【文章內容簡介】 humb C編譯器 Armcpp屬于 ARM C++編譯器 Tcpp屬于 Thumb和 C++共有的 編譯器 Armasm屬于 ARM和 Thumb共有 的匯編器 ： armlink 是 ARM 的 鏈接器。該命令 能夠對任意數(shù)量的 目標文件 進行編譯 和 任意數(shù)量數(shù)據(jù) 庫文件 的 鏈接 關系 ， 然后得到 可執(zhí)行 的 文件， 還能是眾多 目標文件 指向的目標文件的局部 。 [3] ： armsd 是 ARM 跟 Thumb 共有的 符號調試器。 ： 當需要將 輸出文件 轉換為特定 格式的 時，把原始 格式的文件轉換 成相應的格式 ， 支持的文件包含 Motorola 32位 S格式映像文件、 bin格式的映像文件、 Verilog十六進制文件和 Intel 32位格式映像文件。 ： armar 函數(shù)生成器只存在 ARM庫 中 ，它 是一個收集 一系列 的 ELF格式的目標文件 的庫函數(shù)形式 。用戶 能后使用以 庫傳遞 方式的 鏈接器 替代多個 ELF文件。 ： CodeWarrior 集成開發(fā)環(huán)境（ IDE） 用一個簡單的 圖形用戶界面為多元化經(jīng)營 和 發(fā)展 項目提供了 巨大方 便 ，用戶開發(fā)程序代碼 時 。 南京工程學院畢業(yè)設計（論文） 第 7 頁 共 43 頁 ： ADS 中 含有 3 個調試器： 包含 AXD， ARM 獨有的 擴展調試器；第二個是 armsd，它是 ARM 符號調試器；第三個 與舊版本的操作系統(tǒng) 下的 ARM 調試工具 兼容。 C++庫： ADS 包含有關 ANSI C庫函數(shù) 跟 C++庫函數(shù)， 能夠編譯 C和 C++代碼。用戶可以 添加 C 庫 的 應用程序中的一部分， 與目標相關的功能都能通過 代碼實現(xiàn) 。 南京工程學院畢業(yè)設計（論文） 第 8 頁 共 43 頁 第三章 軟硬件介紹 ARM ARM簡介 ARM 是一 個 知識產(chǎn)權（ IP） 的 供應商， 其最顯著 的 特點是不同于其他芯片的制造和銷售公司 ， 它僅僅 轉讓設計方 案。 ARM 公司利用這種雙贏的伙伴關系迅速成為了全球性 RIRC 微處理器標準的締造者。這種 方法 也 給使用者帶來了極大 的 利益 ， 原因是使用者 只 要熟悉了 一種 ARM 內核的節(jié)后及其開發(fā)工具的原理 ，就 可以 使用相同 的不同公司研發(fā)的 ARM 核芯片。 當 前， 世界上 100多 家公司與 ARM公司 達成 了 商用 技術使用許可協(xié)議， 其中有因特爾 、 IBM、 LG、 NEC、 SONY、 NXP、和 NS 此業(yè)內 大 企業(yè) 。至于 開發(fā) 軟件系統(tǒng)的合伙人，包括 了 Microsoft、升陽和 MRI等一系列知名 的 公司。 ARM架構 的處理器 是 ARM公司 同類產(chǎn)品的成本最低的， 而且已經(jīng)成功商用 。它 具有 性價比 高、罕見的高 代碼密度， 和良好 的實時中斷響應 ，以及 低功耗，并且芯片面積盡可能小 ， 使它成為首選的嵌入式系統(tǒng) 。 [4]ARM 架構被越來越多的使用 ，比如 移動電話 、 個人數(shù)字終端 、 MP MP4與形態(tài)各異 的 娛樂電子 產(chǎn)品。 2020年 12億片 ARM處理器 被 ARM公司的合作伙伴生產(chǎn) 出來，應用到各種生活生產(chǎn)中 。 ARM7 ARM 公司 在 1995年 設計研發(fā)了首個 ARM7TDMI 處理器內核， 現(xiàn)在 是 世界上使用 最 為廣泛 的一款內核。 ARM7 系列 種類繁多，主要包括 ARM7TDMI型號 、 ARM7TDMIS 型號 、 擁 有高速緩存處理器宏單元的 ARM720T 以及 擴充了 JAZELLE 的 ARM7EJS。 由于 該 類型的 處理器 集成了 Thumb 16 位 簡易指令集 跟基于 Embedded ICE JTAG 的 軟件調試方式， 在許多 大 應用 的 SoC 設計中 能顯示出其優(yōu)越的特性 。 同時對 ARM720T 高速緩存處理宏單元 進行了強化，不僅增加了 8KB 的 緩存、讀緩沖 ，還設置了具有 高性能 的 內存管理處理器， 還 支持 Linux和 Windows CE 等操作系統(tǒng)。 