嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)報(bào)告模板

1、上海海洋大學(xué)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)報(bào)告（ 2016- 2017 第_1_學(xué)期）專業(yè)： _計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) _實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目： _嵌入式應(yīng)用電子相冊(cè)_ _實(shí)訓(xùn)時(shí)間： _2016_年_12_月_26_日實(shí)訓(xùn)成員： _孫嘉晨1351127_周力 1351137_指導(dǎo)老師： _池濤 _計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)系2015 年 11 月制一、實(shí)訓(xùn)目的通過電子相冊(cè)的制作，了解S3C2440 芯片的構(gòu)造，了解外圍SDRAM 及 NANDFLASH的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。學(xué)會(huì)運(yùn)用定時(shí)器中斷及通過LCD 顯示圖片，加強(qiáng)自身對(duì)嵌入式的理解，提升自身的實(shí)踐能力。二、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容以 S3C2440 芯片為核心， 通過外圍SDRAM 及 NANDFLA

2、SH存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)照片的存儲(chǔ)，結(jié)合定時(shí)器中斷，實(shí)現(xiàn)LCD 顯示圖片，完成簡(jiǎn)易電子相冊(cè)的設(shè)計(jì)。三、實(shí)訓(xùn)設(shè)備硬件： mini2440 硬件平臺(tái)軟件： bmp2h.exe 軟件進(jìn)行圖片轉(zhuǎn)換CodeWarrior for ARM Developer Suite軟件四、實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)方案（包括項(xiàng)目功能需求分析，方案設(shè)計(jì)，完成時(shí)間規(guī)劃）需求分析：在上世紀(jì)末本世紀(jì)初，電子相冊(cè)呈現(xiàn)迅速發(fā)展的勢(shì)頭，普及型數(shù)碼相機(jī)的分辨率由200萬象素增長(zhǎng)到現(xiàn)在的800 1500萬象素，價(jià)格也由300美元左右下降到現(xiàn)在的120美元左右。隨著數(shù)碼相機(jī)的日益普及，作為一種以數(shù)字照片的保存、回放和瀏覽為核心功能的產(chǎn)品電子相冊(cè)自然迎合了消費(fèi)者的需求

3、。方案設(shè)計(jì)：軟件設(shè)計(jì)： 代碼包含 2 個(gè)模塊， LCD 模塊包含兩個(gè)文件，進(jìn)行圖片的顯示與編輯；Timer模塊包含6 個(gè)文件，其中 timer.c 和 timer.h 文件完成定時(shí)器的初始化，interrupt.h 和 interrupt.c文件完成定時(shí)器中斷函數(shù)的初始化，isrservice.h 和 isrservice.c 文件完成定時(shí)器中斷處理，pic.c和 pic.h 等文件是由圖片生產(chǎn)的C 語言數(shù)組文件硬件方面選擇了 S3C2440為核心的架構(gòu)。 基于 ARM 的微處理器具有低功耗、 低成本、 高性能等特點(diǎn)， ARM 采用 RISC（精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)）架構(gòu)和流水線結(jié)構(gòu)，使用了大量的寄

4、存器，具有極高的工作效率。其中， RISC 架構(gòu)具有如下特點(diǎn)：固定長(zhǎng)度的指令格式，指令歸整、簡(jiǎn)單，基本尋址方式只有 23種，使用單周期指令，便于流水線操作。因此選擇此硬件方案的優(yōu)勢(shì)有如下：（ 1）系統(tǒng)芯片功能強(qiáng)大，實(shí)現(xiàn)的功能多，對(duì)于新的多媒體格式支持性好，只需要安裝更新的軟件；（ 2）硬件電路簡(jiǎn)單，可采用標(biāo)準(zhǔn)電路，不需耗費(fèi)過多的資源（人力，資金等）；（ 3）可以在硬件上增加模塊，留作二次開發(fā)使用，極為方便；（ 4） S3C2440是一個(gè)比較成熟的芯片，技術(shù)積累齊全；（ 5） S3C2440支持豐富的存儲(chǔ)卡接口。完成時(shí)間規(guī)劃：第一天分析實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)過程，完成軟件方面內(nèi)容，編寫代碼。第二天實(shí)現(xiàn)硬件

