基于arm的功能模塊開發(fā)

1、<p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 技術背景</b></p><p>　　從8位單片機到目前的32位ARM微處理器，微型計算機技術的開發(fā)應用日臻成熟。RISC 32位ARM核的微處理器，具有高速、低耗、多功能等獨特亮點。尤其是微型操作系統(tǒng)的嵌入，實現(xiàn)了ARM嵌入式系統(tǒng)高實時性、高可靠性、多任務管

2、理等優(yōu)異特性，成為真正意義上的嵌入式系統(tǒng)。目前，嵌入式系統(tǒng)的應用已遍及網(wǎng)絡、通訊、信息家電、工業(yè)控制、航空、航天等高端應用領域，基于ARM技術的微處理器應用占據(jù)了32位RISC微處理器75%以上的市場份額，ARM技術正在逐步滲入到人們生活的各個方面，越來越多的開發(fā)人員開始了基于ARM平臺的開發(fā)。</p><p><b>　　1.2 選題意義</b></p><p>

3、<b>　　ADC的作用</b></p><p>　　采集是認知的開始、測量的前提、分析的基礎，絕大多數(shù)的電子設備、儀器都是以數(shù)據(jù)采集技術為基礎。隨著電子技術和數(shù)字技術的飛速發(fā)展，信號的傳輸速度和CPU的處理速度越來越快，因此對數(shù)據(jù)采集和處理的要求也越來越高。</p><p>　　模數(shù)轉(zhuǎn)換器是用來把模擬輸入信號（通常是電壓）轉(zhuǎn)換成等效數(shù)字量的裝置。其形式從單片集成電路

4、到高性能的組件都有，模數(shù)轉(zhuǎn)換器關鍵的特性是絕對和相對精度、線性度、單調(diào)性、分辨率、轉(zhuǎn)換速度、穩(wěn)定性以及價格，還有一些可供選用的其他技術性能，諸如輸入范圍、數(shù)字輸出編碼以及實際尺寸等。</p><p>　　模擬數(shù)據(jù)以數(shù)字形式收集后可便于存貯、傳送、處理和顯示，因此，模數(shù)轉(zhuǎn)換在音、視頻信號處理、電子測量和工業(yè)控制等領域得到了廣泛的應用。</p><p>　　基于ARM的ADC模塊開發(fā)意義<

5、;/p><p>　　數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于電子測量和工業(yè)控制系統(tǒng)。采集到的信號通過A/D轉(zhuǎn)換（即數(shù)據(jù)采集），送入微處理器主控單元。高速系統(tǒng)對ADC模塊的要求很高，低端MCU及ADC模塊難以滿足高性能的應用要求，因而，大多數(shù)開發(fā)人員將目光瞄向了ARM芯片的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，因為其具有高速、多路、價廉等明顯優(yōu)勢。</p><p>　　我選擇基于ARM的ADC模塊開發(fā)題目，希望通過對于ADC模塊的開發(fā)，能為日后

6、的運用打下良好的基礎。</p><p><b>　　開發(fā)設計方案</b></p><p>　　本課題設計是根據(jù)我校老師自主研制的ARM實驗板進行設計開發(fā)的。用IAR軟件對各個模塊進行程序編寫并進行調(diào)試，當程序調(diào)試無誤后，將程序下載到ARM實驗板上，用電壓源提供一個電壓，送到ARM實驗板中，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將輸入的模擬信號（電壓）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再通過LCD顯示出所采集

7、到的數(shù)字信號。</p><p>　　圖1-1 整機工作框圖</p><p>　　如上圖所示，由信號源輸出，提供3V電壓，通過電位器送到LPC2148的ADC模塊中，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換，將得到的數(shù)字信號儲存到寄存器中，并送到LCD，顯示出對應的數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　2 功能模塊說明</b></p><p>　　

8、2.1 ARM主控芯片（LPC2148）</p><p>　　2.1.1 工作特性</p><p>　　LPC2148 是基于一個支持實時仿真和嵌入式跟蹤的32/16 位ARM7 TDMI-S CPU的微控制器，并帶有32kB 和512kB 嵌入的高速Flash 存儲器。128 位寬度的存儲器接口和獨特的加速結(jié)構(gòu)，使32 位代碼能夠在最大時鐘速率下運行。對代碼規(guī)模有嚴格控制的應用可使用1

9、6 位Thumb 模式將代碼規(guī)模降低超過30%，而性能的損失卻很小。</p><p><b>　　其特性為：</b></p><p>　　(1) 16/32 位ARM7TDMI-S 微控制器，超小LQFP64 封裝。</p><p>　　(2) 8kB～40kB 的片內(nèi)靜態(tài)RAM 和32kB～512kB 的片內(nèi)Flash 程序存儲器。128

10、 位寬度接口/加速器可實現(xiàn)高達60 MHz 工作頻率。</p><p>　　(3) 通過片內(nèi) boot 裝載程序?qū)崿F(xiàn)在系統(tǒng)編程/在應用編程（ISP/IAP）。單個Flash 扇區(qū)或整片擦除時間為400ms。256 字節(jié)編程時間為1ms。</p><p>　　(4) Embedded ICE RT 和嵌入式跟蹤接口提供實時調(diào)試（通過片內(nèi)Real Monitor 軟件）和高速跟蹤指令執(zhí)行。

11、</p><p>　　(5) USB 2.0 全速設備控制器具有2kB 的端點RAM。此外，LPC2146/8 提供8kB 的片內(nèi)RAM，可被USB 的DMA 控制器訪問。</p><p>　　(6) 2 個10 位ADC 轉(zhuǎn)換器，提供總共6/14 路模擬輸入，每個通道的轉(zhuǎn)換時間低至2.44us。</p><p>　　(7) 1 個10 位的D/A 轉(zhuǎn)換器提供