南京工程學院畢業(yè)設計（論文） 第 9 頁 共 43 頁 處理器 LPC2124微控制器是 建立在能夠 實時仿真 與 跟蹤的 16/32位 ARM7TDMIS CPU上 的， 其 高速片內 Flash存儲器 包含 0KB、 128KB和 256KB三種大小 ，加速結構 的存儲器接口 芯片擁有 128位寬度 ， 獨特的 32位 程序可以運行在 最大時鐘速率下。 16位 Thumb模式 能夠 降低 程序大小至 30%，多用于對程序大小有嚴格要求的應用 ， 其代價只是損失非常小的性能 。 LPC2124擁有 64和 144腳封裝 兩種型號 ， 因此它在同類芯片中耗能最低 ， 還配備了 4路 10位 ADC（ 64腳和 144腳封裝）， 32位定時器 跟 9個外部中斷，因此 在 工業(yè) 應用 、醫(yī)療 設備 、訪問控制 和 個人使用終端 機 中具有廣泛的應用 。 [5] 特性 32位 64/144腳 ARM7TDMIS微控制器。 16KB靜態(tài) RAM。 片 上 Flash程序存儲器 分為 0KB、 128KB、 256KB三種大小 。 128位寬度接口 /加速器 的 操作頻率 高達 60MHz。 外部 16或 32位總線。（ 144腳封裝） 通過外部存儲器接口可 以分配的內存為 4組，每組的容量 最高位 16MB。 在系統(tǒng)編程（ ISP）和在應用中編程（ IAP） 能夠用 片內 Boot轉載程序實現(xiàn)。1ms 的 Flash編程時間可編程 512字節(jié)， 而 400ms 之內就能實現(xiàn) 扇區(qū)擦除或整片擦除。 當需要將 Boot 裝載 的 應用程序裝入 設備 的 RAM 中 時，可以用 UART0 進行裝載，同時能夠 使其 之 在 RAM中 運行 。 嵌入式跟蹤宏單元（ ETM） 的功能是 對 能夠 無干擾的高速實時跟蹤 進行中的執(zhí)行代碼。 4路 的 64腳封裝與 8路的 144腳封裝 ，其 10 位 A/D轉換器 的 轉換時間 可 低以減少到 。 2個 32位定時器 ，分為 帶 4路捕獲和 4路比較通道、 PWM單元（ 6路輸出）、實時時鐘 及 看門狗。 結構 南京工程學院畢業(yè)設計（論文） 第 10 頁 共 43 頁 在 圖 LPC2124圖中 ， 它由 ARM7TDMIS為 CPU仿真功能， ARM的本地總線和內存控制器接口 ， 用于與 片內存儲器控制器接口的 ARM7局部總線。 AHB外設 設立了 了 2MB的地址 空間 ， 分布在 4GBARM內存地址 的最頂端。 16KB的 空間大小是 每個 AHB外設都 具有的 。 LPC2124外圍 功能 （除了 中斷控制器） 全部與 VPB總線 相連 。 VPB總線與 AHB總線 的連接需要用 AHB與 VPB的橋 連接起來 。VPB外設也 擁有 2MB的 空間大小 ， 它的空間 從 分配 。 [6] 引腳連接模塊 用于 控制連接片內外設與器件引腳，軟件 能夠經(jīng)由 控制 引腳連接的 模塊 使 得 引腳連接特定的片內外 圍 設 備 。 圖 LPC2124方框圖 LPC2124的引腳分布如圖 。 南京工程學院畢業(yè)設計（論文） 第 11 頁 共 43 頁 圖 LPC212464腳封裝 硬件系統(tǒng)的整體結構 硬件系統(tǒng)設計 中 必須遵循 以 下原則： (1)穩(wěn)定性和可靠性： 大多數(shù) 工業(yè) 實施 環(huán)境 都非常具有挑戰(zhàn)性 ， 由于 模擬量參數(shù)處理的 好壞對 系統(tǒng)的技術指標 有直接的影響 ， 它 必須 是每個環(huán)境給予充分的考慮 ，采取 有效的 抗干擾措施 ，使用正確 的 組 件 的 類型和參數(shù)， 以避免 串擾和誤差積累。每個部分的 設計 都 要 最大化的使 硬件電路 簡單 ， 選擇較高 集成度的 組 件， 讓 系統(tǒng) 具備良好的 抗干擾性能 和優(yōu)越的 穩(wěn)定性和可靠性。 (2)速度與精度： 在 誤差 允許極限 值 內 ， 根據(jù)相應的 規(guī)則 所需的 各個部 分 的 最大誤差， 在 系統(tǒng)設計過程中 ， 根據(jù) 使用的位數(shù)更高的 轉換芯片 來提高 轉換精度，選定最終的 電路結構。 (3)功耗以及數(shù)據(jù)存儲： LPC2124 最顯著的特征之一是本身擁有非常 低 的能耗 ，VDDCORE 工作 電流為 僅 30． 4mA，待機模式 下工作 電流 僅 為 3． 