第6章 ARM接口设计技术

第六章ARM接口设计技术

0芯片S3c2410简介

②串行通讯接口

③异常中断处理

（4）键盘接口

⑤LED显示器接口

⑥12c接口

⑦LCD显示器接口

（D触摸屏接口

芯片S3c2410X简介1

•S3c2410X是以ARM9TMDI为内核的高性能CPU,

是ARM公司赢得最广泛应用的处理核。

•S3c2410X的推荐最高工作频率为203MHz。

•芯片S3c2410X具有117个通用多功能输入输出引

脚，这些I/O口的应用是S3c2410处理器的基础应

用，分别包含在如下8组端口中：

端口A23位，输出端口

端口B11位，输入/输出端口

端口C16位，输入/输出端口

端口D16位，输入/输出端口

端口E16位，输入/输出端口

端口F8位，输入/输出端口

端口G16位，输入/输出端口

端口H11位，输入/输出端口

6.1芯片S3c2410简介

芯片S3c2410X简介2

•每组端口都是多自能口，需要用软件对端口配置寄存器

GPnCON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弓脚功能进行设置。

如果某些引脚的复用功能没有使用，可以将该引脚设置成

I/Odo

在一般的应用中：

•PA：地址线。

：定时器输出、多芯片总线请求/允许信号、请求

•P允B许信号。DMA

•PC：i&D的信号线、数据线。

•PD：LCD数据线。

•PE：I2S、I2C、SPI总线信号。

•PF：中断输入。

•PG：多功能I/O口。

•PH：多功能I/O口。

6.1芯片S3c2410简介

S3c2410X片上资源

ARM920T核、工作频率203MHz；

16KB数据Cache,16KB指令Cache,MMU,外部存储器控制器；

LCD控制器（支持黑白、灰度、ColorSTN、TFT屏），触摸屏接「

NANDFLASH控制器，SD/MMC接口支持，4个DMA通道；

3通道UART、1个多主12c总线控制器、1个HS总线控制器；

4通道PWM定时器及一个内部定时器；

117个通用I/O口；24个外部中断源；

两个USB主/一个USB从；

8通道10位ADC；

实时时钟及看门狗定时器等。

S3c241OX特性

内核：1.8VI/O及存储器：3.3V

电源管理模式：Normal、Slow>Idle>Poweroff

272-FBGA(pitchBallGridArray)细间距球珊阵

列

S3c2410X的引脚分布图

oooooo

uooooo0oooo

ooooco

Tooooooooo)oooooooo

Rooooooooooooooooo

pooooooooooo

o)coooo

Nooooooooooooooooo

Mooooooooooooooo

oooooooooooo

oooooooooooQoo

oooooooooooo

Hooooooooooooooo

Goooooooooooo0oooo

Fooooooooooooooooo

Eooooooooooooooooo

Do0oooooooooooooo0

cooooooooooooooooo

BooooooooooooooQo

AoDooQooooo

12345678910111213141S1S17

BOTTOMVIEW

Figure1-2.S3C2410XPinAssignments(272-FBGA)

6.1芯片S3c2410简介

S3c2410X内部结构图

6.1芯片S3c2410简介

S3c2410特性1

(i)体系结构

•ARM9系列微处理器在高性能和低功耗特性方面

提供最佳的性能。

・5级整数流水线，

・哈佛体系结构。

•支持32位ARM指令集和16位Thumb指令集。

•全性能的MMU,支持WindowsCE、Linux>

PalmOS等多种主流嵌入式操作系统。

•支持数据Cache和指令Cache,具有更高的指令和

数据处理能力。

6.1芯片S3c2410简介

S3c2410特性2

(2)系统管理器

•支持大/小端方式。

•寻址空间：每bank的寻址空间为128M字节(共

1G字节)。

•支持每bank可编程的8/16/32位数据总线宽度。

•6个bank具有固定的bank起始地址和2个可编程的

bank大小。

•8个存储器bank。

•所有的存储器bank具有可编程的操作周期。

•支持外部等待信号延长总线周期。

•支持掉电时DRAM/SDRAM的自刷新模式。

6.1芯片S3c2410简介

S3c241OX的存储器映射

OM[1:0]=01,10OM[1:0]=00

OxFFFF_FFFF

NotusedNotused

0x6000_0000

SFRAreaSFRArea

0x48000000

Ox4GOO_OFFF.

