嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)資料

1、嵌入式系統(tǒng)(xtng)課程設(shè)計(jì)電氣(dinq)學(xué)院 陳剛共二十八頁(yè)1. 了解基于ARM7核的單片機(jī)LPC2106的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和基本工作原理，清楚LPC2106的管腳分布，重點(diǎn)掌握與輸入輸出相關(guān)以及與中斷(zhngdun)相關(guān)的寄存器設(shè)置；2. 掌握ARM7應(yīng)用系統(tǒng)編程開(kāi)發(fā)方法，能用C語(yǔ)言編寫(xiě)應(yīng)用程序；3. 了解嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uC/OS-可移植、可裁剪等性能特點(diǎn)，正確理解實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中任務(wù)、信號(hào)、消息、中斷等基本概念以及uC/OS-多任務(wù)管理的調(diào)度算法；4掌握uC/OS-在ARM7上移植的方法，能將uC/OS-移植在LPC2106中，并根據(jù)具體要求創(chuàng)建用戶任務(wù)，解決實(shí)際問(wèn)題；5熟練掌握ADS1

2、.2軟件的使用以及PROTEUS仿真調(diào)試的方法。十字路口交通燈控制；uC/OS-的移植與應(yīng)用。（實(shí)時(shí)溫度的采集控制） 課程設(shè)計(jì)目的(md)課程設(shè)計(jì)任務(wù)共二十八頁(yè)1 基于(jy)ARM核的LPC2106介紹共二十八頁(yè) ARM7TDMI-S 處理器 ； 128k 字節(jié)片內(nèi)Flash 程序存儲(chǔ)器，具有ISP 和IAP 功能。Flash 編程時(shí)間：1ms 可 編程512 字節(jié)，扇區(qū)擦除或整片擦除只需400ms。 64/32/16K 字節(jié)靜態(tài)RAM （LPC2106/2105/2104 ） 。 極小封裝：TQFP48。 向量中斷控制器控制中斷； 雙UART，其中一個(gè)帶有完全的調(diào)制解調(diào)器接口。 具有I 2

3、C串行接口和 SPI 串行接口； 兩個(gè)定時(shí)器，分別具有4 路捕獲/ 比較(bjio)通道； 多達(dá)6 路輸出的PWM 單元； 實(shí)時(shí)時(shí)鐘；看門(mén)狗定時(shí)器 ； 通用I/O 口 ； CPU 操作頻率可達(dá)60MHz；雙電源： CPU 操作電壓范圍： 1.65V1.95V(1.8V8.3%) ， I/O 電壓范圍：3.0V3.6V(3.3V10%) ； 兩個(gè)低功耗模式：空閑和掉電； 片內(nèi)PLL 允許CPU 以最大速度運(yùn)行，可以在超過(guò)整個(gè)晶振操作頻率范圍的情況下使用。 共二十八頁(yè)2 LPC2106管腳介紹(jisho)共二十八頁(yè)3 LPC2106的I/O端口設(shè)置(shzh) 寄存器PINSEL0和PINSEL

4、1的設(shè)置。 LPC2106的I/O口全都是3功能服用(f yn)端口，也就是說(shuō)即可用作普通輸入輸出端口，又用作第2或第3種功能。設(shè)計(jì)人員可根據(jù)需要設(shè)置兩個(gè)32位特殊功能寄存器PINSEL0和PINSEL1。PINSEL0對(duì)應(yīng)引腳P0.0P0.15，PINSEL1對(duì)應(yīng)引腳P0.16P0.31。都是寄存器中用兩位來(lái)完成1根引腳的功能設(shè)置。共二十八頁(yè)（2）GPIO方向寄存器設(shè)置(shzh)當(dāng)管腳配置為GPIO 模式時(shí)，可使用該寄存器控制管腳的方向。任意管腳的方向位的設(shè)置必須與管腳功能一致。 輸出置1寄存器IOSET當(dāng)管腳配置為GPIO 輸出模式時(shí)，可使用該寄存器從管腳輸出高電平。寫(xiě)入1 使對(duì)應(yīng)管腳輸

