嵌入式系統(tǒng)結(jié)課設(shè)計(jì)(論文)-在線瀏覽
2024-08-06 15:18本頁面
【正文】 特定用戶群設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中。國際上大的硬件廠商幾乎都有自己的嵌入式處理器，從低端的51單片機(jī)到現(xiàn)在廣泛使用的ARM、MIPS、PowerPC、MC6800等。二、嵌入式外圍設(shè)備嵌入式外圍設(shè)備是指在一個嵌入式系統(tǒng)中，除了嵌入式處理器以外用于完成存儲、通信、調(diào)試、顯示等輔助功能的其他部件。其中，F(xiàn)lash具有可擦寫次數(shù)多、存儲速度快、容量大及價格低等優(yōu)點(diǎn)而在嵌入式領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。(3)人機(jī)交互：LCD顯示器、鍵盤和觸摸屏等人機(jī)交互設(shè)備。四、嵌入式應(yīng)用軟件嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用軟件是針對特定的實(shí)際專業(yè)領(lǐng)域，基于相應(yīng)的嵌入式硬件平臺，并能完成用戶預(yù)期任務(wù)的計(jì)算機(jī)軟件。有些應(yīng)用軟件需要嵌入式操作系統(tǒng)的支持，但在簡單的應(yīng)用場合下也可以不需要專門的操作系統(tǒng)。2 Xscale上位計(jì)算機(jī)本文中研究的運(yùn)動控制系統(tǒng)將用作移動機(jī)器人的開發(fā)平臺，要求能有精確的運(yùn)動控制。所以設(shè)計(jì)中的運(yùn)動控制系統(tǒng)采用直流伺服電機(jī)。系統(tǒng)中由處理能力強(qiáng)大的Xscale架構(gòu)處理器PXA255構(gòu)成上位計(jì)算機(jī)，AT89S52作為主處理器和伺服控制芯片LM629構(gòu)成下位機(jī)，以串行方式通訊。如下圖3所示。具有8位分辨率的PWM輸出、內(nèi)部梯形速度圖發(fā)生器，可以進(jìn)行位置和速度控制。此系統(tǒng)有位置和速度兩種控制模式，集成度高，需要外圍部件少，易于調(diào)試，簡化了高精度的運(yùn)動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 光電編碼器信號輸入下位運(yùn)動控制單元Intel Xscale 上位計(jì)算機(jī)電機(jī)LM629伺服控制LMD18200功率驅(qū)動圖2 Xscale上位計(jì)算機(jī)Xscale架構(gòu)微處理器是基于ARM V5TE體系結(jié)構(gòu)的解決方案，是一款全性能、高性價比、低功耗的處理器架構(gòu)。Xscale架構(gòu)處理器是Intel目前主要推廣的一款A(yù)RM微處理器。圖4所示為PXA255的處理器結(jié)構(gòu)圖。PXA255還具有豐富的擴(kuò)展接口，除了SDRAM、DRAM和Flash等系統(tǒng)存儲器接口外，還可支持PCMCIA、Compact Flash、MMC／SD Card擴(kuò)展卡，UART、Blue Tooth、IC、SSP、USB Slave等串行接口以及大量的GPIO接口。為了以后系統(tǒng)開發(fā)的方便，需要進(jìn)行Boot Loader(啟動加載器)的移植，這里選用源代碼開放的UBoot作為Boot Loader進(jìn)行移植。存儲器：SDRAM 64MByte，總線速度100MHz；Intel NOR FLASH 32MByte。輸入設(shè)備：4個可編程按鍵；4線制電阻式觸摸屏接口；SPI接口，可擴(kuò)展鍵盤。通訊接口：10／100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口一個；IRDA紅外接口一個，支持SIR和FIR；標(biāo)準(zhǔn)RS232接口一個，支持完全的控制信號；標(biāo)準(zhǔn)UART接口一個，可支持高速藍(lán)牙傳輸；USB DEVICE接口一個。擴(kuò)展卡槽：CF卡插座一個，支持存儲卡，WLAN，MODEM，ETHERNET；SD卡插座一個，支持存儲卡；其他：4個可編程IO口；4個10bitADC接口；1個PWM輸出口；FlashSDRAMCS8900以太網(wǎng)控制RJ45鍵盤觸摸屏ADS7843PXA255232串行口總線驅(qū)動CF16通道DMA控制器USBHOSTTFTLCDLCD信號線圖3 PXA255的處理器結(jié)構(gòu)圖3 Linux的設(shè)備驅(qū)動程序進(jìn)行嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)，很大的工作量是為各種設(shè)備編寫驅(qū)動程序，除非系統(tǒng)不使用操作系統(tǒng)，程序直接操縱硬件。Linux中設(shè)備被抽象出來，所有設(shè)備都被看成文件。用戶進(jìn)程通過文件系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)接口訪問設(shè)備驅(qū)動程序。Linux系統(tǒng)把設(shè)備分成3種類型：字符型設(shè)備，塊設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)沒備。塊設(shè)備讀寫以塊為單位，存取時有緩存支持以提高效率。塊設(shè)備主要包括硬盤、軟盤、CDROM等，一個系統(tǒng)要安裝操作系統(tǒng)必須使用塊設(shè)備。Linux的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要基于BSD Unix的socket機(jī)制。系統(tǒng)里支持對發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的緩存，提供流量控制機(jī)制和對多種協(xié)議的支持。這些特性包括；(1)讀寫幾乎所有設(shè)備都有輸入和輸出。 (2)中斷中斷在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)中有重要的地位。(3)時鐘在實(shí)現(xiàn)驅(qū)動程序時，很多地方會用到時鐘。操作系統(tǒng)應(yīng)為驅(qū)動程序提供定時機(jī)制，一般是在預(yù)定的時間過了以后回調(diào)注冊的時鐘函數(shù)。如果該設(shè)備正常，則對這個設(shè)備及其相關(guān)的設(shè)備驅(qū)動程序需要的軟件狀態(tài)進(jìn)行初始化。 (2) 服務(wù)與I/O請求的子程序，又稱為驅(qū)動程序的上半部分。這部分程序在執(zhí)行時，系統(tǒng)仍認(rèn)為是與進(jìn)行調(diào)用的進(jìn)程屬于同一個進(jìn)程，只是由用戶態(tài)變成了核心態(tài)，具有進(jìn)行此系統(tǒng)調(diào)用的用戶程序的運(yùn)行環(huán)境，因而可以在其中調(diào)用一些與進(jìn)程運(yùn)行環(huán)境有關(guān)的函數(shù)。在Linux系統(tǒng)中，并不是直接從中斷向量
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