基于ARM的串口通信系统的设计方案

目录

摘要 (1)

1 设计目的 (1)

2 设计要求 (1)

3 设计内容 (2)

3.1 S3C2410与串口通信概述 (2)

3.1.1S2C2410处理器概述 (2)

3.1.2串口通信 (3)

3.2方案设计 (4)

3.3电路设计 (4)

3.3.1 电源设计 (4)

3.3.2晶振电

5

3.3.3复位电路 (6)

3.3.5存储器设计 (6)

3.3.4JTAG接口 (6)

3.3.6串口电路 (7)

3.4软件设计 (8)

3.4.1 Boot loader 工作原理 (8)

3.4.2第一阶段 (9)

3.4.1第二阶段 (1)

总结与致谢 (11)

参考文献·············································································································

(12)

摘要

串口通信是目前单片机和 DSP 等嵌入式系统之间,以及嵌入式系统与 PC 机或无线模块之间的一种非常重要且普遍使用的通信方式。在嵌入式系统的硬件结构中,通常只有一个8位或 16位的 CPU, 不仅要完成主流程的工作, 同时还要处理随时发生的各种中断, 因而嵌入式系统中的串口通信程序设计与 PC 机有很大的不同。

串行端口的本质功能是作为 CPU 和串行设备间的编码转换器,一般微机内都配有通信适配器,使计算机能够与其他具有RS 232 串口的计算机或设备进行通信。

本系统中目标机开发板的内核采用的是三星的 S3C2410 ,工作非常可靠,可稳定运行在 203 MHz 的时钟频率下。其外设非常丰富,功能强大,完全可以满足设计需要。串口线采用常用的 RS 232 型接口模式,能实现计算机与开发板间的数据传输与控制。

关键词：ARM；串口通信；串行端口；RS 232

1设计目的

以嵌入式芯片S3C2410为核心的最小嵌入式系统构建方法，给出了S3C2410的复位电路、电源电路、存储器电路和串口电路等硬件组成。在ADS环境下自制的最小Boobt loader程序开发并调试。

2设计要求

串口通信是嵌入式设备必备的通信方式之一，选用ARM芯片和电平转换芯片完成出口通信的设计，并设计完整物理接口。

根据设计题目的要求，选择确定ARM芯片型号、电平转换芯片型号，完成系统硬件设计和程序设计。

3 设计内容

3.1 S3C2410与串口通信概述

3.1.1S3C2410处理器概述

S3C2410是Samsung公司基于A RM 920T内核的嵌入式微处理器.本文以S3C2410为核心，配置了最基本外围电路构成了最小的嵌入式系统，并在ADS上开发了启动程序，完成硬件初始化，配置运行环境，串日调试功能。

Samsung 公司推出的16/32位RISC处理器S3C2410A，为手持设备和一般类型应用提供了低价格、低功耗、高性能小型微控制器的解决方案。为了降低整个系统的成本，S3C2410A提供了以下丰富的内部设备：分开的16KB的指令Cache和16KB数据Cache，MMU虚拟存储器管理，LCD控制器（支持STN&TFT），支持NAND Flash系统引导，系统管理器（片选逻辑和SDRAM控制器），3通道UART，4通道DMA，4通道PWM定时器，I/O 端口，RTC，8通道10位ADC和触摸屏接口，IIC-BUS接口，IIC-BUS接口，USB主机，USB 设备，SD主卡&MMC卡接口，2通道的SPI以及内部PLL时钟倍频器。

S3C2410A采用了ARM920T内核，0.18um工艺的CMOS标准宏单元和存储器单元。它的低功耗、精简和出色的全静态设计特别适用于对成本和功耗敏感的应用。同样它还采用一种叫做Advanced Microcontroller Bus Architecture(AMBA)新型总线结构。

S3C2410A的显著特性是它的CPU核心，是一个由Advanced RISC Machines （ARM）有限公司设计的16/32位ARM920T RISC处理器。ARM920T实现了MMU，

16KB数据Cache，每个都是由8字长的行（line）构成。

通过提供一系列完整的系统外围设备，S3C2410A大大减少了整个系统的成本，消除了为系统配置额外器件的需要。本文档将介绍S3C2410A中集成的以下片上功能：

● 1.8V/2.0V内核供电，3.3V存储器供电，3.3V外部I/O供电；

●具备16KB的I-Cache和16KB的D-Cache/MMU；

●外部存储控制器（SDRAM 控制和片选逻辑）

●LCD 控制器（᳔大支持4K 色STN 和256K 色TFT）提供 1 通道LCD 专用DMA。

●4 通道DMA 并有外部请求引脚。

●3 通道UART(IrDA1.0,16 字节Tx FIFO，和16 字节Rx FIFO)/2 通道SPI

●1 通道多主IIC-BUS/1 通道IIS-BUS 控制器。

●兼容SD 主接口协议 1.0 版和MMC 卡协议 2.11 兼容版。

●2 端口USB 主机/1 端口USB 设备（1.1 版）

●4 通道PWM 定时器和 1 通道内部定时器

●看门狗定时器

●117 个通用I/O 口和24 通道外部中断源。

●功耗控制模式：具有普通，慢速，空闲和掉电模式。

●8 通道10 比特ADC 和触摸屏接口

●具有日历功能的RTC

●具有PLL 片上时钟发生器

3.1.1串口通信

串口通信的概念，即串口按位（bit）发送和接收字节

通信协议是指通信双方按照约定的数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤等规程来进行数据传输

本次采用异步通信，其特点是通信双方以一个字符(包括特定附加位)作为数据传输单位，且发送方传送字符的间隔时间是不定的。在传输一个字符时总是从起始位开始，以停止位结束。

如图1所示：