12、可變的模擬輸出。</p><p>　　(8) 2 個32 位定時器/外部事件計數(shù)器（帶4 路捕獲和4 路比較通道）、PWM 單元（6路輸出）和看門狗。</p><p>　　(9) 低功耗實時時鐘(RTC)具有獨立的電源和特定的32kHz 時鐘輸入。</p><p>　　(10) 多個串行接口，包括2 個UART(16C550)、2 個高速I2C 總線(400

13、kbit/s)、SPI 和具有緩沖作用和數(shù)據(jù)長度可變功能的SSP。</p><p>　　(11) 向量中斷控制器(VIC)?？膳渲脙?yōu)先級和向量地址。</p><p>　　(12) 多達 45 個可承受5V 電壓的通用I/O 口（LQFP64 封裝）。</p><p>　　(13) 多達 9 個邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷管腳。</p><p&g

14、t;　　(14) 通過一個可編程的片內(nèi) PLL（100us 的設置時間）可實現(xiàn)最大為60MHz 的 CPU 操作頻率。</p><p>　　(15) 片內(nèi)集成振蕩器可操作頻率為 1～30 MHz 的外部晶體或頻率高達50MHz 的外部振蕩器。</p><p>　　(16) 低功耗模式：空閑和掉電。</p><p>　　(17) 可通過個別使能/禁止外圍功能和

15、外圍時鐘分頻來優(yōu)化額外功耗。</p><p>　　(18) 通過外部中斷，USB，掉電檢測(BOD)或?qū)崟r時鐘(RTC)將處理器從掉電模式中喚醒。</p><p>　　(19) 單電源，具有上電復位（POR）和掉電檢測（BOD）電路：</p><p>　　－CPU 操作電壓范圍：3.0V～3.6 V (3.3 V± 10﹪)。</p>&

16、lt;p><b>　　結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　圖2-1 LPC2148結(jié)構(gòu)方框圖</p><p>　　由上圖可見，其結(jié)構(gòu)包含一個支持仿真的ARM7TDMI-S CPU，與片內(nèi)存儲器控制器接口的ARM7局部總線，與中斷控制器接口的AMBA高性能總線（AHB）和連接片內(nèi)外設功能的VLSI外設總線（VPB,ARM AMBA總線的兼容超集）。</p&

17、gt;<p>　　AHB外設分配了2MB的地址范圍，它位于4GB ARM存儲器空間的最頂端。每個AHB外設也分配了16KB的地址空間。并且其外設功能都連接到VPB總線，外設包括外部中斷、I2C串行接口、捕獲/比較定時器0/1、SPI串行接口、ADC、UART、通用I/O、PWM、看門狗定時器、實時時鐘、系統(tǒng)控制。AHB到VPB的橋?qū)PB總線與AHB總線相連。VPB外設也分配了2MB的地址范圍，從3.5GB地址點開始。每個

18、VPB外設在VPB地址空間內(nèi)斗分配了16KB地址空間。</p><p><b>　　2.1.3 應用</b></p><p>　　ARM芯片開發(fā)應用的重要環(huán)節(jié)之一是底層開發(fā)，即用匯編語言和C語言混合編程的啟動代碼。系統(tǒng)配置及部分啟動代碼程序：</p><p>　?。?） 系統(tǒng)配置頭文件</p><p><b>

19、;　　config.h</b></p><p>　　#ifndef __CONFIG_H</p><p>　　#define __CONFIG_H</p><p>　　#ifndef TRUE</p><p>　　#define TRUE 1</p><p><b>　　#endif<

20、;/b></p><p>　　#ifndef FALSE</p><p>　　#define FALSE 0</p><p><b>　　#endif</b></p><p>　　typedef unsigned char uint8; /* 無符號8位整型變量 */</p><

21、;p>　　typedef signed char int8; /* 有符號8位整型變量 */</p><p>　　typedef unsigned short uint16; /* 無符號16位整型變量 */</p><p>　　typedef signed short int16; /* 有符號16位整型變量 */</p><

22、p>　　typedef unsigned int uint32; /* 無符號32位整型變量 */</p><p>　　typedef signed int int32; /* 有符號32位整型變量 */</p><p>　　typedef float fp32; /* 單精度浮點數(shù)（32位長度） */</p>&l

23、t;p>　　typedef double fp64; /* 雙精度浮點數(shù)（64位長度） */</p><p>　　#include "nxp/iolpc2148.h"</p><p>　　#include "stdio.h"</p><p>　　#include "intrinsics

24、.h" // ARM核特征頭函數(shù)</p><p>　　/*****************************************************************************</p><p>　　系統(tǒng)時鐘配置：Fosc、Fcclk、Fcco、Fpclk/</p><p>　　******************

25、***********************************************************/</p><p>　　#define Fosc 12000000 // 時鐘頻率：12MHz（晶振頻率范圍：10MHz~25MHz）。</p><p>　　#define Fcclk (Fosc*5) // 系統(tǒng)時鐘：60MHz（系統(tǒng)頻率范圍：F

26、cclk=(1~32)*Fosc，且<=60MHZ)。</p><p>　　#define Fcco (Fcclk*4) // 流控振蕩頻率：240MHz（允許頻率范圍：Fcco=156MHz~320MHz，且必須為Fcclk的2、4、8、16倍）。</p><p>　　#define Fpclk (Fcclk/4)*2 // 外設時鐘頻率：30MHz（Fpclk必

