变量时钟变量clkval的值决定了

60、的值决定了vclk的频率，为了确定的频率，为了确定clkval的值，应计算由的值，应计算由lcd控制器向控制器向vd端口传输数据的端口传输数据的速率，以便使速率，以便使vclk的值大于数据传输的速率。的值大于数据传输的速率。（4）数据传输速率的公式为：）数据传输速率的公式为：数据传输速率数据传输速率=hsvsfrmv其中，其中，hs是是lcd的行像素值；的行像素值；vs是是lcd的列像素值；的列像素值；fr是帧速率；是帧速率；mv是模式值，其取值情况与显示模式有关。是模式值，其取值情况与显示模式有关。计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院z吉林大学吉林大学 系统实例计算系统实例计算 hs320；vs240；fr70 hz；mv