嵌入式系统技术与设计 第6章S3C2410系统接口操作原理及实验.ppt
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1、嵌入式系统技术与设计第第6章章S3C2410系统接口系统接口操作原理及实验操作原理及实验ARMARM体系结构的特点体系结构的特点6.1ARMARM处理器工作模式处理器工作模式6.2寄存器组织寄存器组织6.3流流 水水 线线6.4ARMARM存储系统存储系统6.5异异 常常6.6ARMARM处理器的寻址方式处理器的寻址方式6.7ARMARM处理器的指令集处理器的指令集6.8ARMARM处理器的指令集处理器的指令集6.9 在第在第5 5章接口电路的基础上,本章讲解该章接口电路的基础上,本章讲解该系统的各接口原理,并辅以实验代码加以说明。系统的各接口原理,并辅以实验代码加以说明。通过本章,读者能掌握
2、通过本章,读者能掌握S3C2410S3C2410处理器的常用处理器的常用接口开发。接口开发。本章主要内容:本章主要内容:(1 1)I/OI/O接口实验接口实验(2 2)串口通信实验)串口通信实验(3 3)中断实验)中断实验(4 4)键盘控制实验)键盘控制实验(5 5)实时时钟实验)实时时钟实验(6 6)看门狗实验)看门狗实验(7 7)串行通信实验)串行通信实验(8 8)A/DA/D转换实验转换实验(9 9)Nand FlashNand Flash读写实验读写实验 6.1 I/O6.1 I/O接口实验接口实验 ARMARM内核采用内核采用RISCRISC体系结构。体系结构。RISCRISC技术的
3、技术的主要特点参见主要特点参见1.31.3节。节。ARMARM体系结构的主要特征如下(在本书的体系结构的主要特征如下(在本书的后续章节中将对这些特征做详细讲解):后续章节中将对这些特征做详细讲解):(1 1)大量的寄存器,它们都可以用于多)大量的寄存器,它们都可以用于多种用途;种用途;(2 2)Load/StoreLoad/Store体系结构;体系结构;(3 3)每条指令都条件执行;)每条指令都条件执行;(4 4)多寄存器的)多寄存器的Load/StoreLoad/Store指令;指令;(1 1)掌握)掌握S3C2410XS3C2410X芯片的芯片的I/OI/O控制寄存器控制寄存器的配置。的配
4、置。(2 2)通过实验掌握)通过实验掌握ARMARM芯片使用芯片使用I/OI/O端口端口控制控制LEDLED显示。显示。(3 3)了解)了解ARMARM芯片中复用芯片中复用I/OI/O接口的使用接口的使用方法。方法。6.1.1 实验目的实验目的 (1 1)硬件:)硬件:EmbestEmbest ARM ARM教学实验系统、教学实验系统、ULINK USB-JTAGULINK USB-JTAG仿真器套件、仿真器套件、PCPC机。机。(2 2)软件:)软件:MDKMDK集成开发环境,集成开发环境,Windows Windows 98/2000/NT/XP98/2000/NT/XP。6.1.2 实验
5、设备实验设备 编写程序,控制实验平台的发光二极管编写程序,控制实验平台的发光二极管LED1LED1、LED2LED2、LED3LED3、LED4LED4,使它们有规律地点,使它们有规律地点亮和熄灭,具体顺序如下:亮和熄灭,具体顺序如下:LED1LED1亮亮LED2LED2亮亮LED3LED3亮亮LED4LED4亮亮LED1LED1灭灭LED2LED2灭灭LED3LED3灭灭LED4LED4灭灭全亮全亮全灭,如此反复。全灭,如此反复。6.1.3 实验内容实验内容 S3C2410XS3C2410X芯片上共有芯片上共有7171个多功能的输入个多功能的输入/输出引脚,它们分为输出引脚,它们分为7 7组
6、组I/OI/O端口:端口:(1 1)1 1个个2323位的输出端口(端口位的输出端口(端口A A)。)。(2 2)2 2个个1111位的输入位的输入/输出端口(端口输出端口(端口B B、H H)。)。(3 3)4 4个个1616位的输入位的输入/输出端口(端口输出端口(端口C C、D D、E E、G G)。)。(4 4)1 1个个8 8位的输入位的输入/输出端口(端口输出端口(端口F F)。)。6.1.4 实验原理实验原理 在运行程序之前必须对每个用到的引脚功在运行程序之前必须对每个用到的引脚功能进行设置,如果某些引脚的复用功能没有使能进行设置,如果某些引脚的复用功能没有使用,可以先将该引脚设
