嵌入式控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)embestarm實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)介紹與實(shí)驗(yàn)名師優(yōu)質(zhì)課賽課一等獎(jiǎng)市公開(kāi)課獲獎(jiǎng)?wù)n件

ＥmbestＡＲＭ試驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)介紹第1頁(yè)1.ＥmbestＡＲＭ試驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)介紹EmbestARM教學(xué)系統(tǒng)包含EmbestIDE集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，EmbestJTAG仿真器，F(xiàn)lash編程器，EmbestEduKit-III開(kāi)發(fā)板、各種連接線、電源適配器以及試驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)等。第2頁(yè)P(yáng)C機(jī)JTAG仿真器目標(biāo)板并口/USB/網(wǎng)口運(yùn)行EmbestIDEJTAG仿真器調(diào)試模型第3頁(yè)試驗(yàn)臺(tái)提供兩套CPU子板，分別是ARM7S3C44B0X芯片和ARM9S3C2410芯片,兩套CPU子板能夠自由插拔。試驗(yàn)臺(tái)提供多操作系統(tǒng)，ARM7試驗(yàn)系統(tǒng)除可實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)指令與接口試驗(yàn)，μC/OS-II操作系統(tǒng)和μCLinux操作系統(tǒng)試驗(yàn)；ARM9試驗(yàn)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高端ARM嵌入式教學(xué)，主要包含擴(kuò)展接口試驗(yàn)，Linux、WinCE和Vxworks操作系統(tǒng)試驗(yàn)。本書(shū)主要針對(duì)ARM7試驗(yàn)系統(tǒng)，包含LED燈、數(shù)碼管、音頻、麥克風(fēng)、串口、并口、USB接口、以太網(wǎng)接口、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、SD卡、液晶、觸摸屏、AD、DA等試驗(yàn)。ＥmbestEDUKIT-III試驗(yàn)平臺(tái)介紹第4頁(yè)ＥmbestEDUKIT-III試驗(yàn)平臺(tái)介紹第5頁(yè)第6頁(yè)

JTAG仿真器也稱為調(diào)試器，使用集成開(kāi)發(fā)環(huán)境配合JTAG仿真器進(jìn)行開(kāi)發(fā)是當(dāng)前采取最多一個(gè)調(diào)試方式。EmbestJTAG仿真器當(dāng)前分為三種類型，包含標(biāo)準(zhǔn)型（EmbestEmulatorforARM），增強(qiáng)型（EmbestPowerICEforARM）和通用型（EmbestUnetICEforARM），主要區(qū)分在于下載調(diào)試速度和連接線不一樣。EmbestJTAG仿真器面板上面都有三只指示燈，對(duì)當(dāng)前工作狀態(tài)做出指示。

EmbestJTAG仿真器第7頁(yè)1.1EmbestIDE集成開(kāi)發(fā)環(huán)境EmbestIDE是一套應(yīng)用于嵌入式軟件開(kāi)發(fā)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。它提供高效明晰圖形化嵌入式應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，包含一整套完備面向嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和調(diào)試工具：編輯器、編譯器、連接器、調(diào)試器、工程管理器等。EmbestIDE集成開(kāi)發(fā)環(huán)境界面格調(diào)同MicrosoftVisualStudio，是一套良好嵌入式軟件可視化開(kāi)發(fā)環(huán)境。用戶能夠很方便在EmbestIDE集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中創(chuàng)建和打開(kāi)工程，建立、打開(kāi)和編輯文件，編譯、連接、運(yùn)行、調(diào)試各種嵌入式應(yīng)用程序。EmbestIDE開(kāi)發(fā)環(huán)境界面如圖所表示.第8頁(yè)第9頁(yè)1.2EmbestIDE主要特征EmbestIDE可在Windows98、2000、NT及XP等操作系統(tǒng)上運(yùn)行，主要支持ARM系列處理器。對(duì)于ARM系列處理器，EmbestIDE當(dāng)前支持ARM7以及ARM9系列。EmbestIDEforARM于年正式發(fā)行，當(dāng)前版本為EmbestIDEProforARM。EmbestIDEforARM主要特征以下：支持開(kāi)發(fā)語(yǔ)言：C和匯編。界面友好，使用方便：類似MSVisualStudio用戶界面。工程管理器：圖形化工程管理工具，負(fù)責(zé)應(yīng)用源程序文件組織和管理，提供編譯、鏈接、庫(kù)文件設(shè)置窗口，可在一個(gè)工作區(qū)中同時(shí)管理多個(gè)應(yīng)用軟件和庫(kù)工程。源碼編輯器：標(biāo)準(zhǔn)文本編輯功效，支持語(yǔ)法關(guān)鍵字、關(guān)鍵字色彩顯示等。IDE同時(shí)提供了高效FindinFiles引擎，可快速查找定位指定字符串信息。編譯工具：集成著名優(yōu)異自由軟件GNUGCC編譯器，并經(jīng)過(guò)優(yōu)化和嚴(yán)格測(cè)試，運(yùn)行在Win32環(huán)境；同時(shí)兼容ARMSDT2.51編譯器，能夠方便ARMSDT及ADS用戶在EmbestIDE下編譯工程代碼。

