ARM课程设计

课程设计

课程设计名称:嵌入式系统课程设计

专业班级

学生姓名:

学号:

指导教师:

课程设计时间: 2012-12-16～2012-12-23

电子信息科学与技术专业课程设计任务书

说明:本表由指导教师填写,由教研室主任审核后下达给选题学生,装订在设计(论文)首页

前言

近年来,随着计算机技术及集成电路技术的发展,嵌入式技术日渐普及,在通讯、网络、工控、医疗、电子等领域发挥着越来越重要的作用。嵌入式系统无疑成为当前最热门最有发展前途的IT应用领域之一。

液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点,在袖珍式仪表与低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用。通过显示器同步显示元器件的状态可以更深刻地理解控制的原理。

通过Proteus模拟ARM7芯片设计,可以增强我们的自学能力与思考能力,掌握科学研究的方法,提高信息检索的能力以及获取与时俱进知识的能力。同时,使我们深刻学习了ARM 的相关知识,增强对实际电路的感性认识,提高了分析问题,处理问题的能力。

运用Keil编译C语言,连接生成Hex文件与Axf文件。使用PROTEUS 7、8SP2仿真,选用ARM7 LPC2106 芯片与LCD1602,导入Hex或文件,然后进行软件仿真调试。

1、系统设计

1、1涉及的软硬件简介

设计中软件主要用到了模型仿真软件Proteus与编译套件RVDS(RealView Development Suite),硬件主要采用了NXP公司的LPC2106微控制器。

1.1.1 Proteus 7、8简介

Proteus软件就是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。它就是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus就是世界上著名的EDA 工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB 设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。就是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件与虚拟模型仿真软件三合一的设计平台,其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086与MSP430等。在编译方面,它也支持IAR、Keil与MPLAB等多种编译器。

在Proteus绘制好原理图后,调入已编译好的目标代码文件:*、hex(或者*、axf),可以在Proteus的原理图中瞧到模拟的实物运行状态与过程。Proteus不仅可将许多单片机实例功能形象化,也可将许多单片机实例运行过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果,后者则就是实物演示实验难以达到的效果。它的元器件、连接线路等却与传统的单片机实验硬件高度对应。这在相当程度上替代了传统的单片机实验教学的功能,例:元器件选择、电路连接、电路检测、电路修改、软件调试、运行结果等。

1.1.2 RVDS简介

RealView Development Suite(RVDS)就是ARM公司继SDT与ADS1、2之后主推的新一代开发工具。RVDS集成的RVCT就是业内公认的能够支持所有ARM处理器,并提供最好的执行性能的编译器。RealView Developer Suite 支持所有 ARM 系列核心,并与众多第三方实时操作系统及工具商合作简化开发流程。

RVDS包含有四个模块:

(1)IDE:RVDS中集成了Eclipse IDE,用于代码的编辑与管理。支持语句高亮与多颜色显

示,以工程的方式管理代码,支持第三方Eclipse功能插件。

(2)RVCT:RVCT就是业界最优秀的编译器,支持全系列的ARM与XSCALE架构,支持汇编、C

与C++。

(3)RVD:就是RVDS中的调试软件,功能强大,支持Flash烧写与多核调试,支持多种调试手

段,快速错误定位。

(4)RVISS:就是指令集仿真器,支持外设虚拟,可以使软件开发与硬件开发同步进行,同

时可以分析代码性能,加快软件开发速度。

RVDS具有代码小执行效率高、支持Linux操作系统、调试功能强大、可虚拟外设等优点,同时还具有内容丰富的在线文档。

1.1.3 芯片LPC2106简介

LPC2106/2105/2104 包含一个支持仿真的ARM7TDMI-S CPU、与片内存储器控制器接口的ARM7 局部总线、与中断控制器接口的AMBA高性能总线(AHB)与连接片内外设功能的VLSI外设总线(VPB ,ARMAMBA 总线的兼容超集)。LPC2106/2105/2104 将ARM7TDMI-S配置为小端(little-endian )字节顺序。

AHB外设分配了2M 字节的地址范围,它位于 4G字节ARM存储器空间的最顶端。每个 AHB 外设都分配了16k 字节的地址空间。LPC2106/2105/2104 的外设功能(中断控制器除外)都连接到VPB 总线。AHB到VPB 的桥接将VPB 总线与AHB总线相连。VPB 外设也分配了2M 字节的地址范围,从3、5GB 地址点开始。每个VPB 外设在VPB 地址空间内都分配了16k 字节地址空间。

它拥有以下特性:

◆ARM7TDMI-S处理器

◆128k字节片内Flash程序存储器,具有ISP 与IAP 功能。

◆Flash编程时间:1ms 可编程512 字节,扇区擦除或整片擦除只需400ms 。

◆64/32/16K 字节静态RAM(LPC2106/2105/2104)

◆向量中断控制器

◆仿真跟踪模块,支持实时跟踪

◆RealMonitor模块支持实时调试

◆标准ARM测试/ 调试接口,兼容现有工具

◆极小封装:TQFP48 (7×7mm2)

◆双UART,其中一个带有完全的调制解调器接口

◆I2C 串行接口

◆SPI 串行接口

◆两个定时器,分别具有4 路捕获/ 比较通道

◆多达6 路输出的PWM 单元

◆实时时钟

◆瞧门狗定时器

◆通用I/O 口

◆CPU 操作频率可达60MHz

◆双电源

－CPU 操作电压范围:1、65V~1、95V(1、8V ±8、3%)

－I/O 电压范围:3、0V~3、6V(3、3V ±10%)

◆两个低功耗模式:空闲与掉电

◆通过外部中断将处理器从掉电模式中唤醒

◆外设功能可单独使能/ 禁止,实现功耗最优化

◆片内晶振的操作频率范围:10MHz~25MHz

◆片内PLL 允许CPU 以最大速度运行,可以在超过整个晶振操作频率范围的情况