嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文基于arm920t的嵌入式實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文</b></p><p>　　題 目： 基于ARM920T的嵌入式實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 院： </p><p>　　專 業(yè)： <

2、;/p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　指導(dǎo)

3、老師： </p><p>　　完成時(shí)間： </p><p>　　基于ARM920T的嵌入式實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　嵌入式系統(tǒng)的硬件

4、部分，包括處理器/微處理器、存儲(chǔ)器及外設(shè)器件和I/O端口、圖形控制器等。嵌入式系統(tǒng)有別于一般的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，它不具備像硬盤那樣大容量的存儲(chǔ)介質(zhì)，而大多使用EEPROM、EEPROM或閃存（Flash Memory）作為存儲(chǔ)介質(zhì)。從硬件方面來(lái)講，各式各樣的嵌入式處理器是嵌入式系統(tǒng)硬件中的最核心的部分。目前嵌入式處理器的尋址空間可以從64kB到16MB，處理速度最快可以達(dá)到2000MIPS，封裝從8個(gè)引腳到144個(gè)引腳不等。</p&

5、gt;<p>　　課題通過(guò)編程裝載測(cè)試S3C2410的實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能，包括時(shí)鐘滴答功能測(cè)試，通過(guò)LED顯示當(dāng)前時(shí)刻，時(shí)間警告功能測(cè)試，并通過(guò)超級(jí)終端顯示結(jié)果。</p><p>　　關(guān)鍵詞 ：ARM920T ；嵌入式 ；微處理器</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Embedded system

6、hardware parts, including the processor/microprocessor, memory, and peripheral devices and I/O port, the graphics controller, etc. An embedded system is different from the general computer processing system, it does not

7、have large capacity of storage media like hard disk, block and block using EEPROM, mostly EEPROM or Flash Memory (Flash Memory) as a storage medium. From the aspects of hardware, all kinds of embedded processor is the co

8、re part of embedded system hardware. The add</p><p>　　Topic through programming loading test S3C2410 real time clock function, including the clock tick function test, through the LED display the current time

9、, ? time warning function test.</p><p>　　Key words: ARM920T; Embedded; The microprocessor </p><p><b>　　第1章 引言1</b></p><p>　　1.1 選題依據(jù)1</p><p>　　1.2 ARM9簡(jiǎn)述

10、1</p><p>　　第2章 AM920T介紹2</p><p>　　2.1 AM920T介紹2</p><p>　　2.2 ARM的內(nèi)核簡(jiǎn)介3</p><p>　　第3章 基于ARM920T的嵌入式實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4</p><p>　　3.1 實(shí)時(shí)時(shí)鐘在嵌入式系統(tǒng)中的作用4</p>

11、<p>　　3.2 S3C2410 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元4</p><p>　　第4章 結(jié)束語(yǔ)11</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)12</b></p><p><b>　　引言</b></p><p><b>　　1.1 選題依據(jù)</b></p>

12、<p>　　20世紀(jì)90年代后期，嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛，人們對(duì)嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量也提出了較高的要求。因此研制適用于嵌入式系統(tǒng)的大容量、高速率、高可靠性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)變得日益重要。</p><p>　　1.2 ARM9簡(jiǎn)述</p><p>　　AM920T微處理器以單獨(dú)的16K字節(jié)、64路結(jié)合組(set-associative)指令以及

13、數(shù)據(jù)高速緩存為核心。MaverickCrunch?協(xié)處理器更進(jìn)一步增強(qiáng)了其性能。EP9312的MaverickCrunch引擎是一種先進(jìn)的混合模式數(shù)學(xué)協(xié)處理器，可大大提高ARM內(nèi)核的單/雙精度整數(shù)及浮點(diǎn)處理能力。</p><p>　　具備EP9312的內(nèi)置型IDE界面，此處理器可直接與硬盤，CD驅(qū)動(dòng)器和DVD驅(qū)動(dòng)器等多種硬件相連，極大地降低系統(tǒng)成本和主板所占空間。</p><p>　　Ma