5、分析，完成硬件連接，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)試。第三天完成實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，提交報(bào)告。五、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)Time.c 文件 Time.h 文件代碼結(jié)構(gòu)邏輯：Main.c 文件Timer 模塊TFT LCD 模塊Interrupt.c 文Isrservice.c 文Lcd.c 文件Pic.c 文件件件Lcd.h 文件Pic.h 文件Interrupt.h 文Isrservice.h 文件件S3C2440 簡(jiǎn)介：Samsung 公司推出的 32位 RISC 處理器 S3C2440A, 為手持設(shè)備和一般類型應(yīng)用提供了低價(jià)格、低功耗、高性能小型微控制器的解決方案。S3C2440為手持設(shè)備和一般類型應(yīng)用提供了低價(jià)格、低功耗、

6、高性能小型微控制器的解決方案。采用272腳 FPGA 封裝，內(nèi)含一個(gè)ARM920T 內(nèi)核。為了降低系統(tǒng)成本,S3C2440A 提供了以下豐富的片內(nèi)外圍。ARM9-S3C2440 處理器， ARM920T 核由 ARM9TDMI、存儲(chǔ)管理單元，MMU 和高速緩存三部分組成。其中MMU 可以管理虛擬內(nèi)存，高速緩存由獨(dú)立的16KB 地址和 16KB 數(shù)據(jù)高速Cache組成。 ARM92T0 有兩個(gè)內(nèi)部協(xié)處理器： CP14和 CP15。CP14用于調(diào)試控制 CP15用于存儲(chǔ)系統(tǒng)控制以及測(cè)試控制?？偟馁Y源如下：? 內(nèi)核工作電壓為1.2V ，內(nèi)存工作電壓兼容1.8V/2.5V/3.3V ，外圍 I/O 口

7、使用 3.3V ，集成 16KB的指令緩存和 16KB 的數(shù)據(jù)緩存， 帶 MMU（ Memory Management Unit ），支持 SRAM 和 SDRAM等內(nèi)存。? LCD 控制器接口（最高支持 4K 色的 STN 和 256K 色的 TFT ）? 4通道 DMA 控制器? 3通道 UART? 2通道 SPI接口? IIC 總線接口? IIS 音頻編解碼數(shù)據(jù)接口? AC97 音頻接口? MMC/SD 存儲(chǔ)卡接口? 2通道 USB 傳輸接口和 1個(gè)復(fù)用的 USB 設(shè)備接口? 4通道 PWM （脈寬調(diào)制）定時(shí)器和 1個(gè)看門狗定時(shí)器? 8通道 10位 ADC 和一個(gè)觸控屏接口? 實(shí)時(shí)時(shí)鐘?

8、 130個(gè) GPIO 口和 24通道外部中斷源接口? 片上 PLL 時(shí)鐘發(fā)生鎖相環(huán)硬件系統(tǒng)框圖如下：電源時(shí)鐘電路SDRAMARM芯片S3C2440LCD顯示NandFlashSDRAM 存儲(chǔ)接口原理圖：SDRAM: 同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，同步是指Memory 工作需要同步時(shí)鐘，內(nèi)部的命令的發(fā)送與數(shù)據(jù)的傳輸都以它為基準(zhǔn)； 動(dòng)態(tài)是指存儲(chǔ)陣列需要不斷的刷新來保證數(shù)據(jù)不丟失； 隨機(jī)是指數(shù)據(jù)不是線性依次存儲(chǔ)，而是自由指定地址進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。 SDRAM 從發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)歷了四代， 分別是：第一代 SDR SDRAM ，第二代 DDR SDRAM ，第三代 DDR2 SDRAM ，第四代DDR3 SDRAM

