嵌入式期末復(fù)習(xí)

1、第一章 嵌入式控制系統(tǒng)簡介嵌入式系統(tǒng)定義：是以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟硬件可裁剪的，對(duì)功能、可靠性、成本、體積和功耗有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。是一個(gè)具有特定功能或用途的計(jì)算機(jī)軟硬件結(jié)合體。單片機(jī)和嵌入式控制系統(tǒng)的定義：（兩者為同一個(gè)東西）單片機(jī)就是在一片半導(dǎo)體硅片上集成了中央處理器單元（CPU）、存儲(chǔ)器（RAM/ROM）和各種I/O接口的微型計(jì)算機(jī)。單片機(jī)主要應(yīng)用在測試和控制領(lǐng)域。嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法:作為嵌入式控制器的單片機(jī)受自身限制，所以需要一個(gè)通用計(jì)算機(jī)，稱為“宿主機(jī)”，嵌入式控制器的單片機(jī)稱為“目標(biāo)機(jī)”（開發(fā)板）。應(yīng)用程序在宿主機(jī)上開發(fā)，在目標(biāo)機(jī)上運(yùn)行。之間利用計(jì)算機(jī)并

2、口或USB口通過“仿真器”連接。程序從宿主機(jī)到目標(biāo)機(jī)叫“下載”，反之叫“上傳”。在宿主機(jī)上反復(fù)修改（調(diào)試）。調(diào)試好的程序，在宿主機(jī)上編譯成目標(biāo)機(jī)可運(yùn)行的機(jī)器碼文件，通過“固化器”設(shè)備下載并固化（稱之為“燒寫”或者“程序固化”）在目標(biāo)機(jī)的程序存儲(chǔ)器中。宿主機(jī)Pc機(jī)/os/apl/開發(fā)工具/串口終端Cup/os 開發(fā)板/目標(biāo)機(jī) （燒寫）仿真器（JTAG） 串口線 USB/網(wǎng)口 進(jìn)行通信 交叉環(huán)境的建立需要什么（過程）（嵌入式開發(fā)環(huán)境所需要的組件） 1、硬件 宿主機(jī)、目標(biāo)機(jī)、仿真器 2、軟件 OS、開發(fā)工具、相關(guān)芯片的驅(qū)動(dòng)、通信控制軟件。 3、連線 USB線、串口線、電源線、網(wǎng)絡(luò)線、JTAG（仿真器

3、）線交叉編譯的概念：在一種計(jì)算機(jī)平臺(tái)上編譯生成可運(yùn)行與另一臺(tái)計(jì)算機(jī)平臺(tái)的二進(jìn)制代碼的過程。 12 34 56 78DSP 數(shù)字信號(hào)處理，是一種獨(dú)特的微處理器，是以數(shù)字信號(hào)處理大量信息的器件RAM體系結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器格式 大端格式：字?jǐn)?shù)據(jù)的高字節(jié)存儲(chǔ)在低地址單元中 小端格式：字?jǐn)?shù)據(jù)的高字節(jié)存儲(chǔ)在高地址單元中 Eg：（高）12 34 56 78（低） 小端 在侵入式系統(tǒng)中一般采取小端格式 第二章 ADS1.2開發(fā)環(huán)境的創(chuàng)建與簡介ADS1.2概述： 1、編譯器 RAMCC RAM C編譯器 2、鏈接器： armlink 將多個(gè)目標(biāo)文件或多個(gè)庫文件進(jìn)行鏈接生成一個(gè)可執(zhí)行文件 3、符號(hào)調(diào)試器、armsd 進(jìn)

