嵌入式温度控制系统的设计.doc

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1、嵌入式温度控制系统的设计湖南工业大学课 程 设 计资 料 袋 电气与信息工程 学院（系、部） 2008 2009 学年第 2 学期 课程名称 嵌入式系统 指导教师 职称 学生姓名 专业班级 自061 学号 题 目 基于ARM微处理器和CLinux的嵌入式温度控制系统的设计 成 绩 起止日期 2009 年 5 月 25 日 2008 年 6 月 5 日目 录 清 单序号材 料 名 称资料数量备 注1课程设计任务书122课程设计说明书113课程设计图纸136张456 湖南工业大学课程设计任务书2008 2009 学年度第 2 学期 电气与信息工程 学院（系、部） 自动化 专业 061 班级课程名称

2、: 嵌入式系统课程设计 设计题目： 基于ARM微处理器和CLinux的嵌入式温度控制系统的设计 完成期限:自 2009 年 5 月 25 日至 2009 年 6 月 5 日共 2 周内容及任务设计一个基于ARM微处理器和CLinux的嵌入式温度控制系统,要求采用PID增量算法实现对电烤箱的温度控制，并且在达到温度控制要求的同时使用44小键盘和触摸屏作为输入，使用了LCD、串口、网口和音频等作为输出，使得系统具有友好的人机界面。系统工作的基本原理为：温度传感器把电烤箱的温度转换成电信号经过测量电路、滤波器和放大器，输入到ARM微处理器的A/D输入端口AIN。然后ARM微处理器执行PID控制程序，

3、根据从AIN输入的电压值，经过PID算法得出输出值。通过PWM脉宽可调功能,把控制量转换成占空比可调的脉宽，经过放大器和功率放大器后驱动电阻，达到控制功能。具体设计任务如下： （1）系统总体设计；（2)系统硬件电路的设计；（3）操作系统的移植；（4）系统应用软件的设计；（5）系统软件的调试。进度安排起止日期工作内容2008525课程设计任务讲解、Embest IDE的安装和使用；2008526；527系统总体设计；系统硬件电路的设计;2008528操作系统CLinux的安装和使用；2008629；6162操作系统的移植；系统应用软件的设计；20086364；65系统软件的调试；课程设计报告的撰

4、写.主要参考资料1卢灵，高岩基于S3C44B0X的温度控制系统J 微计算机信息，2006,22（052）:0113-01152姜京梅基于 ARM 微处理器和C/OS-II 实时操作系统的嵌入式数字温度计的设计D，长春：吉林大学，20043徐晶嵌入式温度实验系统的PID控制D南京：南京理工大学，20054马维华嵌入式系统原理与应用M北京邮电大学出版社，20065田泽嵌入式系统开发与应用M。 北京: 北京航空航天大学出版社，20056田泽嵌入式系统开发与应用实验教程M北京： 北京航空航天大学出版社,2004指导教师（签字）： 2009 年 5 月 20 日系（教研室）主任（签字）: 年 月 日3嵌

5、入式系统课程设计说明书基于ARM和CLinux的嵌入式温度控制系统的设计起止日期： 2009 年 5 月 25 日 至 2009 年 6 月 5 日学生姓名班级学号成绩指导教师（签字）电气与信息工程学院2009年6 月5日设计说明书的主要内容1课程设计目的2课程设计要求3系统总体设计4系统硬件电路的设计5操作系统的移植6系统应用软件的设计7系统软件的调试8课程设计收获和体会一、课程设计目的 所谓嵌入式系统,国内普遍认同的定义是：以应用为中心，以计算机为基础,软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。由于嵌入式系统具有体积小、性能好、功耗低、可靠性高以