9、.( 顯卡上的 DDR已經(jīng)發(fā)展到DDR5) 第一代SDRAM 采用單端（ Single-Ended ）時(shí)鐘信號(hào) ,第二代、第三代與第四代由于工作頻率比較快，所以采用可降低干擾的差分時(shí)鐘信號(hào)作為同步時(shí)鐘。SDRAM 之所以成為 DRARM 就是因?yàn)樗粩噙M(jìn)行刷新（ Refresh）才能保留住數(shù)據(jù)，因此它是 DRAM 最重要的操作。 那么要隔多長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)一次刷新， 目前公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)是， 存儲(chǔ)體中電容的數(shù)據(jù)有效保存期上限是 64ms（毫秒， 1/1000 秒），也就是說每一行刷新的循環(huán)周期是 64ms。這樣刷新速度就是： 行數(shù)量 /64ms。我們?cè)诳磧?nèi)存規(guī)格時(shí)， 經(jīng)常會(huì)看到 4096 Refresh

10、 Cycles/64ms或 8192 Refresh Cycles/64ms的標(biāo)識(shí)，這里的 4096與 8192就代表這個(gè)芯片中每個(gè) Bank 的行數(shù)。刷新命令一次對(duì)一行有效， 發(fā)送間隔也是隨總行數(shù)而變化， 4096行時(shí)為 15.625 s （微秒， 1/1000毫秒）， 8192 行時(shí)就為 7.8125 s。HY57V561620 為 8192 refresh cycles / 64ms 。本設(shè)計(jì)采用 32M 的HY57V56162 來設(shè)計(jì) SDRAM 存儲(chǔ)電路，它的單片內(nèi)存規(guī)格為256Mbit4M*16bit*4Banks ， 即 容 量 為 32MB 的 16 位 SDRAM 。 使 用

11、 S3C2410 的 nGCS6 片 選 信 號(hào)HY57V56162 的數(shù)據(jù)總線與上 S3C2410的低 16位相連。操作地址的最小值變?yōu)?x00000004 ，所以將 S3C2410的 ADDR2-ADDR14順序與 HY57V56162 的 A0-A12 相連。為了能夠正確訪問HY57V56162 高 /低位字節(jié)數(shù)據(jù)，又將HY57V56162 的LDQM 和UDQM 分別與 nBE0：nWBE0 ：DQM0 和 nBE1：nWBE1:DQM1 相連 , HY57V56162 的 BA0 、BA1 是 SDRAM 內(nèi)部 BANK 選擇地址線 ,代表著 SDRAM 內(nèi)存的最高地址 ,因?yàn)閮善?

12、HY57V56162 組成了 64M 的內(nèi)存 , 也就是說要26根地址線來實(shí)現(xiàn)尋址,所以將 BA0 、 BA1 分別與 S3C2410的 ADDR24 和 ADDR25 引腳相連。原理圖如下圖所示:12012345TKMMPPSSSSSSEEECCCCCCSCYXYXOW0LMGGGGGGESSSSNNMrrrrrrRVVTTTTLLLLLLLLnO4575647563345111223415 1112111111111H HHGHH1D970GGDEEEEFCGERUJ)86)D152345688BBBBB1111 01)B11PPTV0VT1VVVPKP PA A AAAE(PSIE8E8

13、88GGM8GLGGP PPPC POMS MLL/G/A1101/1V /GGGGG1W 11LCn0KQG(nO(EO(L/Wiiii PiKKVQP1234 n5RQCEnCEDDnDDDUCSSSSSEARDDDM_ARCCCCCD _ DAiRBBiD DDXG GGGGVVVVDVDDXnnnnnXXXnnDDLADDR0B14nnXn0/GPA0VVLADDR1D14n ADDRLADDR2A14ADDR1ADDR2LADDR3C13ADDR3LADDR4B13ADDR4LADDR5D13ADDR5LADDR6A13ADDR6LADDR7C12LADDR8B12ADDR7ADDR

