嵌入式技术应用教程基于S3C2410第一章.docx
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嵌入式技术应用教程基于S3C2410第一章
第一章嵌入式系统概述
1.1嵌入式系统概念
一、嵌入式系统概念
嵌入式系统，英文表达为EmbeddedSystems。
实际上嵌入式系统的全称是嵌入式计算机系统，它是计算机系统中的一种特殊形式。
既然嵌入式系统是一种计算机系统，那么它必然会与计算机系统有相似的组成和功能，同时又存在与计算机系统不同的特点。
广义地说，计算机系统由软件和硬件组成，细化下去计算机是由CPU、存储器（内存、硬盘等）、输入输出设备（键盘鼠标、显示器、MIC和音箱等）外加操作系统（Windows、Linux、Unix、Solaris和Mac等）组成。
相对于计算机系统，嵌入式系统的组成就显得非常灵活多变。
首先，CPU在嵌入式系统中是必不可少的。
其次，嵌入式系统中的存储器就有很多种选择，可以选择采用RAM作为系统内存，也可以采用像计算机上内存条式的内存；可以选择采用硬盘作为大容量存储器，也可以采用Flash、SD卡或者CF（CompactFlash）卡等存储器作为硬盘使用。
再其次，嵌入式系统的输入输出设备概念不同计算机系统，嵌入式系统的输入输出设备是根据具体需要来自行定义的，不一定非要键盘鼠标显示器不可。
当然，嵌入式系统中完全可以采用和个人PC一样的键盘鼠标显示器作为输入输出设备。
再次，嵌入式系统中的操作系统种类和个人PC上的操作系统种类同样丰富，目前较流行的嵌入式操作系统有uC/OS、WinCE、uClinux、嵌入式Linux、Vxworks等等，这里面uC/OS、uClinux和嵌入式Linux是免费的。
综上所述，嵌入式系统是一种计算机系统，它具备计算机系统的一切特征，同时嵌入式系统又是专用的计算机系统，它会根据设计要求灵活地选择所需要的各种组成设备和软件配置。
嵌入式系统对功能、可靠性、成本、体积和功耗等指标有严格的要求。
二、ARM9主流芯片S3C2410A的结构
1.CPU：
三星公司的ARM9主流芯片S3C2410A。
2.动态存储器：
512MB，芯片H57V2562GTR-60C。
3.海量存储器：
64MB，芯片K9F1208。
4.以太网：
10M/100M自适应，芯片AX88796。
5.USB：
1个主设备，1个从设备，主板集成。
6.串口：
1个RS232电平。
7.电源：
DC5V。
1.2S3C2410A结构简介
一、S3C2410A内部结构简介
1.内核：
ARM920T。
2.工作电压：
内核1.8V，IO电压3.3V。
3.工作频率：
最高266MHz。
4.内部存储器：
①16KD-Cache。
②16kI-Cache。
5.扩展存储控制器：
①地址空间：
128M/BANK，总共1GBYTE。
②数据总线宽度：
8/16/32可编程设定。
③总空间分8组，其中6组可配置成ROM、SRAM等。
另外2组可配置成ROM/SRAM/SDRAM。
④BANK0-BANK6起始地址固定，BANK7可编程设定。
⑤可编程设定各个组的操作时序。
⑥支持外部等待信号，可插入等待周期。
⑦支持各种ROM启动。
⑧在低功耗状态下，支持DRAM/SDRAM的自动刷新。
6.时钟和电源管理：
①片上MPLL和UPLL。
②可通过软件给不同的功能电路分配不同的时钟。
③4种电源管理模式：
Normal、Slow、Idle、power-off。
④电源唤醒功能。
7.中断控制器
①55个中断源（看门狗、5个定时器、9个串口、24个外部中断、4个DMA、2个实时时钟、2个模数转换、I2C、同步串口）。
②可设置外部中断触发为电平触发或边沿触发。
③可设置电平和边沿触发的优先级。
④支持快速中断请求。
8.定时控制器
①4个带PWM功能的定时器和1个供DMA或中断使用的定时器。
②可编程设置定时器的占空比、频率和极性。
③PWM切换延时控制器。
④支持外部时钟。
9.实时时钟控制器
①支持秒、分、小时、日、月、年、星期。
②时钟频率：
32.768KHz。
③可产生告警中断。
④可产生时间节拍中断。
10.通用输入输出控制器
①24个外部中断源。
②复用的输入输出口。
11.串口控制器（支持DAM传输和中断）
①3个通用异步串行控制器
②支持5、6、7、8位数据传输。
③支持外部时钟。
④波特率可编程设置。
⑤支持红外传输协议IrDA1.0（115200）。
⑥支持测试用的自收发功能。
⑦每通道自带16字节的输入输出FIFO。
12.DMA控制器
①4通道通用DMA。
②支持连续模式增加传输效率。