第10頁(yè)IDE提供了圖形化編譯器開(kāi)關(guān)設(shè)置界面，用戶能夠簡(jiǎn)單、直觀、快捷地完成工程編譯選項(xiàng)設(shè)置。編譯信息輸出，條理清楚，可快速定位產(chǎn)生語(yǔ)法錯(cuò)誤源文件行。調(diào)試器：提供對(duì)ARMAXD調(diào)試器支持，能夠方便使用EmbestJTAG仿真器調(diào)試ARMSDT及ADS境工程代碼。源碼級(jí)調(diào)試，提供了圖形和命令行兩種調(diào)試方式，可進(jìn)行斷點(diǎn)設(shè)置、單步執(zhí)行、異常處理，可查看修改內(nèi)存、存放器、變量等，可查看函數(shù)棧，可進(jìn)行反匯編等。支持ARM/Thumb指令調(diào)試。調(diào)試設(shè)備：EmbestJTAG仿真器，連接到主機(jī)通信接口能夠是DB25LPT口、USB接口或Ethernet接口，另外一端是IDC插頭，連接到目標(biāo)板JTAG接口。用戶能夠使用EmbestIDE配合EmbestJTAG仿真器進(jìn)行應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)，EmbestIDE同時(shí)也支持一些國(guó)內(nèi)外慣用JtagCable線。脫機(jī)調(diào)試：EmbestIDEforARM帶ARM指令集模擬器，用戶能夠在PC上模擬調(diào)試ARM應(yīng)用軟件。豐富例程：提供ADI、Atmel、Samsung、CirrusLogic、OKI、Philips、Sharp等多家企業(yè)ARM處理器調(diào)試程序示例和使用說(shuō)明。第11頁(yè)聯(lián)機(jī)幫助：中、英文兩種版本在線幫助文檔。在嵌入式軟件開(kāi)發(fā)時(shí)，完成設(shè)計(jì)和編碼后，即開(kāi)始調(diào)試程序，這是軟件開(kāi)發(fā)第三步。一個(gè)幾千行程序，其編譯可到達(dá)沒(méi)有一個(gè)警告，然而在運(yùn)行時(shí)卻可能達(dá)不到正常設(shè)計(jì)需求、甚至系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行起來(lái)而瓦解，更為難以查找是系統(tǒng)運(yùn)行只是在偶然情況下出現(xiàn)問(wèn)題或瓦解。當(dāng)程序不能順利運(yùn)行，而又不能簡(jiǎn)單、直觀分析、知道問(wèn)題癥結(jié)所在時(shí)，就該使用調(diào)試器來(lái)監(jiān)視此程序運(yùn)行了。EmbestIDE調(diào)試器提供程序裝載、執(zhí)行、運(yùn)行控制和監(jiān)視所需要強(qiáng)大窗口調(diào)試環(huán)境，支持源碼顯示和調(diào)試，同時(shí)能夠觀察各類調(diào)試信息。EmbestIDE調(diào)試功效包含：斷點(diǎn)功效：斷點(diǎn)設(shè)置、斷點(diǎn)屏蔽、斷點(diǎn)取消、條件斷點(diǎn)、查看斷點(diǎn)列表。程序單步執(zhí)行。變量監(jiān)視功效：隨程序運(yùn)行同時(shí)更新變量，變量值即時(shí)修改。存放器即時(shí)查看與修改。提供外圍存放器編輯器，可查看編輯ARM處理器外圍存放器定義存放器查看與修改，存放器內(nèi)容顯示格式定制。第12頁(yè)Flash編程器當(dāng)程序編完后，需把程序生成二進(jìn)制執(zhí)行文件燒寫(xiě)到開(kāi)發(fā)板Flash存放器中觀察實(shí)際運(yùn)行結(jié)果。試驗(yàn)系統(tǒng)提供了一套完善Flash編程器，配合EmbestJTAG仿真器，對(duì)開(kāi)發(fā)板上Flash進(jìn)行讀寫(xiě)。圖2-1-3是FlashProgrammer軟件界面。