4、行單步調(diào)試、設(shè)置斷點(diǎn) 4、調(diào)試器 AXD Armsd 5、庫函數(shù)生成器 armar如何搭建一個(gè)嵌入式開發(fā)環(huán)境一、認(rèn)識(shí)開發(fā)板 1、RAM開發(fā)板的硬件配置，CPU，SDRAM，F(xiàn)LASH（包括鍵盤LED驅(qū)動(dòng)器觸摸屏），以太網(wǎng)、USB、串口調(diào)試器借口（JTAGT） 2、 RAM體系結(jié)構(gòu)以及編程2、 開發(fā)板與宿主之間的通信 < JTAG >、< COM >、< 網(wǎng)口、TFTP協(xié)議 >、< SD卡口 >3、 宿主機(jī)與windows平臺(tái)4、 文件燒寫 包括燒寫內(nèi)核、根文件系統(tǒng)應(yīng)用程序等。 項(xiàng)目建立并加入相應(yīng)的文件后，“目標(biāo)機(jī)”和“宿主機(jī)”通過JTAG仿真器進(jìn)

5、行連接，然后用AXD進(jìn)行仿真和調(diào)試 0、安裝USB轉(zhuǎn)串口軟件（串口一端連接開發(fā)板，另外一端通過USB轉(zhuǎn)串口接頭連接PC）；1、安裝SecureCRT2、設(shè)置SecureCRT參數(shù)，參考手冊(cè)1.3.4；3、將串口線連接在計(jì)算機(jī)上，設(shè)置端口號(hào)，步驟如下： “設(shè)備管理器”->“端口”->“Prolific USB-to-Serial Comm Port（COM？）”->點(diǎn)擊右鍵->“屬性”->“端口設(shè)置”選項(xiàng)卡->“高級(jí)”->“COM端口號(hào)”；將端口號(hào)設(shè)置在COM1COM4之間。4、安裝USB下載軟件TQBoardDNW；5、安裝USB下載驅(qū)動(dòng)：安裝完成后會(huì)

6、在“設(shè)備管理器”中多出“l(fā)ibusb”->“win32 devices ”，在TQBoardDNW中顯示“USB連接成功”；6、燒寫并運(yùn)行例子程序開發(fā)板Nor/Nand開關(guān)打在“Nor”；重啟開發(fā)板；在SecureCRT環(huán)境中，UBoot下，選擇“a”（Download user program）；在TQBoradDNW中，選擇“USB下載”->“UBoot”->“選擇文件”，找到想要燒寫的.bin文件（可在“TQ2440測試程序”->“裸奔三部曲”->“exp_Modified02”->“Images”->“clock.bin”）；燒寫成功后，將開發(fā)

7、板的Nor/Nand開關(guān)打在“Nand”；重啟開發(fā)板；在SecureCRT中選擇LCD的型號(hào)（目前使用的是“W43”，即第三個(gè)選項(xiàng)）。成功了！Nor和Nand Flash 的區(qū)別：程序調(diào)試結(jié)束后，要將其可執(zhí)行文件燒寫（或固化）到目標(biāo)機(jī)的某種Flash中運(yùn)行，flash也叫非易失快閃存儲(chǔ)器（為塊的存儲(chǔ)器單元塊進(jìn)行擦寫和再編程）。Nor和Nand是現(xiàn)在市場上兩種主要的非易失快閃存儲(chǔ)器。Nand可直接擦除 nor要求在進(jìn)行寫入之前先將目標(biāo)代碼塊內(nèi)的所有位都寫為0Nor讀的速度相對(duì)較快 nand寫入的速度較快大多數(shù)寫入操作需要先進(jìn)行擦除操作Nand的擦除單元更小，相應(yīng)的擦除電路更少Nand 單元尺寸是

8、nor的一半，生產(chǎn)過程簡單價(jià)格便宜Nor 帶有SRAM接口，有足夠的引腳，操作相對(duì)容易Nand器件使用復(fù)雜的I/O端口來串行存取數(shù)據(jù)。8個(gè)引腳用來傳送控制、地址和數(shù)據(jù)信息。可取代硬盤。使用nand必須先寫入驅(qū)動(dòng)程序，才能執(zhí)行其它操作。初始化程序和開發(fā)環(huán)境的設(shè)置基于ARM芯片的應(yīng)用系統(tǒng)，多數(shù)為復(fù)位的片上系統(tǒng)，在系統(tǒng)中，多數(shù)硬件模塊都是可配置的，需要軟件來預(yù)先設(shè)置其需要的工作狀態(tài)。因此在用戶應(yīng)用程序之前，需要由一段專門的代碼來完成對(duì)系統(tǒng)基本的初始化工作。系統(tǒng)初始化： 分配中斷向量表 初始化存儲(chǔ)器系統(tǒng) 初始化各工作模式的堆棧 初始化特殊要求的硬件模塊 初始化程序的執(zhí)行環(huán)境 切換處理器的工作模式開發(fā)環(huán)