5、出高電平。 寫(xiě)入0 無(wú)效。如果一個(gè)(y )管腳被配置為輸入或第二功能，寫(xiě)IOSET 無(wú)效。 共二十八頁(yè) 輸出清零寄存器IOCLR當(dāng)管腳配置為GPIO 輸出模式(msh)時(shí)，可使用該寄存器從管腳輸出低電平。寫(xiě)入1 使對(duì)應(yīng)管腳輸出低電平。 寫(xiě)入0 無(wú)效。如果一個(gè)管腳被配置為輸入或第二功能，寫(xiě)IOCLR 無(wú)效。 GPIO引腳值寄存器IOPIN該寄存器提供(tgng)GPIO引腳的值。反映了外部環(huán)境對(duì)引腳的影響。共二十八頁(yè)4 流水(lishu)燈程序示例#include config.h#define LED1CON 0 x000003ff /*P0.0p0.9輸出(shch)*/void delay

6、(uint32 n)while(n-);int main(void) uint32 i; while(1) PINSEL0=0 x00000000; PINSEL1=0 x00000000; IODIR=0 x000003ff; for(i=0;i11;i+) IOCLR=0 x000003ff;IOSET=1i;delay(5000);delay(5000); return(0);共二十八頁(yè)共二十八頁(yè)CODE32AREA vectors,CODE,READONLY ENTRY;interrupt vectors;中斷向量表Reset LDR PC, ResetAddr LDR PC, Und

7、efinedAddr LDR PC, SWI_Addr LDR PC, PrefetchAddr LDR PC, DataAbortAddr DCD 0 xb9205f80 LDR PC, PC, #-0 xff0 LDR PC, FIQ_AddrResetAddr DCD ResetInitUndefinedAddr DCD UndefinedSWI_Addr DCD SoftwareInterruptPrefetchAddr DCD PrefetchAbortDataAbortAddr DCD DataAbortNouse DCD 0IRQ_Addr DCD 0FIQ_Addr DCD F

8、IQ_HandlerResetInit BL InitStack BL TargetResetInit B _main 共二十八頁(yè)1 操作系統(tǒng)(co zu x tn)的功能和作用計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)(xtng)操作系統(tǒng)（WINDOWS、LUNIX等）應(yīng)用軟件（如WORD、PHOTOSHOP等）系統(tǒng)軟件（如編譯程序、匯編程序、數(shù)據(jù)庫(kù)等）圖1.1 操作系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)中的地位 操作系統(tǒng)層通常是最靠近硬件層的軟件層，主要完成計(jì)算機(jī)硬件資源的調(diào)度和分配、信息的儲(chǔ)存和保護(hù)以及并發(fā)活動(dòng)的協(xié)調(diào)和控制。 從應(yīng)用程序員的角度看，操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)與應(yīng)用程序的接口，看到和使用的只是一些由操作系統(tǒng)提供的函數(shù)。共二十八頁(yè)

9、2 嵌入式操作系統(tǒng)的特點(diǎn)(tdin)嵌入式硬件(yn jin)系統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)（UCOS-、WINCEUCLUNIX等）嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用軟件圖1.2 嵌入式操作系統(tǒng)在嵌入式系統(tǒng)中的地位 微型化。保證應(yīng)用的前提下，規(guī)模越小越好。 可裁剪。嵌入式操作系統(tǒng)提供的各個(gè)功能模塊可以讓用戶根據(jù)需要選擇。 易移植。應(yīng)在不做大量修改的情況下穩(wěn)定運(yùn)行在不同的平臺(tái)。 實(shí)時(shí)性可靠性好。共二十八頁(yè)1、uC/OS-II內(nèi)核(ni h)具有可搶占的實(shí)時(shí)多任務(wù)調(diào)度功能2、提供了許多系統(tǒng)服務(wù)，如信號(hào)量、消息隊(duì)列、郵箱、內(nèi)存管理、時(shí)間函數(shù)等3、這些功能可以根據(jù)不同的需求進(jìn)行裁減。4、可從網(wǎng)站上獲得全部源碼及其在各種體系結(jié)構(gòu)平