6、及面向行业应用的突出特征,目前已广泛地应用于军事国防、消费电子、信息家电、网络通信、工业控制等领域，可以说嵌入式系统无所不在、无处不在。本课程设计，就是通过一个基于S3C44B0X和CLinux的PID温度控制系统的设计和调试，使学生基本熟悉ARM嵌入式系统开发基础知识，初步掌握ARM嵌入式系统有关开发工具的安装和使用，初步掌握ARM嵌入式系统的设计和调试方法。二、课程设计要求 设计一个基于S3C44B0X和CLinux的嵌入式温度控制系统,要求采用PID增量算法实现对电烤箱的温度控制，并且在达到温度控制要求的同时使用44小键盘和触摸屏作为输入，使用了LCD、串口、网口和音频等作为输出,使得系

7、统具有友好的人机界面。系统工作的基本原理为:温度传感器把电烤箱的温度转换成电信号经过测量电路、滤波器和放大器，输入到S3C44B0X的A/D输入端口AIN。然后S3C44B0X执行PID控制程序，根据从AIN输入的电压值，经过PID算法得出输出值。通过PWM( Pulse Width Modulation)脉宽可调功能，把控制量转换成占空比可调的脉宽，经过放大器和功率放大器后驱动电阻,达到控制功能。具体设计任务如下:（1）系统总体设计；（2）系统硬件电路的设计；（3)操作系统的移植；（4）系统应用软件的设计；(5）系统软件的调试.三、系统化总体设计 3.1、系统硬件选取 如果仅仅是进行温度PI

8、D控制的话采用51单片机就可以满足系统设计要求了，但是这里采用ARM来实现此功能主要是要熟悉ARM的相关操作，因此在这里我们采用的系统的微处理器是SAMSUNG 公司的S3C44B0X, S3C44B0X 是当前极具性价比、占有率最高的32 位RISC 处理器, 它提供了丰富的内置部件, 包括8KB Cache， 5 通道定时器, RTC 实时时钟， 8 通道10 位ADC, 看门狗和IIS 总线接口等， 很好的满足了系统设计要求。同时， 由于片上集成了众多外设， 使得系统的稳定性得到了很大的提高.另外, S3C44B0X 提供了70多个I/O 端口, 极大的方便了以后的功能扩展S3C44BO

9、X的引脚图：图1温度信号采集使用PT100,信号采集转化使用ADAM-4250模块。系统的数据存储由2MB Flash( SST39VF160) 实现。系统的语音报警功能主要由S3C44B0X 自带的IIS接口完成.IIS 全名音频数据接口, 是有SONY,Philips 等公司共同推出的接口标准。将IIS 接口与UDA1341TS 音频数字信号译码器相连可实现音频文件的解码,从而实现语音报警。系统主要分为PWM脉冲板块，LCD显示板块，温度检测模块，触摸屏模块,音频处理模块,4*4键盘输入模块，网口模块本系统采用的是三星公司基于ARMS3C44B0X型芯片，主要模块之间的连接如图所示图2该系

10、统通过温度采集把电烤箱的温度转换成电信号经过测量电路、滤波器和放大器，输入到S3C44B0X的A/D输入端口AIN。然后S3C44B0X执行PID控制程序，根据从AIN输入的电压值，经过PID算法得出输出值.通过PWM（ Pulse Width Modulation)脉宽可调功能，把控制量转换成占空比可调的脉宽，经过放大器和功率放大器后驱动电阻,达到控制功能。主要分为ARMS3C44B0X内部处理部分和外部数据采集部分其转换过程如下图所示S3C44B0XPWMA/D测量 电路滤波器功率放大器电烤箱电阻传感器 放大器 放大器 放大器 ARM部分图3ARM部分的组成如下图 外部设备 外围电路微处理

11、器MPUFLASHSDRAMROM电源时钟复位LCD &触摸屏串口44 键盘 IIS 音频GPIO以太网其它USB微处理器MPU是S3C44B0X的中枢部分.MPU以及电源、时钟、复位、Flash、SDRAM等模块组成板子的最小系统。用户可以在这个基础上根据需要增加一些外部设备，例如:串口、以太网口、小键盘、IIS音频、LCD以及触摸屏等等。在此系统条件下，我们将采用LCD显示，触屏模式，以及声音报警模块，同时采用4x4小键盘，结合触屏，方便用户输入控制变量，构成很好的人及交互界面图43. 2、操作系统及编程软件的选取该系统软件部分考虑采用移植CLinux系统到S3C44B0X，当然作为开发阶