9、境設(shè)置： 處理器設(shè)置、仿真器設(shè)置、調(diào)試設(shè)置等等第3章 ARM9微處理器的S3C2410資源嵌入式軟件組成應(yīng)用層 應(yīng)用程序、文件系統(tǒng)圖形、應(yīng)用程序接口Os層 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）驅(qū)動(dòng)層 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序 BSP嵌入式軟件分為系統(tǒng)軟件、交接軟件、應(yīng)用軟件嵌入式硬件組成（2440框圖）嵌入式工作原理： 系統(tǒng)運(yùn)行后關(guān)看門口，開始自動(dòng)計(jì)數(shù)，如果到一定時(shí)間未清看門口，則看門狗溢出，從而中斷，造成系統(tǒng)復(fù)位。片內(nèi)外設(shè)：芯片內(nèi)部用于與外部設(shè)備連接的接口電路和總線兩種啟動(dòng)方式：1、 從Norflash啟動(dòng)，可以像內(nèi)存一樣被讀，但不可以像內(nèi)存一樣寫。0地址指向硬盤，從0地址開始執(zhí)行指令2、 從Nandflash啟動(dòng)

10、，4KB的內(nèi)容自動(dòng)拷貝到片內(nèi)SRAM，0地址指向片內(nèi)SRAM，從0地址開始執(zhí)行指令兩種啟動(dòng)方式的內(nèi)存映射圖RAM匯編：分類：1、標(biāo)準(zhǔn)匯編 2、GHU匯編格式：.s .h .c語句格式：1、指令不能從一行的開頭來寫，必須有空格或者符號(hào)、標(biāo)號(hào) 2、標(biāo)號(hào)不能從開頭寫 3、注釋 ; 4、不能大小寫混用程序格式：1、以段為單位，組織原文件 2、經(jīng)過處理后的匯編程序（可執(zhí)行）至少含有一個(gè)代碼段第4章 I/O口和I/O操作I/O口控制寄存器分為以下五種（大多數(shù)引腳為復(fù)用的）1、 端口控制寄存器（GPACONGPHCON）定義了每個(gè)引腳的功能2、 端口數(shù)據(jù)寄存器（GPADATGPHDAT）數(shù)據(jù)的輸入和輸出均從

11、此端口進(jìn)行，i/o口數(shù)據(jù)寄存器的bit位和i/o口引腳相應(yīng)位狀態(tài)一致3、 端口上拉寄存器（GPAUPGPHUP）控制每個(gè)端口組上拉電阻的使能和禁止。如果上拉電阻的某一位為0，則相應(yīng)的端口上拉電阻被使能，該為作為基本輸入/輸出使用。如果為1，則相應(yīng)的端口上拉電阻被禁止，做第二功能使用。上電和復(fù)位時(shí)，作為基本輸入/輸出使用4、 多狀態(tài)控制寄存器 控制數(shù)據(jù)端口的上拉電阻，包括高阻態(tài)、usb pad和CLKOUT選項(xiàng)5、 外部中斷控制寄存器（EXTINTN）24個(gè)中斷各有各的中斷請(qǐng)求信號(hào)EXTINTN寄存器可以配置的信號(hào)類型有：低電平觸發(fā)中斷請(qǐng)求、高電平觸發(fā)中斷請(qǐng)求、下降沿觸發(fā)中斷請(qǐng)求、上升沿觸發(fā)中斷