BootsRAM

Notused

14KBytes)

0x4000.0000

kk2MB/4MB/8MB/16MB'k

SROM/SDRAMSROM/SDRAM

(nGCS7)(nGCS7)/32MB/64MB/128MB]一r

Referto

0x3800.0000

“Tahlp

SROM/SDRAMSROM/SDRAM2MB/4MB/8MB/16MB

(nGCS6)(nGCS6)/32MB/64MB/128MB

T

0x3000_0000y

b

SROMSROM

128MB

(nGCS5)(nGCS5)

r

0x2800.0000

k

SROMSROM

128MB1GB

(nGCS4)(nGCS4)

，HADDR[29:0J

0x2000.0000.

i'Accessible

SROMSROM

128MBRegion

(nGCS3)(nGCS3)

0x1800_0000F

.k

SROMSROM

128MB

(nGCS2)(nGCS2)

0x1000.0000p

卜

SROMSROM

128MB

(nGCS1)(nGCS1)

F

0x0800_0000

Jk

SROM

BootInternal128MB

(nGCSO)

SRAM(4KB)1，.

0x00000000—►

(NotusingNANDflashforbootROM][UsingNANDflashforbootROM]

6.1芯片S3c2410简介

OM1（操作模式1）OM0（操作模式0）导入ROM数据宽度

00NandFlashMode

0116-bit

1032-bit

11TestMode

6.1芯片S3c2410简介

数据宽度读/写

地址区间

说明

bankO（位）属性

一FLASH存储渊地址：32R.W

0x00000000v0x001ffffffTE28F128：16M字节*2

0x10000000、控制键盘扫描及跑马灯8W

0x10000002读入键盘扫描值8R

0x10000001数码管数据寄存器8W

0x10000006胭管扫描控制寄存器8W

ha“K?MEMORY模式属性寄存器

0xl0080000'0xl猊07会08/16R/W

0xl0080800'0xl)0808ffCF卡MEMORY模式公共寄存耦8/16RW

OxlOOcOOOO'Oxl)0c07ffCF卡10模式8/16R/W

0xl00c0000~gOOcOOf^TDEIW!收玉间8/16R/W

0xl8000300'1^1S00031f网络接口芯片RTL8019AS读写16RW

0x28000000、井口控制寄存器8W

0x28000000井口状态寄存器8R

0x28000002并匚1数据缓存器8RW

0x23000001aba寄存器08W

0x28000006控制寄存器18W

0x28080000控制寄存器28W

0x20000000J8R

SDRAM存储器地址空间:32RW

0x30000000%0x33FFFFFFHY57V561620:32M字节*24

6.1芯)fS3c2410简介

链接脚本示例

程序在SDRAM中运行程序在FLASH中运行

SECTIONSSECTIONS

,=0x30000000；.=0x00000000；

.text：{.text)).text：{x(.text))

Image_R0_Base=.；Image_R0_Base=.；

.rodata：{.rodata)).rodata：{.rodata))

Image-RO-Limit=.；Image_RO_Limit=.；

Image-RW-Base=.；.=0x30000000；

.data：{.data))Image-RW-Base=.；

ImagG_RW_Limit=.；.data：{M(.data))

Image-ZI.Base=.；Image-RW-Limit=.；

.bss：{x(.bss))Image-ZI-Base=.；

Image_ZI_Limit=.；.bss：{M(.bss))

―bss-start__=.；Image_ZI_Limit=.；

__bss_end__=.；__bss_start__=.；

^_EH_FRAME_BEGIN„=.―bss-.end—=.；

__EH_FRaME_END_=.;__EH_FRAME_BEGIN__=.；

PROUIDE(„stack=.)；__EH_FRAME_END__=.；

end=.；PROUIDE(__stack=.)；

_end=.；end=.；

.debug.info0：(M(,debug_info)}_end=.；

.debug-line0：{M(.debug_line)).debug.info0：(*(.debug_info))

.debug-abbreu0：{*(.debug_abbreu)).debug_line0：{M(.debug.line))

.debugframe0：{M(.debug-frame)).debug-abbreu0：{M(.debug-abbreu))

).debug_frame0：{.debug_frame))

)