12、段,我使用KEIL软件进行子程序设计。程序设计主要是C语言为主，因为C语言使用灵活，相对于汇编语句而言，我们更较容易的掌握C语言编辑,同时C语言作为现在比较流行的语言，广为大家所接受.该系统程序主要部分如下图所示：图5关于CLinux在基于S3C44B0X系统的移植作如下简单的介绍 CLinux的内核移植可分为板级移植和片级移植。对于CLinux发行版本中已经之车的嵌入式处理器通常只需要针对板级硬件进行适当的修改即可,这种移植叫做板级移植,对于CLinux发行版本中没有支持的处理器则需要添加相应的处理器内核移植，这种叫做片级移植。 片级移植相对板级移植俩说要复杂许多,CLinux2004040

13、8发行版本中已经包含了S3C44B0XARM7TDMI处理器的移植包，因此,只需要在其上进行板级移植即可。对于板级移植，内核移植主要包括内核配置，体系结构相关代码修改、连接脚本、中断处理、加载文件系统、编写驱动程序及编译CLinux文件系统这几个部分（1） 内核配置 对于S3C44B0X作为CPU时，可配置S3C44B0XMBA44板级包（2） 体系结构相关代码修改 应更具板级包的配置，修改相应的体系结构相关代码，包括压缩核心启动代码、内核启动代码及板级相关代码,其中压缩和姓启动代码位于Linux-2.4.x/arch/armnoummu/boot目录下。 3.3 PID控制的说明 PID 控

14、制器应用得非常广泛,其设计技术成熟，长期以来形成了典型的结构，它的参数整定方便,结构更改灵活，能满足一般的控制要求。对于参数时不变的控制对象,对象模型变化不显著的对象来说，使用PID 控制能够达到比较理想的控制效果，而且实现起来非常简单.特别是当被控对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型，控制理论的其它设计技术难以使用，系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定的时候，使用 PID 控制技术最为方便.因此，PID 控制具有很大的适应性和灵活性。本文的控制系统使用PID增量算法，与“位置算法”相比，其优越性在于：不必将系统偏差的全部过去值都存储起来，这样不仅节约了存储空间，

15、而且还减少了微处理器执行的求和运算，从而提高了控制的实时性。公式如下: （2）式中，、分别为第个采样时刻控制器输出量（控制量）和输入量（偏差信号）；为比例增益；、分别是积分、微分时间常数;为采样周期。我们采用了阶跃响应法，又称飞升曲线法求得式（1）中的参数值。然后,可以按照以下的经验公式求出式（2）中的参数：采样周期: （3）比例增益： （4）积分时间常数: (5）微分时间常数： (6)其中， 为时间常数，是飞升曲线中斜率最大点的切线介于初始温度与稳态温度之间的时间坐标值.四、 系统硬件电路设计S3C44BOX是三星公司专为手持设备和一般应用提供的高性价比、高性能16/32为RISC型嵌入式微

16、处理器.它使用ARM7TDMI核，工作在75MHz。S3C44B0X采用0.2m制造工艺的CMOS标准宏单元和存储编译器，它功耗低、精简及出色的全静态设计非常适用于对成本和功耗要求较高的场合。为了降低系统成本和减少外围器件，这款芯片中还集成了若干部件，主要包括8KB Cache、内部SRAM、外部存储控制器、LCD控制器、4个DMA通道、带自动握手的2通道UART、1个多主I2C总线控制器，1个I2C总线控制器、5通道PWM定时器、1个内部定时器、1个看门狗定时器、71个通用I/O口、8个外部中断源、具有日历功能的实时时钟RTC、8通道10为A/D转换器、1个SIO接口以及PLL时钟发生器。S