12、請(qǐng)求以及雙沿觸發(fā)中斷請(qǐng)求2440一共有117個(gè)I/O口，分為8個(gè)功能組。每個(gè)I/O口都可以用作基本的輸入輸出功能，除A口外，其他口由端口上拉寄存器和端口控制寄存器決定做第二功能23位的輸出端口（端口A） 端口A做I/O時(shí)只能做輸出 GPACON（端口控制器）每個(gè)引腳的功能由GPACON的1位（bit）來控制。當(dāng)GPCON=0時(shí)，引腳做輸出，為1時(shí)做第二功能 GPADAT（數(shù)據(jù)寄存器） 只有第22位引腳才能做輸出，從第22個(gè)引腳向GPADAT的相應(yīng)位寫數(shù)據(jù)11位的輸入輸出端口（端口B） GPACON（端口控制器）中每兩位控制1位引腳的功能 00做輸入 01做輸出 11做保留位 10做其它功能 G

13、PADAT（數(shù)據(jù)寄存器）只有第10個(gè)引腳的作為輸入輸出引腳，如果該引腳被配置為第二功能引腳，則讀出的數(shù)據(jù)不穩(wěn)定 GPABUP（上拉電阻） GPB10：0 =0為上拉允許，做基本的輸入輸出口 =1上拉禁止，做第二功能16位的輸入輸出端口C （15口做特殊引腳）16位的輸入輸出端口D （15口做特殊引腳）16位的輸入輸出端口E （15口做特殊引腳）8位的輸入輸出端口F （7口做特殊引腳）16位的輸入輸出端口G （15口做特殊引腳）11位的輸入輸出端口H （10口做特殊引腳）第5章 中斷系統(tǒng)中斷：是指CPU在正常允許程序時(shí)，由于內(nèi)部/外部事件或由程序預(yù)先安排的事件引起中斷正常運(yùn)行的程序，而轉(zhuǎn)到內(nèi)部/

14、外部事件或預(yù)先安排的事件服務(wù)的過程中，服務(wù)完畢后，再回到被暫時(shí)中斷的程序。2440可以處理兩種中斷：通用中斷和快速中斷。使用屏蔽寄存器控制中斷的開啟和關(guān)閉，使用中斷源掛起寄存器和中斷掛起寄存器來反映是哪個(gè)中斷源向CPU申請(qǐng)了中斷和CPU正在相應(yīng)的中斷的中斷源。2440有56個(gè)中斷源，在其中有32個(gè)中斷源提供中斷控制器 異常：是導(dǎo)致程序中斷的一種指令流片內(nèi)UARTn中斷和外部中斷輸入EINTn是邏輯或關(guān)系，它們共用一根中斷請(qǐng)求。異常發(fā)生，系統(tǒng)做了哪些工作？1、 為進(jìn)入異常做準(zhǔn)備 mov lr,pc; 2、 Cpsr拷貝到spsr_exp 3、cpsr c,0x53 更改工作模式 4、找到異常向量

15、入口，并執(zhí)行該地址的指令中斷控制邏輯的任務(wù)是在片內(nèi)和外部中斷源組成的多重中斷發(fā)生時(shí)，選擇其中一個(gè)中斷，通過FIQ（快速中斷請(qǐng)求）或IRQ（通用中斷請(qǐng)求）向CPU內(nèi)核發(fā)出中斷請(qǐng)求。中斷處理的過程1、匯集信號(hào) 2、CPU保留現(xiàn)場 3、 ISR判斷中斷源 4、清中斷 5、恢復(fù)中斷使用中斷的步驟1、 設(shè)置中斷模式下的SP 2、準(zhǔn)備好中斷處理函數(shù)、異常向量入口、ISR判斷中斷源、執(zhí)行相應(yīng)處理、清中斷、返回3、 中斷模式的進(jìn)入以及退出 保存現(xiàn)場 、恢復(fù)現(xiàn)場4、 設(shè)置中斷觸發(fā)條件 5、優(yōu)先級(jí)的確定 6、中斷使能 三個(gè)屏蔽器、一個(gè)中位 2440使用5個(gè)控制寄存器來對(duì)系統(tǒng)中斷進(jìn)行控制1、 中斷模式（INTMOD

