arm開發(fā)介紹.

1、ARM開發(fā)板1求助編輯百科名片ARM開發(fā)板，是龍人是一家專業(yè)從事PCB抄板、電路板抄板（克隆）、芯片解密、 PCE設(shè)計、PCB生產(chǎn)加工、抄數(shù)、元器件仿制克隆、軟硬件開發(fā)設(shè)計的技術(shù)服務(wù) 型企業(yè)。龍人最初的反向技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊組建于1983年，當(dāng)時正值反向研發(fā)概念在學(xué)界流傳并備受爭議，國內(nèi)外學(xué)者紛紛著文探討反向概念的合理性與可行性， 龍人反向技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊在國內(nèi)的率先成立，宣告了國內(nèi)抄板行業(yè)的正式誕生。目錄基本概述 醫(yī)學(xué)應(yīng)用 基本概述 醫(yī)學(xué)應(yīng)用 展開 園編輯本段基本概述ARM開發(fā)板，從概念上來講，與軟件外包非常類似（軟件外包是指軟件 外包提供商為了集中精力從事核心競爭力業(yè)務(wù)，降低項目成本，同時提高項目實

2、施的質(zhì)量，將自己的軟件項目中的全部或部分工作發(fā)包給合適的軟件 企業(yè)去完成）。編輯本段醫(yī)學(xué)應(yīng)用基于ARM核的ADu C7024在醫(yī)療電子中的應(yīng)用隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展和人民生活水平的提高，極大地推動了醫(yī)療電子設(shè)備的發(fā)展，當(dāng)今醫(yī)療電子設(shè)備的發(fā)展趨勢是高精度、實時性、低功 耗和小尺寸，作為醫(yī)療電子設(shè)備中核心地位的MCU（微處理器）也隨著這一發(fā)展趨勢向前不斷衍變著。由早期的8位MCU發(fā)展到目前的32位RISC （精簡指令集計算機(jī)）MCU美國ADI公司根據(jù)市場的需要最新推出了一款基于 ARM高級精簡指令集計算機(jī)）核的微處理器 ADu C7024便是目前32位RISCMCU勺杰出代表。ADu C7024卓

3、越的處理能力、集成眾多片上外圍器件和芯 片低功耗的特點，完全勝任目前醫(yī)療電子設(shè)備的需求及未來的發(fā)展目標(biāo)。本文以ADu C7024在醫(yī)療電子中監(jiān)護(hù)產(chǎn)品脈搏血氧計的應(yīng)用為例，重 點介紹其在醫(yī)療電子行業(yè)中的實際用途。ARM內(nèi)核特點英國ARM公司是嵌入式 RISC處理器的IP （知識產(chǎn)權(quán)）供應(yīng)商，它為 ARM架構(gòu)處理器提供 ARM處理器內(nèi)核（如 ARM7TDMIARM9TDM及ARM10TDMI 等）。由各半導(dǎo)體公司在上述處理器內(nèi)核基礎(chǔ)上進(jìn)行再設(shè)計，嵌入各種外 圍和處理部件，形成各種 MCU目前基于ARM內(nèi)核的芯片在嵌入式處理器市 場上占據(jù)75 %的份額。ARM作為嵌入式系統(tǒng) 的處理器,具有低電壓，低

4、功耗和高集成度等特點， 并具有開放性和可擴(kuò)充性。事實上，ARM內(nèi)核已成為嵌入式系統(tǒng)首選的處理器內(nèi)核。而對于醫(yī)療電子設(shè)備而言，并不需要圖像處理 等方面更高的要求,因此，ARM7TDM內(nèi)核以0.9MIPS （百萬條指令每秒）/MHz的高效處理能力 足以滿足應(yīng)用需要。它采用【非3個階段。ARM旨令，ARM7TDM內(nèi)核是ARM核系列中32位通用內(nèi)核中的一個產(chǎn)品， 法詞語被屏蔽】流水線結(jié)構(gòu)，指令的執(zhí)行分成取指、譯值和執(zhí)行 運算器能夠?qū)崿F(xiàn) 32位整數(shù)運算。內(nèi)核不但能夠執(zhí)行32位高效同時還支持簡潔的 16位Thumb指令集以提高代碼密度。ARM7TDM名稱的含義為：它采用馮諾依曼結(jié)構(gòu) ，8位，16位和32位

