【正文】 1 第 5章 ARM接口設(shè)計(jì)技術(shù) 本章主要內(nèi)容： ? 鍵盤接口 ? LED顯示器接口 ? LCD顯示器接口 ? 觸摸屏接口 ? 通訊接口 ? 中斷接口 ? A/D和 D/A轉(zhuǎn)換器接口 ? ARM的 JTAG接口 2 芯片 S3C44B0XⅠ ? 本章主要基于芯片 S3C44B0X， 介紹其多個(gè)接口。S3C44B0X是基于 ARM7TDMI的體系結(jié)構(gòu) ,是 ARM公司最早為業(yè)界普遍認(rèn)可并且贏得最廣泛應(yīng)用的處理核。芯片 S3C44B0X具有 71個(gè)通用多功能輸入輸出引腳，這些 I/O口的應(yīng)用是 S3C44BOX處理器的基礎(chǔ)應(yīng)用，分別包含在如下 7組端口中 ： ? 1個(gè) 10位輸出端口〔端口 A〕； ? 1個(gè) 11位輸出端口（端口 B）； ? 1個(gè) 16位輸入／輸出端口（端口 C）； ? 2個(gè) 8位輸入／輸出端口（端口 D和 G）； ? 2個(gè) 9位輸入／輸出端口（端口 E和 F）。 3 芯片 S3C44B0XⅡ ? 每組端口都是多功能口 ， 需要用軟件對端口配置寄存器 PCONn來設(shè)置滿足不同系統(tǒng)和設(shè)計(jì)的需要 ， 在運(yùn)行程序之前必須先對每一個(gè)用到的引腳功能進(jìn)行設(shè)置 。如果某些引腳的復(fù)用功能沒有使用 ， 可以將該引腳設(shè)置成 I/O口 。 ? 在一般的應(yīng)用中 ， PA作為地址線使用； PB作為 bank選擇線和 SDRAM的接口信號(hào)線使用； PC可以作為數(shù)據(jù)線 、 IIS接口或 LCD數(shù)據(jù)線等使用；在系統(tǒng)具備 LCD的情況下 ， PD主要作為 LCD的信號(hào)線使用； PE可以作串口信號(hào)線和定時(shí)器輸出使用； PF和 PG則是多功能I/O口 。 名門棋牌官網(wǎng) 1PK1棋牌公社官網(wǎng) 4 鍵盤概述 ? 計(jì)算機(jī)的鍵實(shí)際上就是開關(guān)，制造這種鍵的方法是多種多樣的，以下是幾種常用的按鍵 ： ? 機(jī)械式按鍵 ? 電容式按鍵 ? 薄膜式按鍵 ? 霍耳效應(yīng)按鍵 5 用 ARM芯片實(shí)現(xiàn)鍵盤接口 Ⅰ ? 本應(yīng)用實(shí)例中 ， 要與 4X4的矩陣鍵盤接口 ， 采用節(jié)省口線的 “ 行掃描法 ” 方法來檢測鍵盤 ， 這樣只需要 8根口線 ， 在此選取 PF口作為檢測鍵盤用端口 ， 并設(shè)定 PF0 –PF3為輸出掃描碼的端口 ，PF4PF7為鍵值讀入口 。 6 用 ARM芯片實(shí)現(xiàn)鍵盤接口 Ⅱ ? 矩陣鍵盤按鍵的識(shí)別方法 ， 此方法分兩步進(jìn)行： ? ① 識(shí)別鍵盤哪一行的鍵被按下：讓所有行線均為低電平 ， 檢查各列線電平是否為低 ， 如果有列線為低 ， 則說明該列有鍵被按下 ， 否則說明無鍵被按下 。 ? ② 如果某列有鍵被按下 ， 識(shí)別鍵盤哪一行的鍵被按下：逐行置低電平 ， 并置其余各行為高電平 ， 檢查各列線電平的變化 ， 如果列電平變?yōu)榈碗娖?， 則可確定此行此列交叉點(diǎn)處按鍵被按下 。 7 行掃描法獲取鍵值的程序設(shè)計(jì) Ⅰ ? 1. 寄存器設(shè)置 接口中利用了 PF口的相關(guān)寄存器， PF口的寄存器有 3個(gè)：PCONF ,PDATF和 PUPF。 ? (1)設(shè)置 PCONF寄存器 需要設(shè)定 PF03為輸出口 ， PF4 7為輸入口 ， 因此 ， 在端口工作之前設(shè)置 : rPCONF＝ 000 000 000 00 01 01 01 01 B＝ 0x55； ? (2)設(shè)置 PDATF寄存器 PF03作為輸出口輸出掃描碼時(shí) ， 可采用語句 : rPDATF=Oxf0。 ／／ PF03全寫入 0 PF47作為輸入口讀入鍵值時(shí) ， 采用語句 : Keyval=（ rPDATFamp。0xf0） 4。 ? (3)設(shè)置 PUPF寄存器 設(shè)置內(nèi)部上拉電阻的語句為 : rPUPF=0x00。 /／ 使能 PF07的內(nèi)部上拉電阻 8 行掃描法獲取鍵值的程序設(shè)計(jì) Ⅱ ? Y初 始 化 鍵 值 為 1開 始P F 0 3 輸 出 全 0P F 4 7 讀 入 為 全 1 ？P F 0 3 輸 出 掃 描 碼P F 4 7 讀 入 為 全 1 ？