7、置为用,可以先将该引脚设置为I/OI/O端口。端口。(1 1)端口控制寄存器()端口控制寄存器(GPACON-GPHCONGPACON-GPHCON)。(2 2)端口数据寄存器()端口数据寄存器(GPADAT-GPHDATGPADAT-GPHDAT)。)。(3 3)端口上拉寄存器()端口上拉寄存器(GPBUP-GPHUPGPBUP-GPHUP)。)。(4 4)外部中断控制寄存器()外部中断控制寄存器(EXTINTNEXTINTN)。)。1 1S3C2410X I/OS3C2410X I/O口常用的控制寄存器口常用的控制寄存器表表表表6-16-1端口端口端口端口F F控制寄存器控制寄存器控制寄存
8、器控制寄存器寄存器地址读/写描述复位值GPFCON0 x56000050R/W端口F配置寄存器0 x0GPFDAT0 x56000054R/W端口F数据寄存器未定义GPFUP0 x56000058R/W端口F上拉控制寄存器0 x0Reserved0 x5600005C保留未定义表表表表6-26-2GPFCONGPFCON寄存器寄存器寄存器寄存器GPFCON位描述GPF715:1400=Input01=Output10=EINT711=ReservedGPF613:1200=Input01=Output10=EINT611=ReservedGPF511:1000=Input01=Output10
9、=EINT511=ReservedGPF49:800=Input01=Output10=EINT411=ReservedGPF37:600=Input01=Output10=EINT311=ReservedGPF25:400=Input01=Output10=EINT211=ReservedGPF13:200=Input01=Output10=EINT111=ReservedGPF01:000=Input01=Output10=EINT011=Reserved表表表表6-36-3GPFDATGPFDAT寄存器寄存器寄存器寄存器GPFDAT位描述GPF7:07:0当端口被配置成输入时,外部数据可
10、以从对应的端口中读出;当端口被配置成输出时,写入该寄存器的数据会被送到对应的引脚上;当端口被配置成功能脚时,此寄存器未定义表表表表6-46-4GPFUPGPFUP寄存器寄存器寄存器寄存器GPFUP位描述GPF7:07:00:使能对应引脚的上拉功能1:对应引脚的上拉功能无效2 2电路设计电路设计图图图图6-1LED6-1LED接接接接线线线线原理原理原理原理图图图图1 1准备实验环境准备实验环境2 2串口接收设置串口接收设置3 3打开实验例程打开实验例程4 4观察实验结果观察实验结果6.1.5 实验操作步骤实验操作步骤6.2 6.2 串口通信实验串口通信实验 (1 1)了解)了解S3C2410X
11、S3C2410X处理器的处理器的UARTUART相关控相关控制寄存器的使用。制寄存器的使用。(2 2)熟悉)熟悉ARMARM处理器系统硬件电路中处理器系统硬件电路中UARTUART接口的设计方法。接口的设计方法。(3 3)掌握)掌握ARMARM处理器串行通信的软件编程处理器串行通信的软件编程方法。方法。6.2.1 实验目的实验目的 (1 1)硬件:)硬件:EmbestEmbest EduKitEduKit-实验平台、实验平台、ULINK2ULINK2仿真器套件、仿真器套件、PCPC机。机。(2 2)软件:)软件:MDKMDK集成开发环境、集成开发环境、Windows Windows 98/20
12、00/NT/XP98/2000/NT/XP。6.2.2 实验设备实验设备(1 1)编写)编写S3C2410XS3C2410X处理器的串口通信程序。处理器的串口通信程序。(2 2)监视串行口)监视串行口UART0UART0动作。动作。(3 3)将从)将从UART0UART0接收到的字符串回送显示。接收到的字符串回送显示。6.2.3 实验内容实验内容1 1S3C2410XS3C2410X串行通信(串行通信(UARTUART)单元)单元2 2波特率的产生波特率的产生3 3UARTUART通信操作通信操作6.2.4 实验原理实验原理(1 1)UARTUART行控制寄存器行控制寄存器ULCONnULCO