6.1芯片S3c2410简介

总线控制信号

信号描述

OM[1:0]I设置S3c241OX在TEST模式以及决定nGCSO的总线宽度

00:Nand43oot01:16-bit10:32-hitll:Iestmode

ADDR[26:0]0地址总线.输出相应块的存储器地址

DAIA[31：0]IO数据导线.在存储器读时输入数据，存储器写时输出数据。总

线宽度可编程改变。8/16/32-bit

nGCS[7:0]0通用片选.当存储翱地址在每个bank的地址区域时，其片选信

号蹴活，访问周期的数量以及bank宽度可以编程改变。

nWE0号使毓.二初出前忠线周期是写周期。

nOE0境出使命.指示当前总线周期是读周期.

nXBREQI献蝴允许另一个总线主控器请求本地总线的控制.

BACK檄活表示总线控制请求已经被允许。

nXBACK0献唳持应答.指示S3C2410X已经放弃本地总统的控制并转

移到一个总线主控器-

nWAITI芾恭张当电总线勒・只要nWAIT为低电平，当前总线周

期比1旨结束.

6.1芯片S3c2410简介

SDRAM/SRAM

信号•类型.描述.

nSRAS^0.SDRAM行地址糠11.，

nSCAS^0SDRAM列地址领存温热•

nSCS[l：Oli0SDR|AM片选不一

DQM[3：0]Po.SDRAM数据屏赧，2

SCLK[1：0卜0,SDRAgJ^__________

Q瑙SDRAM贝

SCKEP0「SDRA极RAM

高字4世擘!叱_______

nBE[3：0]，0，RAM的情况），。

nWBE[3：。卜0，写字节使粉-

J

6.1芯片S3c2410简介

NANDFlash

爵翅雕

CLE(0。命蝴觥t

ALEOP殿眼

UFCEPOPNAND摭h片选

NFRE，0。廊）腑翻船

nFWEOPNANDF1油鼓的

NCO加LNANDFlash配量

R/nB，I，NAND'Flash'Ready/Busy*-1

□

6.1芯片S3c2410简介

LCD控制信号

信号翘描述

VD网0SIWimSEClH：LCD数据总线

LCDPWREN0SmnTT/SECTFT：LCD屏电源使能控制的

VCLK1CDHCLK0S1WIFT：LCD时钟信号

MAME/VSYNC0S1N:LCD帧信号；TFT:场融信号

VUNBHSYNC0STN:LCD行信号；TFT:水平同步信号

VMVDEN0STO:交替嬲行、列电压极性；TFT：嬲便能居

LEND0TFT：行结束信号

6.1芯片S3c2410简介

中断控制信号

信号类型，描述

EINT[23：犷外部中断请射

6.1芯片S3c2410简介

DMA控制信号

的趟髓

nXDREQ[l:Op卜外部DMA请辅号.

nXDACK[l:0]^-o.外部DMA请求应答信把

6.1芯片S3c2410简介

UART控制信号

信号类型一描述•

RxD[2：0].卜UART接收数据信号线-

TxD[2：01.俳UART发送数据信号线”

nCTSri：0]<IPUART清除到发送输入信号川

nRTS[l：吁0〃UART请求到发送输出信号/

UCLK。卜UART时钟信号/

6.1芯片S3c2410简介

ADC

理

W:0]AIADC输入［7:0］，不用的时候必须翻

ViefAIADCVief

6.1芯片S3c2410简介

IIC-BUS控制信号

信号"类型.描述扛

HCSDAPnc总线数据〃

HCSCLPIO<-nc总线时钟-

p

6.1芯片S3c2410简介

IIS-BUS控制信号

信号。类如描述。

HSLRCKJ10.'ns总线通道选择时钟"

USD。/0.ns总线串行数据输出砂

nsDkLus总线串行数据输入，

nSCLKp10」ns总线串行时钟c

CODECLK。dCODEC系统时钟a

6.1芯片S3c2410简介

触摸屏接口控制信号

信号类型"描述

0»+x轴开关控制信号。

XM0N〃*-X轴开关控制信号。

0。+Y轴开关控制信号3

YM0N「Oo-Y轴开关控制信号:

6.1芯片S3c2410简介

USB主接口信号

信号类卧描洛

DN[1：0]P10^来自USB主的DATA(•)p

DP[1：0]<10-来自USB主的DATA")*

6.1芯片S3c2410简介

USB从接口信号

信号类雄髓

PDN0。炉来自USB从的DATA。，

PDP0*来自USB从的DATA(+)2

6.1芯片S3c2410简介

SPI接口信号

信号类型口描述

嬲I觌410.】SPI主数据输项

廖顺口。卜10+SPI主数据输出版

激四11叶◎SPI时钟曲

噬［叫10，SP1懿侬肝从模如甲

□

6.1芯片S3c2410简介

GPIO

信号类型》描述

GPn[116：01P10。通用输入输出口。

6.1芯片S3c2410简介

TIMER/PWM控制信号

信号•类型一描述，

T0UT[3：0/定时器输出。

TCLK[1：口卜0外部定时器时钟输入，

6.1芯片S3c2410简介

复位和时钟信号

信号，类型"描述~

四皴X”ST-复位信号.必须保持4个MCLK的低电平以有效复位，，

i^XQUZ-3O-P用于外部器件复位控制。

PWREN，，0/1.8V核心电压开关控制信号。

2监测电池电压a

2决定时钟怎样产生"

00：Crystal-用于MPLLCLK源和UPLL-CLK源~

01：Crystal-用于MPLLCLK源和EXTCLK用于UPLL9LK源.

10：EXTCLK用于MPLLCLK源和Crystal用于UPLLCLK源《

11：EXTCLK用于MPLLCLK源和UPLLCLK源，

EXTCLK-la外部时钟源输入。」

刈to妒AIP用于内部振荡电路的Crystal输入

XTQB.U-AO*用于内部振荡电路的Crystal输出.

MPLLCAP^A2用于主时钟的滤波电容，

UPLLCAP^AIP用于USB时钟的痣波电容”,

芯TUte"AIP用于RTC的32.768kHzCrystal输入2

区1◎断A。*，用于RTC的32768kHz-Ciystal输出+

要底QUIUW02时钟输出信号。可以配置为MPLLCLK、UPLLCLK、FCLK、

HCLK、PCLK之T

6.1芯片S3c2410简介

JTAG测试逻辑

信号卡类型,，描述.

nTRST，TAP控制器复位信号，用于复位TAP控制器，必须连接一个

10K的上拉电阻。如果不使用调试器，该信号必须保持为L

或者低激活脉冲/

TMSPIPTAP控制器模式选择，控制TAP控制器状态的顺序。必须连

接一个10K的上拉电阻。

TCKP口TAP控制器时钟，提供JTAG逻辑的时钟输入。必须连接一

个10K的上拉电阻~

TDhITAP控制器数据输入，是JTAG测试指令和数据的串行输入。

必须连接一个10K的上拉电阻“

TDO，，0/TAP控制器数据输出，是JTAG测试指令和数据串行输出一

6.1芯片S3c2410简介

电源

信号类型，描述

顺城谓P2S3c2410X复位侵照口㈱套寄存器VDD(1.8V)川

RTCVDD*'•PoS3C2410X-RTC-VDD(1.8V)川

VDEYSSr，,P-S3C2410X内核逻辑VDD(1.8V)/VSS。

YROLI㈣UYSSU®笈•ppS3c2410X，MPLL模拟与数字VDD(l.SV)/VSS^

VDDOP/VSSOP•・P"S3C2410X-IO□VDD(3.3V)/VSSk

VDDMOP/VSSMOP^-p.1S3c2410X、存储器打,VDD(3.3V)/VSS^

JJBJBUJEWHSSUJEUk3,ppS3c2410XUO比模拟与数字VDD(1.8V)NSM

VDDA_ADC/VSSA_ADC-•・P"S3C2410X-ADC-VDD(3.3V)"SS「

6.1芯片S3c2410简介

JXARM9-2410教学系统的硬件组成

武汉创维特公司JXARM9-2410教学系统

LCD显示

及触摸屏

-ZX

32M字节

Flash(BIOS)

