嵌入式大作业

嵌入式大作业

项目名称：交通指示灯系统设计班级：

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目录

一、前言 (3)

1.1、总体介绍 (3)

1.2、设计要求 (3)

二、设计原理 (3)

2.1、总体原理 (3)

2.2、芯片介绍 (4)

2.3、GPIO简介 (4)

2.4、寄存器介绍 (5)

三、设计步骤 (6)

3.1、整体程序框图 (6)

3.2、程序 (6)

3.3、硬件结构设计 (8)

四、现象结果及分析 (10)

五、设计体会 (11)

六、参考文献 (11)

一、前言

1.1、总体介绍

嵌入式系统（Embedded system），是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”，嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。与个人计算机这样的通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务，设计人员能够对它进行优化，减小尺寸降低成本。嵌入式系统通常进行大量生产，所以单个的成本节约，能够随着产量进行成百上千的放大。

随着移动设备的流行和发展，嵌入式系统已经成为一个热点。它并不是最近出现的新技术，只是随着微电子技术和计算机技术的发展，微控制芯片功能越来越大，而嵌入微控制芯片的设备和系统越来越多，从而使得这种技术越来越引人注目。它对软硬件的体积大小、成本、功耗和可靠性都提出了严格的要求。嵌入式系统的功能越来越强大，实现也越来越复杂，随之出现的就是可靠性大大降低。最近的一种趋势是一个功能强大的嵌入式系统通常需要一种操作系统来给予支持，这种操作系统是已经成熟并且稳定的，可以是嵌入式的Linux，WINCE等等。本文所要研究的就是基于ARM嵌入式系统的交通灯系统的设计与实现。

1.2、设计要求

（1）用S3C2410或者其他ARM芯片的GPIO设计相关电路

（2）设计相关的软件并注释

（3）实现十字路口2组红、绿交通灯交替显示。

二、设计原理

2.1、总体原理

一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成，嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心，由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成。执行装置也称为被控对象，它可以接受嵌入式计算机系统发出的控制命令，执行所规定的操作或任务。执行装置可以很简单，如手机上的一个微小型的电机，当手机处于震动接收状态时打开；也可以很复杂，如SONY智能机器狗，上面集成了多个微小型控制电机和多种传感器，从而可以执行各种复杂的动作和感受各种状态信息。

2.2、芯片介绍

·本设计中选用的是s3c2410芯片。该处理器是Samsung公司基于ARM公司的ARM920T处理器核，采用FBGA封装，0.18um制造工艺的32位微控制器。该处理器拥有：独立的16KB指令Cache和16KB 数据Cache，MMU，支持TFT的LCD控制器，NAND闪存控制器，3路UART，4路DMA，4路带PWM的Timer ，I/O口，RTC，8路10位ADC，Touch Screen接口，IIC-BUS 接口，IIS-BUS 接口，2个USB主机，1个USB设备，SD主机和MMC接口，2路SPI。S3C2410处理器最高可运行在203MHz。规格：核心板的尺寸仅相当于名片的2/3大小。开发商可以充分发挥想象力，设计制造出小体积，高性能的嵌入式应用产品。

·I/O端口控制寄存器位于s3c2410A内部，有117个多功能输入、输出端口引脚，分为如下八个端口：端口A（GPA）、端口B(GPB)、端口C(GPC)、端口D（GPD）、端口E（GPE）、端口F（GPF）、端口G（GPG）、端口H（GPH）。上述八个端口也称为通用输入输出端口GPIO。

2.3、 GPIO简介

GPIO是通用I/O端口。在嵌入式系统中，经常需要控制许多结构简单的外部设备或者电路，这些设备有的需要通过CPU控制，有的需要CPU提供输入信号。并且，许多设备或电路只要求有开/关两种状体就够了，比如LED的亮与灭。对这些设备的控制，使用传统的

串口或者并口就显得比较复杂，所以，在嵌入式微处理器上通常提供了一种“通用可编程I/O端口”，也就是GPIO。

2.4、寄存器介绍

与配置I/O口相关的寄存器包括：

端口控制寄存器（GPACON--GPHCON）

端口数据寄存器（GPADAT--GPHDAT）

端口上拉寄存器（GPBUP--GPHUP）

杂项控制寄存器以及外部中断控制寄存器（EXTINTN）

· GPBUP

此寄存器控制相关的引脚是否加上拉电阻（默认加）。

置1表示不加上拉电阻。

初始状态：0x0.

· GPXCON 寄存器

用于配置引脚功能。

PORT A 与 PORT B--PORT H/J 在功能选择上有所不同，GPACON 中每一位对应一根引脚，共 23 个引脚。当某位被设为 0 时候，相应引脚为输出引脚。此时我们可以在GPADAT 中相应的写入 1或者0 来让此引脚输出高电平或者低电平；当某位被设为1时，相应引脚为地址线或用于地址控制，此时GPADATA无用。

一般而言 GPACON 通常被设为 1 ，以便访问外部器件。

PORT B--PORT H/J

在寄存器操作方面完全相同，GPXCON 中每两位控制一根引脚，

00 输入 01 输出

10 特殊功能 11 保留不用

· GPXDAT 寄存器

GPxDAT用于读写引脚，当引脚被设为输入时候，读此寄存器可知道相应引脚的电平状态高还是低，当引脚被设为输出时候，写此寄存器的位，可令引脚输出高电平还是低电平。