27、須為 (Fcclk/4)的 1、2、4 倍，且不能高于Fcclk）。</p><p>　　#define KOM_H IO1SET_bit.P1_24=1;</p><p>　　#define KOM_L IO1CLR_bit.P1_24=1;</p><p>　　void ZLG7289_cmd_dat(char cmd, char dat);</p

28、><p>　　void ZLG7289_Init();</p><p><b>　　#endif</b></p><p>　?。?）用匯編語言編寫的部分啟動代碼</p><p>　　功能：分配個工作模式的棧區(qū)</p><p>　　MODE_MSK DEFINE 0x1F ; Bi

29、t mask for mode bits in CPSR</p><p>　　USR_MODE DEFINE 0x10 ; User mode</p><p>　　FIQ_MODE DEFINE 0x11 ; Fast Interrupt Request mode</p><p>　　IRQ_MODE DEFINE 0x1

30、2 ; Interrupt Request mode</p><p>　　SVC_MODE DEFINE 0x13 ; Supervisor mode</p><p>　　ABT_MODE DEFINE 0x17 ; Abort mode</p><p>　　UND_MODE DEFINE 0x1B

31、 ; Undefined Instruction mode</p><p>　　SYS_MODE DEFINE 0x1F ; System mode</p><p>　　mrs r0,cpsr ; Original PSR value</p><p>　　bic

32、 r0,r0,#MODE_MSK ; Clear the mode bits</p><p>　　orr r0,r0,#SVC_MODE ; Set Supervisor mode bits</p><p>　　msr cpsr_c,r0

33、 ; Change the mode</p><p>　　ldr sp,=SFE(SVC_STACK) ; End of SVC_STACK</p><p>　　bic r0,r0,#MODE_MSK ; Clear the mode bits</p><p>　　orr

34、 r0,r0,#ABT_MODE ; Set Abort mode bits</p><p>　　msr cpsr_c,r0 ; Change the mode</p><p>　　ldr sp,=SFE(ABT_STACK) ; End of

35、ABT_STACK</p><p>　　bic r0,r0,#MODE_MSK ; Clear the mode bits</p><p>　　orr r0,r0,#UND_MODE ; Set Undefined mode bits</p><p>　　msr

36、cpsr_c,r0 ; Change the mode</p><p>　　ldr sp,=SFE(UND_STACK) ; End of UND_STACK</p><p>　　bic r0,r0,#MODE_MSK ; Clear the mod

37、e bits</p><p>　　orr r0,r0,#FIQ_MODE ; Set FIR mode bits</p><p>　　msr cpsr_c,r0 ; Change the mode</p><p>　　ldr sp,=SFE(FIQ_S

38、TACK) ; End of FIR_STACK</p><p>　　bic r0,r0,#MODE_MSK ; Clear the mode bits</p><p>　　orr r0,r0,#IRQ_MODE ; Set IRQ mode bits</

39、p><p>　　msr cpsr_c,r0 ; Change the mode</p><p>　　ldr sp,=SFE(IRQ_STACK) ; End of IRQ_STACK</p><p>　　bic r0,r0,#MODE_MSK

40、 ; Clear the mode bits</p><p>　　orr r0,r0,#SYS_MODE ; Set System mode bits</p><p>　　msr cpsr_c,r0 ; Change the mode</p><

41、p>　　ldr sp,=SFE(CSTACK) ; End of CSTACK</p><p><b>　　ADC模塊</b></p><p><b>　　2.2.1 概述</b></p><p>　　在科研、生產(chǎn)中，要經(jīng)常進行模擬量的測量和控制。為了對溫度、壓力、流

42、量、速度、位移等物理量進行測量和控制，需要通過各種傳感器把上述物理量轉(zhuǎn)換成模擬量的電信號，即模擬電信號；將模擬電信號經(jīng)過處理并轉(zhuǎn)換成計算機能識別的數(shù)字量，送進計算機，這就是A/D變換過程或稱為數(shù)據(jù)采集。目前大部分傳感器輸出的仍是電壓或電流等模擬信號，所以往往需要將這些模擬信號轉(zhuǎn)換成易于處理和存儲的數(shù)字信號。</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換可分為4個階段：即采樣、保持、量化和編碼。</p><p

43、>　　ARM控制整個系統(tǒng)的運行，A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器將測試得到的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，由ARM接收，接到開始信號后，ARM首先將一個數(shù)字信號發(fā)給A/D/模數(shù)轉(zhuǎn)換器，由A/D和放大器將采集到的模擬量（模擬音頻、電壓、指紋等）轉(zhuǎn)換成對應數(shù)字量，經(jīng)A/D采樣控制保持后讀寫到SDRAM。對應的數(shù)字量傳回ARM，并由ARM計算、轉(zhuǎn)換等。</p><p>　　LPC2148中的A/D 轉(zhuǎn)換器的基本時鐘由VPB 時鐘提供。每個

44、轉(zhuǎn)換器包含一個可編程分頻器，可將時鐘調(diào)整至逐步逼近轉(zhuǎn)換所需的4.5MHz（最大）。完全滿足精度要求的轉(zhuǎn)換需要11 個這樣的時鐘。</p><p>　　2.2.2 技術特性 </p><p>　　(1) 有兩個10 位逐次逼近式模數(shù)轉(zhuǎn)換器；</p><p>　　(2) 6 或8 個管腳復用為輸入腳(ADC0 和ADC1)；</p><p>&

45、lt;b>　　(3) 掉電模式；</b></p><p>　　(4) 測量范圍：0V～VREF (通常為3V; 不超過VDDA 電壓電平)；</p><p>　　(5) 10 位轉(zhuǎn)換時間≥2.44us；</p><p>　　(6) 一個或多個輸入的突發(fā)轉(zhuǎn)換模式；</p><p>　　(7) 可選擇由輸入跳變或定時器匹配信號觸

