嵌入式期末复习

1、第一章 嵌入式控制系统简介嵌入式系统定义：是以应用为中心、以计算机技术为基础、软硬件可裁剪的，对功能、可靠性、成本、体积和功耗有严格要求的专用计算机系统。是一个具有特定功能或用途的计算机软硬件结合体。单片机和嵌入式控制系统的定义：（两者为同一个东西）单片机就是在一片半导体硅片上集成了中央处理器单元（CPU）、存储器（RAM/ROM）和各种I/O接口的微型计算机。单片机主要应用在测试和控制领域。嵌入式控制系统的设计方法:作为嵌入式控制器的单片机受自身限制，所以需要一个通用计算机，称为“宿主机”，嵌入式控制器的单片机称为“目标机”（开发板）。应用程序在宿主机上开发，在目标机上运行。之间利用计算机并

2、口或USB口通过“仿真器”连接。程序从宿主机到目标机叫“下载”，反之叫“上传”。在宿主机上反复修改（调试）。调试好的程序，在宿主机上编译成目标机可运行的机器码文件，通过“固化器”设备下载并固化（称之为“烧写”或者“程序固化”）在目标机的程序存储器中。宿主机Pc机/os/apl/开发工具/串口终端Cup/os 开发板/目标机 （烧写）仿真器（JTAG） 串口线 USB/网口 进行通信 交叉环境的建立需要什么（过程）（嵌入式开发环境所需要的组件） 1、硬件 宿主机、目标机、仿真器 2、软件 OS、开发工具、相关芯片的驱动、通信控制软件。 3、连线 USB线、串口线、电源线、网络线、JTAG（仿真器

3、）线交叉编译的概念：在一种计算机平台上编译生成可运行与另一台计算机平台的二进制代码的过程。 12 34 56 78DSP 数字信号处理，是一种独特的微处理器，是以数字信号处理大量信息的器件RAM体系结构的存储器格式 大端格式：字数据的高字节存储在低地址单元中 小端格式：字数据的高字节存储在高地址单元中 Eg：（高）12 34 56 78（低） 小端 在侵入式系统中一般采取小端格式 第二章 ADS1.2开发环境的创建与简介ADS1.2概述： 1、编译器 RAMCC RAM C编译器 2、链接器： armlink 将多个目标文件或多个库文件进行链接生成一个可执行文件 3、符号调试器、armsd 进

4、行单步调试、设置断点 4、调试器 AXD Armsd 5、库函数生成器 armar如何搭建一个嵌入式开发环境一、认识开发板 1、RAM开发板的硬件配置，CPU，SDRAM，FLASH（包括键盘LED驱动器触摸屏），以太网、USB、串口调试器借口（JTAGT） 2、 RAM体系结构以及编程2、 开发板与宿主之间的通信 < JTAG >、< COM >、< 网口、TFTP协议 >、< SD卡口 >3、 宿主机与windows平台4、 文件烧写 包括烧写内核、根文件系统应用程序等。 项目建立并加入相应的文件后，“目标机”和“宿主机”通过JTAG仿真器进

5、行连接，然后用AXD进行仿真和调试 0、安装USB转串口软件（串口一端连接开发板，另外一端通过USB转串口接头连接PC）；1、安装SecureCRT2、设置SecureCRT参数，参考手册1.3.4；3、将串口线连接在计算机上，设置端口号，步骤如下： “设备管理器”->“端口”->“Prolific USB-to-Serial Comm Port（COM？）”->点击右键->“属性”->“端口设置”选项卡->“高级”->“COM端口号”；将端口号设置在COM1COM4之间。4、安装USB下载软件TQBoardDNW；5、安装USB下载驱动：安装完成后会

6、在“设备管理器”中多出“libusb”->“win32 devices ”，在TQBoardDNW中显示“USB连接成功”；6、烧写并运行例子程序开发板Nor/Nand开关打在“Nor”；重启开发板；在SecureCRT环境中，UBoot下，选择“a”（Download user program）；在TQBoradDNW中，选择“USB下载”->“UBoot”->“选择文件”，找到想要烧写的.bin文件（可在“TQ2440测试程序”->“裸奔三部曲”->“exp_Modified02”->“Images”->“clock.bin”）；烧写成功后，将开发

7、板的Nor/Nand开关打在“Nand”；重启开发板；在SecureCRT中选择LCD的型号（目前使用的是“W43”，即第三个选项）。成功了！Nor和Nand Flash 的区别：程序调试结束后，要将其可执行文件烧写（或固化）到目标机的某种Flash中运行，flash也叫非易失快闪存储器（为块的存储器单元块进行擦写和再编程）。Nor和Nand是现在市场上两种主要的非易失快闪存储器。Nand可直接擦除 nor要求在进行写入之前先将目标代码块内的所有位都写为0Nor读的速度相对较快 nand写入的速度较快大多数写入操作需要先进行擦除操作Nand的擦除单元更小，相应的擦除电路更少Nand 单元尺寸是

