1、嵌入式系統設計與應用綜合實驗題 目 基于arm9的led跑馬燈設計小組成員 王堅孫海濤吳燁學 號 20131325001 20131325003 20131325009學 院信息與控制專 業信息工程（系統工程方向） 指導教師孫偉二0六年五月二十九日摘要錯誤!未定義書簽。一、設計內容錯誤!未定義書簽。1.1設計任務錯誤!未定義書簽。1.2設計目的錯誤!未定義書簽。1.3設計要求錯誤!未定義書簽。二、設計方案錯誤!未定義書簽。2.1系統組成錯誤!未定義書簽。2.2系統工作原理錯誤!未定義書簽。三、硬件設計錯誤!未定義書簽。3.1設計思路錯誤!未定義書簽。3.2系統電路設計錯誤!未定義書簽。叫、軟件

2、設計錯誤!未定義書簽。4.1設計思路錯誤!未定義書簽。4.2程序清單錯誤!未定義書簽。五、實驗調試及結果錯誤!未定義書簽。5.1硬件連接錯誤!未定義書簽。5.2 usb驅動安裝錯誤!未定義書簽。5.3并口驅動安裝錯誤!未定義書簽。5.4 dnw配置錯誤!未定義書簽。5.5 ads1.2集成開發環境的使用錯誤!未定義書簽。5.6系統調試和測試錯誤!未定義書簽。5.6.1調試環境錯誤!未定義書簽。5.6.2硬件調試錯誤!未定義書簽。5.7實驗效果圖錯誤!未定義書簽。六、課程設計總結15七、參考文獻15題目作者南京信息工程大學信息與控制學院，南京210044摘要：隨著嵌入式技術的飛速發展，嵌入式系統

3、已經在各個領域有廣泛的應用。本設計 采用嵌入式arm9模塊化設計實現led跑馬燈。通過fl2440開發板、jtag調試板、pc機相 連接構成硬件系統，使用軟件codewarrior ide、axd debugger經過一系列的設置建立ads 開發環境來編寫和調試led跑馬燈程序，最終生成二進制文件，燒寫到fl2440的hash中， 實現對開發板上發光二極管led的跑馬燈控制。關鍵詞：arm9, fl2440開發板，ads開發環境titleauthorsschool of information and control，nanjing university of information scie

4、nce andtechnology，nanjing 210044abstract： with the rapid development of embedded technology, embedded system has in various fields have a wide range of applications. this design adopts modularization design of embedded arm9 led marquee. through f!2440 development board, jtag debug board, pc connecte

5、d to constitute a system of hardware, using software of codewarrior ide，axd debuggerafter a series of settings set up ads development environment to write and debug led marquee procedures，and ultimately generate binary file，burn wrote f!2440 flash to achieve the development board on light emitting d

6、iode led marquee control.keywords： arm9, f!2440 development board，ads development environment一、設計內容1.1設計任務本課程設計是基于arm9的led跑馬燈設計，木課程設計的基木任務，是著重提商學 生在嵌入式系統開發方面的實踐技能，樹立嚴謹的科學作風，培養學生綜合運用理論知識解 決實際悶題的能力。學生通過電路設計、程序調試、整理資料等環節，熟悉ads開發環境 和在arm裸機環境下的c語言編程，掌握s3c2440a內部相關寄存器的操作方法，最終實 現對外部設備的控制。1.2設計目的(1) 注重培養綜合運

7、用所學知識、獨立分析和解決實際問題的能力，培養創新意識和 創新能力，并獲得科學研究的基礎訓練。(2) 了解所選擇的arm芯片各個引腳功能，工作方式，計數/定時，1/0門，中斷等 的相關原理，并鞏同學習嵌入式的相關a容知識。(3) 通過軟硬件設計實現利用arm芯片對led跑馬燈的顯示。1.3設計要求通過綜合實驗各環節的實踐，應使學生達到如下要求：(1) 初步掌握電子電路分析和設計的基本方法。(a) 先分析fl2440開發板的原理圖；(b) 選擇元器件，安裝電路，獨立進行試驗，并通過調試改進方案；(c) 分析實驗結果，寫出設計總結報告。(2) 培養一定自學能力和獨立分析問題、解決問題能力。包括：(

8、a) 學會自己分析跑馬燈、找山解決問題的方法；(b) 對設計中遇到的問題，能獨立思考，查閱資料，尋找答案。(c) 掌握一些測試電路的基本方法，實驗屮出現一般故障，能通過“分析、觀察、判 斷、試驗、再判斷”的基本方法獨立解決；(d) 能對實驗結果進行分析和評價。(3) 掌握安裝、布線、調試等基本技能，鞏固常用儀器的正確使用方法。(4) 通過嚴格的科學訓練和工程設計實踐，樹立嚴肅認真、一絲不茍、實事求是的科學作 風，并培養學生具有一定的生產觀點、經濟觀點、全而觀點及團結協作的精神。二、設計方案2.1系統組成2.1.1系統結構系統由fl2440開發板、串口線、jtag板及并口連接線以及pc （硬件）

