【正文】 共 28 頁七 附 錄附錄 1: 電路原理圖武漢工業(yè)學(xué)院 2020 畢業(yè)論文第 28 頁 共 28 頁八. 主要參考資料1. 周立功. ARM 微控制器基礎(chǔ)與實(shí)戰(zhàn) 北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20202. 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用 北京航空航天大學(xué)出版社 田澤 編著3. 基于 S3C44B0X 嵌入式 uclinux 系統(tǒng)原理及應(yīng)用 清華大學(xué)出版社 李巖 編著4. SAMSUNG 公司..S3C44B0X Data Sheet 數(shù)據(jù)手冊(cè). 5. 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)實(shí)例詳解———基于 ARM 的應(yīng)用 胥靜 主編6. 周立公單片機(jī)網(wǎng)站 7. Stevens, TCP/IP 詳解, 卷 1:,20208. （美）Wayne Wolf. 嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理。硬件調(diào)試接線圖如下到這里為止，電路板中 ARM 核心板的調(diào)試和測(cè)試工作結(jié)束。如果一個(gè)程序要運(yùn)行，則肯定是需要有這個(gè)文件的，于是在程序的Target目錄下找到該文件，添加到ADS中，系統(tǒng)沒有找到執(zhí)行的程序。待燒寫、校驗(yàn)完畢后，復(fù)位系統(tǒng)，系統(tǒng)中的四個(gè)LED燈閃爍一下。武漢工業(yè)學(xué)院 2020 畢業(yè)論文第 22 頁 共 28 頁 Boot Loader 調(diào)試及燒寫JTAG接口正常工作后，下一步就是檢查SST39VF1601是否可以工作。在嵌入式系統(tǒng)中，通過Boot Loader可以完成對(duì)系統(tǒng)板上的主要部件如CPU、SDRAM、Flash、串行口等進(jìn)行初始化，也可以下載文件到系統(tǒng)板、對(duì)Flash進(jìn)行擦除與編程?，F(xiàn)在估計(jì)是JTAG電路發(fā)生短路，將復(fù)位電路中的74HC14拆下來，使用萬用表發(fā)現(xiàn)74HC14的4腳短路，用刀片把兩點(diǎn)間劃開，重新焊到電路板上重復(fù)先前的測(cè)試步驟，MySock ARM調(diào)試代理武漢工業(yè)學(xué)院 2020 畢業(yè)論文第 21 頁 共 28 頁軟件顯示： Detect ARM7TDMIContact me:說明此時(shí)S3C44B0X配置正常，可以進(jìn)行Boot Loader的燒寫。同時(shí)，盡可能的以各單元電路為單位，一個(gè)個(gè)焊接調(diào)試，以便在調(diào)試過程中遇到困難時(shí)縮小故障范圍，在系統(tǒng)上電后，應(yīng)先檢查電路工作有無異常，芯片在工作時(shí)有一定的發(fā)熱是正常的，但如果有芯片特別發(fā)燙，則一定有故障存在，需斷電檢查確認(rèn)無誤后方可繼續(xù)通電調(diào)試。串口除了完成與CPU通訊功能之外，在系統(tǒng)控制板完成焊接后，可以使用串口完成BootLoader的燒寫，程序的調(diào)試和字庫的下載。JTAG測(cè)試允許多個(gè)器件通過JTAG接口串聯(lián)在一起，形成一個(gè)JTAG鏈，能實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)器件分別測(cè)試。HY57V641620 與 S3C44B0X之間的接口電路如圖10所示：武漢工業(yè)學(xué)院 2020 畢業(yè)論文第 17 頁 共 28 頁 圖 10 SDRAM 接口電路圖HY57V641620的數(shù)據(jù)接口為 DQ15～0 ，數(shù)據(jù)寬度為16位。 SDRAM具有單位空間存儲(chǔ)容量大和價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用在各種嵌入式系統(tǒng)中。 SST39VF160 與 S3C44B0X之間的接口電路如圖9所示。ARM體系結(jié)構(gòu)將存儲(chǔ)器以字節(jié)為單位編址，但作為32位數(shù)據(jù)寬度的處理器，每個(gè)處理單元卻是1個(gè)字的長(zhǎng)度，也就是32位。傳送的數(shù)據(jù)包括秒、分、時(shí)、星期、日期、月份和年份。本系統(tǒng)采用較簡(jiǎn)單的RC復(fù)位電路，經(jīng)使用證明，其復(fù)位邏輯是可靠的。，所以系統(tǒng)電源由兩部分組成。VSSIO: S3C44B0X I/O地。系統(tǒng)中接電容后接地。（5） XTAL1模擬輸入：RTC時(shí)鐘的晶體輸入腳。（2） OM[3:2]輸入：OM[3:2]確定時(shí)鐘模式。Samsung 公司的S3C44B0X通過提供全面的、通用的片上外設(shè)，大大減少了系統(tǒng)電路中除處理器外的元器件配置，從而使系統(tǒng)成本最小化。 