5、，而指令長度是 32位。16位壓縮指令集 Thumb由于32位RISC型處理器的指令A(yù)RM為了彌補不足，在新型 ARM架構(gòu)（V4T版以上，成熟a）ARM7 ARM系列具有32位運算能力的內(nèi)核， 數(shù)據(jù)長度可以是b）T:內(nèi)含 代碼利用率較低，架構(gòu)由V3版發(fā)展到V6版）定義了 16位的Thumb指令集，Thumb指令集比 通常的8位和16位CISC/RISC處理器具有更好的代碼密度，而芯片面積只 增加6%,可使程序存儲器更小。c） D:支持片內(nèi)調(diào)試，該內(nèi)核包含用于調(diào)試的硬件結(jié)構(gòu)，可使CPU進(jìn)入調(diào)試模塊，可以方便地進(jìn)行斷點觀察點設(shè)置、單步調(diào)試和多步調(diào)試d） M:采用增強型乘法器。AARM7TDM指令集

6、包含2個32位X 32位的 乘法指令和2個乘法累加MAC指令，該結(jié)構(gòu)使得指令的執(zhí)行比其他類型的 ARM7內(nèi)核減小了許多 機(jī)器周期。e） I :內(nèi)含嵌入式ICE宏單元,ARM架構(gòu)的處理器芯片都嵌入了Embedded ICE- RT邏輯塊，便于通過 JTAG接口來仿真調(diào)試 RAM架構(gòu)芯片。芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)及特點美國ADI公司利用其在模擬電路領(lǐng)域的優(yōu)勢，綜合基于8052 - 8位ADu C8xx的技術(shù)積累，將 ARM7TDM內(nèi)核和 ADC（A/D轉(zhuǎn)換器DAC（D/A 轉(zhuǎn)換器）等外圍設(shè)備集成在一塊芯片上，就是最近推向市場的拳頭產(chǎn)品ADu C702x 系列。其中 ADu C7020、ADy C7021、AD

7、y C7022、ADu C7026 等 芯片除了在片上 Flash和SRAM容量大小、ADC和DAC通道數(shù)量、PWM脈寬ADu C7026, ADu C7027具有調(diào)制）相位數(shù)量有差別外，其他完全一致；而 外部擴(kuò)展內(nèi)存接口。-AD u C7024, 工業(yè)級的64引腳CSP封裝的芯片面積僅為5mA在最大時鐘頻率 45MHz本文主要介紹其中具有代表性的一款A(yù)Du C7024工作于2.7V 3.6V電源電壓，1所示。9mM 9mm在1MHz時鐘頻率下芯片最高功耗為 下芯片最高功耗為 60mA其原理框圖如圖2.1片上集成高性能的 ADC和DACADu C7024片上集成了 10通道12位逐次逼近型 A

8、DC,能夠在電源電壓 為2.7V 3.6V的范圍正常工作，在 系統(tǒng)時鐘 頻率為45MHz下的最高采樣率 高達(dá)1MS PS（百萬次采樣每秒）。該ADC模塊提供一個高精度、低漂移的片上2.5V基準(zhǔn)電壓VREF該電壓通過片上 REFCON寄存器的軟件配置也能作 為輸出，向外提供基準(zhǔn)參考源。ADC能夠工作于單端轉(zhuǎn)換模式或者差分轉(zhuǎn)換模式，在單端轉(zhuǎn)換模式下的輸入電壓范圍 是0至VREF在差分轉(zhuǎn)換模式下輸入電壓范圍是 0至AVDD（ AVDD通常情況下為 3.3V ） ADC單個或連續(xù)的轉(zhuǎn) 換能夠被外部引腳 CONVstar、片上PLA、定時器1或定時器2所觸發(fā)。通過ADC控制寄存器ADCCON通道選擇寄存

9、器 ADCC味口 ADCCr軟件配 置好ADC后，轉(zhuǎn)換結(jié)果將存儲在寄存器ADCDAT位 27至位16中，通過ADC狀態(tài)寄存器 ADCSTA勺位0可以查看ADC轉(zhuǎn)換是否完成，當(dāng)ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束時， 位0被置位；當(dāng)讀取 ADC DAT時，該位自動被清空。當(dāng)ADC正在執(zhí)行轉(zhuǎn)換操作時，片上引腳 ADCBusy保持高電平，一旦轉(zhuǎn)換結(jié)束，該引腳馬上變?yōu)?低電平。還可以通過 ADCRS寄存器將ADC莫塊中所有寄存器恢復(fù)至默認(rèn)值；通 過調(diào)整ADCOF和ADCGN寄存器的值可以調(diào)整 ADC轉(zhuǎn)換精度，不過，該寄存 器出廠時已經(jīng)過校準(zhǔn)。由于該ADC的是逐次逼近型結(jié)構(gòu)，因此比較適合低功耗的產(chǎn)品應(yīng)用。ADu C7024片