14、verickKey?獨(dú)特的硬件編程ID是解決網(wǎng)上內(nèi)容和電子商務(wù)安全問(wèn)題的一個(gè)可行方案?；ヂ?lián)網(wǎng)安全已逐漸成為通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳送書籍和音樂(lè)等數(shù)字媒體的重要議題，而傳統(tǒng)的軟件方法已無(wú)法滿足安全性的要求。MaverickKey獨(dú)特的ID為OEM廠商提供了一種利用特定硬件ID的可行辦法，比如分配給SDMI (安全數(shù)字音樂(lè)計(jì)劃)或其它數(shù)字版權(quán)管理機(jī)制的硬件ID。</p><p>　　EP9312內(nèi)置一個(gè)高性能1/10/100 M

15、bps以太網(wǎng)媒體存取控制器，以及外部接口， 可連接各種外設(shè)，包括SPI和I²S音頻、Raster/LCD、IDE存儲(chǔ)外設(shè)、小鍵盤和觸摸屏等。該器件還集成有三個(gè)USB 2.0全速(12 Mbps)主端口和三個(gè)UART。</p><p>　　ARM920T的32位微控制器結(jié)構(gòu)帶有一個(gè)5階管線，可以極低的功耗提供優(yōu)異的性能ARM內(nèi)核工作電壓為1.8 V，輸入/輸出為3.3

16、V。功耗通常小于0。5瓦。</p><p>　　EP9312適于多種應(yīng)用，包括：數(shù)字媒體服務(wù)器和自動(dòng)點(diǎn)唱機(jī)、遠(yuǎn)程信息控制系統(tǒng)、瘦客戶機(jī)、機(jī)頂盒、POS終端、工業(yè)控制、生物測(cè)定安全系統(tǒng)以及GPS設(shè)備等。</p><p>　　第2章 AM920T介紹</p><p>　　2.1 AM920T介紹</p><p>　　ARM 的全稱是Advan

17、ced RISC Machine，這個(gè)公司不生產(chǎn)芯片也不銷售芯片，它只是出售芯片技術(shù)授權(quán)。ARM 技術(shù) IP 核的微處理器遍及汽車、消費(fèi)電子、成像、工業(yè)控制、 海量存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、安保和無(wú)線等各類產(chǎn)品市場(chǎng)。目前世界上前 5 大半導(dǎo)體公司全部使用了ARM 的技術(shù)授權(quán)，而前10 大半導(dǎo)體公司有9 家，前25 大半導(dǎo)體公司中有23 家采用了ARM的技術(shù)授權(quán)。它借助于擁有的強(qiáng)大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在世界范圍內(nèi)與許多業(yè)界領(lǐng)先的半導(dǎo)體廠商和芯片設(shè)計(jì)中心、實(shí)時(shí)操作

18、系統(tǒng)軟件開發(fā)商、應(yīng)用軟件公司、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）工具供應(yīng)商和系統(tǒng)公司建立合作關(guān)系，其中包括世界頂級(jí)的廠商 Intel、NS 、TI、Apple 、Motorola、Mitsubishi、SUN、Lucent、Sanyo、Altera、Triscend、Agilent、Toshiba、Fujitsu、Sharp、ST、3COM、OKI、YAMAHA、Atmel、Rohm、Rockwell、Philips、Lucent、Samsung

19、、Hyundai、Sony 和 Alcatel 等 56 家公司。由此可見 ARM 技術(shù)具有不</p><p>　　到目前為止，ARM 微處理器及技術(shù)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)深入到各個(gè)領(lǐng)域：</p><p>　　工業(yè)控制領(lǐng)域：作為32 位的RISC 架構(gòu)，基于ARM 核的微控制器芯片不但占據(jù)了高端微控制器市場(chǎng)的大部分市場(chǎng)份額，同時(shí)也逐漸向低端微控制器應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展，ARM 微控制器的低功耗、高性價(jià)比，

