嵌入式系统实验指导书12级前半部分解读

1、嵌入式系统实验指导书12级前半部分解读嵌入式系统实验指导书12级前半部分解读嵌入式系统实验指导书12级前半部分解读嵌入式微办理器结构与应用实验指导书大连民族学院信息与通讯工程学院1嵌入式微办理器结构与应用实验指导书目录第一章嵌入式实验箱资源介绍2第二章基于ARM系统资源的实验17实验一ARMADS1.2开发环境创办与简要介绍21实验二ARM的汇编语言程序设计30实验三ARM的I/O接口实验32实验四串行通讯程序设计错误！不决义书签。实验五ARM的中断实验错误！不决义书签。1嵌入式微办理器结构与应用实验指导书第一章嵌入式实验箱资源介绍1.12440核心板规格CPU办理器SamsungS3C244

2、0AL，主频400MHz，最高533MHz。SDRAM内存板载64MBSDRAM32bit数据总线SDRAM时钟频率高达100MHzFlash储存器板载256MBNandFlash，掉电非易失板载2MBNorFlash专业1.25V核心电压供电，完满解决CPU发热现象3个用户LED灯1.22440实验箱底板规格大电流5V供电，供给更加优良的供电，防范全部因为电源而引起的BUG；LCD显示板上LCD接口集成4线电阻式触摸屏接口，可以直接连接4线电阻式触摸屏，2嵌入式微办理器结构与应用实验指导书支持黑白、4级灰度、16级灰度、256色、4096色STN液晶屏，尺寸从3.5寸到12.1寸，屏幕分辨率

3、可以达到1024X768象素支持黑白、4级灰度、16级灰度、256色、64K色、真彩色TFT液晶屏，尺寸从3.5寸到12.1寸，屏幕分辨率可以达到1024768象素2440实验箱的标准配置为SHARP8英寸分辨率为640 x480的TFT真彩液晶屏，自带触摸屏1个100M以太网RJ-45接口个串行接口，此中两个为RS3232电平,以DB9接口引出，另一个是TTL电平，以扩展模块接口引出4个USBHostA型接口（支持USB1.1协议）个USBSlaveB型接口（支持USB1.1协议）1个SD卡储存接口路立体声音频输出接口，1路音频输入接口个2.54mm的20针Jtag接口，可以使用它进行软件仿

4、真和单步伐试以及下载u-boot4x4的UserButtons板载AD变换测试板载PWM功能测试（控制直流电机调速）板载44PinIDE接口板载实不时钟电池系统复位开关和指示灯CAN总线接口多功能扩展接口两路DA开关量若干个8个数码管1个蜂鸣器8个LED灯1个VGA接口1个直流电机1个步进电机1个扩展FPGA模块的专用接口1.3硬件资源分配地址空间分配和片选信号定义S3C2440芯片支持两种启动模式：一种是从NandFlash启动；另一种是从NorFlash启动。实验箱支持这两种启动方式，在此两种启动模式下，各个片选的储存空间分配是不一样的，以以下图所示：3嵌入式微办理器结构与应用实验指导书上

5、图左侧是nGCS0片选的NorFlash启动模式下的储存分配图；右侧是NandFlash启动模式下的储存分配图。（说明：选择NandFlash和NorFlash启动的由核心板上的J1来控制：当短接帽接上后，就是NandFlash启动；取掉短接帽就是NorFlash启动。）由上图可以看出，在NandFlash启动模式下，CPU内部的4KB的BootInternalSRAM被映照到nGCS0的片选空间，当程序启动时，CPU会自动拷贝程序的前4KB到这段空间中，而后开始运转。所以，假如应用程序超出4KB，就需要在这开始的4KB代码中完成对NandFlash等设备进行初始化，并且实现从NandFlas

6、h读取数据到板载SDRAM中，并且从这4KB的空间跳转到板载SDRAM空间中；在NorFlash启动模式下，因为nGCS0片选所对空间就是NorFlash所映照的空间了。板载SDRAM地址空间：0 x300000000 x34000000。4嵌入式微办理器结构与应用实验指导书1.4实验模块实验箱包括丰富的实验电路和可选实验模块，这些外头电路模块与ARM9芯片共同构成一个系统，以完成ARM9的系列实验，其余供给可外扩接口，方便自行开发外头模块进行其余实验。模拟信号发生器电位器电路用于产生可变的模拟量，为AD供给实验数据。顺时针旋转，电压增大；逆时针旋转，电压减小。最大电压5V，最小电压0V。以下