1mA， 它的 低速的時鐘操作模式和軟件功耗優(yōu)化能力 兩大優(yōu)點 ， 使它十分適應對 能耗敏感的場合。采用低功耗器件和貼片封裝元器件 ， 可有效降低功耗，減小 PCB面積，提高電路本身的抗干擾性能。 考慮到 數(shù)據(jù)的存儲 大小 和安全保 障 ，系統(tǒng)采用 的是用 32M 的NandFlash作為數(shù)據(jù) 跟 程序存儲區(qū) ，以確保高 容量 的 數(shù)據(jù)存儲。 [7] 南京工程學院畢業(yè)設計（論文） 第 12 頁 共 43 頁 系統(tǒng)的整體結 構 如圖 圖 系統(tǒng)硬件的整體結 構 系統(tǒng)主要 分為以下模塊： (1)CPU核心模塊： 通常 由 CPU和 外圍 設備構成 ，是 主要的 控制電路 系統(tǒng) 。 CPU采 用 的是 ATMEL公司 研發(fā)設計 的 ARM7， 能夠 對數(shù)據(jù)進行處理 、 存儲 、 通訊等 一系列的操作 。 (2)模擬電路：主要包 含 信號處理電路 跟 信號輸出電路 兩個模塊 。信號處理電路主要完成模擬 量 輸入信號的放大和濾波， 從而獲得在 模數(shù)轉換電路輸入范圍 之內 的數(shù)值。信號輸出電路 通過把經(jīng)過 算法 修改 后的數(shù)字量 變?yōu)閷?應的模擬信號 進行導出 ，完成 對被控 目標 的控制。 (3)存儲模塊： 一班 由 NorFlash、 SDRAM、 NandFlash三部分 構 成。其中 ， NorFlash用 于 啟動程序和系統(tǒng)內核 的存儲系統(tǒng) ； SDRAM 作為 操作系統(tǒng) 跟 應用程序的 工作 空間； NANDFlash用來保存 采集的數(shù)據(jù) 跟 應用程序。 基本硬件組成 時鐘電路 如圖 ， LPC2124芯片 的 振蕩器 的主要器件是 一個反相放大器， 從 XTAL1端輸入，從 XTAL2端 輸出， 電路 時鐘 能夠 由內部 設備 或 者 外 接設備 產(chǎn)生， 從 XTAL1南京工程學院畢業(yè)設計（論文） 第 13 頁 共 43 頁 和 XTAL2引腳上 連接某個 定時器件， 其 內 置的 振蕩電路就 能 產(chǎn)生 相應的 自激振蕩。該 系統(tǒng)的并聯(lián)諧振 電 路 采用 石英晶體和電容 器 。 電路的 晶振頻率選擇 的是， 電容 器 C C2 的電容 均 取值 30pF，電容的大小可頻率 進行 微調。 圖 時鐘電路 鍵盤輸入電路 如圖 ，在本系統(tǒng)中，采用獨立式鍵盤。 此 鍵盤 用來 設定控制系統(tǒng) 所需 值，這樣可以跟 系統(tǒng)的 實驗值進行 比較， 計算 誤差 和系統(tǒng) 誤差。第一個按鍵 的功能是 加 1，第二個按鍵 的功能是 減 1。 圖 鍵盤輸入電路 顯示電路 南京工程學院畢業(yè)設計（論文） 第 14 頁 共 43 頁 顯示電路采用 的是 LCD功能組件 （ LM016L）， 用來顯示 溫度測 量值 跟 設定值。顯示電路如圖 。 圖 顯示電路 溫度控制電路 本系統(tǒng)中控制核心電路（控制加熱絲加熱電路）采用由過零檢測晶閘管觸發(fā)器件 MOC3061 組成的觸發(fā)電路，次器件專門用于設計雙向晶閘管觸發(fā)器。 LED 工作時 發(fā)射紅外線 ，如果同時 過零電路檢測 到 輸出端的 工作 電壓 大于 零，光控雙向晶閘管觸發(fā)導通，否則管斷。圖 MOC3061組成的觸發(fā)電路。 [8] 圖 MOC3061組成的觸發(fā)電路 傳感器模 本設計采用的是 DS1820傳感器，如圖 。 剛研發(fā)的 “一線器件” 的特征南京工程學院畢業(yè)設計（論文） 第 15 頁 共 43 頁 是更加小巧 ，能在各種電壓下工作，成本更低。 DS1820 由 DALLAS 半導體公司 研發(fā)，是 數(shù)字化 的 溫度傳感 器，這是全球首個能夠 “一線總線” 的溫度傳感器。 “ 一線總線 ”具有特別 而且 便宜 的特點，使 得 用戶 能夠方便快捷 地 搭建一個 傳感器網(wǎng)絡，從而誕生了一個新的概念 —— 測量系統(tǒng)的構建 。 經(jīng)過 “一線總線 ”的 最開始的發(fā)展后， 用于 溫度 傳感的 技術 因 DS1820有了卓越的發(fā)展 。 圖 DS1820結構框圖 DS1820 盡管能夠方便 測 ，測量的溫度也很精確，連接到其他器件上也很方便，需要的連接 口線少，但 仍然存在以下需要注意的問題