16、）寄存器 =0時(shí)使用通用中斷 =1時(shí)采用快速中斷 一般采用通用中斷，所以中斷模式寄存器可以不用設(shè)置2、 中斷掛起（INTPND）寄存器和中斷源掛起（SRCPND）寄存器 SRCPND=0無中斷請(qǐng)求 =1有中斷請(qǐng)求 當(dāng)中斷被響應(yīng)時(shí)INTPND位置13、 中斷屏蔽（INTMSK）寄存器 屏蔽位為1時(shí)，中斷被禁止（屏蔽中斷），為0時(shí)相應(yīng)的中斷正常執(zhí)行（開中斷）4、 中斷優(yōu)先級(jí)寄存器 確定中斷的優(yōu)先順序，看CPU執(zhí)行那個(gè)中斷子中斷源的中斷控制子中斷源和其它中斷共用一個(gè)中斷向量 通過子中斷源掛起寄存器（=0無中斷請(qǐng)求 =1有中斷請(qǐng)求）和子中斷屏蔽寄存器（屏蔽位為1時(shí)，中斷被禁止（屏蔽中斷），為0時(shí)相應(yīng)的

17、中斷正常執(zhí)行（開中斷）來對(duì)其進(jìn)行中斷控制和反饋中斷向量：就是該中斷服務(wù)函數(shù)的入口地址。其它常用寄存器：外部中斷配置寄存器主要用來控制外部中斷觸發(fā)模式000 低電平 001高電平 01X 下降沿 10X上升沿 11X 雙沿第6章 ： 串口UART串口的初始化1、 選定串口，對(duì)引腳進(jìn)行初始化 初始化串口0.1.2等的輸入輸出端2、 設(shè)置波特率3、 設(shè)置數(shù)據(jù)位 流控的設(shè)置（調(diào)制解調(diào)器）發(fā)送的/接收的緩存寄存器（數(shù)據(jù)位只有8位有效）4、 幾個(gè)控制器的設(shè)置串行通信單元UART單元提供3個(gè)獨(dú)立的異步串行通信接口，皆可工作于中斷和DMA模式。每一個(gè)單元包含一個(gè)16字節(jié)的FIFO發(fā)送緩沖器和一個(gè)16字節(jié)的FI

18、FO接收緩沖器，用于數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送。UART 支持可編程波特率、紅外發(fā)送接收（只UART2）1個(gè)或2個(gè)停止位、5位/6位/7位8位數(shù)據(jù)寬度和奇偶校驗(yàn)波特率 （寫入波特率寄存器）波特率由一個(gè)專用的串口波特率分頻寄存器（UBRDIVn）（n=02）控制 UBRDIVn=(int)UCLK/(波特率*16)-1 或 UBRDIVn=(int)PCLK/(波特率*16)-1 Eg: 若UCLK或者PCLK等于40MHZ,當(dāng)波特率為115200bps時(shí)，則： UBRDIVn=（int）40000000/(115200*16)-1=int(27.1)-1=20 通信操作：發(fā)送數(shù)據(jù)幀是可以編程的。一個(gè)數(shù)據(jù)幀包括1個(gè)起始位、58個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)可選的奇偶校驗(yàn)位和12個(gè)停止位接收數(shù)據(jù)幀和發(fā)送數(shù)據(jù)幀一樣。接收數(shù)據(jù)幀還可以檢查溢出錯(cuò)、奇偶校驗(yàn)錯(cuò)、偵錯(cuò)和傳輸中斷溢出錯(cuò)：已接收的數(shù)據(jù)在讀取之前被新接收的數(shù)據(jù)覆蓋奇偶校驗(yàn)錯(cuò)：檢測器測到的校驗(yàn)與設(shè)置不符幀錯(cuò)誤：沒有接收到有效的停止位傳輸中斷：表示接收數(shù)據(jù)RXDN保持邏輯0超出一幀的傳輸時(shí)間控制寄存器的功能線路控制寄存器（位6）決定是否使用紅外模式 0正常模式 1 紅外模式 （位5 4 3）決定校驗(yàn)方式 0XX無校驗(yàn) 100奇校驗(yàn) 101 偶校驗(yàn) （位 2）