098 32位微处理器（ARM）的原理及应用样本
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本设计包含内容：毕业论文
论文大概：
 
 

 

 

 

本科生毕业论文（设计）

 

论文（设计）题目  32位微处理器（ARM）的原理及应用
The principle and application of the ARM

 

目     录

摘要………….……………………………………………………………..4

Abstract………….………………………………………………………..5

第一章  引言………………………………………………………………6
1.1  ARM概述……………………………………………………………6
1.2  ARM的应用前景……………………………………………………..6
第二章 S3C44B0X结构、特性…………………………………………….8
 2.1 S3C44BOX结构概述…………………………………………….…….8
2.2 S3C44BOX系统功能…………………………………………………..9
第三章 基于S3C44B0X的嵌入式硬件平台体系结构…………………..11
3.1结构框图……………………………………………………………11
3.2存储系统的特征…………………………………………………….12
3.3系统的初始化程序…………………………………………………..12
3.4实验系统的存储空间分配……………………………………………13
第四章  基于S3C44B0X试验板开发软件的使用………………………14
第五章  嵌入式操作系统的初步学习和移植………………………….21
5.1 UC/OS简介…………………………………………………………21
5.2 UC/OS内核功能简述……………………………………………….. 22
5.3 UC/OS－II在ARM7上的移植……………………………………………… 23
第六章  32位单片机（ARM）初步应用………………………………..24
6.1 液晶显示器概述…………………………………………………………… 24
6.2 LRH9J515XA STN/BW液晶显示器…………………………………….24
6.3 S3C44BOX LCD控制器……………………………………………… 24
6.4 液晶显示显示软件设计……………………………………………..25
6.5 电阻伏安特性测绘的硬件设计………………………………………25

第七章  总结…………………………………………………………… 27

参考文献…………………………………………………………….……27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

摘要
随着社会的日益信息化,计算机和网络已经全面渗透到日常生活的每一个角落。在我们的生活当中,出现的越来越多的电子产品也飞快地更新换代。作为众多电子产品核心,嵌入式处理器飞速地发展着。作为32位单片机最典型代表ARM以及被广泛地应用到通讯产品、安全产品、汽车、网络应用等总多领域。本文从ARM的发展历史,发展前景讲起,介绍了ARM7核的通性和S3C44BOX的特性。然后学习了基于S3C44BOX开发平台的软件调试,学习了相关器件如LED、液晶屏等的应用。同时,做了相关应用的研究。

关键词：ARM,S3C44BOX,液晶屏

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1.1 Abstract

Along with social increasingly the information turns, the computer and network have seeped through each a corner of the daily life completely.In our life , more and more electronic products that in our life also renews very quickly. As the core of numerous electronicses products, the embedded microcontroller uint develop quickly  .The ARM,as the most typical model representative of 32-bit single chip microcomputer,  is applied to the much more  realm just like communication product, safe product, car, network and so on.This text develops from the ARM development history   to future and then introduces the universality of ARM7 core and the characteristic of the S3C44BOX .Then  I studied the software according to the S3C44BOX chip.Also I studied the related machine just like LED, LCD  etc..At the same time,I studid the applications about the chip.

Keywords：ARM, S3C44BOX,LCD

 

 

 

 

 

 