46、發(fā)轉(zhuǎn)換；</p><p>　　(8) 轉(zhuǎn)換器的全局起始命令。</p><p>　　2.2.3 功能框圖</p><p>　　由下圖可見A/D模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。</p><p>　　圖2-2 A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.2.4 相關寄存器</p><p>　　ADC模塊的工作模式

47、設置和轉(zhuǎn)換結(jié)果控制由兩個32位寄存器完成。對于這兩個寄存器的描述如下表。</p><p>　　表2-1 主要寄存器</p><p>　　其中對于ADCR寄存器描述見表2-2。在描述一欄詳細介紹了各個控制位的作用。</p><p>　　表2-2 A/D控制寄存器</p><p>　　ADC轉(zhuǎn)換時鐘分頻值計算如下：</p>&l

48、t;p>　　CLKDIV=FPCLK/FADCLK-1</p><p>　　其中：FPCLK為所要設置的ADC時鐘，其值不能大于4.5MHz。</p><p>　　關于ADDR寄存器的介紹如表2-3。</p><p>　　表2-3 A/D數(shù)據(jù)寄存器</p><p>　　讀取A/D結(jié)果時，要首先等待轉(zhuǎn)換結(jié)束，然后再讀取結(jié)果。由于10位二

49、進制數(shù)位于ADDR[15:6]，因此還需要轉(zhuǎn)換。</p><p>　　讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果程序如下，</p><p>　　Uint32 ADC_Data;</p><p>　　While((ADDR&0x80000000)==0); //等待轉(zhuǎn)換結(jié)束</p><p>　　ADC_Data = ADDR;</p&g

50、t;<p>　　ADC_Data = (ADC_Data>>6)&0x3ff; //處理轉(zhuǎn)換值</p><p><b>　　應用（模塊初始化）</b></p><p>　　ADC模塊正常工作的條件是正確配置其工作環(huán)境，即初始化ADC，初始化程序如下：</p><p>　　/* 進行ADC模塊設置，其

51、中x<<n表示第n位設置為x(若x超過一位，則向高位順延) */</p><p>　　ADCR = (1 << 0) // SEL = 1 ，選擇通道0</p><p>　　((Fpclk / 1000000 - 1) << 8) // CLKDIV = Fpclk / 1000000 - 1 ，即轉(zhuǎn)換時鐘為1MHz&l

52、t;/p><p>　　(0 << 16) // BURST = 0 ，軟件控制轉(zhuǎn)換操作</p><p>　　(0 << 17) // CLKS = 0 ，使用11clock轉(zhuǎn)換</p><p>　　(1 << 21) // PDN = 1 ， 正常工作模式(

53、非掉電轉(zhuǎn)換模式)</p><p>　　(0 << 22) // TEST1:0 = 00 ，正常工作模式(非測試模式)</p><p>　　(1 << 24) // START = 1 ，直接啟動ADC轉(zhuǎn)換</p><p>　　(0 << 27);// EDGE = 0

54、(CAP/MAT引腳下降沿觸發(fā)ADC轉(zhuǎn)換)</p><p>　　DelayNS(10);</p><p>　　ADC_Data = ADDR;// 讀取ADC結(jié)果，并清除DONE標志位</p><p>　　2.3 液晶顯示模塊</p><p>　　我所采用的目標板采用北京青云科技公司的LCM12864漢字/圖形點陣顯示模

55、塊，該模塊的驅(qū)動芯片采用ST7920控制器系列，液晶顯示模塊的特性取決于驅(qū)動器芯片特性。</p><p>　　2.3.1 ST7920的主要特性</p><p>　　ST7920 同時作為控制器和驅(qū)動器其特性如下：</p><p><b>　　(1) 硬件特性</b></p><p>　　★ 8 位/4 位并行接口及串行

56、接口可選（并行接口適配 M6800 時序）。</p><p>　　★ 自動電源啟動復位功能。</p><p>　　★ 內(nèi)部自建振蕩源。</p><p>　　★ 有效顯示范圍：32個漢字（4行×8列）</p><p>　　★ 自帶8192個16×16 點陣的中文字庫（2M位CGROM）。</p><p&g

57、t;　　★ 自帶126個16×8點陣的半寬西文字庫（16K位HCGROM）。</p><p><b>　　(2)軟件特性</b></p><p>　　★ 文字與圖形混合顯示功能</p><p><b>　　★ 畫面清除功能</b></p><p><b>　　★ 光標歸位功能&l

58、t;/b></p><p><b>　　★ 顯示開/關功能</b></p><p>　　★ 光標顯示/隱藏功能</p><p>　　★ 顯示字體閃爍功能</p><p>　　★ 光標移位功能功能</p><p><b>　　★ 顯示移位功能</b></p>

59、<p>　　★ 垂直畫面旋轉(zhuǎn)功能</p><p><b>　　★ 反白顯示功能</b></p><p><b>　　★ 休眠模式</b></p><p>　　液晶屏共分為四行，控制器會根據(jù)寫入的數(shù)據(jù)值范圍來自動選擇字符顯示在液晶屏上。各行端口地址如下： </p><p>　　第一行：80

60、H – 87 H；</p><p>　　第二行：90H – 97 H；</p><p>　　第三行： 88H – 8F H；</p><p>　　第四行： 98H – 9F H；</p><p>　　2.3.2 LCM12864功能框圖</p><p>　　圖2-3 液晶原理圖</p><p&g