20、向傳統(tǒng)的 8 位/16 位微控制器提出了挑戰(zhàn)。</p><p>　　無(wú)線通訊領(lǐng)域：目前已有超過(guò)85%的無(wú)線通訊設(shè)備采用了ARM技術(shù)，ARM以其高性能和低成本，在該領(lǐng)域的地位日益鞏固。</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：隨著寬帶技術(shù)的推廣，采用ARM 技術(shù)的ADSL 芯片正逐步獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。此外，ARM在語(yǔ)音及視頻處理上行了優(yōu)化，并獲得廣泛支持，也對(duì)DSP的應(yīng)用領(lǐng)域提出了挑戰(zhàn)。</p>

21、;<p>　　消費(fèi)類電子產(chǎn)品：ARM 技術(shù)在目前流行的數(shù)字音頻播放器、數(shù)字機(jī)頂盒和游戲機(jī)中得到廣泛采用。</p><p>　　成像和安全產(chǎn)品：現(xiàn)在流行的數(shù)碼相機(jī)和打印機(jī)中絕大部分采用ARM技術(shù)。手機(jī)中的32位SIM智能卡也采用了ARM技術(shù)。 </p><p>　　除此以外，ARM微處理器及技術(shù)還應(yīng)用到許多不同的領(lǐng)域，并會(huì)在將來(lái)取得更加廣泛的應(yīng)用。</p><

22、;p>　　ARM 微處理器采用RISC 架構(gòu)，一般具有如下特點(diǎn)：</p><p>　　體積小、低功耗、低成本、高性能；</p><p>　　支持Thumb（16位）/ARM（32位）雙指令集，能很好的兼容8位/16位器件；</p><p>　　大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快；</p><p>　　大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成；<

23、;/p><p>　　尋址方式靈活簡(jiǎn)單，執(zhí)行效率高；</p><p><b>　　指令長(zhǎng)度固定。</b></p><p>　　2.2 ARM的內(nèi)核簡(jiǎn)介</p><p>　　ARM 內(nèi)核結(jié)構(gòu)芯片具有RISC 體系的一般特點(diǎn)：</p><p><b>　　具有大量寄存器；</b>&l

24、t;/p><p>　　絕大多數(shù)操作都是在寄存器中進(jìn)行，寄存器與內(nèi)存打交道的唯一是通過(guò)Load/Store 的體系結(jié)構(gòu)在內(nèi)存和寄存器之間傳遞數(shù)據(jù)；</p><p>　　尋址方式【1】簡(jiǎn)單；</p><p>　　采用固定長(zhǎng)度的指令。</p><p>　　ARM 微處理器目前包括下面幾個(gè)系列，以及其它廠商基于ARM 體系結(jié)構(gòu)的處理器，除了具有ARM體系

25、結(jié)構(gòu)的共同特點(diǎn)以外，每一個(gè)系列的ARM微處理器都有各自的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。</p><p><b>　　ARM7 系列</b></p><p><b>　　ARM9 系列</b></p><p><b>　　ARM9E 系列</b></p><p><b>　　ARM1

26、0E 系列</b></p><p>　　SecurCore 系列</p><p>　　Inter 的Xscale</p><p>　　Inter 的StrongARM</p><p>　　其中，ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10為4個(gè)通用處理器系列，每一個(gè)系列提供一套相對(duì)獨(dú)特的性能來(lái)滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。SecurCor

27、e系列專門為安全要求較高的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。</p><p>　　基于ARM920T的嵌入式實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 實(shí)時(shí)時(shí)鐘在嵌入式系統(tǒng)中的作用</p><p>　　在一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中，實(shí)時(shí)時(shí)鐘【2】單元可以提供可靠的時(shí)鐘，包括時(shí)分秒和年月日；即使在系統(tǒng)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)下，它也能正常工作（通常采用后備電池供電），它的外圍也不需要太多的輔助電路，典型的