10、上還集成有2通道12位DAC每個DAC都具有軌至軌的 輸出電壓范圍，驅(qū)動能力可達(dá) 100pF或者5k Q，每個DAC也能通過軟件配 置來選擇輸出范圍 0至VREF（內(nèi)部基準(zhǔn)電壓）、 0至DACref （外部基準(zhǔn)電 壓）和0至AVDD而DACref的取值范圍是 0V至AVDDDAC的使用十分簡單， 通過DAC控制寄存器 DAC0CON或者 DAC1CO來選 擇通道和配置 DAC通道特性，然后通過向 DAC0COI或DAC1CO的位27至位 16寫入數(shù)值，就可以在 DAC引腳上得到所需要的模擬電壓結(jié)果。2.2 片上集成Flash寄存器和SRAMADu C7024片上集成了 64KB的Flash&q

11、uot;儲器，其中低62KB的Flash存 儲器是用戶可以編程的，剩下的高2kB區(qū)域是用戶不可接觸的 固件程序，里面包含了在線串行下載程序及出廠配置默認(rèn)方案。ADu C7024片上Flash存儲器能夠通過串行編程模式，JTAG編程模式或 并行編程模式 在系統(tǒng)中編程。1）串行編程模式當(dāng)片上BM引腳芯片被拉低時，ADu C7024重啟動將進(jìn)入串行下載模式， 通過標(biāo)準(zhǔn)的 UART端口或IIC端口在線下載程序。2）并行編程模式并行編程協(xié)議使得片上Flash存儲器能夠通過工業(yè)級第三方編程器進(jìn)行編程。3）JTAG編程模式ADu C7024片上Flash存儲器完全遵守IEEE 1149.1規(guī)范，因而可以通

12、過標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口來下載程序和進(jìn)行調(diào)試代碼，使得系統(tǒng)的開發(fā)十分簡單 易行。而ADu C7024片上Flash存儲器通過 FEE PRO FEEHIDE寄存器的軟件 設(shè)置可以防止程序通過 JTAG接口或并行編程模式被讀出，有效地保障了開 發(fā)人員的勞動成果。2.3晶振和PLLADu C7024片上集成了一個 32.768KHZ晶振、一個時鐘分頻器和一個 PLL （鎖相環(huán)）。內(nèi)部的 PLL能夠?qū)⒕д耦l率放大1376倍，即為系統(tǒng)提供一個穩(wěn)定的45MHz為了降低系統(tǒng)功耗，可以通過軟件設(shè)置時鐘分頻器的控制寄存器PLLCON和 POWCC將經(jīng)過PLL后輸出的45MHz降頻，最大可降低至 352KHz， 由

13、于內(nèi)部晶振有± 3%的誤差，因此，用戶可以選擇外接一個32.768kHz的晶振，通過軟件設(shè)置 P LLCONfi使用外部晶振，使系統(tǒng)的性能穩(wěn)定可靠。2.4 復(fù)用I/O及標(biāo)準(zhǔn)的 UART SPI、IICADu C7024提供30個通用型雙向I/O引腳。所有的I/O引腳具有5V電 壓耐壓能力，一些I/O引腳中與其他外圍設(shè)備引腳復(fù)用。在默認(rèn)情況下， 所有的GPIO都是I/O模式，如果在實際中需要將I/O 口復(fù)用成其他情況的，只需要按照I/O控制配置寄存器 GPxCON勺手冊配置方案軟件編程即可（這 里x表示端口 0，端口 1，端口 4，如1端口 5引腳則是P1.5 ）。在配 置成I/O情況

14、下，可以通過置位 數(shù)據(jù)寄存器 GPxDAT中某些位的值使引腳輸 出"1"同時可以清除數(shù)據(jù)寄存器GPxDAT中的某些位的值使引腳輸出"0"還可以讀數(shù)據(jù)寄存器 GPxDAT中某些位的值得到輸入引腳的值（x同前面介紹，具體設(shè)置請參考 ADu C7024手冊）。ADu C7024片上集成了 2個標(biāo)準(zhǔn)的、全雙工模式的異步串口UART（通用異步收發(fā)器），它們與 16450串口標(biāo)準(zhǔn)所兼容。片上 UART的波特率產(chǎn)生 器中包含一個小數(shù)分頻器，使得UART波特率的產(chǎn)生更加精確。同時，其中一個UART還支持網(wǎng)絡(luò)尋址模式下的串口發(fā)送接收模式。UART的使用首先通過I/O的配置