10、臺(tái)上的移植范例。3 uC/OS-II的特點(diǎn)(tdin)共二十八頁(yè)全世界有數(shù)百種產(chǎn)品在應(yīng)用:醫(yī)療器械移動(dòng)電話路由器工業(yè)控制(kngzh)GPS 導(dǎo)航系統(tǒng)智能儀器更多共二十八頁(yè)實(shí)際應(yīng)用（實(shí)時(shí)(sh sh)溫度的采集控制） 共二十八頁(yè)溫度傳感器 A/D轉(zhuǎn)換(zhunhun)（ADC0808)LPC2106數(shù)碼管顯示(xinsh)外界溫度電壓信號(hào)數(shù)字信號(hào)1 實(shí)時(shí)溫度采集的硬件框圖啟動(dòng)按鈕共二十八頁(yè)2 實(shí)時(shí)溫度(wnd)采集的硬件接線圖共二十八頁(yè)1、任務(wù)(rn wu)1啟動(dòng)按鈕（按鍵識(shí)別）IO_Init(); while(1) while(IOPIN&key)!=0); IO_Init(); while

11、(IOPIN&key)=0); IOCLR= 0 x0000ffFF;任務(wù)(rn wu)切換共二十八頁(yè)轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出信號(hào)(xnho)(轉(zhuǎn)換結(jié)束標(biāo)志)，高電平有效1KHz時(shí)鐘(shzhng)信號(hào)CLOCKPOTADC0808OE：輸出允許信號(hào)，高電平有效，即OE=1時(shí)，將輸出寄存器中的數(shù)據(jù)放到數(shù)據(jù)總線上。ALE：地址鎖存允許輸入信號(hào)START：?jiǎn)?dòng)信號(hào)輸入端共二十八頁(yè)IOCLR=adstart; delay(50); IOSET=adstart; delay(50); IOCLR=adstart; delay(50); IO_Init(); while(IOPIN&adend)=0); IOSET

12、=111; i=IOPIN;（1）送單次脈沖(michng)，啟 動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換IO口設(shè)置(shzh)（2）A/D轉(zhuǎn)換是否結(jié)束2、任務(wù)2A/D轉(zhuǎn)換（3）OE置1，將A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)讀入共二十八頁(yè)共二十八頁(yè)3、任務(wù)(rn wu)3數(shù)碼管顯示 INT32U d,g,s,b; b=i/100; d=i %100; s=d/10; g=d%10; （1）2進(jìn)制轉(zhuǎn)10進(jìn)制（2）動(dòng)態(tài)顯示共二十八頁(yè) OS_STK Task0StkTASK_STK_SIZE; OS_STK Task1StkTASK_STK_SIZE; OS_STK Task2StkTASK_STK_SIZE;void Task0(void

13、*data);void Task1(void *data);void Task2(void *data); #include config.h“#define TASK_STK_SIZE 643 C/OS- 的程序結(jié)構(gòu)1、創(chuàng)建(chungjin)任務(wù)堆棧定義(dngy)任務(wù)堆棧大小任務(wù)聲明共二十八頁(yè)/* c語(yǔ)言的主函數(shù)(hnsh)，由它啟動(dòng)多任務(wù)環(huán)境*/ int main (void) OSInit(); /操作系統(tǒng)初始化 OSTaskCreate(Task0, (void *)0, &Task0StkTASK_STK_SIZE - 1, 2); OSTaskCreate(Task1, (vo

14、id *)0, &Task1StkTASK_STK_SIZE - 1,3); OSTaskCreate(Task2, (void *)0, &Task2StkTASK_STK_SIZE - 1,4); OSStart(); /啟動(dòng)操作系統(tǒng) return 0; 2、創(chuàng)建(chungjin)任務(wù)并啟動(dòng)操作系統(tǒng)共二十八頁(yè)void Task0(void *p_arg) p_arg = p_arg; /避免編譯(biny)警告 TargetInit(); /初始化 3、具體任務(wù)共二十八頁(yè)OSTaskSuspend(OS_PRIO_SELF)等待(dngdi)狀態(tài)運(yùn)行(ynxng)狀態(tài)就緒狀態(tài)OSTaskSuspend(優(yōu)先級(jí))OSTaskResume(優(yōu)先級(jí))4、任務(wù)切換任務(wù)的掛起和恢復(fù)共二十八頁(yè)內(nèi)容摘要嵌入式系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)。PINSEL0對(duì)應(yīng)引腳P0.0P0.15，PINSEL1對(duì)應(yīng)引腳P0.16P0.31。當(dāng)管腳配置為GPIO 模式時(shí)，可使用該寄存