第13頁(yè)串口接收設(shè)置先使用EmbestEduKit-III試驗(yàn)板附帶串口線，連接試驗(yàn)板上UART0和PC機(jī)串口。然后在PC機(jī)上運(yùn)行windows自帶超級(jí)終端串口通信程序（波特率115200、1位停頓位、無(wú)校驗(yàn)位、無(wú)硬件流控制）；或者使用其它串口通信程序

第14頁(yè)聯(lián)機(jī)下載程序當(dāng)采取聯(lián)機(jī)調(diào)試時(shí)，需要將集成環(huán)境與JTAG仿真器連接，點(diǎn)擊Debug>RemoteConnect菜單項(xiàng)可激活連接，然后點(diǎn)擊Download菜單將目標(biāo)文件下載到目標(biāo)系統(tǒng)指定存放區(qū)中。然后利用Debug工具條進(jìn)行調(diào)試，左側(cè)為調(diào)試程序命令，右側(cè)為調(diào)試觀察窗口。調(diào)試結(jié)束后點(diǎn)擊Debug>Disconnect退出。第15頁(yè)試驗(yàn)一：ARM串行口試驗(yàn)試驗(yàn)類型：設(shè)計(jì)

1．試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)⑴了解S3C44B0X處理UART相關(guān)控制存放器使用；⑵熟悉ARM處理器系統(tǒng)硬件電路中UART接口設(shè)計(jì)方法；⑶掌握ARM處理器串行通信軟件編程方法。第16頁(yè)試驗(yàn)一：ARM串行口試驗(yàn)

2．試驗(yàn)設(shè)備 硬件：EmbestEduKit-III試驗(yàn)臺(tái)，仿真器，PC機(jī)。軟件：EmbestIDE集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，Windows98//NT/XP。第17頁(yè)3．試驗(yàn)內(nèi)容 經(jīng)過(guò)串口進(jìn)行上下位機(jī)通訊。由上位機(jī)控制試驗(yàn)臺(tái)小燈以不一樣方式亮和滅。前提：(1)熟悉和掌握S3C44B0xI/O口控制LED燈程序；(2)熟悉和掌握串口通信程序。第18頁(yè)3．試驗(yàn)內(nèi)容 經(jīng)過(guò)串口進(jìn)行上下位機(jī)通訊。由上位機(jī)控制試驗(yàn)臺(tái)小燈以不一樣方式亮和滅。前提：(1)熟悉和掌握S3C44B0xI/O口控制LED燈程序；(2)熟悉和掌握串口通信程序。第19頁(yè)S3C44B0X芯片上共有71個(gè)多功效輸入輸出管腳，它們分為7組I/O端口。兩個(gè)9位輸入/輸出端口（端口E和F）；兩個(gè)8位輸入/輸出端口（端口D和G）；一個(gè)16位輸入/輸出端口（端口C）；一個(gè)10位輸出端口（端口A）；一個(gè)11位輸出端口（端口B）。每組端口都能夠經(jīng)過(guò)軟件配置存放器來(lái)滿足不一樣系統(tǒng)和設(shè)計(jì)需要。在運(yùn)行主程序之前，必須先對(duì)每一個(gè)用到管腳功效進(jìn)行設(shè)置，假如一些管腳復(fù)用功效沒(méi)有使用，能夠先將該管腳設(shè)置為I/O口。