61、t;　　MCU接口及工作時序</p><p>　　LCM19264與MCU接口</p><p>　　表2-4 接口描述</p><p>　　為節(jié)省MCU資源，所以用串口方式，時序關系如下圖：</p><p>　　圖2-4 串口時序圖</p><p>　　2.3.4 基本工作指令</p><p&

62、gt;　　液晶模塊的基本指令為：</p><p>　　1）清除顯示（CLEAR）</p><p>　　格式 0 0 0 0 0 0 0 1</p><p>　　將DDRAM 填滿“20H”（空格）代碼，并且設定DDRAM 的地址計數(shù)器（AC）為</p><p>　　00H；更新設置進入設定點將I/D 設為1，游標右移AC 加1。</p&

63、gt;<p>　　2）地址歸0（HOME）</p><p>　　格式 0 0 0 0 0 0 1 X</p><p>　　設定DDRAM 的地址寄存器為00H，并且將游標移到開頭原點位置；這個指</p><p>　　令并不改變DDRAM 的內(nèi)容。</p><p>　　3）進入設定點（ENTRY MODE SET） 初始值：06H

64、</p><p>　　格式 0 0 0 0 0 1 I/D S</p><p>　　指定在顯示數(shù)據(jù)的讀取與寫入時，設定游標的移動方向及指定顯示的移位。</p><p>　　I/D＝1，游標右移，DDRAM 地址計數(shù)器（AC）加1；</p><p>　　I/D＝0，游標左移，DDRAM 地址計數(shù)器（AC）減1。</p><p

65、>　　S:顯示畫面整體位移：S = 1, I/D＝1,畫面整體右移；S = 1, I/D＝0,畫面整體左移</p><p>　　4）顯示開關設置（DISPLAY STATUS）初始值：08H。</p><p>　　格式 0 0 0 0 1 D C B</p><p>　　控制整體顯示開關，游標開關，游標位置顯示反白開關。</p><p>

66、;　　D=1,整體顯示開；D=0，整體顯示關，但是不改變DDRAM 內(nèi)容；</p><p>　　C=1,游標顯示開；C=0，游標顯示關；</p><p>　　B=1,游標位置顯示反白開，將游標所在地址上的內(nèi)容反白顯示;B=0，正常顯</p><p><b>　　示。</b></p><p>　　5）游標或顯示移位控制(C

67、URSOR AND DISPLAY SHIFT CONTORL)</p><p>　　初始值：0001 XXXX B （X＝0,1） </p><p>　　格式 0 0 0 1 S/C R/L X X</p><p>　　這條指令不改變DDRAM 的內(nèi)容</p><p>　　S/C=0 R/L=0 游標向左移動， AC=AC-1；

68、</p><p>　　S/C=0 R/L=1 游標向右移動， AC=AC+1；</p><p>　　S/C=1 R/L=0 顯示向左移動，游標跟著移動 AC=AC；</p><p>　　S/C=1 R/L=1 顯示向右移動，游標跟著移動 AC=AC。</p><p>　　6）功能設定(FUNCTION SET) 初始值：0011

69、X0XX B (X=0,1)</p><p>　　格式 0 0 1 DL X 0/RE X X</p><p>　　DL:8/4 位接口控制位；</p><p>　　DL=1,8 位MPU 接口；DL=1,4 位MPU 接口；</p><p>　　RE：指令集選擇控制位；</p><p>　　RE＝1，擴充指令集；RE

70、＝0，基本指令集；</p><p>　　同一指令的動作不能同時改變DL和RE，需先改變DL再改變RE才能確保設置正確。</p><p>　　7）設定CGRAM 地址</p><p>　　格式 0 1 A5 A4 A3 A2 A1 A0</p><p>　　設定CGRAM 地址到地址計數(shù)器（AC），AC 范圍為00H～3FH 需確認擴充指令中S

71、R＝0。（卷動位置或RAM 地址選擇）</p><p>　　8）設定DDRAM 地址</p><p>　　格式 1 0 A5 A4 A3 A2 A1 A0</p><p>　　設定DDRAM 地址到地址計數(shù)器（AC）</p><p>　　第一行AC 范圍 80H～8FH</p><p>　　第二行AC 范圍 90H～9

72、FH</p><p>　　說明：ST7920 控制器的128×64 點陣液晶其實原理上等同256×32 點陣，第三行對應的DDRAM 地址緊接第一行；第四行對應的DDRAM 地址緊接第二行。用戶在使用行反白功能時，如果第一行反白，第三行必然反白。第二行反白，第四行必然反白。這是正?，F(xiàn)象。</p><p>　　9）讀取忙標志和地址(RS=0,R/W=1)</p>

73、;<p>　　格式 BF A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0</p><p>　　讀取忙標志以確定內(nèi)部動作是否完成，同時可以讀出地址計數(shù)器（AC）的值。</p><p>　　10）寫顯示數(shù)據(jù)到 RAM(RS=1,R/W=0)</p><p>　　格式 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0</p><p>　　當顯

74、示數(shù)據(jù)寫入后會使AC 改變，每個RAM（CGRAM，DDRAM，IRAM）地址都可以連續(xù)寫入2 個字節(jié)的顯示數(shù)據(jù)，當寫入第二個字節(jié)時，地址計數(shù)器（AC）的值自動加一。</p><p>　　11） 讀取顯示 RAM 數(shù)據(jù)（RS＝1，R/W＝1）</p><p>　　格式 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0</p><p>　　讀取后會使AC 改變，設定RA

75、M（CGRAM，DDRAM，IRAM）地址后，先要Dummy read 一次后才能讀取到正確的顯示數(shù)據(jù)，第二次讀取不需要Dummy read，除非重新設置了RAM 地址。</p><p>　　液晶顯示器件是ADC數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)，正確設置其工作狀態(tài)，即初始化設置，是保證系統(tǒng)工作的前提。因此根據(jù)以上的指令集，本設計的液晶初始化流程圖如圖2-5所示：</p><p>　　圖2-5