7、图为原理图以及实验箱使用的电位器实物，电位器有一个黑色外壳。电位器实物有3个引脚左右引脚接5V和地，中间的引脚为模拟量输出。开关量发生器实验箱上有8只拨动开关，实质连线的有4只：S201S204，其余4只作为其余扩展用。拨动开关用来产生“0”、“1”的逻辑电平。开关向上拨产生低电平“0”，反之产生高电平“1”。以以下图MOTERK1MOTERK4分别为4个IO引脚，进行实验时读取相应引脚的5嵌入式微办理器结构与应用实验指导书状态来判断相应拨动开关的状态。数码管模块实验箱上有8只8段数码管：U503U510，使用74F164芯片（串入并出芯片）对数码管进行控制，8只数码管的控制使用串行方式，实现

8、8只流水数码管。此中3只电路图以下，其余5只接线相同：6嵌入式微办理器结构与应用实验指导书发光二极管（LED灯）与蜂鸣器模块实验箱有8只发光二极管：D501D508，和一只蜂鸣器U502。发光二极管使用八个IO来控制其亮灭。其余使用一个IO来实现对蜂鸣器的控制。LED1-LED8分别连接至GPJ4，GPJ1，GPJ2，GPJ11，GPJ0，GPJ10，GPJ8，GPJ12。蜂鸣器连接至GPJ9。7嵌入式微办理器结构与应用实验指导书1.4.5AD模块8嵌入式微办理器结构与应用实验指导书S3C2440芯片内部自带8路AD，此中4路作为触摸屏控制器使用，其余4路作为普通AD功能使用。因S3C2440

9、内部的AD采样的电压范围在03.3V之间，所以需要对输入的模拟信号进行分压，经过软件来还原。实验箱的AD采样输入范围最好控制在05v范围。1.4.644按键模块实验箱包括一个4x4的键盘，采纳8个IO引脚对其进行扫描，因为进行的是行列扫描，所以不需要16个IO引脚来对应每一个按键，但行列扫描有其弊端，同时扫描多个9嵌入式微办理器结构与应用实验指导书按键按下的状况时，有些按键因为地址的原由，没法被确认，仅对扫描单键按下成效好。1.4.7步进电机实验箱包括的步进电机由U604、U202、U203来驱动，此中U202,U203为双路高速大电流外设驱动芯片。拨动开关S205控制步进电机的电源，正常工作

10、拨到上方，拨到下方则不工作。控制步进电机的S3C2440引脚与开关量相关引脚复用，实验时要注意，进行步进电机实验则将开关量的拨动开关拨到下方，进行开关量实验时将步进电机的S205开关拨到下方。10嵌入式微办理器结构与应用实验指导书1.4.8DA模块实验箱的DA模块采纳TLC5615芯片来实现，电压基准芯片使用TL431供给2.5V基准电压。11嵌入式微办理器结构与应用实验指导书1.4.9直流电机模块实验箱的直流电机由经过专用电机控制芯片L298N来进行控制，此中ENA脚用来控制转速，一直为高电平常最速最快。12嵌入式微办理器结构与应用实验指导书1.4.10RS232串口模块实验箱包括两个一般R

11、S232串口模块，一个是调试用的DBGU串口（J402），其余一个串口（J403）。S3C2440的TTL电平串口信号经过3232芯片（实现TTL电平到232电平的变换）后变换成了标准RS-232电平。13嵌入式微办理器结构与应用实验指导书1.4.11CAN总线模块实验箱包括一个CAN总线模块，使用MCP2515芯片作为CAN总线控制器，经过SPI接口与S3C2440进行通讯，收发数据。模块使用间隔电源保证通讯过程中的搅乱最小。MCP2515使用的晶体是24M，在设置CAN总线工作速度时需要考虑。14嵌入式微办理器结构与应用实验指导书液晶屏与触摸屏实验箱上包括有液晶屏与触摸屏，触摸屏与液晶屏是

12、两个独立的部分，触摸屏是透明的一层“玻璃”被放在液晶屏的上边，看似一个整体。触摸屏有好多种，如电阻屏，电容屏等等，本实验箱采纳最通用的四线电阻屏。触摸屏的接线原理图以以下图，S3C2440经过其内部的4路AD作为触摸屏控制器。触摸屏液晶屏与S3C2440的接线原理图以下。15嵌入式微办理器结构与应用实验指导书16嵌入式微办理器结构与应用实验指导书第二章基于ARM系统资源的实验J-LINK在ADS下的配置1、打开AXD，选择菜单”options”中的”configuertarget?”出现以下图：点击”ADD”，在弹出的列表框中找到JLinkRDI.dll以以下图：jlink安装的默认路径是C:

13、ProgramFilesSEGGERJLinkARM_V402d17嵌入式微办理器结构与应用实验指导书打开后再点击Configure进行配置,一般不需要，直接点击”OK”，假如此时连接了jlink仿真器和实验箱，即可进入正确的调试模式。第一次运转需要先设置一下，单击SettingJTAGsetting，详细设置以以下图所示：点击OK后单击DetectTarget即会检测到ARM920T的芯片，而后再进行调试，其余设置与jlink相同。2、连接上后，拷贝光盘中的2440init.txt到ads安装目录下,再次选择”Options”菜单,点击”ConfiguerInterface”以以下图18嵌入

14、式微办理器结构与应用实验指导书选中RunConfigurationScript,而后点击Browse，选中刚刚拷贝的2440init.txt,以以下图：点击”打开”，而后点击”确立”，配置好后即会出现以以下图所示信息，此时即可加载映像文件进行调试了。19嵌入式微办理器结构与应用实验指导书20嵌入式微办理器结构与应用实验指导书实验一ARMADS1.2开发环境创办与简要介绍一、实验目的熟习ADS1.2开发环境，正确应用并口仿真器进行编译、下载、调试。二、实验内容学习ADS1.2开发环境三、实验设备1.嵌入式实验箱，PC机，J-link仿真器ADS1.2集成开发环境四、实验步骤ADS1.2下建立工程

15、1.运转ADS1.2集成开发环境（CodeWarriorforARMDeveloperSuite），点击File|New,在New对话框中，选择Project栏，此中共有7项，ARMExecutableImage是ARM的通用模板。选中它即可生成ARM的执行文件。同时，如图2-1图2-121嵌入式微办理器结构与应用实验指导书还要在，Projectname栏中输入项目的名称，以及在Location中输入其存放的地址。按确立保存项目。2.在新建的工程中，选择Debug版本，如图2-2，使用Edit|DebugSettings菜单对Debug版本进行参数设置。图2-23.在如图2-3中，点击Debu

16、gSetting按钮，弹出2-4图，选中TargetSetting项，在Post-linker栏中选中ARMfromELF项。按OK确立。这是为生成可执行的代码的初始开关。图2-322嵌入式微办理器结构与应用实验指导书图2-44.在如图2-5中，点击ARMAssembler，在ArchitectureorProcesser栏中选ARM920T。这是要编译的CPU核。23嵌入式微办理器结构与应用实验指导书图2-55.在如图2-6中，点击ARMCCompliler，在ArchitectureorProcesser栏中选ARM920T。这是要编译的CPU核。图2-6在如图2-7中，点击ARMlink

17、er，在outpur栏中设定程序的代码段地址，以及数据使用的地址。图中的ROBase栏中填写程序代码存放的初步地址，RWBase栏中填写程序数据存放的初步地址。该地址是属于SDRAM的地址。图2-724嵌入式微办理器结构与应用实验指导书图2-8在options栏中，如图2-8，Imageentrypoint要填写程序代码的进口地址，其余保持不变，假如是在SDRAM中运转，则可在0 x300000000 x30ffffff中选值，这是16MSDRAM的地址，但是这里用的是初步地址，所以一定把你的程序空间给留出来，并且还要留出足够的程序使用的数据空间，并且还一定是4字节对齐的地址（ARM状态）。7

18、.在Layout栏中，如图2-9，在Placeatbeginningofimage框内，需要填写项目的进口程序的目标文件名，如，整个工程项目的进口程序是2440init.s，那么应在Object/Symbol处填写其目标文件名2440init.o，在Section处填写程序进口的初步段标号。它的作用是通知编译器，整个项目的开始运转，是从该段开始的。25嵌入式微办理器结构与应用实验指导书图2-98.在如图2-10中，即在DebugSetting对话框中点击左栏的ARMfromELF项，在Outputfilename栏中设置输出文件名*.bin，前缀名可以自己取，在Outputformat栏中选择

19、Plainbinary,这是设置要下载到flash中的二进制文件。图2-29中使用的是test.bin.图2-1026嵌入式微办理器结构与应用实验指导书到此，在ADS1.2中的基本设置已经完成，可以将该新建的空的项目文件作为模板保存起来。第一，要将该项目工程文件改一个适合的名字，如S3C2440ARM.mcp等，10.新建项目工程后，就可以执行菜单Project|AddFiles把和工程所有相关的文件加入，ADS1.2不可以自动进行文件分类，用户一定经过Project|CreateGroup来创办文件夹，而后把加入的文件选中，移入文件夹。也许鼠标放在文件填加区，右键点击，即出！如图2-11图2