NE2020系列網(wǎng)卡芯片兼容；適用。S3C44BOX內(nèi)置2通道UART，其中每一路UART分別包含一個(gè)l6字節(jié)的接受FIFO和發(fā)送FIFO，波特率可編程控制，最高支持1 15．2kbps，支持5，6，7，8位數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，1，2位停止位，支持奇偶校驗(yàn)，支持中斷模式和DMA模式。能將串口接收到的數(shù)據(jù)通過，廣播方式發(fā)送到局域網(wǎng)中的每臺(tái)機(jī)器。f武漢工業(yè)學(xué)院 2020 畢業(yè)論文第 5 頁 共 28 頁一 設(shè)計(jì)概述隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，以以太網(wǎng)和TCP／IP為代表的成熟度較高的開放式網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸在工業(yè)控制領(lǐng)域被廣泛采用，設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化是未來發(fā)展的趨勢(shì)，人們希望能夠通過LAN網(wǎng)絡(luò)連接各種設(shè)備，讀取控制中心指令，傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的IP化控制、管理及數(shù)據(jù)存?。欢硪环矫?，目前工業(yè)領(lǐng)域的大量數(shù)控機(jī)床、儀器儀表、傳感器、讀卡器等設(shè)備尚不具備網(wǎng)絡(luò)接口，這些設(shè)備之間最常用的通信接口為RS一232／422／485串口。 串口轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)使得串口數(shù)據(jù)流到以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流的傳輸成為可能。武 漢 工 業(yè) 學(xué) 院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)設(shè)計(jì)題目：TCP/IP 與 RS232 協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)（硬件）姓 名： 學(xué) 號(hào)： 院 （系）： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 2020 年 6 月 13 日武漢工業(yè)學(xué)院 2020 畢業(yè)論文第 1 頁 共 28 頁摘 要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是“TCP/IP與RS232協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)” ，主要以ARM7系列的S3C44BOX微處理器和RTL8019AS網(wǎng)絡(luò)接口芯片等構(gòu)建嵌入式系統(tǒng)，移植uClinux，并在RH Linux 90和uclinux為ARM 處理器提供的交叉開發(fā)工具下，完成基于TCP／IP協(xié)議的串口／以太網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的開發(fā)。同時(shí)，考慮到成本問題，以往設(shè)備又不可能全部淘汰，因此，本文提出一種基于TCP／IP的串口轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，可從根本上解決這一難題。利用fttp下載uclinux映像文件，容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)升級(jí)。CPU與網(wǎng)卡及MAX232接口電路可靠，并提供Jtag調(diào)試電路。S3C44BOX的片內(nèi)模塊如圖2所示。 MAX232 接口電路MAX232芯片是MAXIM公司生產(chǎn)的低功耗、單電源雙RS232發(fā)送/接收器。 遵循Ether II和IEEE802．3標(biāo)準(zhǔn)；武漢工業(yè)學(xué)院 2020 畢業(yè)論文第 9 頁 共 28 頁三. 系統(tǒng)硬件選型 協(xié)議轉(zhuǎn)換處理 CPU 選擇在一般的協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中，大多數(shù)都使用單片機(jī)作控制及處理CPU，這樣不但不能保證其實(shí)時(shí)性，并且由于其尋址空間有限，需要擴(kuò)展外圍電路，使系統(tǒng)過于復(fù)雜從而導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，所以在本系統(tǒng)中我們選用 Samsung公司的 S3C44B0X 微處理器作為協(xié)議轉(zhuǎn)換的控制處理 CPU 。