76、 液晶初始化流程圖</p><p><b>　　3、開發(fā)工具</b></p><p><b>　　3.1 JTAG</b></p><p>　　JTAG是一種技術先進高效的基于邊緣掃描技術的硬件仿真/調(diào)試/編程器。實物圖如下：</p><p>　　圖3-1 JTAG實物圖</p>&

77、lt;p>　　3.1.1 性能介紹</p><p>　　JTAG（Joint Test Action Group ，聯(lián)合測試行動小組）是一種國際標準測試協(xié)議，主要用于芯片內(nèi)部測試及對系統(tǒng)進行仿真、調(diào)試。JTAG技術是一種嵌入式調(diào)試技術，它在芯片內(nèi)部封裝了專門的測試電路TAP（Test Access Port，測試訪問口），通過專用的JTAG測試工具對內(nèi)部節(jié)點進行測試。目前大多數(shù)比較復雜的器件都支持JTAG

78、協(xié)議，如ARM、DSP、FPGA器件等。標準的JTAG接口是4線：TMS、TCK、TDI、TDO，分別為測試模式選擇、測試時鐘、測試數(shù)據(jù)輸入和測試數(shù)據(jù)輸出。</p><p>　　JTAG測試允許多個器件通過JTAG接口串聯(lián)在一起，形成一個JTAG鏈，能實現(xiàn)對各個器件分別測試。JTAG接口還常用于實現(xiàn)ISP（In-System Programmable 在線系統(tǒng)編程） 功能，如對Flash器件進行編程等。通過JTA

79、G接口，可以對芯片部的所有部件進行訪問，因而是開發(fā)調(diào)試嵌入式系統(tǒng)的一種簡潔高效的用段。</p><p>　　JTAG的主要功能有兩種，或者說JTAG主要有兩大類：一類用于測試芯片的電氣特性，檢測芯片是否有問題；另一類用于Debug，對各類芯片以及其外圍設備進行調(diào)試。一個含有JTAG Debug接口模塊的CPU，只要時鐘正常，就可以通過JTAG接口訪問CPU的內(nèi)部寄存器、掛在CPU總線上的設備以及內(nèi)置模塊的寄存器。

80、簡單地說，JTAG的工作原理可以歸結(jié)為：在器件內(nèi)部定義一個TAP，通過專用的JTAG測試工具對內(nèi)部節(jié)點進行測試和調(diào)試。</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)框圖</b></p><p>　　圖3-2 JTAG的內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖</p><p>　　JTAG內(nèi)部結(jié)構(gòu)如上圖所示。</p><p>　　在硬件結(jié)構(gòu)上，JTAG接口包

81、括2部分：JTAG端口和控制器。與JTAG接口兼容的器件可以是微處理器（MPU）、微控制器（MCU）、PLD、CPL、FPGA、ASIC或者是其他符合IEEE 1149.1規(guī)范的芯片。IEEE 1149.1標準中規(guī)定對應于數(shù)字集成電路芯片的每個引腳都設有一個移位寄存單元，稱為邊界掃描單元BSC（Boundary Scan cell）它將JTAG電路與內(nèi)核邏輯電路聯(lián)系起來，同進隔離內(nèi)核邏輯電路和芯片引腳，由集成電路的所有邊界掃描單元構(gòu)成邊

82、界掃描寄存器BSR（Boundary-Scan Register）。邊界掃描寄存器僅在進行JTAG測試時有效，在集成電路正常工作時無效，不影響集成電路的功能。各引腳功能如下。</p><p>　?。?）TCK：時鐘信號，為TAP的操作提供了一個獨立的、基本的時鐘信號。</p><p>　?。?）TMS：模式選擇信號，用于控制TAP狀態(tài)機的轉(zhuǎn)換。</p><p>　　

83、（3）TDI：數(shù)據(jù)輸入信號。</p><p>　?。?）TDO：數(shù)據(jù)輸出信號。</p><p>　?。?）TRST：復位信號，可以用來對TAP Controller進行復位(初始化)。這個信號接口在IEEE 1149.1標準里并不是強制要求的，因為通過TMS也可以對TAP Controller進行復位。</p><p>　?。?）STCK：時鐘返回信號，在IEEE

84、1149.1標準里非強制要求。</p><p>　　（7）DBGRQ：目標板上工作狀態(tài)的控制信號。在IEEE 1149.1標準里沒有要求，只是在個別目標板(例如STR710)中會有。</p><p>　　簡單地說，PC機對目標板的調(diào)試就是通過TAP接口完成對相關數(shù)據(jù)寄存器(DR)和指令寄存器(IR)的訪問。</p><p><b>　　IAR 開發(fā)環(huán)境&l

85、t;/b></p><p><b>　　功能簡介</b></p><p>　　IAR Embeded Workbench （以下簡稱IAR EW）是仿真／調(diào)試／編程的集成開發(fā)環(huán)境。是一種非常高效的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)工具，它使用戶能夠充分有效地開發(fā)管理嵌入式應用項目，其界面類似于MS Visual C++，可以在Windows 95/98/2000/XP平臺上運行，功

86、能十分完善。IAR EW中包含了源程序文件編輯器、項目管理器（Project）\源程序調(diào)試器（Debug）待，并且為C/C++編譯器、匯編器、鏈接定位器等提供了單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。IAR EW 的源級瀏覽器（Source Browser）功能利用符號數(shù)據(jù)庫使用戶可以快速瀏覽源文件，還可通過詳細的符號信息來優(yōu)化變量存儲器；文件查找功能可在指定的若干種文件中進行全局文件搜索；IAR EW 還提供了對第三方工具軟件的接口，允許啟動用戶指定的