15、成UART端口引腳。然后通過軟件配置UART配置寄存器及波特率設(shè)定寄存器就可以通過COMT）寄存器、COMR寄存器分別發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。ADu C7024片上也集成了標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)級同步串口SPI （串行外圍接口），SPI接口可以同步接收和發(fā)送8位數(shù)據(jù)，最高速率可達(dá)5.6Mbit/s 。該SPI能夠被配置成主（Master ）或者從（Slave ）兩種工作模式，關(guān)于 SPI使能、 選擇工作模式、串行時鐘相位及極性、先發(fā)送低有效位還是高有效位等多 項設(shè)置，均是通過 SP ICON編程而得到，而主模式發(fā)送的串行時鐘頻率由 SPIDIV來設(shè)定，從模式則不用設(shè)定串行時鐘頻率，因為串行時鐘是由主模 式的SPI來

16、決定的，通過讀取 SPISTA中某些數(shù)據(jù)位的值，可以知道SPI是否發(fā)送結(jié)束或者接收結(jié)束。ADu C7024還具有兩個經(jīng) Philips 公司授權(quán)的IIC接口，IIC是Philips 公司20世紀(jì)80年代開發(fā)的一個簡單的兩線總線，包括一條數(shù)據(jù)線和一條 時鐘線，速率有 100kHz和400kHz兩種方式，目前IIC已經(jīng)成為重要的全 球業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，被所有主要的集成電路廠商所認(rèn)同和使用。它采用主-從通 信方式，采用總線仲裁特性，使得在某一時刻只有兩個器件進(jìn)行通信，具 體數(shù)據(jù)指標(biāo)參考 ADu C7024數(shù)據(jù)手冊。2.5中斷系統(tǒng)中斷系統(tǒng)是一個 MCU在應(yīng)用中的靈魂所在。ADu C7024片上中斷控制器控制著

17、24個中斷源。這些中斷源包括片上ADC中斷、UART中斷、2個外部中斷請求XIRQ0和 XIRQ1等，而ARM7TDM內(nèi)核僅僅將這些中斷源分成兩大 類來識別，一類是IRQ，另一類是FIQ。所有中斷源能夠單獨地被屏蔽。中 斷系統(tǒng)的控制和配置管理由9個關(guān)于中斷方面的寄存器所控制，4個涉及到IRQ的寄存器、4個涉及到FIQ的寄存器，1個用來選擇已編程的中斷源寄 存器SWICFG雖然作為一個已編程的中斷源是不能夠被屏蔽掉的，但是它 們可以被SWICFG來控制。2.6定時器ADu C7024有4個通用定時器：定時器0、定時器1、定時器2和定時器3。這4個定時器在一般的操作模式下均能按照默認(rèn)值計數(shù)或者按照

18、預(yù)設(shè) 值寄存器TxLD （x表示0, 1, 2,和3中的某一個寄存器）中值來計算。在 任意時刻可以通過讀取TxVAL寄存器中的值了解定時器中的當(dāng)前計數(shù)值。通過配置TxCON的值可以設(shè)置相應(yīng)的定時器按照一定的方式開始計數(shù)。定時器0是一個通用型16位倒計數(shù)定時器，該定時器的刻度尺頻率來源是系統(tǒng)時鐘，計數(shù)默認(rèn)值可以是系統(tǒng)時鐘頻率、系統(tǒng)時鐘頻率的16分頻和256分頻。定時器1是一個32位通用型累加定時器或者倒計時定時器。該定時器的刻度尺頻率來源可以是32kHz晶振、系統(tǒng)時鐘和外部GPIO三者之一。計數(shù)默認(rèn)值可以是刻度尺頻率、刻度尺頻率的16分頻、256分頻和32768分頻。定時器1可以被設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)的 32位時間值，如Hours : Minutes : Seconds : Hundreths這樣的格式。定時器 1通過預(yù)設(shè)響應(yīng)IRQ事件，可以比通常情況下定時器0響應(yīng)IRQ中斷請求要準(zhǔn)確得多。它還可以用來觸發(fā)ADC轉(zhuǎn)換過程。定時器2的系統(tǒng)刻度尺頻率來源是內(nèi)部集成的32.768kHz晶振，當(dāng)系統(tǒng)時鐘停止工作時，該定時器還可以繼續(xù)運行，這一特性可以用來將處于 休眠狀態(tài)的系統(tǒng)內(nèi)核恢復(fù)至正常工作狀態(tài)。定時器3由兩種工作模式，一種通常模式與前面3個定時器一樣，還有一種是看門狗模式。一旦程序跑飛時，可以利用該定時器看門狗模式來 重啟動處理器，令其恢復(fù)正常工作