00:8bit 01:16bit 10:32bit 11:Test mode 在本系統(tǒng)中采用16bit配置，將OM0通過上拉電阻接電源，OM1通過電阻接地。本系統(tǒng)采用外部8MHz的晶振，PLLCAP通過820PF的電容接地。AREFB輸入：ADC底參考電壓輸入。VDDIO: S3C44B0X I/O口電源()。時(shí)鐘向S3C44B0X的CPU核和外設(shè)提供時(shí)鐘信號(hào)，這種模式下，當(dāng)所有的外設(shè)都打開時(shí)，功耗達(dá)到最高值。復(fù)位電路可由簡(jiǎn)單的RC電路構(gòu)成，也可使用其他的相對(duì)較復(fù)雜，但功能更完善的電路。RTC可通過ARM指令向CPU傳送數(shù)據(jù)。在ARM體系中字（Word）長(zhǎng)度為32位，半字（HalfWord）長(zhǎng)度為16位，字節(jié)（Byte）長(zhǎng)度為8位。因此，F(xiàn)lash ROM中要存放系統(tǒng)的運(yùn)行代碼和基本參數(shù)。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，CPU首先從復(fù)位地址0x0處讀取啟動(dòng)代碼，在完成系統(tǒng)的初始化后，程序代碼一般應(yīng)調(diào)入SDRAM中運(yùn)行，以提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度，同時(shí)，系統(tǒng)及用戶堆棧、運(yùn)行數(shù)據(jù)也都放在SDRAM中。 但由于S3C44B0X提供對(duì)SDRAM的支持，大大簡(jiǎn)化外圍電路的設(shè)計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口是5線：NTRST、TMS、TCK、TDI、TDO，分別為TAP控制器復(fù)位信號(hào)、測(cè)試模式選擇、測(cè)試時(shí)鐘、測(cè)試數(shù)據(jù)輸入和測(cè)試數(shù)據(jù)輸出。在近距離通信系統(tǒng)中，不再使用電話線和MODEM，而直接進(jìn)行端到端的連接，目前大多都用來作為調(diào)試程序時(shí)與PC機(jī)進(jìn)行通訊。武漢工業(yè)學(xué)院 2020 畢業(yè)論文第 20 頁 共 28 頁四. 硬件電路板的調(diào)試和測(cè)試印制電路板制作完畢后，進(jìn)行硬件調(diào)節(jié)的基本原則是首先對(duì)照原理圖仔細(xì)檢查印制電路板的連線，確保無誤后才可以進(jìn)行焊接。使用萬用表測(cè)量各個(gè)配置引腳，發(fā)現(xiàn)除了JTAG口上的TDI電平不正常之外其它電路都工作正常。如果能在用戶設(shè)計(jì)的系統(tǒng)板上燒寫B(tài)oot Loader程序，就可以將該過程屏蔽起來，讓用戶通過一些簡(jiǎn)單的操作，就可完成程序的下載、調(diào)試等工作。通過這段小程序，我們可以初始化硬件設(shè)備、建立內(nèi)存空間的映射圖，從而將系統(tǒng)的軟硬件環(huán)境帶到一個(gè)合適的狀態(tài)，以便為最終調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核準(zhǔn)備好正確的環(huán)境?，F(xiàn)在還是先將電路板上的SDRAM焊好，按照資料上的要求，將立宇泰提 拷貝到相應(yīng)的目錄下，windows系統(tǒng)跳出DOS界面顯示ID顯示正常，擦除FLASH后可以進(jìn)行燒寫，只是燒寫的速度很慢。因此，在編寫應(yīng)用程序時(shí)必須在程序的入口加入一些必要的初始化代碼，使系統(tǒng)在執(zhí)行C語言程序之前先完成對(duì)自身的初始化，從而正確地啟動(dòng)系統(tǒng)。用刀片劃開電路板，使用導(dǎo)線重新按照新圖焊接之后，重新導(dǎo)入程序，示波器顯示出正確的波形，說明起工作已經(jīng)正常。此為本文拓展的方向。由于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間比較倉(cāng)促，系統(tǒng)也只是處在實(shí)驗(yàn)階段，沒能做出樣機(jī)，在功能上也比較單一，沒能完成最初的全部設(shè)計(jì)設(shè)想。由于在ARM板上的串口直接引出來，所以將ARM板上的串口通過一個(gè)RS232轉(zhuǎn)接板插到電腦串口上，打開串口精靈并運(yùn)行程序，可以看到從串口程序發(fā)送出來的數(shù)據(jù)。 Nandflash. flashROM. code from flashROM to SDRAM. at specify address. code in Nandflash. uClinux. Nandflash. hardware說明Boot Loader 已經(jīng)燒入到FLASH中，系統(tǒng)也可以正常工作。然后使用同樣的方法，使用fluted工具燒寫B(tài)oot Leader時(shí)，剛打開fluted工具