8、nor的一半，生产过程简单价格便宜Nor 带有SRAM接口，有足够的引脚，操作相对容易Nand器件使用复杂的I/O端口来串行存取数据。8个引脚用来传送控制、地址和数据信息。可取代硬盘。使用nand必须先写入驱动程序，才能执行其它操作。初始化程序和开发环境的设置基于ARM芯片的应用系统，多数为复位的片上系统，在系统中，多数硬件模块都是可配置的，需要软件来预先设置其需要的工作状态。因此在用户应用程序之前，需要由一段专门的代码来完成对系统基本的初始化工作。系统初始化： 分配中断向量表 初始化存储器系统 初始化各工作模式的堆栈 初始化特殊要求的硬件模块 初始化程序的执行环境 切换处理器的工作模式开发环

9、境设置： 处理器设置、仿真器设置、调试设置等等第3章 ARM9微处理器的S3C2410资源嵌入式软件组成应用层 应用程序、文件系统图形、应用程序接口Os层 实时操作系统（RTOS）驱动层 设备驱动程序 BSP嵌入式软件分为系统软件、交接软件、应用软件嵌入式硬件组成（2440框图）嵌入式工作原理： 系统运行后关看门口，开始自动计数，如果到一定时间未清看门口，则看门狗溢出，从而中断，造成系统复位。片内外设：芯片内部用于与外部设备连接的接口电路和总线两种启动方式：1、 从Norflash启动，可以像内存一样被读，但不可以像内存一样写。0地址指向硬盘，从0地址开始执行指令2、 从Nandflash启动

10、，4KB的内容自动拷贝到片内SRAM，0地址指向片内SRAM，从0地址开始执行指令两种启动方式的内存映射图RAM汇编：分类：1、标准汇编 2、GHU汇编格式：.s .h .c语句格式：1、指令不能从一行的开头来写，必须有空格或者符号、标号 2、标号不能从开头写 3、注释 ; 4、不能大小写混用程序格式：1、以段为单位，组织原文件 2、经过处理后的汇编程序（可执行）至少含有一个代码段第4章 I/O口和I/O操作I/O口控制寄存器分为以下五种（大多数引脚为复用的）1、 端口控制寄存器（GPACONGPHCON）定义了每个引脚的功能2、 端口数据寄存器（GPADATGPHDAT）数据的输入和输出均从

11、此端口进行，i/o口数据寄存器的bit位和i/o口引脚相应位状态一致3、 端口上拉寄存器（GPAUPGPHUP）控制每个端口组上拉电阻的使能和禁止。如果上拉电阻的某一位为0，则相应的端口上拉电阻被使能，该为作为基本输入/输出使用。如果为1，则相应的端口上拉电阻被禁止，做第二功能使用。上电和复位时，作为基本输入/输出使用4、 多状态控制寄存器 控制数据端口的上拉电阻，包括高阻态、usb pad和CLKOUT选项5、 外部中断控制寄存器（EXTINTN）24个中断各有各的中断请求信号EXTINTN寄存器可以配置的信号类型有：低电平触发中断请求、高电平触发中断请求、下降沿触发中断请求、上升沿触发中断

12、请求以及双沿触发中断请求2440一共有117个I/O口，分为8个功能组。每个I/O口都可以用作基本的输入输出功能，除A口外，其他口由端口上拉寄存器和端口控制寄存器决定做第二功能23位的输出端口（端口A） 端口A做I/O时只能做输出 GPACON（端口控制器）每个引脚的功能由GPACON的1位（bit）来控制。当GPCON=0时，引脚做输出，为1时做第二功能 GPADAT（数据寄存器） 只有第22位引脚才能做输出，从第22个引脚向GPADAT的相应位写数据11位的输入输出端口（端口B） GPACON（端口控制器）中每两位控制1位引脚的功能 00做输入 01做输出 11做保留位 10做其它功能 G

13、PADAT（数据寄存器）只有第10个引脚的作为输入输出引脚，如果该引脚被配置为第二功能引脚，则读出的数据不稳定 GPABUP（上拉电阻） GPB10：0 =0为上拉允许，做基本的输入输出口 =1上拉禁止，做第二功能16位的输入输出端口C （15口做特殊引脚）16位的输入输出端口D （15口做特殊引脚）16位的输入输出端口E （15口做特殊引脚）8位的输入输出端口F （7口做特殊引脚）16位的输入输出端口G （15口做特殊引脚）11位的输入输出端口H （10口做特殊引脚）第5章 中断系统中断：是指CPU在正常允许程序时，由于内部/外部事件或由程序预先安排的事件引起中断正常运行的程序，而转到内部/

