chap10基于arm微處理器的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-02-22 12:07 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 求 ?電源紋波和電路 干擾 的處理 ?在設(shè)計(jì) PCB時(shí)需要對(duì)模擬電源和數(shù)字電源進(jìn)行物理上的隔離 17 微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) S3C2440A最小硬件系統(tǒng)：時(shí)鐘模塊 時(shí)鐘模塊為系統(tǒng)提供同步工作信號(hào) ， 其穩(wěn)定性直接關(guān)系到系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性 。 在 ARM嵌入式系統(tǒng)中通常包括頻率較高的 系統(tǒng)主時(shí)鐘和頻率較低的 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 。 時(shí)鐘經(jīng)內(nèi)部鎖相環(huán)后得到四組時(shí)鐘信號(hào)： ?FCLK： ARM920T內(nèi)核 ?HCLK： AHB總線 、 存儲(chǔ)器控制器 、 中斷控制器 、 LCD控制器 、 DMA控制器和 USB主機(jī)模塊 ?PCLK： 訪問 APB總線的外設(shè) ， 如 WDT， I2S， I2C， PWM定時(shí)器 ， MMC接口 ， ADC， UART， GPIO， RTC和 SPI等模塊 ?UCLK： USB模塊需要的 48 MHz時(shí)鐘 19 微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) S3C2440A最小硬件系統(tǒng)：復(fù)位模塊 系統(tǒng)上電復(fù)位 、 手動(dòng)復(fù)位和內(nèi)部復(fù)位 一般來說系統(tǒng)對(duì)外部復(fù)位信號(hào)波形有一定的要求 ， 若不能滿足要求 (例如持續(xù)時(shí)間過短 )， 則系統(tǒng)將不能正常工作 。 21 微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) ? 存儲(chǔ)器模塊為系統(tǒng)程序的保存和運(yùn)行提供空間 ， 在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要根據(jù)處理器的存儲(chǔ)器接口選擇合適的存儲(chǔ)器芯片 （ 存儲(chǔ)類型 、 容量 、 速度和接口類型 ） ? ARM最小系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器通常包括存放程序的 NAND Flash和用于程序運(yùn)行的 SDRAM。 ? 存儲(chǔ)器模塊通常掛接在 ARM芯片的 局部總線上 (外部三總線 )。 S3C2440A最小硬件系統(tǒng)：存儲(chǔ)器模塊 22 微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) “ Steppingstone” 為系統(tǒng)從外部 Flash存儲(chǔ)器引導(dǎo)提供支持 23 微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 使用 16位存儲(chǔ)芯片構(gòu)造 32位寬存儲(chǔ)器系統(tǒng) 24 微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) ARM微處理器一般都采用 JTAG作為基本調(diào)試接口 nTRST， TMS， TCK， TDI和 TDO S3C2440A最小硬件系統(tǒng)：調(diào)試接口 25 微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 人機(jī)交互接口 ? 人機(jī)交互接口主要用于人與設(shè)備之間的信息交換，通常包括用于信息輸入的鍵盤、觸摸屏，以及信息輸出的各類顯示 設(shè)備 。 ? 以 S3C2440A的相關(guān)接口為例介紹各類接口硬件 結(jié)構(gòu)與使用 ： ? 鍵盤與 LED接口 ? LCD顯示接口 ? 觸摸屏接口 26 微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 鍵盤與 LED接口 按鍵和 LED是最常用的兩種輸入輸出器件，使用它們可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的信號(hào)輸入和輸出，在嵌入式系統(tǒng)中有重要用途。 這類簡(jiǎn)單外設(shè)與處理器進(jìn)行連接時(shí)，通常有兩種方式：一是使用處理器的 GPIO直接控制 ，由處理器運(yùn)行相應(yīng)軟件來實(shí)現(xiàn)所需功能；二是使用 專用的控制芯片 來獲取按鍵信息以及驅(qū)動(dòng)顯示。 GPIO(General Purpose Input)可以實(shí)現(xiàn)任何一般用途的信號(hào)輸入 /輸出。 ARM處理器芯片的大部分引腳都可以通過設(shè)定相應(yīng)的控制寄存器實(shí)現(xiàn)基本的 GPIO功能，并可編程設(shè)置信號(hào)方向、電平上拉 /下拉等功能。 27 微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 在 S3C2440A中共有 130個(gè)多功能 I/O引腳，這些引腳除了可以作為某個(gè)特殊功能使用外，均可以配置成 GPIO模式，并分為以下八組： ? Port A(GPA)： 25個(gè)輸出端口 ? Port B(GPB)： 11個(gè)輸入 /輸出端口 ? Port C(GPC)： 16個(gè)輸入 /輸出端口 ? Port D(GPD)： 16個(gè)輸入 /輸出端口 ? Port E(GPE)： 16個(gè)輸入 /輸出端口 ? Port F(GPF)： 8個(gè)輸入 /輸出端口 ? Port G(GPG)： 16個(gè)輸入 /輸出端口 ? Port H(GPH)： 9個(gè)輸入 /輸出端口 ? Port J(GPJ)： 13個(gè)輸入 /輸出端口 GPIO 28 微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 例 ： 使用 S3C2440A的端口 G的第 4～ 7引腳驅(qū)動(dòng)四個(gè) LED，并點(diǎn)亮 GPG4引腳的LED。 29 微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) 每組 GPIO端口均有各自的寄存器組，主要包括端口配置寄存器（ GPxCON）、端口數(shù)據(jù)寄存器（GPxDAT）、端口上拉寄存器（ GPxUP） 。 寄存器名 地址 讀寫屬性 功能 復(fù)位值 GPGCON 0x56000060 可讀可寫 配置引腳功能為 輸入 /輸出 /其他 0x00 GPGDAT 0x56000064 可讀可寫 G端口數(shù)據(jù)寄存器 未定義 GPGUP 0x56000068 可讀可寫 上拉配置寄存器 低電平 0有效 0xFC00 30 微處理器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì) G端口共有 16個(gè) GPIO引腳，寄存器GPGCON寬度為 32位，每個(gè)引腳的功能各由 2位來選擇控制，第 4～７引腳的控制位如下： GPGCON 寄
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