14、8LADDR9G1 2ADDR9LADDR10D12ADDR10LADDR11E12ADDR11CLELADDR12B11ADDR12LADDR13A11ADDR13LADDR14C11ADDR14LADDR15G1 1LADDR16A10ADDR15ADDR16/GPA1LADDR17B10ADDR17/GPA2LADDR18E10ADDR18/GPA3LADDR19D10CADDR19/GPA4LADDR20F10ADDR20/GPA5LADDR21A9D9ADDR21/GPA6ADDR22/GPA7LADDR23E9ADDR23/GPA8LADDR24B9ADDR 實(shí)驗(yàn)代碼：26ADDR

15、24/GPA9LADDR25C9ADDR25/GPA10E8/GPA11VD0L10VD0VD1L29 1VD1H HVD2L4VD2P PVD3M3VD3G GVD4M4/VD40 1VD5M2T TKVD5VD6N1U ULVD6 0VD7N31234567890123012345OO67CVD8N2VD7 11111111112222NNNNNNKKNNfTeVD9N4VD8 DDDDDDDDDDDDDDIIIIIILLIIrXVD9VVVVVVVVVVVVVVAAAAAAC CAAVE13212123423344657657632PPP111111111TRUTRRUTUTPRRUTU

16、TTNN381DDV7410373714 181511GMNCCCJ)PLK L)VVVVVVV88888881111111(mmmmmmmrrrrrrraaaaaaaiiiiiiiDDDDDDDDDDDDDDVVVVVVV101234 1BBBBB GPPPPPPP PGGGGAG GA/ /Cl01c23Clc0 1ltLlpTtTrTTLp 23K KLrUO UULIOUIL LPPTMTMOTOTOOC CUXOXOXXMTTTT TT1227343766711111111111JRUPD LP UTHHPR045671 5 R NU1AU4U3DATA0B8LDATA0LADDR2

17、2322 52 9A8LDATA1A0DQ0DATA1LADDR3A0DQ02 43 1D7LDATA2244A1DQ1DATA2LADDR4A1DQ12 33 3255A2DQ2DATA3E7LDATA3LADDR5A2DQ22 23 5C7LDATA4267A3DQ3DATA4LADDR6A3DQ32 13 8B7LDATA5298A4DQ4A4DQ42 04 0DATA5A7LDATA6LADDR73010A5DQ5DATA6LADDR8A5DQ511 94 2C6LDATA7311A6DQ6DATA7LADDR9A6DQ631 84 4F7LDATA8321A7DQ7DATA8LADD

18、R10A7DQ7283 0B6LDATA9334A8DQ8DATA9LADDR11A8DQ8473 2D6LDATA1344A9DQ9DATA1002A9DQ9563 4A5LDATA1LADDR12204A1 0DQ101A1DQ1053 6DATA11C5LDATA1LADDR1335147A1 1DQ11DATA1224A1DQ11843 9B5LDATA1LADDR13624A1 2DQ12DATA133A1DQ12034 1D5LDATA1Lr W BE0205A1 3DQ13DATA144BA0DQ13124 3A4LDATA1Lr W BE1215A1 4DQ14DATA155BA1DQ1431DQ154 55A1 5/A-1LSCKE15DQ154 8A1 6VDDMCPD8LSCLK0LDQM191 72 6LNGCS0E1139A1 7n CELNOEVDDMCPUDQMn SC S81 62 8A15n1A1 8n OELNWESR AS91 1VDDMCPA637n17A1 9n WEVDDMCPSCKESC AS61 01 5E5381A2 0nRY/B Yn RESETVDDMCPSCLKn WE1 41 2B4WP#n RESETVDDMCP2812 7n4 7H14VSS0B