9、和ads開發環 境和各種驅動程序，如圖2.1和圖2.2所示。力降低開發難度，方便二次開發，系統采用核心板加底板的設計方案，核心板和底板之間 通過連接器相連。這樣可以在核心板不變動的情況下，更改底板的功能組成，以適用不同的功 能。同時,由于核心板采用多層pcb板設計，而底板采用雙層板即可，從而大大的降低了系統 的成本。軟件在ads中直接生成bin文件，然后通過串口線燒寫到芯片中。lcd»q苷典格口usb 格口卜rt枏口sdramflashs3c2440圖2.1系統結構圖jt a0lcdlcdcont.dmau6b hom contexlmamhand crnknd f im booll

10、oac«ra h 8 sus0uscont.*oty.d*coc<rtew« cont.canmmyy cont. sram?nor.sora».1<3=0lart0.1. 2usbo»vc«sovmmcrtctire-bus cont ar010r.d*c02*<=><=>adc閣2.2 s3c2440結構框圖2.2系統工作原理2.2.1系統實現原理從電路圖上我們可以看到，發光二極管led的一端連接到了 arm的gpio,另一端 經過一個限流電阻接電源vcc。當gpio 口為低電平時，led兩端產生電壓降，

11、這時led有 電流通過并發光。反之當gpio為高電平時，led將熄滅。注意亮滅之間要有一定的延時, 以便人眼能夠區分出來。2.2.2 gpio擴展口引腳及定義擴展口共30針，其中有2路sh接u、1路uc接li、4路ad（另外4路通過con5 出），其他為10 口。gpe11gpe13gpg3/eint11gpg6/eint14gpg11/eint19gpb9gpb5gpb8nrst0ut/gpa21ainoain2snto/gpfoe1nt3/gpf3dcsdaw33v127_34><5678><_ 9 _10 ><1112 _>1314><

12、;1516<1718)1920)_2122<2324><2526 <2728$(29 _30)/j9dpin30gpe12gpg2/eint10gpg5/eint13gpg7/eint15gpbo/toutogpb1/t0ut1gpb6gpb10gpb7ain1ain3eint2/gpf2nt4/gpf4ncsdgnd圖2.3 gpio擴展口引腳布局表2.1 gpio擴展口引腳及功能引腳功能引腳功能1gpe112gpe123gpe134gpg2/eint105gpg3/eint116gpg5/eint137gpg6/eint148gpg7/eint159gpg11

13、/eint1910gpg15/eint2311gpg13/eint2112gpg14/eint2213gpb514gpb615gpb816gpb1017nrstout/gpa2118gpb719aino20ain121ain222ain323einto/gpfo24eint2/gpf225eint3/gpf326eint4/gpf427iicsda28iicscl29vdd33v3()gnd實驗相應奇存器:registeraddressr/wdescriptionreset valuegpbcon0x56000010r/wconfigures the pins of port b0x0gpbd

14、at0x56000014r/wthu data rwyistw fur purt buridttf.gpbup0x56000018r/wpulkip disable register for port b0x0rosorvod0x5600001c端口數據寄存器:gpbdatbitdescriptiongp 利 10:0|10:01when the port is conficured as input port, the corresponding bi： is the pin state. when the port is configured as output port, the pin

15、 state is :he same as the corresponding bit. when the portis configured as finctional pin. the undefined value w" be read.端11上拉電阻時能寄存器:gpbupbitdescriptiongpb10:0(10:010: the pdl up function attached to to the corresponding port pin is enamad.1: the pull up function is disabled.端口配賈奇存器:pbconbitd

16、escriptiongpb1021:20)00 input 10»iixdreq001 output11 «reservedgpb919:1800= input10 = nxdack001s11=output =rhserv©dgpb17:16)00 = inpa10 = nxdreq10111= qrtput =reservedgpb715:1400 蓽 input 10-iixdacki0111 output rodoi vedgpb613:12|00= inpir10 = nxbreq0111=qitpiit =reservedgpb511:1000: in

17、put10 = nxback0111= qrtput s reservedgpb4p:8】00 » input 10-tclk 0)0111 output =reservedgpb3(7:6100= input10 = tout30111=output =reservedgpb215：400= inpu10 = tout20111= qrtput =reservedgpb1p:200 input 10®tout10111 output =ruservodgpb01:0】00s input10 = tout00111=output =reserved三、硬件設計3. 1設計思

18、路1. 將jtag調試板25針接口與pc的并口相連，右邊20針接口需要通過排線連接到開 發板的jtag接口（在串口 0附近）；2. 將申口線的一端插在pc的串口上，另一端插在開發板的como上。打幵dnw.exe 軟件，給開發板上電。使bootloader停在菜單處（在系統引導時按空格鍵）。3. 打開軟件 ads code warrior，新建工程led.mcp，并添加兩個程序文件led.c 和init.s（匯編文件）。4. 對工程文件進行相應設賈（參考開發板準備實驗1.7節）5. 編譯該工程，成功后將生成映像文件led.axf。打開axd,裝載映像文件led.axf。6. 運行程序，觀察結果