17、3C44BOX采用新型的总线结构，即三星ARM CPU嵌入式微处理器总线结构SAMBAII.但是S3C44BOX没有内部的ROM存储器，因此在此系统中我们呢还需对芯片进行扩展，具体设计方案将在后续章节中进行详细介绍。 4。1、系统电源电路 由于S3C44B0X的内核电压为2.5V，I/O模块电压为3.3V，而LCD屏及USE接口等提供供电电压外部设备通常为5V,因此系统需要2。5V，3。3V,5V共三种电压。 首先选用直流稳压电源输出5V电压，电流大小根据外部设备及接口请款，选择1A，1.5A或更大电流输出，其他2中电压3。3C,2。5V则可直接选用降压型DC-DC模块实现。在这个温度控制系统

18、中，我们采用AS281AU电源模块，输入的5V电压经过两个电容的滤波接到AS2815AU2.5和AS2815AU3.3后，再在其后接一个10UF的电容，得到稳定的2.5V和3.3V直流电压，具体电路如下图所示:图64.2、时钟源的电路 时钟源的选择是有引脚OM3,OM2来决定的，适当的连接OM3和OM2两个引脚就可以选择不同类型的时钟源输入，这里使OM3和OM2均通过4.7K电阻下拉为低电平,EXTCLK外部时钟输入接4.7K的电阻上拉为高电平，并选择10MHz的晶体作为时钟输入源，如图所示：图74.3、复位电路设计 由S3C44BOX的复位引脚nRESET的功能可知，nRESET至少需要保持

19、4个MCLK时钟周期的低电平，系统才能可靠复位,另外考虑到可以人工干预复位，因此采用多反相器复位电路作为S3C44BOX的复位电路。如下图所示：图8当然我们也可以采用专用的复位电路IC芯片，如IPM811等4.4、外部存储扩展 由于S3C44BOX没有存储器，因此必须采用总线方式扩展外部存储器,包括程序存储器和数据存储器。S3C44BOX存储器地址分配有7个Bank，存储组织可以使用8位、16位或32位的不同数据宽度，因此对应的不同宽度的存储器地址线与系统总线的连接方法也不同。我们在这个系统的对S3C44BOX进行1M扩展，采用的扩展Flash芯片是SST39VF160，地址宽度为16位,我们

20、必须进行错位相连。，连接后Flash的地址范围为0x000000000x001FFFFF。如何错位如下表所示:存储地址总线8位存储器组组织下的系统地址总线16位存储器组组织下的系统地址总线32位存储器组组织下的系统地址总线A0A0A1A2A1A1A2A3A2A2A3A4A3A3A4A5Am-1Am1Am-2Am-3表1扩展Flash具体连接图如下：图9SST39VF160管脚描述:符号管脚名称功能A19A0地址输入存储器地址,扇区插除时A19A11用来选择扇区，块插除时，A19A15用来选择块DQ15DQ0数据输入/输出读周期内输出数据,写周期内输入数据.写周期内数据内部锁存。OE或CE#为高

21、时输出三态CE#芯片使能CE低时启动器件开始工作OE#输出使能数据输出缓冲器的门控信号WE写使能控制写操作V电源供给电压电源：2。73。6VV地NC不连接悬空管脚表2典型的SDRAM存储芯片HY57V651620B。他是1M*4的SDRAM芯片，即内部有4个1M*16bit 的储存器阵列,带自刷新电路,16位数据线，11地址线。由于是SDRAM ，所以容量为416M=64M。S3C44BOX与SDRAM HY57V651620B的连接SDRAM HY57V651620B可通过外部引脚BA1和BA0编码选择，SDRAM芯片的LDOM和UDOM分别为数据输入输出屏蔽选择引脚，而由表3.2可知S3C