掃 描 碼 指 針 移 位獲 得 行 號(hào) 和 列號(hào) ， 計(jì) 算 鍵 值返 回 鍵 值YNN? P153 9 LED顯示器接口概述 Ⅰ ? LED(Light Emitting Diode)常稱為七段發(fā)光二極管 , 在專用的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中 ,特別是在嵌入式控制系統(tǒng)中 , 應(yīng)用非常普遍 。 它價(jià)格低廉 、 體積小 、 功耗低 ， 而可靠性又很好 ， 因此 ， 從單板微型機(jī) 、 袖珍計(jì)算機(jī)到許多微型機(jī)控制系統(tǒng)及數(shù)字化儀器都用 LED作為輸出顯示 。 10 LED顯示器接口概述 Ⅱ ? 在多個(gè) LED顯示電路中，通常把陰（陽）極控制端接至一輸出端口，我們稱它為位控端口；而把數(shù)據(jù)顯示段接至一個(gè)輸出端口，我們稱這個(gè)端口為段控端口。段控端口處應(yīng)輸出十六進(jìn)制數(shù)的 7段代碼。 ? 為了將一個(gè) 4位二進(jìn)制數(shù) (可能為一個(gè)十六進(jìn)制數(shù) ,也可能是一個(gè) BCD碼 )在一個(gè) LED上顯示出來 ,就需要將 4位二進(jìn)制數(shù)譯為 LED的 7位顯示代碼。要完成譯碼功能 ,可以采用兩種方法： ? 一種方法是采用專用芯片 ,可以實(shí)現(xiàn)對 BCD碼的譯碼 ,但不能對大于 9的二進(jìn)制數(shù)譯碼 。 ? 另一種常用的辦法是軟件譯碼法 。 在軟件設(shè)計(jì)時(shí) ,將 0到 F共 16個(gè)數(shù)字 (也可以為 0到 9)對應(yīng)的顯示代碼組成一個(gè)表 。 11 用 ARM芯片實(shí)現(xiàn) LED顯示接口 Ⅰ ? 1． 接口電路 +5V位驅(qū)動(dòng)第0位 第1位 第2位 第3位 第4位陽極abcdefgDPPF0圖5 4 LE D顯 示掃描和驅(qū)動(dòng)電路ULN2803A段驅(qū)動(dòng)PF7PG0......PG7第5位 第6位 第7位12 用 ARM芯片實(shí)現(xiàn) LED顯示接口 Ⅱ ? 。 ? （ 1） 設(shè)置 PCONF、 PCONG寄存器 ,由于需要設(shè)定端口 F、 G為輸出口 ， 因此 ， 在端口工作之前設(shè)置 : rPCONF＝ 001 001 001 01 01 01 01 01 B＝ 0x12555； rPCONG＝ 01 01 01 01 01 01 01 01 B＝ 0x5555。 ? （ 2） 設(shè)置 PUPF、 PUPG寄存器 ,設(shè)置內(nèi)部上拉電阻的語句為 : rPUPF=0x00。 //使能 PF07的內(nèi)部上拉電阻 rPUPG=0x00。 //使能 PG07的內(nèi)部上拉電阻 13 用 ARM芯片實(shí)現(xiàn) LED顯示接口 Ⅲ ? 3. 7段數(shù)碼 LED編程 否指 向 緩 沖 區(qū) 首 址取 顯 示 位 指 針取 要 顯 示 的 數(shù)將 數(shù) 變 為 段 碼段 碼 送 到 段 控 制 通 道位 碼 送 到 位 控 制 通 道延 遲 一 定 時(shí) 間是 否 是 最 后 一 位退 出是修 改 緩 沖 區(qū)指 針 和 位 碼? P158 14 LCD顯示器接口概述 ? 液晶顯示是一種被動(dòng)的顯示，它不能發(fā)光，只能使用周圍環(huán)境的光 。 ? 基本原理是通過給不同的液晶單元供電，控制其光線的通過與否，從而達(dá)到顯示的目的。 ? LCD有三種顯示方式：反射型，透射型和透反射型。 ? 市面上出售的 LCD有兩種類型： ? 一種是帶有驅(qū)動(dòng)電路的 LCD顯示模塊，這種 LCD可以方便地與各種低檔單片機(jī)進(jìn)行接口； ? 另一種是 LCD顯示屏，沒有驅(qū)動(dòng)電路，需要與驅(qū)動(dòng)電路配合使用 15 LCD控制器 ? LCD 控制器用來把定位在系統(tǒng)存儲(chǔ)器中的視頻緩沖區(qū)的 LCD圖象數(shù)據(jù)傳輸?shù)?LCD驅(qū)動(dòng)器，并產(chǎn)生必須的 LCD控制信號(hào) 。 