28、就是只需要一個(gè)高精度的晶振。</p><p>　　3.2 S3C2410 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘單元</p><p>　　如圖15-1為S3C2410的實(shí)時(shí)時(shí)鐘框圖。它具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　時(shí)鐘數(shù)據(jù)采用BCD編碼；</p><p>　　能夠?qū)﹂c年的年月日進(jìn)行自動(dòng)處理；</p><p>　　具有告警功能，當(dāng)系統(tǒng)處于關(guān)機(jī)

29、狀態(tài)時(shí)，能產(chǎn)生告警中斷；</p><p><b>　　無(wú)2000年問(wèn)題；</b></p><p>　　具有獨(dú)立的電源輸入；</p><p>　　提供毫秒級(jí)時(shí)鐘中斷，該中斷可用作嵌入式操作系統(tǒng)的內(nèi)核時(shí)鐘。</p><p><b>　?。?）控制寄存器</b></p><p>　

30、?。?）告警控制寄存器</p><p>　?。?）實(shí)時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器</p><p>　?。?）告警時(shí)間寄存器</p><p><b>　　3.3 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) </b></p><p>　　本實(shí)驗(yàn)測(cè)試S3C2410的實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能，主要為時(shí)鐘滴答功能測(cè)試。</p><p>　　時(shí)鐘滴答功能測(cè)試【3】：&l

31、t;/p><p>　　首先需設(shè)置TICK的周期，在例程中設(shè)置的是1秒，并打開TIME TICK中斷。</p><p>　　rTICNT=0x7F|0X80;</p><p>　　計(jì)算公式：T=（1+0x7f）/128 秒</p><p>　　b．注冊(cè)中斷服務(wù)例程</p><p>　　使用install_isr_handle

32、r（HandleRTC,（void*）rtc_int_isr）將中斷服務(wù)例程的地址填寫到中斷地址表中；</p><p>　　rtc_int_isr函數(shù)為RTC TIMETICK的處理例程,在該例程中我們首先要清除中斷標(biāo)志,接著可以刷新LED的顯示,在例程中我們使用了全局變量來(lái)實(shí)現(xiàn)LED顯示的更新。代碼如下：</p><p>　　rR_ISPC=BIT_TICK; </p>&

33、lt;p>　　*（（U8*）0x0200006）=0x3E;</p><p>　　*（（U8*）0x0200004）=seg7table[led_index&0xF];</p><p>　　led_index++;</p><p>　　c．輸入當(dāng)前時(shí)間,并通過(guò)串口顯示時(shí)間的運(yùn)行情況</p><p>　　設(shè)置當(dāng)前時(shí)間,即向各個(gè)寄存

34、器賦初值：</p><p>　　rRTCON=0x01; </p><p>　　rBCDYEAR=p_date->year;</p><p>　　rBCDMON=p_date->mon;</p><p>　　rBCDDAY=p_date->day;</p><p>　　rBCDDATE=p_date-

35、>week_day;</p><p>　　rBCDHOUR=p_date->hour;</p><p>　　rBCDMIN=p_date->min;</p><p>　　rBCDSEC=p_date->sec;</p><p>　　rRTCCON=0x00;</p><p>　　d．每隔1秒讀取

36、一下時(shí)鐘數(shù)據(jù),并通過(guò)串口顯示該數(shù)據(jù)</p><p>　　old_index=led_index;</p><p>　　Uart_Printf （“\r\n”）;</p><p><b>　　While（1）</b></p><p>　　{ /*每隔 1 秒更新一次數(shù)據(jù)*/

37、</p><p>　　if（old_index!=led_index）</p><p><b>　　{</b></p><p>　　rtc_get_data（&m_data）;</p><p>　　old_index=led_index;/*實(shí)時(shí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)為BCD 碼格式,以16 進(jìn)制顯示*/ &l

38、t;/p><p>　　Uart_Printf（“\r%02x：%02x：%02x”,m_date.hour,m_date.min,m_date.sec）;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　};</b></p><p><b>　　3.4 設(shè)計(jì)過(guò)程</b