22、44BOX的DQM3DQM0恰恰是屏蔽数据信号的引脚，因此相应连接起来，S3C44BOX与SDRAM HY57V651620B的连接采用16位存储器组成形式如图所示。图10由于SDRAM,必须放到Bank6开始的区域，可直接由nSCSO或Ngcs6选择，起始地址为0x0C000000,根据容量大小可以算出SDRAM在系统中的地址范围为0x0C0000000x0C7FFFFF。4.5、键盘连接电路 该系统采用的是4x4键盘,方便用户操作,采用的行列矩阵式键盘设计方法，即行扫描法，该电路采用4根I/O引脚GPG4GPG7作为行扫描输出,4根I/O引脚GPF5GPF8作为输入检测,同时这4根输入引脚

23、与四输入与门相接,与门输出接外部中断2引脚。这样可以采用中断方式，读取键盘对应的值,在中孤单服务程序中判断是GPF5GPF8那个引脚位低电平，然后结合输出扫描的行号即可合成对应的按键。其电路具体如下：图114。6、LCD硬件设计 采用的是LM057QC1T01彩色5寸320X24显示屏幕。其具体的引脚配置如下所示：接脚编号接脚定义功能定义SUPERSTAR定义1YDVFRAMEPD72LPVLINEPD53XCKVCLKPD44DISP3。3VDISP5VDD3。3V6VSSGND7VEE+248D7VD7PD79D6VD6PD610D5VD5PD511D4VD4PD412D3VD3PD313

24、D2VD2PD214D1VD1PD115D0VD0PD0表3LCD与ARM的接口如图所示：图12图13由于S3C44BOX内部集成了LCD控制器，所以不要外接其它驱动芯片。这给设计也带来了方便.对于我所采用的这款LCD显示器，其内部不带有汉字字库，因此在设计的时候才用的是用定义字符数组的方式来实现汉字显示的,具体的详情将在后续软件设计上讲述。由于我采用的是320240显示，因此,显示缓存需要字节数十9600=320*240/84.7、触屏技术为了加强人机交互性，本系统采用了触屏技术，现在在这里做简要介绍嵌入式触摸屏装置是一种人机交互设备， 将触摸屏安装在LCD 液晶屏上, 配以相应的控制电路对

25、触摸屏、LCD 进行控制。用户通过触摸操作, 就可以对相应的设备进行交互操作。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成。触摸检测部件安装在LCD 液晶屏前面, 用于检测用户触摸点的位置, 把接收到的用户触摸信息送到触摸屏控制器。当用户触摸LCD 上的显示内容时, 实际上是触摸到触摸屏控制器。它将触摸点转换成触点坐标, 再送给MPU （Micro ProcessorUnit） 。MPU 在接收到触摸信息后进行相应的画面更新动作。LCD 液晶屏用于显示用户画面和数据等.触摸屏检测部件简称触摸屏, 按其工作原理可分为：电容感应式、表面声波式、电阻式和红外线式等几种。其中电阻式触摸屏的价格较便宜， 定位

26、的精度和稳定性也已能够满足普通的使用要求， 所以一般的触摸屏都是电阻式的。典型的电阻式触摸屏由三个透明的压敏导电介质平面叠构成: 其中夹在中间的一层用来测量触笔或手指对触摸屏的压力。两边的则为X 平面与Y 平面, 分别用来测量触笔在X Y 方向的位置.X 和Y 平面上各有两个电极、从而各有两根引线2。如图 所示, 整个触摸屏共有四根引线, 分别为Touch_X 、Touch_X+、Touch_Y- 和Touch_Y+。其中前两根用于X 平面， 后两根用于Y 平面。它们分别和S3C44B0X 中端口E 的相应引脚连接, 即Touch_X 与PE6 连接、Touch_X+与PE7 连接、Touch