20、-11先选AddFiles，加入文件，再选CreateGroup，创办文件夹，而后把文件移入文件夹内。读者可依据自己习惯，改正Edit|Preference窗口内关于文本编写的颜色、字体大小，形状，变量、函数的颜色等等设置。如图2-12。27嵌入式微办理器结构与应用实验指导书图2-12ADS1.2下仿真、调试在ADS1.2下进行仿真调试，第一要连接J-LINK而后点击JFLASH如图2-13所示图2-13选择connect选项，如图2-14所示28嵌入式微办理器结构与应用实验指导书图2-14当连上仿真器后，打开调试软件AXDDebugger。点击File|loadimage加载文件如：HK_L

21、ED_ASM.axf。在最后介绍调试按钮，上图，左起第一个是全速运转，第二个是停止运转，第三个跳入函数内部，第四个单步执行，第五个跳出函数。29嵌入式微办理器结构与应用实验指导书实验二ARM的汇编语言程序设计一、实验种类设计二、实验目的认识ARM汇编语言的基本框架，学会使用ARM的汇编语言编程；掌握开发软件的使用方法。三、实验内容内存Src开始存放了10个字的无符号数，利用汇编语言求其最大值，并将结果存放至Dst单元中。四、汇编语言简介ARM汇编的一些简要的书写规范ARM汇编中，所有标号一定在一行的顶格书写，今后边不要增加“：”，而所有指令均不可以顶格书写。ARM汇编对表记符的大小写敏感，书写

22、标号及指令时字母大小写要一致。在ARM汇编中，ARM指令、伪指令、存放器名等可以所有大写也许所有小写，但不要大小写混杂使用。说明使用“；”号，说明的内容由“；”号起到此行结束，说明可以在一行的顶格书写。详细的汇编语句及规范请参照ARM汇编的相关书本、文档。ARM汇编语言程序的基本结构在ARM汇编语言程序中，是以程序段为单位来组织代码。段是相对独立的指令或数据序列，拥有特定的名称。段可以分为代码段的和数据段，代码段的内容为执行代码，数据段存放代码运转时所需的数据。一个汇编程序最少应该有一个代码段，当程序较长时，可以切割为多个代码段和数据段，多个段在程序编译链接时最后形成一个可执行文件。可执行映像

23、文件平常由以下几部分构成：一个或多个代码段，代码段为只读属性。零个或多个包括初始化数据的数据段，数据段的属性为可读写。零个或多个不包括初始化数据的数据段，数据段的属性为可读写。链接器依据系统默认或用户设定的规则，将各个段安排在储存器中的相应30嵌入式微办理器结构与应用实验指导书地址。源程序中段之间的相邻关系与执行的映象文件中的段之间的相邻关系不必定相同。简单的小例子下边是一个代码段的小例子AREAInit，CODE，READONLYENTRYLDRR0,=0 x3FF5000LDRR1,0 x0fSTRR1,R0LDRR0,=0 x3F50008LDRR1,0 x1STRR1,R0END在汇编

24、程序中，用AREA指令定义一个段，并说明定义段的相关属性，本例中定义了一个名为Init的代码段，属性为只读。ENTRY伪指令表记程序的进口，程序的末端为END指令，该伪指令告诉编译器源文件的结束，每一个汇编文件都要以END结束。下边是一个数据段的小例子AREADataArea,DATA,NOINIT,ALIGN=2DISPBUFSPACE200RCVBUFSPACE200DATA为数据段的表记。五、实验要求可以依据实验内容编制程序，完成调试过程，获取正确结果。熟习工程文件的建立方法，以及程序的调试方法，熟练掌握开发工具的使用。六、预习要求熟习ADS软件的使用方法。掌握汇编语言的设计方法。画出完

25、成程序功能的软件流程图，写在预习报告上。将设计好的程序写在预习报告上。七、实验报告要求31嵌入式微办理器结构与应用实验指导书记录实验结果，并对结果进行分析将更正后的程序重新抄写在实验报告上，并加说明完成思虑题八、思虑题假如办理的数据是有符号数，如何更正程序？试简单总结汇编语言程序设计的注意事项。实验三ARM的I/O接口实验一、实验目的1熟习ADS开发环境、AXD及调试环境。2掌握S3C2440的I/O控制存放器的配置。3掌握嵌入式C语言编程的方法。二、实验内容在实验箱的底板上点亮LED灯D501-D508，让其轮流闪耀！并能随意改正闪耀方式。三、实验设备嵌入式实验箱，PC机，J-Link仿真器