87、應用程序。</p><p>　　IAR EW 適用于開發(fā)基于8位、16位以及32位微處理器的嵌入式系統(tǒng)，其集成開發(fā)環(huán)境具有統(tǒng)一界面，為用戶提供了一個易學和具有最大代碼繼承能力的開發(fā)平臺，以及對各種特殊目標的支持。IAR 公司提出了所謂“不同架構(gòu)，惟一解決方案”的理念用戶可以針多種不同的目標處理器，在相同的集成開發(fā)環(huán)境中進行基于不同CPU嵌入式系統(tǒng)應用程序的開發(fā)，有效提高工作效率，節(jié)省工作時間。IAT EW 還是一

88、種可擴展的模塊化環(huán)境，允許用戶采用自己喜歡的編輯器和源代碼控制系統(tǒng)，鏈接定位器（XLINK）可以輸出多種格式的目標文件，使用戶可以采用第三方軟件進行仿真調(diào)試。編譯器、匯編器和鏈接器也可在命令行上運行，用戶可以在一個已建好的項目中把它們作為外部工具使用。</p><p>　　3.2.2 主要功能模塊：</p><p>　　(1) 高度優(yōu)化的IAR ARM C/C++ 編譯器（compile）

89、。</p><p>　　(2) IAR ARM 匯編器（Assembler）。</p><p>　　(3) 通用的IAR XLINK 鏈接器（Linker）。</p><p>　　(4) IAR XAR 和XLIB 建庫程序和IAR DLIB C/C++運行庫;</p><p>　　(5) 功能強大的編輯器。</p><

90、;p>　　(6) 項目管理器。</p><p>　　(7) 命令行實用程序。</p><p>　　(8) IAR C-SPY 調(diào)試器（先進的高級語言調(diào)試器）。</p><p>　　3.2.3 軟件特點</p><p>　　IAR EWAM軟件的特點：</p><p>　　(1) 完善的ARM內(nèi)核支持。</

91、p><p>　　(2) 客戶化地芯片級支持。</p><p>　　(3) 編譯器速度優(yōu)化及浮點運算庫功能擴展。</p><p>　　(4) 支持多種嵌入式操作系統(tǒng)。</p><p>　　(5) 功能強大的Debug功能。 </p><p>　　3.2.4 芯片級支持特性</p><p>　　(1)

92、各廠商完整的ARM處理器 C/C++和匯編語言外設寄存器定義文件（*.h）。</p><p>　　(2) 大量適于嵌入式代碼的編程語言擴展特性，包括：存儲器關鍵字、本征函數(shù)、中斷函數(shù)、存儲器映射I/O等。</p><p>　　(3) 多種評估板例程，包含：IAR、Analog Devices、Aiji System、ARM、Atmel、Cirrus Logic、Freescale、Keil

93、、OKI、Olimex、Pasat、Philips、Phytec、ST和TI等。</p><p>　　(4) 支持ARM或Thumb模式下大至4G字節(jié)的應用程序。</p><p>　　(5) 每個函數(shù)都能選擇在ARM或Thumb模式下編譯。</p><p>　　(6) 可生成VFP向量浮點協(xié)處理器代碼。</p><p>　　(7) 支持Ana

94、log Devices、Atmel、Freescale、OKI、Philips、ST和TI等廠商的ARM處理器的Flash Loader程序。</p><p>　　(8) 支持ARM Angel Debug monitor。</p><p>　　3.2.5 集成開發(fā)環(huán)境的界面特色</p><p>　　(1) 分層次的工程組織。 </p><p&g

95、t;　　(2) 同一工作空間中允許存放多個工程。</p><p>　　(3) 可?？康拇翱诤投嘁晥D。</p><p>　　(4) 源代碼瀏覽。</p><p>　　(5) 創(chuàng)建和維護庫的工具。 </p><p>　　(6) 可以和源代碼控制系統(tǒng)相集成。 </p><p>　　(7) 文本編輯器。</p>

96、<p>　　圖3-3 調(diào)試窗口</p><p>　　圖3-3就是IAR Embeded Workbench的工作界面。其中：1窗口為工作窗口，2是程序源代碼窗口，3是反匯編窗口，4是寄存器窗口，5是存儲器窗口，其實還可以打開更多的窗口，例如變量窗口等。由此可見IAR為編程人員在調(diào)試過程中提供了很大的方便。</p><p><b>　　4 編程及調(diào)試</b>

97、;</p><p><b>　　整機初始化</b></p><p><b>　　流程圖</b></p><p>　　圖4-1 整機初始化流程圖</p><p><b>　　初始化源程序</b></p><p>　　功能：系統(tǒng)時鐘、加速模塊、中斷初始化&

98、lt;/p><p>　　void system_init()</p><p>　　{/*VPB分頻系數(shù)配置*/</p><p>　　PLLCON = 1; // PLL使能（開啟）</p><p>　　#if ((Fcclk/4)/Fpclk)==1 // VPB時鐘為處理器時鐘的1/4時</p><

99、p>　　VPBDIV=0; // VPB分頻系數(shù)設置：模式0</p><p><b>　　#endif</b></p><p>　　#if((Fcclk/4)/Fpclk)==2 // VPB總線時鐘為處理器時鐘的1/2時</p><p>　　VPBDIV=2; // VPB分頻系數(shù)設