13、Nn(2 2)UARTUART控制寄存器控制寄存器UCONnUCONn4 4UARTUART控制寄存器控制寄存器表表表表6-56-5UCONnUCONn的含的含的含的含义义义义UCONn位描述初始值ClockSelection100:PLK做比特率发生1:ULK做比特率发生0TxInterruptType90:Tx中断脉冲触发1:Tx中断电平触发0RxInterruptType80:Rx中断脉冲触发1:Rx中断电平触发0RxTimeOutEnable70:接收超时中断不允许1:接收超时中断允许0RxErrorStatusInterruptEnable60:不产生接收错误中断1:产生接收错误中断
14、0LoopbackMode50:正常模式1:发送直接传给接收方式(Loopback)0Reserved40:正常模式发送1:发送间断信号0TransmitMode3:2发送模式选择00:不允许发送01:中断或查询模式10:DMA0请求(UART0)DMA3请求(UART2)11:DMA1请求(UART1)00ReceiveMode1:0接收模式选择00:不允许接收01:中断或查询模式10:DMA0请求(UART0)DMA3请求(UART2)11:DMA1请求(UART1)00 (3 3)UART MODEMUART MODEM控制寄存器控制寄存器UMCONn(nUMCONn(n=0 0或或1)
15、1)表表表表6-66-6UMCONn位描述初始值Reserved7:5保留,必须全为000AutoFlowControl(AFC)40:不允许使用AFC模式1:允许使用AFC模式0Reserved3:1保留,必须全为000RequesttoSend00:不激活nRTS1:激活nRTS0(4 4)发送寄存器)发送寄存器UTXHUTXH和接收寄存器和接收寄存器URXHURXH(5 5)波特率分频寄存器)波特率分频寄存器UBRDIVUBRDIV5 5UARTUART初始化代码初始化代码6 6RS232RS232接口电路接口电路图图图图6-2UART06-2UART0与与与与S3C2410S3C241
16、0的的的的连连连连接接接接图图图图6.2.5 实验操作步骤实验操作步骤1 1准备实验环境准备实验环境 (1 1)把光盘)把光盘CodeChapter6CodeChapter6文件夹的内容文件夹的内容复制到主机(如果已经复制,跳过该操复制到主机(如果已经复制,跳过该操 作);作);(2 2)使用)使用EduKitEduKit-目标板附带的串口线目标板附带的串口线连接目标板上连接目标板上UART0UART0和和PCPC机串口机串口COMxCOMx,并连接,并连接好好ULINK2ULINK2仿真器套件。仿真器套件。在在PC PC 机上运行机上运行WindowsWindows自带的超级终端串自带的超级
17、终端串口通信程序(波特率为口通信程序(波特率为115115200Bd200Bd、1 1位停止位停止位、无校验位、无硬件流控制)如图位、无校验位、无硬件流控制)如图6-36-3所示;所示;或者使用其他串口通信程序。或者使用其他串口通信程序。2 2串口接收设置串口接收设置3 3打开实验例程打开实验例程4 4观察实验结果观察实验结果图图图图6-36-3EmbestEmbestARMARM教学系教学系教学系教学系统统统统超超超超级终级终级终级终端配置端配置端配置端配置 6.3 6.3 中中 断断 实实 验验6.3.1 实验目的实验目的 (1 1)通过实验掌握)通过实验掌握S3C2410XS3C2410
18、X的中断控制的中断控制寄存器的使用。寄存器的使用。(2 2)通过实验掌握)通过实验掌握S3C2410XS3C2410X处理器的中处理器的中断响应过程。断响应过程。(3 3)通过实验掌握不同中断触发方式下)通过实验掌握不同中断触发方式下中断产生的过程。中断产生的过程。(4 4)通过实验掌握)通过实验掌握ARMARM处理器的中断方式处理器的中断方式和中断处理过程。和中断处理过程。(5 5)通过实验掌握)通过实验掌握ARMARM处理器中断处理的处理器中断处理的软件编程方法。软件编程方法。(1 1)硬件:)硬件:EmbestEmbest EduKitEduKit-实验平台、实验平台、ULINK2ULI
19、NK2仿真器套件、仿真器套件、PCPC机。机。(2 2)软件:)软件:Vision IDEVision IDE、Windows Windows 98/2000/NT/XP98/2000/NT/XP。6.3.2 实验设备实验设备 编写中断服务程序,实现下列功能。编写中断服务程序,实现下列功能。(1 1)通过)通过UART0UART0选择中断触发方式,使能选择中断触发方式,使能外部中断外部中断EINT0EINT0、EINT11EINT11。(2 2)在不同的中断触发方式下,使用)在不同的中断触发方式下,使用EmbestEmbest EduKitEduKit-实验平台的按钮实验平台的按钮SB1202