27、_Y- 和PE4 连接， Touch_Y+和PE5 连接。当用户在实施触摸操作时，就可以通过这4 根引线测量触笔对触摸屏的压力和位置。简而言之, 就是X 平面和Y 平面之间的电阻反映触笔对触摸屏的压力， X 平面本身的电阻反映触点的X 坐标, Y 平面本身的电阻反映触点的Y 坐标。图14而且送回触摸屏控制器的X 与Y 值仅是对当前触摸点的电压值的A D 转换值, 它不具有实用价值。这个值的大小不但与触摸屏的分辨率有关， 而且也跟触摸屏与LCD 贴合的情况有关。而且， LCD 分辨率与触摸屏的分辨率一般来说是不一样， 坐标也不一样。因此, 如果想得到反应LCD 坐标的触摸屏位置, 还需要在程序中

28、进行转换。假设LCD 分辨率是320240,坐标原点在左上角； 触摸屏分辨率是900900， 坐标原点在左上角, 则转换公式如下3:XLCD=320（X X2) （X1- X2)YLCD=240(Y- Y2） (Y1 Y2）其中, X、Y 是对当前触摸点电压值的A D 转换值; X1、X2、Y1、Y2 分别是触摸屏坐标的最大最小值.经过校正触摸屏与LCD两套坐标使之吻合后，即可达到触摸屏输入功能。校正的时候，可以采用矩阵校正法:因为LCD可以根据需要准确显示某些坐标，所以,以LCD显示为标准，选取坐标点显示出来，记作,然后触摸该点，把触摸屏坐标记录下来，记作，只需要分别记录两组数据,通过下面公

29、式即可求得校正矩阵. 在此系统中，我采用触屏驱动是ADS7843驱动芯片。图15对应该系统我们采用的触屏及LCD显示界面如图所示：图16在触屏技术上,主要确定好文字坐标,采用的中断程序和键盘的中断程序基本一致，这样省去了我们再次编写相应中断的麻烦 4.8、音频接口技术1IIS是一种串行总线设计技术，主要针对数字音频处理技术和设备如便携CD机，数字音频处理器等；2.IIS总线仅处理音频数据，其他信号如控制信号等单独传送；3。IIS总线由以下三根串行线组成：时钟线（SCK），字选择线（WS）以及时分复用的数据通道线（SD）。 这里我所采用的芯片主要是音频解码器UDA1341该芯片与S3C44B0X

30、的连接电路如图所示，当然，在此我们如果仅仅是为了报警的话，那么就没有必要弄这么复杂，直接接一个输入端口到凤鸣器，用PWM控制输出的电平时间即可.在这里采用此芯片主要是为了更好的人性化服务，以便在按键的时候同时可以发出对应数字的声音。具体的电路连接查看下页的电路图图174。9、AD/DA转化电路 CS553X概述图18 图(1） CS553X系列ADC内部结CS553X可提供2通道(CS5531/32)或4通道（CS5533/34),它们均包含一个低噪声载波稳定可变增益测量放大器(PGIA）（6nV/Hz0。1Hz)，可选增益为1X，2X,4X，8X，16X，32X,64X。ADC内部还有一个4

31、阶的调制器,一个数字滤波器，它能提供10种可供选择的字输出速率：7。5Hz、15Hz、30Hz、60Hz、120Hz、240Hz、480Hz、960Hz、1。92KHz、3。84KHz(XIN4。9152MHz）。图(1）中描述了CS553X系列ADC的结构.在芯片的前端有一个多路复用器、一个但增益的coarse/fine电荷输入缓冲器和一个载波稳定可变增益放大器.单增益放大器设计为轨轨信号输入，其共模信号范围为VAVA+,用于模数转换的增益为1X的情况，可变增益放大器用于模数转换的增益被设定为大于1X的情况。为减轻ADC与微处理器（MCU）之间的通讯负担，它还有一个与SPITM和Microw

