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正文內(nèi)容

tcpip與rs232協(xié)議轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)硬件-資料下載頁(yè)

2024-11-16 17:10本頁(yè)面

【導(dǎo)讀】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,協(xié)議的串口/以太網(wǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的開(kāi)發(fā)。該設(shè)備支持服務(wù)器和客戶機(jī)模式,為傳。統(tǒng)串口設(shè)備通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議接入Inter提供了一種低成本解決方案。本文主要描述了單串口以太網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)RS232串口數(shù)據(jù)流的收/發(fā)控制,端口流的透明轉(zhuǎn)換。KeywordsSerialport;Ether;S3C44BOX;RTL8019AS;TCP/IP;

  

【正文】 檢測(cè)和資源分配后,將硬盤MBR中的Boot Loader讀到系統(tǒng)的RAM中,然后將控制權(quán)交給OS Boot Loader。Boot Loader的主要運(yùn)行任務(wù)就是將內(nèi)核映象從硬盤上讀到RAM中,然后跳轉(zhuǎn)到內(nèi)核的入口點(diǎn)去運(yùn)行,也即開(kāi)始啟動(dòng)操作系統(tǒng)。本系統(tǒng)所使用的Boot Loader是存儲(chǔ)在系統(tǒng)非易失性存儲(chǔ)器中,在系統(tǒng)上電后執(zhí)行系統(tǒng)初始化的啟動(dòng)代碼。Boot Loader的作用主要是完成用戶程序在編譯后下載到目標(biāo)板上運(yùn)行時(shí),首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)器的映射并建立調(diào)試環(huán)境,然后通過(guò)ADS(或SDT)調(diào)試環(huán)境下載,顯然,這個(gè)過(guò)程對(duì)普通用戶來(lái)說(shuō)顯得特別煩瑣,然而,要在裸板(沒(méi)有任何程序的系統(tǒng)板)上調(diào)試運(yùn)行程序,也只能采用這種方法。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(guò)程屏蔽起來(lái),讓用戶通過(guò)一些簡(jiǎn)單的操作,就可完成程序的下載、調(diào)試等工作。在嵌入式系統(tǒng)中,通過(guò)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。事實(shí)上,一個(gè)功能完善的Boot Loader已經(jīng)相當(dāng)于一個(gè)微型的操作系統(tǒng)了。 Boot Loader作為系統(tǒng)復(fù)位或上電后首先運(yùn)行的代碼,一般應(yīng)寫入Flash存儲(chǔ)器中并從起始物理地址0x0開(kāi)始。Boot Loader根據(jù)實(shí)際的功能不同,其復(fù)雜程度也各不相同。一個(gè)簡(jiǎn)單的Boot Loader程序可以僅僅完成串行口的初始化,并進(jìn)行通信,而功能完善的 Boot Loader可以支持比較復(fù)雜的命令集,對(duì)系統(tǒng)的軟硬件資源進(jìn)行合理的配置與管理。因此,用戶可根據(jù)自身的需求實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。簡(jiǎn)單地說(shuō),Boot Loader 就是在操作系統(tǒng)內(nèi)核運(yùn)行之前運(yùn)行的一段小程序。通過(guò)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。武漢工業(yè)學(xué)院 2020 畢業(yè)論文第 22 頁(yè) 共 28 頁(yè) 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。由于本系統(tǒng)的電路是參考杭州立宇泰電子有限公司的ARMSYSC開(kāi)發(fā)板設(shè)計(jì)完成的,所以可以直接使用其公司提供的Boot Leader和開(kāi)發(fā)工具。先插上立宇泰公司的ARMSYSC開(kāi)發(fā)板的JTAG調(diào)試仿真接口(此時(shí)需要斷電進(jìn)行插拔) ,使用fluted工具先燒寫一個(gè)ledtest程序,電路板上的四個(gè)LED都能電亮,但是沒(méi)有閃動(dòng),現(xiàn)在還確定S3C44B0X已經(jīng)正常工作,F(xiàn)LASH是可以進(jìn)行擦除和燒寫的。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(kāi)fluted工具就軟件就自動(dòng)關(guān)閉,無(wú)法完成程序的燒寫。到杭州立宇泰的官方網(wǎng)站上查閱了相關(guān)的資料,都沒(méi)有涉及到這方面的,仔細(xì)閱讀了杭州立宇泰ARMSYSC開(kāi)發(fā)板提供的ADS開(kāi)發(fā)資料,作用是將調(diào)試器ADW發(fā)送到網(wǎng)上的調(diào)試信息攔截并轉(zhuǎn)換為發(fā)送到并口的JTAG信號(hào)。在使用ADW進(jìn)行仿真調(diào)試時(shí)或者燒錄flash時(shí),是需要運(yùn)行這個(gè)程序的。根據(jù)立宇泰公司資料上的步驟安,現(xiàn)在就可以直接使用fluted 工具在空板上燒寫B(tài)oot Loader。現(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。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。打開(kāi)超級(jí)終端,設(shè)置為COM1并且波特率為115200bit/s,復(fù)位后超級(jí)終端顯示:OEM name : HangZhou LiYuTai elec. Function : ARMSys39。s BootLoader for Linux Email : UART fig: ,8Bit,NP,UART0 武漢工業(yè)學(xué)院 2020 畢業(yè)論文第 23 頁(yè) 共 28 頁(yè)using USB : Yes Nandflash : None Initializing system... ... code to SDRAM. code to SDRAM amp。 Nandflash. flashROM. code from flashROM to SDRAM. at specify address. code in Nandflash. uClinux. Nandflash. hardware說(shuō)明Boot Loader 已經(jīng)燒入到FLASH中,系統(tǒng)也可以正常工作。