14、外部事件或预先安排的事件服务的过程中，服务完毕后，再回到被暂时中断的程序。2440可以处理两种中断：通用中断和快速中断。使用屏蔽寄存器控制中断的开启和关闭，使用中断源挂起寄存器和中断挂起寄存器来反映是哪个中断源向CPU申请了中断和CPU正在相应的中断的中断源。2440有56个中断源，在其中有32个中断源提供中断控制器 异常：是导致程序中断的一种指令流片内UARTn中断和外部中断输入EINTn是逻辑或关系，它们共用一根中断请求。异常发生，系统做了哪些工作？1、 为进入异常做准备 mov lr,pc; 2、 Cpsr拷贝到spsr_exp 3、cpsr c,0x53 更改工作模式 4、找到异常向量

15、入口，并执行该地址的指令中断控制逻辑的任务是在片内和外部中断源组成的多重中断发生时，选择其中一个中断，通过FIQ（快速中断请求）或IRQ（通用中断请求）向CPU内核发出中断请求。中断处理的过程1、汇集信号 2、CPU保留现场 3、 ISR判断中断源 4、清中断 5、恢复中断使用中断的步骤1、 设置中断模式下的SP 2、准备好中断处理函数、异常向量入口、ISR判断中断源、执行相应处理、清中断、返回3、 中断模式的进入以及退出 保存现场 、恢复现场4、 设置中断触发条件 5、优先级的确定 6、中断使能 三个屏蔽器、一个中位 2440使用5个控制寄存器来对系统中断进行控制1、 中断模式（INTMOD

16、）寄存器 =0时使用通用中断 =1时采用快速中断 一般采用通用中断，所以中断模式寄存器可以不用设置2、 中断挂起（INTPND）寄存器和中断源挂起（SRCPND）寄存器 SRCPND=0无中断请求 =1有中断请求 当中断被响应时INTPND位置13、 中断屏蔽（INTMSK）寄存器 屏蔽位为1时，中断被禁止（屏蔽中断），为0时相应的中断正常执行（开中断）4、 中断优先级寄存器 确定中断的优先顺序，看CPU执行那个中断子中断源的中断控制子中断源和其它中断共用一个中断向量 通过子中断源挂起寄存器（=0无中断请求 =1有中断请求）和子中断屏蔽寄存器（屏蔽位为1时，中断被禁止（屏蔽中断），为0时相应的

17、中断正常执行（开中断）来对其进行中断控制和反馈中断向量：就是该中断服务函数的入口地址。其它常用寄存器：外部中断配置寄存器主要用来控制外部中断触发模式000 低电平 001高电平 01X 下降沿 10X上升沿 11X 双沿第6章 ： 串口UART串口的初始化1、 选定串口，对引脚进行初始化 初始化串口0.1.2等的输入输出端2、 设置波特率3、 设置数据位 流控的设置（调制解调器）发送的/接收的缓存寄存器（数据位只有8位有效）4、 几个控制器的设置串行通信单元UART单元提供3个独立的异步串行通信接口，皆可工作于中断和DMA模式。每一个单元包含一个16字节的FIFO发送缓冲器和一个16字节的FI

18、FO接收缓冲器，用于数据的接收和发送。UART 支持可编程波特率、红外发送接收（只UART2）1个或2个停止位、5位/6位/7位8位数据宽度和奇偶校验波特率 （写入波特率寄存器）波特率由一个专用的串口波特率分频寄存器（UBRDIVn）（n=02）控制 UBRDIVn=(int)UCLK/(波特率*16)-1 或 UBRDIVn=(int)PCLK/(波特率*16)-1 Eg: 若UCLK或者PCLK等于40MHZ,当波特率为115200bps时，则： UBRDIVn=（int）40000000/(115200*16)-1=int(27.1)-1=20 通信操作：发送数据帧是可以编程的。一个数据帧包括1个起始位、58个数据位、1个可选的奇偶校验位和12个停止位接收数据帧和发送数据帧一样。接收数据帧还可以检查溢出错、奇偶校验错、侦错和传输中断溢出错：已接收的数据在读取之前被新接收的数据覆盖奇偶校验错：检测器测到的校验与设置不符帧错误：没有接收到有效的停止位传输中断：表示接收数据RXDN保持逻辑0超出一帧的传输时间控制寄存器的功能线路控制寄存器（位6）决定是否使用红外模式 0正常模式 1 红外模式 （位5 4 3）决定校验方式 0XX无校验 100奇校验 101 偶校验 （位 2）