64MBSDRAM

系统内存

16M字节

NANDFLASH

Q<!==>!以太网接口

键盘接口USB接口

6.1芯片S3c2410简介

第六章ARM接口设计技术

0芯片S3c2410简介

②串行通讯接口

③异常中断处理

（4）键盘接口

⑤LED显示器接口

⑥12c接口

⑦LCD显示器接口

（D触摸屏接口

串行通信概述

•串行通信：就是使数据一位一位地进行传输而实

现的通信。

•优点：传输线少、成本低。特别适合远距离传送。

■串行数据传送模式：单工、半双工、全双工

•串行通信方式：同步通信、异步通信

6.2串行通讯接口

通信分类

串行异步通信

串行通

>«I,L

串行同步通信

并行通信

按同时传输数据位数分

6.2串行通讯接口

异步串行通信中的字符传送格式

第n个字符

D°D]D[D*D&口0D«

NI

(II|)I(II(•I$)•I

奇

停

空

起

空

空

何

止

闲

闲

始

闲

位

位

数痂位位

位

位

位

6.2串行通讯接口

串行同步通信方式

CLKun

DATA

1iJ13

01011

6.2串行通讯接口

EIARS-232C

美国电子工业协会(EIA)

RS-232c是一种应用最广泛的短距离、低速率串行通信

标准

在25针接插件(DB-25)上定义了串行通信的有关信号

在实际异步串行通信中，并不要求用全部的RS-232c

信号，许多PC/XT兼容机仅用15针接插件(DB-15)来引

出其异步串行I/O信号，而PC中更是大量采用9针接插

件(DB-9)来担当此任。

6.2串行通讯接口

DB-25DB-9引脚定义

1CD

6DSR

2RXD

7RTS

3TXD

8CTS

4DTR

9RI

5SG

6.2串行通讯接口

RS-232c接口规格

不带负载时驱动器输出电平2•25V~+25W1

负载电阻范围Q3-7K欧-

驱动器输出电阻”<300欧J

<2500pFp

逻辑“0”时驱动器输出电平-5~15V。

逻辑“0”时负载接受电平¥>+3VP

逻辑“1”时驱动器输出电平"-5--15V<3

逻辑“1”时负载接受电平2<-3W

6.2串行通讯接口

S3c2410芯片UART接口电平转换电路

\T>D33

U102

CHVDD

C105

IM

3

Cl-

6

C2-V-

z±zC104

104

515

C2・GND川I.

RS232T7CD01411TXDO

T10UTT1IN12R^O

RS232RXD013R1TNR1OT*T

RS3TXD1一T^l

T2OUTT2IN

RSU2Kxp1丁RXD1

R2INR2OUT

6.2串行通讯接口

RS-232C接口信号

DB9引脚号+，DB25引脚号。信号名称。简称。方向“信号功能。

-2保护地。-p接设备外壳，安全地线，

WSiWVWWVW*•

3，2。发送数据。TXD.->DCKDTE发送串行数据「

2。3”接受数据，RXD，DTE<・/DTE接收串行数据，

7~4。请求发送。RTSP->DCE.DTE请求切换到发送方式.，

&，5c清除发送一CTS。DTE<■口DCE己切换到准备接受科

6c62数传设备就绪,，DSR”DTE〈-rDCE准备就绪。

5。7”信号地2-aa-fJ-P信号地。

1。8Q载波检测~DCD.DTE<”DCE已接受到远程信号。

4小20，数据终端就绪QDTRq->DCE.DTE准备就绪。

9+，22P振铃指示+RIDTE<-+通知DTE,通信线路七

6.2串行通讯接口

S3c2410内部集成的UART

•三个异步串口(SI0)：每个SI0可以操作在中断模式或DMA

模式。

•波特率：最大为230.4kbps。

•FIFO：每个SI0通道包含都有一个16字节的接收与发送FIFO

缓冲区。

•每个UART模块包含4个部件：

(1)波特率发生器：MCLK作为时钟源。

(2)发送器：可以产生暂停条件，暂停条件强制串口输出保

持在逻辑0状态比一帧长的时间。

(3)接收器：可以检测溢出错误、奇偶错误、frame错误和暂

停条件，其中每一个设置一个错误标志。

(4)控制单元：发送器和接收器包含16字节的FIFO和移位寄

存器。要被发送的数据首先被写入FIFO,然后被复制到发

送移位寄存器中，最后从数据输出端口(TxDn)依次被移

位输出；被接收的数据也同样从数据接收端口(RxDn)依

次被移位输入到移位寄存器，然后被复制到FIFO中。

6.2