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，在袖珍式仪表和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和思考能力，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文件和Axf文件。使用PROTEUS 仿真,选用ARM7 LPC2106 芯片和LCD1602，导入Hex或文件，然后进行软件仿真调试。

1.系统设计

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和编译套件RVDS（RealView Development Suite），硬件主要采用了NXP公司的LPC2106微控制器。

1.1.1 Proteus 简介

Proteus软件是英国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。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件

和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和MSP430等。在编译方面，它也支持IAR、Keil和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的原理图中看到模拟的实物运行状态和过程。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

和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）是ARM公司继SDT与之后主推的新一代开发工具。RVDS集成的RVCT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，用于代码的编辑和管理。支持语句高亮和多

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是业界最优秀的编译器，支持全系列的ARM和XSCALE架构，支持汇编、

C和C++。

(3)RVD：是RVDS中的调试软件，功能强大，支持Flash烧写和多核调试，支持多种

调试手段，快速错误定位。

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

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）和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 和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

看门狗定时器

通用I/O 口

CPU 操作频率可达60MHz

双电源

－CPU 操作电压范围：~ ±%)

－I/O 电压范围：~ ±10%)

两个低功耗模式：空闲和掉电

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