39、></p><p><b>　　1、硬件連接：</b></p><p>　　關(guān)閉系統(tǒng)電源【4】；</p><p>　　串口線【5】：用一根串口線連接PC機(jī)的COM1和2410RP實(shí)驗(yàn)箱的RS232-0接口；</p><p>　　并口線：仿真器通過(guò)并口線連到PC機(jī)的并口；</p><p>　　

40、JTAG 線：用一根JTAG線（即20針數(shù)據(jù)線），連接2410RP的JTAG接口和仿真器接口；</p><p>　　電源線：用兩根標(biāo)準(zhǔn)電源線分別連接2410RP和ARM-ICE仿真器。</p><p>　　將2410RP的撥碼開關(guān)SW11、SW5撥至右邊。</p><p><b>　　開啟電源。</b></p><p>

41、　　2、新建工程RTC.mcp，編輯并添加以下三類文件：</p><p>　　.s文件：2410init.s，2410slib.s；</p><p>　　.h文件：def.h，option.h，2410addr.h，2410lib.h，2410slib.h，mmu.h，2410RTC.h：</p><p>　　.c文件：2410lib.c，MAIN.C，mmu.c，

42、2410RTC.c；</p><p><b>　　文件說(shuō)明【3】：</b></p><p>　　2410init.s—初始化 cpu、內(nèi)存等狀態(tài)，完成后跳轉(zhuǎn)到C 語(yǔ)言入口；</p><p>　　2410swis.s—軟中斷處理相關(guān)；</p><p>　　2410slib.s—庫(kù)中內(nèi)存管理等函數(shù)的調(diào)用；</p>

43、<p>　　def.h—宏定義；</p><p>　　option.h—定義時(shí)鐘、地址、總線寬度等；</p><p>　　2410addr.h—寄存器地址狀態(tài)定義；</p><p>　　2410lib.h ，2410lib.c—（C語(yǔ)言）前者聲明函數(shù)庫(kù)變量，后者定義庫(kù)中常用函數(shù)（如串口函數(shù)）；</p><p>　　2410sli

44、b.h，2410slib.s—(匯編語(yǔ)言)前者聲明函數(shù)庫(kù)變量，后者定義庫(kù)中常用函數(shù)（如內(nèi)存管理等）；</p><p>　　Mmu.h，mmu.c—內(nèi)存管理單元的聲明和函數(shù)定義；</p><p>　　test.c，Main.c,*.c—定義系統(tǒng)運(yùn)行方式（*.c表示以工程名命名的c文件以及其他可能用到的c文件）；</p><p>　　修改工程設(shè)置如圖15-2、15-3&

45、lt;/p><p><b>　　編譯RTC；</b></p><p>　　運(yùn)行超級(jí)終端，選擇正確的串口號(hào)，并將串口設(shè)置為：波特率（115200）、奇偶校驗(yàn)（None）、數(shù)據(jù)位數(shù)（8）和停止位數(shù)（1），無(wú)流控，打開串口；</p><p>　　裝載程序并運(yùn)行，如果運(yùn)行正確，在超級(jí)終端中將會(huì)顯示如圖15-4所示內(nèi)容。</p><p&g

46、t;<b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　本文介紹的ARM920T的嵌入式實(shí)時(shí)時(shí)鐘控制系統(tǒng)幾乎已經(jīng)深入到各個(gè)領(lǐng)域。它所具有的：體積小、低功耗、低成本、高性能；支持Thumb（16位）/ARM（32位）雙指令集，能很好的兼容8位/16位器件；大量使用寄存器，指令執(zhí)行速度更快；大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成；尋址方式靈活簡(jiǎn)單，執(zhí)行效率高等特點(diǎn)使其會(huì)在將來(lái)取得更加廣泛的應(yīng)用。</p

47、><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 林紅等編著. 數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì).清華大學(xué)出版社，2004</p><p>　　[2] 李中奇,張冬波,羅文俊.嵌入式Linux系統(tǒng)中觸摸屏控制的研究與實(shí)現(xiàn)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)2005</p><p>　　[3] 楊永生，王立紅編著．匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)．清華