打開(kāi)ADS開(kāi)發(fā)環(huán)境,將編寫好的串口程序?qū)氲絊DRAM中。,ARM處理器在復(fù)位時(shí),從0x00 地址處開(kāi)始取值運(yùn)行。由于C 語(yǔ)言程序的運(yùn)行需要具備一定的條件,例如分配好的外部數(shù)據(jù)空間、堆??臻g和中斷入口等。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(yǔ)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)。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(méi)有找到執(zhí)行的程序。關(guān)閉ADS編程環(huán)境,重新啟動(dòng)后ADS,系統(tǒng)可以自動(dòng)加載程序,說(shuō)明電路板工作正常,可以自動(dòng)初始化SDRAM。 接口電路調(diào)試啟動(dòng)ADS,將編寫完畢的串口通信程序?qū)?。由于在ARM板上的串口直接引出來(lái),所以將ARM板上的串口通過(guò)一個(gè)RS232轉(zhuǎn)接板插到電腦串口上,打開(kāi)串口精靈并運(yùn)行程序,可以看到從串口程序發(fā)送出來(lái)的數(shù)據(jù)。使用超級(jí)中斷的Xmodem工具將立宇泰自帶的uClinux通過(guò)串口下載到SDRAM中,燒寫完畢后,可以和立宇泰公司的ARMSYSC一樣,完成uClinux的內(nèi)核啟動(dòng)的初始化,到此說(shuō)明系統(tǒng)最小系統(tǒng)已經(jīng)可以正常工作,也可以進(jìn)行程序調(diào)試。武漢工業(yè)學(xué)院 2020 畢業(yè)論文第 24 頁(yè) 共 28 頁(yè)仔細(xì)查看程序,排除程序出錯(cuò)的可能性之后,估計(jì)可能是硬件連接錯(cuò)誤。上網(wǎng)查閱相關(guān)文章和電路后,發(fā)覺(jué)自己在設(shè)計(jì)電路板時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)手冊(cè)理解錯(cuò)誤,將CPU的發(fā)送TXD和接收RXD連接反了。用刀片劃開(kāi)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(shuō)明起工作已經(jīng)正常。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。在測(cè)試過(guò)程中也遇到很多困難,好在有同學(xué)的幫助和老師的指導(dǎo),困難都很快解決。武漢工業(yè)學(xué)院 2020 畢業(yè)論文第 25 頁(yè) 共 28 頁(yè)五 總 結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)基本完成了預(yù)先設(shè)定的指標(biāo),通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì),讓我系統(tǒng)的了解了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般流程和注意事項(xiàng),系統(tǒng)也基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。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(méi)能做出樣機(jī),在功能上也比較單一,沒(méi)能完成最初的全部設(shè)計(jì)設(shè)想。但是通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)也讓自己在硬件設(shè)計(jì)和硬件調(diào)試上有了提高,熟練掌握了 PROTEL 的使用和 S3C44B0X 及各種相關(guān)芯片的知識(shí)。本次設(shè)計(jì)主要是參考杭州立宇泰電子有限公司的 ARMSYSC 開(kāi)發(fā)板設(shè)計(jì)完成的,主要的創(chuàng)新點(diǎn)在:一,進(jìn)一步簡(jiǎn)化了原理電路的設(shè)計(jì),芯片的選取都是高度集成的,大大節(jié)約了成本。二,我們?cè)O(shè)計(jì)的主要是單串口以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換接口的開(kāi)發(fā),在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,我們?yōu)榉奖愣啻谵D(zhuǎn)換接口,采用串口擴(kuò)展芯片 GM8123,從于可以更大地降低成本,使開(kāi)發(fā)到應(yīng)用有更大價(jià)值。此為本文拓展的方向。武漢工業(yè)學(xué)院 2020 畢業(yè)論文第 26 頁(yè) 共 28 頁(yè) 六 致 謝在設(shè)計(jì)和論文成文的過(guò)程中,得到孫江波老師和楊昌老師的大力支持和幫助,正是他們的關(guān)心和理解幫助,才得以順利完成,在此表示深深感謝!我的宿友黎勝龍同學(xué)和張超同學(xué)也給予了大力的支持和幫助,在此也表示深深感謝!對(duì)各參考文獻(xiàn)的作者也一并表示感謝!武漢工業(yè)學(xué)院 2020 畢業(yè)論文第 27 頁(yè) 共 28 頁(yè)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(yè) 共 28 頁(yè)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(kāi)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(kāi)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。孫玉芳等譯 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 20209. ARM 公司 ARM Architecture Reference Manual. 202010. 袁勤勇等譯 嵌入式系統(tǒng)構(gòu)件 北京:機(jī)械工業(yè)出版社 202011. 精英科技 串行端口大全 北京:中國(guó)電力出版社 202012. (美)Gilbert Held 數(shù)據(jù)通信 北京:人民郵電出版社 202013. 李肇慶. 串行端口技術(shù) 北京:國(guó)防工業(yè)出版社 202014. 范逸之 RS232/485 串行通信 北京:清華大學(xué)出版社 202015. 田學(xué)鋒,周予濱 計(jì)算機(jī)通信與 RS232 接口實(shí)用指南 北京:電子工業(yè)出版社 199
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