20、SB1202触发触发EINT0EINT0,同时在超级终端的主窗口中显示外部,同时在超级终端的主窗口中显示外部中断号。中断号。(3 3)在不同的中断触发方式下,使用)在不同的中断触发方式下,使用EmbestEmbest EduKitEduKit-实验平台的按钮实验平台的按钮SB1203SB1203触发触发EINT11EINT11,同时在超级终端的主窗口中显示外部,同时在超级终端的主窗口中显示外部中断号。中断号。6.3.3 实验内容实验内容6.3.4 实验原理实验原理1 1S3C2410XS3C2410X的中断的中断图图图图6-4S3C2410X6-4S3C2410X的中断控制器的中断控制器的中断
21、控制器的中断控制器(1 1)程序状态寄存器的)程序状态寄存器的F F位和位和I I位。位。(2 2)中断模式()中断模式(INTMODINTMOD)。)。(3 3)中断挂起寄存器()中断挂起寄存器(INTPNDINTPND)。)。(4 4)中断屏蔽寄存器()中断屏蔽寄存器(INTMSKINTMSK)。)。2 2S3C2410XS3C2410X的中断控制的中断控制3 3S3C2410XS3C2410X的中断源的中断源表表表表6-76-7S3C2410XS3C2410X的中断源的中断源的中断源的中断源中断源描述中断仲裁组INT_ADCADCEOCandTouchinterrupt(INT_ADC/
22、INT_TC)ARB5INT_RTCRTCalarminterruptARB5INT_SPI1SPI1interruptARB5INT_UART0UART0Interrupt(ERR、RXDandTXD)ARB5INT_IICIICinterruptARB4INT_USBHUSBHostinterruptARB4INT_USBDUSBDeviceinterruptARB4ReservedReservedARB4INT_UART1UART1Interrupt(ERR、RXDandTXD)ARB4INT_SPI0SPI0interruptARB4INT_SDISDIinterruptARB3INT
23、_DMA3DMAchannel3interruptARB3INT_DMA2DMAchannel2interruptARB3INT_DMA1DMAchannel1interruptARB3INT_DMA0DMAchannel0interruptARB3INT_LCDLCDinterrupt(INT_FrSynandINT_FiCnt)ARB3中断源描述中断仲裁组INT_UART2UART2Interrupt(ERR、RXDandTXD)ARB2INT_TIMER4Timer4interruptARB2INT_TIMER3Timer3interruptARB2INT_TIMER2Timer2int
24、erruptARB2INT_TIMER1Timer1interruptARB2INT_TIMER0Timer0interruptARB2INT_WDTWatch-DogtimerinterruptARB1INT_TICKRTCTimetickinterruptARB1nBATT_FLTBatteryFaultinterruptARB1ReservedReservedARB1EINT8_23Externalinterrupt823ARB1EINT4_7Externalinterrupt47ARB1EINT3Externalinterrupt3ARB0EINT2Externalinterrupt2
25、ARB0EINT1Externalinterrupt1ARB0EINT0Externalinterrupt0ARB0(1 1)源挂起寄存器()源挂起寄存器(SRCPNDSRCPND)。)。4 4S3C2410XS3C2410X的中断控制寄存器的中断控制寄存器表表表表6-86-8SRCPNDSRCPND描述描述描述描述寄存器地址读/写描述复位值SRCPND0 x4A000000R/W0中断没有发出请求1中断源发出中断请求0 x00000000(2 2)中断模式寄存器()中断模式寄存器(INTMODINTMOD)。)。表表表表6-96-9INTMODINTMOD描述描述描述描述寄存器地址读/写描述
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