26、。ARM或ADS1.2集成开发环境四、硬件电路实验箱有8只发光二极管：D501D508。发光二极管使用八个IO来控制其亮灭。LED1-LED8分别连接至GPJ4，GPJ1，GPJ2，GPJ11，GPJ0，GPJ10，GPJ8，GPJ12。如图2-15所示。32嵌入式微办理器结构与应用实验指导书图2-15五、实验原理S3C2440A包括了130个多功能输入/输出口引脚并且它们为以下显示的八个端口：端口A（GPA）：25位输出端口端口B（GPB）：11位输入/输出端口端口C（GPC）：16位输入/输出端口端口D（GPD）：16位输入/输出端口端口E（GPE）：16位输入/输出端口端口F（GPF）：

27、8位输入/输出端口端口G（GPG）：16位输入/输出端口端口H（GPH）：9位输入/输出端口端口J（GPJ）：13位输入/输出端口配置这些端口，是经过一些存放器来实现的，这些存放器均有各自的地址，位长32位。往该地址中写入相应的数据，即可实现功能及数据配置。GPACON(0 x56000000)端口A控制存放器GPADAT(0 x56000004)端口A数据存放器GPBCON(0 x56000010)端口B控制存放器GPBDAT(0 x56000014)端口B数据存放器GPBUP(0 x56000018)端口B上拉控制存放器GPCCON(0 x56000020)端口C控制存放器GPCDAT(0

28、 x56000024)端口C数据存放器GPCUP(0 x56000028)端口C上拉控制存放器33嵌入式微办理器结构与应用实验指导书GPDCON(0 x56000030)端口D控制存放器GPDDAT(0 x56000034)端口D数据存放器GPDCUP(0 x56000038)端口D上拉控制存放器GPECON(0 x56000040)端口E控制存放器GPEDAT(0 x56000044)端口E数据存放器GPECUP(0 x56000048)端口E上拉控制存放器GPFCON(0 x56000050)端口F控制存放器GPFDAT(0 x56000054)端口F数据存放器GPFCUP(0 x5600

29、0058)端口F上拉控制存放器GPGCON(0 x56000060)端口G控制存放器GPGDAT(0 x56000064)端口G数据存放器GPGCUP(0 x56000068)端口G上拉控制存放器GPHCON(0 x56000070)端口H控制存放器GPHDAT(0 x56000074)端口H数据存放器GPHCUP(0 x56000078)端口H上拉控制存放器GPJCON(0 x560000D0)端口J控制存放器GPJDAT(0 x560000D4)端口J数据存放器GPJCUP(0 x560000D8)端口J上拉控制存放器现用J口举例说明。关于B口如表2-1、表2-2、表2-3，存放器地址读写

30、种类描述复位值GPJCON0 x560000D0R/W端口J控制存放器0 x0GPJDAT0 x560000D4R/W端口J数据存放器不决义GPJCUP0 x560000D8R/W端口J上拉控制存放器0 x0000表2-1GPJCON位描述GPJ1225:2400=Input01=Output10=CAMRESET11=Reserved00=Input01=OutputGPJ1123:2210=CAMCLKOUT11=ReservedGPJ1021:2000=Input01=Output10=CAMHREF11=ReservedGPJ919:1800=Input01=Output10=CAMV

31、SYNC11=ReservedGPJ817:1600=Input01=Output10=CAMPCLK11=Reserved34嵌入式微办理器结构与应用实验指导书GPJ715:1400=Input01=Output10=CAMDATA711=ReservedGPJ613:1200=Input01=Output10=CAMDATA611=ReservedGPJ511:1000=Input01=Output10=CAMDATA511=ReservedGPJ49:800=Input01=Output10=CAMDATA411=ReservedGPJ37:600=Input01=Output10=CA

32、MDATA311=ReservedGPJ25:400=Input01=Output10=CAMDATA211=ReservedGPJ13:200=Input01=Output10=CAMDATA111=ReservedGPJ01:000=Input01=Output10=CAMDATA011=Reserved表2-2GPJDAT位描述GPJ12:012:0当端口配置为输出时，管脚状态和位状态一致。当配置为功能管脚时，值不决义状态。表2-3GPJCUP位描述GPJ12:012:00：使能附带上拉功能到相应端口引脚1：严禁附带上拉功能到相应端口引脚也就是说，在地址0 x560000D4中，给该13位的每一位赋值，那么，在CPU的管脚上就定义了管脚的功能值。当J口某管脚配置成输出端口，则在GPJDAT对应的地址中的对应位上，写入1，则该管脚输出为高电平，写入0，则该管脚输出为低电平。若配置为功能管脚，则该管脚变为详细的功能脚。在程序中对GPI/O各