D M A 傳 送 控制數(shù) 據(jù) 控制信 號(hào) 產(chǎn) 生 電路寄 存 器 控 制3 23 2 3 2V C L KV L I N EV F R A M EV MV D [ 3 : 0 ]V D [ 7 : 4 ]?REGBANK具有 18個(gè)可編程寄存器，用于配置 LCD控制器 ?LCDCDMA為專用 DMA ?VIDPRCS 從 LCDCDMA 接收數(shù)據(jù)，將相應(yīng)格式的數(shù)據(jù)通 TIMEGEN包含可編程的邏輯 ?TIMEGEN部分產(chǎn)生 VFRAME, VLINE, VCLK, VM等信號(hào)。 16 LCD應(yīng)用實(shí)例 Ⅰ ? S 3 C 4 4 B O XV D 0V D 1V D 2V D 3V D 4V D 5V D 6V D 7V C L KV L I N EV F R A M EF B 4A 0A 1A 2A 3A 4A 5A 6A 7B 0B 1B 2B 3B 4B 5B 6B 7A 1A 2A 0A 4A 3A 5A 7A 6B 1B 0B 2B 4B 3B 6B 5B 7V D 0V D 2V D 1V D 3V D 5V D 4V D 6V D 7V L I N EV C L KV F R A M ED I S P L Y7 4 H C 2 4 57 4 H C 2 4 5L C D 模 塊17 LCD應(yīng)用實(shí)例 Ⅱ ? 通常采用 S3C44BOX的 PC口和 PD口作為 LCD驅(qū)動(dòng)接口 ，因此需要設(shè)置 PC口工作在第 3功能狀態(tài)和 PD口工作在第2功能狀態(tài) ， 設(shè)置對應(yīng) I/O口控制寄存器的語句 : rPCONC = 00 00 00 00 00 00 00 00 11 11 11 11 00 00 00 00B = OxO00Off00。 rPUPC = 0x 00。 //上拉使能 rPCOND= Oxaaaa。 rPUPD= 0x 00。 18 LCD應(yīng)用實(shí)例 Ⅲ ? 3. LCD初始化程序 開 始結(jié) 束初 始 化 端 口 C 和 D ， 將 其定 義 為 L C D 驅(qū) 動(dòng) 控 制 端 口設(shè) 置 寄 存 器 L C D C O N 1 ,L C D C O N 2 , L C D S A D D R 1 ,L C D S A D D R 2 , L C D S A D D R 3?代碼見課本 P169 19 觸摸屏的工作原理 ? 觸摸屏按其工作原理的不同可分為電阻式觸摸屏、表面聲波觸摸屏、紅外式觸摸屏和電容式觸摸屏幾種。 ? 最常見的是電阻式觸摸屏，其屏體部分是一塊與顯示器表面非常配合的多層復(fù)合薄膜 。 觸摸屏工作時(shí)，上下導(dǎo)體層相當(dāng)于電阻網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)某一層電極加上電壓時(shí)，會(huì)在該網(wǎng)絡(luò)上形成電壓梯度。如有外力使得上下兩層在某一點(diǎn)接觸，則在另一層未加電壓的電極上可測得接觸點(diǎn)處的電壓，從而知道接觸點(diǎn)處的坐標(biāo)。 20 觸摸屏的驅(qū)動(dòng)芯片 ADS7843Ⅰ ? S3C44BOX通過端口 G模擬串行的 SIO接口與觸摸屏專門的控制芯片 ADS7843進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 ， 來完成對觸摸屏觸摸位置坐標(biāo)的讀取 。 ADS7843要完成兩件事： ? （ 1） 是完成電極電壓的切換； ? （ 2） 是采集接觸點(diǎn)處的電壓值 ， 并進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換 。 21 觸摸屏的驅(qū)動(dòng)芯片 ADS7843Ⅱ ? 1. ADS7843引腳配置及功能 12345678 91 01 11 21 31 41 51 6A D S 7 8 4 3+ V c cD C L KX +Y +X Y G N DI N 3I N 4V v 3 g+ V c cP E N I R QD O U TB U S YD I NC S 引腳號(hào) 名稱 描述 1， 10 +Vcc 供電電源輸入 2， 3 X+ , Y+ 觸摸屏 X+、 Y+ 輸入，接內(nèi)部 ADC輸入通道 4， 5 X ， Y 觸摸屏 X、 Y 輸入 6 GND 接地 7， 8 IN3， IN4 附屬 ADC輸入通道 9 VREF ADC參考電壓 11 PENIRQ 接觸中斷輸出，必須外接 10100 KΩ電阻 12， 14 16 DOUT,DIN,DCLK