19、。25試板20 como:板圖3.1硬件連接圖3.2系統電路設計圖3.2連線圖軟件設計4.1設計思路罔4.1程序流程圖4.2程序清單led.c/*本實驗接口說明gpb5 ledogpb6 led1gpb8 led2gpb10 led3*/*-地址聲明*/#define gpbcon (volatile unsigned *)0x56000010) define gpbdat (volatile unsigned *)0x56000014) #define gpbup (*(volatile unsigned *)0x56000018) #define uchar unsigned char#d

20、efine uint unsigned int定義全局変y:函數盧明void delay(int x);/*/函數名稱：delay功能描述：延時函數傳參： intx返回值：無*/void delay(int x)int k,j;while(x)for (k=o;k<=oxff;k+)for(j=0;j<=0xffy+);x-;函數名稱：ledmain功能描述：入口程序初始化后，進入跑馬燈死循環傳參：無返m值：int 0int ledmain(void)gpbcon = 0xldd7fc; / gpb5,gpb6,gpb8,gpb 10 設置為輸出 gpbdat = (1 «

21、;5)|(1 «6)|(1 «8)|(l«10);"使 led 全滅gpbdat&=oxffe;/關閉蜂鳴器gpbup = 0x00;while (1)/ 死循環gpbdat =(1 «5); /ledo 亮 delay(500);gpbdat =(1 «6); /led 1 亮 delay(500);gpbd at =(1«8); /led2 亮 delay(500);gpbdat=(1«1o); /led3 亮 delay(500);return 0;inits (匯編文件)area |data|,co

22、de,readonlyentryldrrl 3 =0x1000import ledmainb ledmainend五、實驗調試及結果5.1硬件連接1. 將電源模塊的連接線插在幵發板左上角的黑色電源插孔內；2. 串口線應連接在開發板右上角的como 口（當前默認，也可以修改），另一端與 計算機的串口相連；3. jtag板左邊25針接口應接連接到pc機的并口上，而右邊20針接口需要通過排線連接到開發板的jtag接口。5. 2 usb驅動安裝1. 用串門線連接好開發板（默認用串口0）和pc機。打開dnw進行相應配置，開發板 上電，待bootloader啟動之后使其停在菜單處（在系統引導并讀秒時按冋車

23、鍵）。2. 用usb線將pc機和幵發板的usb device口相連，此時pc機系統會提示發現新硬 件，t面按提示安裝usb驅動。3. 好usb驅動后可以看到在設備管理器巾的“通川串行總線控制器”下多了 “sec soctest board ” 一項，到此usb驅動就安裝好了。重啟開發板，停在菜單處吋，dnw的標題欄會提示：【usb:ok】。5.3并口驅動安裝1. 將光盤中“fl2440windows下驅動giveio”文件夾中的“giveio.sys”拷貝到 windows的系統驅動目錄下（例如：c:winntsystem32drivers”）；2. 在windows的“控制面板”中選擇“添加

24、硬件”；3. 選擇“添加新的硬件設備”點擊“下一步”；4. 選擇“安裝我手動從列表選擇的硬件”，點擊“下一步”；5. 選擇“端口”，點擊“下一步”；6. 選擇“從磁盤安裝”；在“廠商文件復制來源”中選擇光盤中giveio.inf所在的目 錄，點擊“確定”接下來的步驟一直選擇“下一步，”最后giveio將成功安裝到系統中。5.4 dnw配置1. 打開dnw.exe軟件，在第一個下拉菜單（serial port）屮選擇connect,此時在軟件的標題欄會s示com1，115200bps】；2. 點擊configuration，會彈出如下對話框，在這里可以選擇波特率和串口；3. download a

25、ddress'地址要選擇0x30800000（此參數為下載到內存的地址： 0x300000000x34000000，bootloader用了0x30200000之前的內存地址，注意不要與之沖突）；4. 插好usb,給板子上電，在com1后邊會跟著顯示usb:ok，若沒有顯示可將usb重 新插拔。（前提是pc機己安裝usb驅動程序）。此時就可以利川boot程序來進行串口或usb 下載了。5.5 ads1.2集成開發環境的使用1. 使用ads創建工程2. 編譯和鏈接工程3. linker 設置5.6系統調試和測試5.6.1調試環境pcb板制作好后，進行系統調試需要進行硬件調試和軟件調試兩個過程。其屮，硬件調試 需要使用示波器、萬用表、穩壓電源等工具;軟件調試則使用sjf2440軟件或h-jtag軟件燒 寫系統引導程序和測試程序。焊接pcb時應首先焊接電源模塊，14有在電源模塊測試正常時 冰能焊接其它的模塊，否則在通電測試時會損壞其它模塊的芯片;另外，在進行測試時還要注 意避免人為造成的短路現象。5.6.2硬件調試(1) 加電前的檢查:加電調試之前要對照電路原理圖和實際線路進行檢杏，看pcb板是否 有短路、斷路情況，看在元器件焊裝過程中是否有錯裝、短路、錯接、多接、少接等現象;川 萬用表檢測焊接和接插件是否良好;各