32、ireTM兼容的三线串行接口，在串行时钟口（SCLK）处有一个施密特触发器.电源配置方案:VA+=+5V；VA=0V；VD+=+3V to+5VVA+=+2。5V;VA=2.5V;VD+=+3V to+5VVA+=+3V；VA-=3V；VD+=+3V高动态范围、可编程输出速率和灵活的电源模式等特点，使得CS553X系列ACD成为用于称重仪和过程控制的理想部件。A/D转换器的描述： A/D转换器的基本时钟由VPB时钟提供.可编程分频器可将时钟调整至逐步逼近转换所需的4.5MHZ(最大)。如果要得到10位精度的结果，需要11个A/D转换时钟. A/D转换器的参考电压来自V和V引脚。引脚名称类型引脚

33、描述AIN7AIN0输入模拟输入.A/D转换器单元可分时测量这8个引脚上的输入信号电压。即使这些引脚设置为GPIO功能，仍可以使用A/D转换器部件。V，V电源模拟电源和地。它们分别与标称的V和V的电压相同，但为了降低噪音和出错几率，两者应当隔离。转换器的V和V信号在内部与这两个电源信号相连,表4A/D转换器的结构：图19A/D转换器注意如下： A/D转换器的时钟不能大于4。5MHZ； 使用MAT引脚触发AD转换启动时，相应的MAT信号不必输出到引脚。使用MAT引脚触发的方法，可以实现AD转换定时启动; BURST模式下，每次转换结束后立即开始下一路的转换，所以BURST模式具有最高的效率; 软

34、件模式下SEL字段中只能有一位置位，如果多位置位，将使用最低有效位。A/D转换器示意图:图194.10 USB接口USB总线主要用于USB设备与USB主机之间的数据通信，特别为USB设备与USB主机之间大量数据的传输提供了高速可靠地传输协议.例如:在嵌入式系统中，利用USB设备与微控制器构成USB设备。USB设备与PC机USB主控制相连就可以实现嵌入式系统与PC机之间的通信了,也就可以实现诸如U盘，移动硬盘,USB接口打印机等功能.S3C2410内部集成了USE接口，而S3C44B0X内部没有USE接口,因此必须外界USB接口芯片才能使用USB接口，这里采用USB1。1版本得USB接口芯片US

35、BN9603作为S3C44B0X扩展USB控制器的接口芯片。该芯片由NS公司生产，支持USB1.0，USB1。1通信协议，带并行总线。他又Nonmultiplexed parallel interface mode、Multipleed parallel interface mode及MICROWIRE interface mode3种工作模式,由引脚MODE1、MODE0决定选择哪种工作模式.设计时应把MODE1、MODE0接地，将接口模式定义为无复用并口模式。工作于无复用并口模式时,由于DMA没有使用，因此把DACK接高电平。MCU要通过译码器生成的片选信号发出中断请求。USBN9603内

36、部结构及外部引脚如图所示：图20 芯片内部图入下所示：图21该芯片采用总线方式与S3C44B0X连接，S3C44B0X通过总线操作（nGCS4 作为片选信号)对USBN9603进行控制，完成USB得读写操作，具体线路连接入下图所示：图224。11 网络接口 LAN91C111芯片内部集成了MAC控制器，物理层控制器。MAC控制器可以把数据从FIFO中发送到物理层控制器中，再由物理层控制器发送到网络.而芯片与CPU的接口比较丰富.芯片引脚 内部结构简图图23器件特性： 支持PnP自动检测模式; 支持10、100Mbps全双工模式； 软件兼容8位或16位,32位CPU访问模式； 芯片内部32位数据

37、总线； 支持数据突发传输； 支持多种嵌入式处理器外部总线; 内建8KB FIFO缓存。五、操作系统的移植1。启动程序(bootloader)bootloader有两大功能：初始化CPU和引导Linux内核（采用将压缩内核拷贝到内存解压方法,这样可以加快启动速度）。 （1）初始化CPU1）中断向量ARM要求中断向量表必须放置在从0地址开始，连续84字节的空间内。每当一个中断发生以后，ARM处理器便强制把PC指针置为向量表中对应中断类型的地址值.因为每个中断只占据向量表中1个字的存储空间，只能放置一条ARM指令，使程序跳转到存储器的其他地方，再执行中断处理。所以0地址开始的地方，分配为flash的