100、置：模式2</p><p><b>　　#endif</b></p><p>　　#if((Fcclk/4)/Fpclk)==4 // VPB總線時鐘與處理器時鐘相同時</p><p>　　VPBDIV=1; // VPB分頻系數(shù)設置：模式1</p><p><b>　　#endi

101、f</b></p><p>　　/*PLL 倍頻/分頻值自動配置*/</p><p>　　#if(Fcco/Fcclk)==2 // 流控振蕩頻率是系統(tǒng)頻率的2倍時</p><p>　　PLLCFG=((Fcclk/Fosc)-1)|(0<<5); //PLL配置：</p><p>&l

102、t;b>　　#endif</b></p><p>　　#if(Fcco/Fcclk)==4</p><p>　　PLLCFG=((Fcclk/Fosc)-1)|(1<<5);</p><p><b>　　#endif</b></p><p>　　#if(Fcco/Fcclk)==8</

103、p><p>　　PLLCFG=((Fcclk/Fosc)-1)|(2<<5);</p><p><b>　　#endif</b></p><p>　　#if (Fcco/Fcclk)==16</p><p>　　PLLCFG = ((Fcclk/Fosc)-1)|(3 << 5);</p>

104、<p><b>　　#endif</b></p><p>　　PLLFEED = 0xaa;</p><p>　　PLLFEED = 0x55;</p><p>　　while((PLLSTAT&(1<<10))==0);</p><p>　　PLLCON = 3;</p>

105、<p>　　PLLFEED = 0xaa;</p><p>　　PLLFEED = 0x55;</p><p>　　// 存儲器加速配置</p><p>　　MAMCR = 0;</p><p>　　#if Fcclk < 20000000</p><p>　　MAMTIM = 1;</p>

106、;<p><b>　　#else</b></p><p>　　#if Fcclk < 40000000</p><p>　　MAMTIM = 2;</p><p><b>　　#else</b></p><p>　　MAMTIM = 3;</p><p>

107、<b>　　#endif</b></p><p>　　MAMCR = 2;</p><p><b>　　// VIC初始化</b></p><p>　　VICIntSelect=0;</p><p>　　VICIntEnClear=0xFFFFFFFF;</p><p>　　

108、VICSoftIntClear=0xFFFFFFFF;</p><p>　　VICProtection=0;</p><p>　　VICVectAddr=0;</p><p>　　VICDefVectAddr=0;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　AD

109、程序設計</b></p><p><b>　　流程圖</b></p><p>　　圖4-2 A/D程序設計流程圖</p><p><b>　　源程序</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b&

110、gt;　　{</b></p><p>　　ADCR = (ADCR&0xFFFFFF00)|0x01|(1 << 24); // 切換通道并進行第一次轉(zhuǎn)換</p><p>　　while( (ADDR&0x80000000)==0 );// 等待轉(zhuǎn)換結(jié)束</p><p>　　ADCR = ADCR | (1 <&

111、lt; 24);// 再次啟運轉(zhuǎn)換</p><p>　　while( (ADDR&0x80000000)==0 );</p><p>　　ADC_Data = ADDR;// 讀取ADC結(jié)果</p><p>　　ADC_Data = (ADC_Data>>6) & 0x3FF;</p><p&g

112、t;　　ADC_Data = ADC_Data * 3300;</p><p>　　ADC_Data = ADC_Data / 1024;</p><p>　　sprintf(str, "%4dmV at VIN1", ADC_Data);</p><p>　　ISendStr(60, 23, 0x30, str); </p

113、><p>　　DelayNS(10); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　4.3 液晶模塊程序設計</p><p><b>　　流程圖</b></p><p>　　圖4-3 字符串顯示流程圖</p><p>　

114、　根據(jù)用戶的設置，判斷要寫入第幾行，然后將對應的端口地址寫入液晶屏。再將字符逐個寫入液晶屏，此時液晶屏上會出現(xiàn)要顯示的字符。</p><p>　　顯示數(shù)字模塊的設計與字符顯示模塊類似，其主要思想是將數(shù)字逐位轉(zhuǎn)化為字符串，然后寫入液晶屏。數(shù)字轉(zhuǎn)化為字符的方法是，先取數(shù)字的各位，轉(zhuǎn)化為ASCII碼，存入字符串數(shù)組中的第一個單元。以此類推，將數(shù)字的每一位取出，轉(zhuǎn)換為ASCII碼，依次存入字符串數(shù)組。再將字符串顯示在液晶

115、屏。</p><p><b>　　其流程圖如下：</b></p><p>　　圖4-4 字符轉(zhuǎn)換流程圖</p><p><b>　　源程序</b></p><p>　　LCD寫命令數(shù)據(jù)函數(shù)</p><p>　　/*******************************

116、*************************************</p><p>　　函數(shù)功能：寫命令/數(shù)據(jù)</p><p>　　*說明：data 寫入的值 cd=0指令寫入， cd=1數(shù)據(jù)寫入，</p><p>　　********************************************************************/

117、</p><p>　　extern void WriteOperate(unsigned char value,unsigned char cd)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　BusyLoop(); //</p><p><b>　　if(cd)</b>&

118、lt;/p><p>　　LCDRS_DH; //RS=1;</p><p><b>　　else</b></p><p>　　LCDRS_CL; //RS=0;</p><p>　　LCDRW_WL; //RW=0;</p><p>　　LCDE_EH;

119、 //E=1;</p><p>　　LCDOUT = value;</p><p><b>　　LCDOUT_1;</b></p><p>　　Delay(20);</p><p>　　LCDE_EL; //E=0</p><p><b>　　}</b><

120、;/p><p>　　/**************************** 寫無參數(shù)指令 **************************</p><p><b>　　入口參數(shù)：命令</b></p><p>　　*****************************************************************