第一章  引言
32位嵌入式处理器,也就是ARM,在功能上虽然是8位单片机的延续和升级,但在芯片的硬件设计、程序编制上与后者有非常大的区别。虽然我们在课堂上对51系列单片机有较为深入的学习,具备了嵌入式微处理器的基本知识,在ARM的学习和研究上有一定的基础,可在后来的学习研究当中仍旧碰到了很大的困难。最后在王老师、戴老师的指导下,并在同课题同学的互相交流下完成了这篇论文,有一定的成果,但也存在着不少问题。试叙如下。
ARM即Advanced RISC Machines的缩写1985年4月26日,第一个ARM原型在英国剑桥的Acorn计算机有限公司诞生,由美国加州San Jose VLSI技术公司制造。20世纪80年代后期,ARM很快开发成Acorn的台式机产品,形成英国的计算机教育基础。
ARM公司是1990年成立的设计公司。ARM公司虽然只成立20多年,但在1999年因移动电话火爆市场,其32位RISC处理器占市场份额超过了50%,成为业界龙头老大。2001年初,ARM公司的32位RISC处理器市场占有率超过了75%,引起业界的极大关注。ARM公司是知识产权供应商,是设计公司。ARM公司本身不生产芯片,靠转让设计许可,由合作伙伴公司来生产各具特色的芯片。
ARM公司商业模式的强大之处在于其价格合理,全世界范围有超过100个合作伙伴--包括半导体工业的著名公司。ARM公司专注于设计,其内核耗电少、成本低、功能强,特有16/32位双指令集。ARM已成为移动通信、手持计算、多媒体数字消费等嵌入式解决方案的RISC标准。
1.1 ARM概述
ARM处理器的3大特点如下：小体积、低功耗、成本低、高性能；16位/32位双指令集；全球众多的合作伙伴。当前ARM体系结构的扩充包括：Thumb:16位指令集,用以改善代码密度；DSP：用于DSP应用的算术运算指令集；Jazeller：允许直接执行Java安节码的扩充。ARM处理器系列提供的解决方案包括：在无线、消费电子和图像应用方面的开放平台；存储、自动化、工业和网络应用的嵌入式实时系统；智能卡和SIM卡的安全应用。
ARM处理器本身是32位设计,但也配备16位指令集,以允许软件编码为更短的16位指令。与等价的32代码相比,占用的存储器空间节省高达35%,然而保留了32位系统所有的优势。ARM还提供了两个前沿特性——嵌入式ICE—RT逻辑和嵌入式跟踪宏核系列,用以辅助带深嵌入式处理器核的、高集成的SOC器件的调试。ARM业界领先的跟踪解决方案——嵌入式跟踪宏单元（ETM,Embeddeb Trace Macrocell）,被设计成驻留在ARM处理器上,用以监控内部总线,并能以核速度无妨碍地跟踪指令和数据的访问。
ARM处理器当前有5个产品系列：ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10和SecurCore。进一步的产品来自于合作伙伴,例如Intel Xccale微体系结构和StrongARM产品。ARM7、ARM9、ARM9E和ARM10是4个通用处理器系列。每个系列提供一套特定的性能来满足设计者对功耗、性能、和体积的需求。Secur Core是第5个产品系列,是专门为安全设备而设计的。性能高达1200MIPS（Xscale微体系结构）,功耗测量为μW/MHz,并且所有体系结构兼容。
1.2 ARM的应用前景
ARM是一种高性能的微处理器,具体来说它的应用前景有：
①．无线设备
超过85%的无线设备（手机等）都采用了ARM技术,在向3G升级的过程中,ARM也地位稳固。在PDA一类的无线设备中,ARM针对视频流进行了优化,并获得广泛的支持。
②．蓝牙技术
ARM已经为蓝牙的推广做好了准备,有20多家公司的元器件产品采用了ARM技术,如爱立信、朗讯、阿尔卡特、菲利浦等。
③．联网
随着宽带接入时常的成长,采用ARM技术的ADSL芯片组正在获得竞争优势。
④．消费电子
这是增长迅速的市场。ARM技术在数字音频播放器、数字机顶盒和游戏机等应用广泛。
⑤．汽车
汽车上使用的ARM正在进行设计中,包括驾驶、安全和车载娱乐等各种功能在内的设备有可能采用五、六个ARM微处理器统一实现。
⑥．海量存储设备
采用ARM技术的存储产品包括硬盘系列、微型闪存卡和可读写光盘等,已经投入生产,并且将会有更加先进的产品。
⑦．成像
包括ARM技术的相机和打印机
⑧．安全产品
在GSM和3G手机中的32位SIM智能卡。
由于ARM有如此多的用途和优点,所以学习研究ARM具有非常重要意义。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4、 译项目生成初始化目标代码（放在Flash中）
现在选择菜单build或者点击快捷图标就可以编译代码,点击Force build之后就生成了二进制目标代码（*.bin）,这可以在项目文件夹下面找到。在主程序窗口下面的信息框可以看到编译的情况,包括警告和错误信息,最终代码生成的情况等等；
5、 ARM板硬件准备
首先当然是板子加电,电源指示灯亮了；内部一对一、一头公一头母的并口延长线分别连接PC机并行口和JTAG下载板,JTAG下载板通过扁平排线连接ARM板。
这里面要注意一个复位问题,S3C44B0X有两个复位引脚,其中nRESET是CPU复位引脚,nTRST是JTAG单元复位引脚,一般的S3C44B0X系统都有一个跳线,用短路块将两个复位端连在一起,这样一按复位按键,两个复位引脚都复位了。而JTAG下载板上面也有一个跳线,这个跳线是JTAG单元复位引脚。
在烧写Flash的时候,PC机会通过JTAG下载板上的那个跳线来复位ARM板的JTAG单元,
所以应该用短路块将JTAG下载板上的跳线短路,而ARM板上的跳线（连接nRESET和nTRST）的则不应该短路；

6、 改SDT2.51设置以生成SDRAM代码
一般硬件Debug都要在SDRAM中运行,所以需要定位生成的目标代码在SDRAM地址空间。
就这块板子而言,SDRAM的片选引脚接在nSCS0上面,它的地址从0X0C000000开始,所有要把目标程序定位在这里。
如前面所说步骤,先单击一下主程序窗口ROM下的Debug,然后点击菜单中的set,在弹出的窗口中选择点击Entry And Base,在Read－only下面的框里面输入0X0c000000（程序空间）,在Read－write下面的框里面输入0X0c5f0000（这是数据空间）,确认即可：
 

7、 启JTAG.exe后台运行并进行Debug设置
双击JTAG.exe,它就在后台运行了。使用这种方式仿真,还要进行一些设置才行。点击Debug菜单或者快捷图标,出现ARM Debugger程序窗口,然后选择菜单Options下面的Config Debugger：

弹出如下窗口：
    
在Target Environment下面选择Remote_A,然后点击Configure：

在Heartbeat前面打勾,在Ethernet后面输入你的计算机IP地址并确认。这里面肯定要你机子上面装有网卡,而且IP地址要指定了,如果是自动分配IP的话,就不太方便了,每次都要查找自己机子的IP。
9、装载目标代码到ARM板
如果是第一次设置Debugger,确认以后,系统就会自动装载代码到ARM板上,可以点击Reload图标重新转载代码。如果代码很大的话,时间会稍长一点,可能要几十秒,一般几秒就搞定,出现如下窗口：

 

 

 
现在按F8就可以单步仿真了,可以看到绿色的图标一步一步向下走。如果程序一单步就跑飞,可能就是硬件问题了,检查时钟电路,电源滤波是否良好？建议时钟倍频不用太高,这样有时候可能会出问题,经验不足往往找不到问题所在,费时费力打击了自己。如果时钟输入是8MHz的话,二倍频将主频定在16MHz,这样调试起来可能麻烦少
一点。汇编程序走完,就要进入C代码了,下面是从汇编到C的入口：
 
按F8就进入C代码仿真了,界面如下：
 
如果单步仿真的话,是可以看到JTAG.exe程序窗口上面的数据通讯过程,每一步都有相应的输出信息,一个典型的信息窗口如下：