38、空间,在0地址开始处放中断向量，作为uClinux的启动代码，实现方式如下：b？resetadd pc,pc，0x0c000000add pc，pc，#0x0c000000add pc，pc,0x0c000000add pc，pc,0x0c000000 add pc，pc,#0x0c000000add pc，pc,0x0c000000add pc，pc，#0x0c0000000x0c000000为内存起始地址，uClinux将中断向量放入地址0x0c000008,因为cpu发生中断时仍然会跳转到0地址处的中断向量表中去，所以此处要修改中断向量表的地址，使程序能正确跳转到uClinux实现的中断

39、向量处。由于ARM系统的三级流水线技术，当程序执行到x地址处，pc指针的值其实等于x+8.在uClinux中相关代码如下:#ifdef CONFIG_ARCH_S3C44B0#undef vectors_base(）define vectors_base（) (0x0c000008）endifadd pc，pc，0x0c000000这条语句将会有8的偏移量,当pc等于0时，这条指令的执行结果为pc=0x0c000008。2)中断处理这段reset代码放在flash中。这样系统每次复位后，会执行flash上的reset代码。初始化存储器系统 初始化堆栈在初始化堆栈时应该特别注意，堆栈指针地位置一

40、定不能和其他程序的地址相冲突，否则程序很容易异常. 初始化有特殊要求的端口，设备 初始化用户程序执行环境 改变处理器模式 调用主应用程序 （2)引导Linux内核主应用程序里放操作系统引导程序的代码，一般此处应该传递给Linux内核启动参数(如ramdisk的位置等)，但程序加载内核使用blockmemory技术,所以不用传递参数来加载根文件系统rootfs.只要将Linux内核和rootfs从flash(如图1）拷贝到内存中相应位置(如图2）.拷贝完成后跳转到内核入口地址处执行。具体方法是用将压缩内核的地址转换成函数的指针，并传递处理器号ARCH_NUMBER。这在uClinux内核源代码的

41、目录文件uClinux-dsit/linux2.4。x uClinuxdsit/linux2。4.x/arch/ARMnommu/tools/Match-types中定义:s3c44b0 ARCH_S3C44B0 S3C44B0 1782。uClinux系统内核uClinux的官方网站发布的最新uClinux移植包是uclinuxdist20040408,它包含了三星S3C4510B的源代码，可以将它移植到S3C44B0平台下.具体内核源代码的改动如下(其中出现的内存地址可以参考图4).(1）Linux内核编译配置选项文件uClinux-distvendorsSamsungS3C44B0con

42、fig.linux2。4。x中：System TypeCONFIG_ARCH_MBA44B0=yCONFIG_NO_PGT_CACHE=yCONFIG_CPU_32=yCONFIG_CPU_ARM710=yCONFIG_CPU_WITH_CACHE=yCONFIG_SERIAL_44B0=yDRAM_BASE=0x0c000000SDRAM起始地址DRAM_SIZE=Ox01000000#SDRAM大小16MFLASH_MEM_BASE=0x00000000#FLASH起始地址FLASH_SIZE=0x00200000?FLASH大小2M以后的make都以CONFIG_ARCH_S3C44B0=y这选项来解决是编译和3C4480相关的其他选项。(2）处理器MAKEFILE文件文件uClinuxdsit/linux2.4。x/arch/ARMnommu/Makefie中：ifeq（(CONFIG_ARCH_S3C44B0)，y)TEXTADDR=0x0c008000MACHINE=s3c44bOendifTEXTADDR=0x0c008000表明未压缩的内核的位置uClinux-dsit/linux2.4.x/arch/ARMnommu/