4．試驗(yàn)原理 (1)S3C44B0xI/O口控制LED燈第20頁(yè)I/O口

端口控制存放器（PCONA-G）在S3C44B0X芯片中，大部分管腳是多路復(fù)用，所以在使用前要確定每個(gè)管腳功效。對(duì)復(fù)用I/O管腳功效配置，能夠經(jīng)過(guò)配置存放器PCONn（端口控制存放器）來(lái)定義。假如PG0-PG7作為掉電模式下喚醒信號(hào)，則這些端口必須配置成中止模式。端口數(shù)據(jù)存放器（PDATA-G）假如端口定義為輸出口，則輸出數(shù)據(jù)能夠?qū)懭隤DATn中對(duì)應(yīng)位；假如端口定義為輸入口，則輸入數(shù)據(jù)能夠從PDATn對(duì)應(yīng)位中讀入。端口上拉存放器（PUPC-G）經(jīng)過(guò)配置端口上拉存放器能夠使該組端口和上拉電阻連接或斷開(kāi)。當(dāng)存放器中對(duì)應(yīng)位配置0時(shí)，該管腳接上拉電阻；當(dāng)存放器中對(duì)應(yīng)位配置1時(shí)，該管腳不接上拉電阻。外部中止控制存放器（EXTINT）經(jīng)過(guò)不一樣信號(hào)方式能夠使8個(gè)外部中止被請(qǐng)求，EXTINT存放器能夠依據(jù)外部中止需要將中止觸發(fā)信號(hào)配置為低電平觸發(fā)、高電平觸發(fā)、下降沿觸發(fā)、上升沿觸發(fā)和邊緣觸發(fā)幾個(gè)方式。第21頁(yè)LED燈第22頁(yè)

發(fā)光二極管D1204~D1207正極與VDD33連接，VDD33能夠輸出3.3V電壓，負(fù)極經(jīng)過(guò)限流電阻R1212～R1215和芯片108腳（GPC8）、107腳（GPC9）、30腳（GPF4）、31腳（GPF3）連接。

這4個(gè)管腳分屬于端口C和F，配置為輸出口。經(jīng)過(guò)向PDATC和PDATF存放器中對(duì)應(yīng)位寫(xiě)入0或1能夠使管腳108、107、30、31輸出低電平或高電平。當(dāng)這些管腳輸出低電平時(shí)，LED點(diǎn)亮；當(dāng)這些管腳輸出高電平時(shí)，LED熄滅。

第23頁(yè)調(diào)試試驗(yàn)例程。打開(kāi)試驗(yàn)例程目錄led_test目錄下例程，編譯鏈接工程→RemoteConnect進(jìn)行連接軟件仿真器→Download下載程序→Debug工具條start命令(F5快捷鍵)執(zhí)行程序→觀察led運(yùn)行結(jié)果→Disconnect退出調(diào)試狀態(tài)。voidMain(void)//44binit.s#jumptoMain(){sys_init();//Initial44B0X'sInterrupt,PortandUARTuart_printf("\n\rLedTestExample\n");for(;;){ led_test(); }}第24頁(yè)voidled_test(){leds_off(); delay(3000);led1_on();delay(3000);led1_off();//....}voidleds_off(){led_display(0x0);}

intf_nLedState;//全局變量LEDstatusvoidled1_on(){ f_nLedState=f_nLedState|0x4; led_display(f_nLedState);}voidled_display(intnLedStatus){f_nLedState=nLedStatus;if((nLedStatus&0x01)==0x01) rPDATC&=0xFEFF;//GPC8:LED1(D1204)onelse rPDATC|=(1<<8);//offif((nLedStatus&0x02)==0x02) rPDATC&=0xFDFF;//GPC9:LED2(D1205)onelse rPDATC|=(1<<9);//off}第25頁(yè)S3C44B0X串行通訊（UART）單元S3C44B0XUART單元提供兩個(gè)獨(dú)立異步串行通信口，最高波特率達(dá)115.2Kbps。每一個(gè)UART單元包含一個(gè)16字節(jié)FIFO，用于數(shù)據(jù)接收和發(fā)送。波特率產(chǎn)生波特率由一個(gè)專用UART波特率分頻存放器（UBRDIVn）控制，計(jì)算公式以下：UBRDIVn=(round_off)(MCLK/(bpsx16))-1其中：MCLK是系統(tǒng)時(shí)鐘。UBRDIVn值必須在1到（216-1）之間。比如：在系統(tǒng)時(shí)鐘為