③支持存储器与IO口之间的传输。
13.模数转换控制器
①8通道复用模数转换器。
②最大速率：
500Ksps/10-bit。
14.LCD液晶控制器
①支持彩色、单色、灰度液晶板。
②支持单扫描、双扫描显示。
③系统存储器做显示缓存。
④采用DMA方式传送显示数据。
⑤显示屏的大小可编程设定。
⑥支持16级灰度、256色。
⑦支持24位全彩和16位真彩TFT-LCD
⑧支持分辨率640X480，320X240，160X160
15.看门狗控制器
①16位看门狗定时器。
②定时器溢出时可触发中断或系统复位。
16.I2C总线控制器
①基于中断的I2C总线模式。
②在标准模式下速率达100Kbps，快速模式下达400Ksps。
17.I2S总线控制器
①1个通道的基于DMA传输的语音接口的I2S总线。
②支持8/16位的数据串行传输。
18.封装：
272-FBGA
二、S3C2410A外围资源简介
1.电源
有两种供电模式一种是外接DC5V供电；另一种通过总线接口供电，二者通过开关切换。
板上带有3.3V和1.8V电源电路，将5V电源经稳压分别输出3.3V和1.8V，供板上资源使用。
2.复位
对CPU的外部引脚来说，有两种复位信号，一种是按键通过IMP811输出复位信号；另一种在调试过程中通过JTAG接口向CPU发出复位信号。
另外复位信号也输出给其他功能电路使用。
3.同步动态存储器
选用两片256MB字节的H57V2562GTR-60C，16位数据总线。
一片接NSCS0，另一片接NSCS1，CPU分配的地址空间为0x30000000-0x31ffffff和0x32000000—0x33ffffff,也就是S3C2410ACPU的bank6、bank7。
H57V2562GTR-60C的主要性能如下：
①单电源3.3V供电
②引脚兼容LVTTL电平接口
③在时钟的上升沿进行输入、输出操作
④支持自动刷新和自刷新
⑤刷新速度：
8192刷新周期/64ms
⑥可编程设置列地址脉冲（CAS）宽度为3个时钟周期
⑦时钟速度：
166MHz
4.NAND_FLASH海量存储
选用64MB芯片K9F1208。
8位数据总线传输，K9F2808的主要性能如下：
①供电电压：
2.7—3.6V
②随机操作时间：
<10uS
③页连续操作时间：
>50nS
④快速写入时间（典型）：
编程200uS；擦除2mS
⑤命令、地址、数据端口复用
⑥硬件数据保护
⑦稳定性：
100K次编程/擦除，数据保持10年
⑧唯一系列号，便以产权保护
5.以太网1
选用AX88796网络芯片，其主要特性：
①全兼容RTL8019。
②支持热插拔自动监测功能。
③内建16Kbytes的SRAM。
④支持FLASH的读写操作。
6.USB
①2个USBHOST，一个5端点USBDEVICE。
②USB1.1兼容。
7.串口
S3C2410A自带2个USART接口，1个USART接口经过电平转换，变成RS232电平通过DB9-F与外部通讯。
另一个USART扩展到接口，供用户使用，具体引脚见外扩接口定义部分。
8.外扩接口
该板CPU的自带的外围功能电路的引脚全部外扩到外扩接口上。
外扩接口由3条接线排组成，其位置见结构布置图部分。
9.实验箱图片
1.3S3C2410A地址空间
一、地址空间分配
起始地址
0x00000000
bank0海量存储器（NANFLASH）64M
0x01FFFFFF
0x10000000
bank2网络控制器（AX88796）
0x30000000
0x31FFFFFF
bank6同步动态存储器（H57V2562GTR-60C）256M
0x32000000
bank7同步动态存储器（H57V2562GTR-60C）256M
0x33FFFFFF
其余空间未用
二、外部中断向量资源分配
序号
中断名称
中断向量地址
功能模块名称
1
ExINT0
0x20
未占用
2
ExINT1
0x24
未占用
3
ExINT2
0x28
以太网
4
ExINT13
0x2c
以太网
5
ExINT5
0x30
键盘
三、结构布置图
1.结构组成
如图所示
⑴内外电源切换开关⑵外接电源座
⑶主USB接口
⑸J1:
RS232串口座DB9⑹从USB接口
⑺以太网接口⑻JTAG调试接口
⑼系统复位按键⑽扩展板插座
⑵⑴
⑶
⑽
J5
⑸
⑹
⒁
⑺
⑻⑼
图1.1TECHV-2410CPU板
2.外扩液晶板
图1.2外扩3.5寸液晶板
四、开关配置说明
S1：
内外电源切换开关，当拨向标识S1侧时，系统从Tech_V总线取电，否则从外接电源座取电。
引脚编号
名称
定义说明
1
VTref
目标板参考电压，接电源
2
VCC
接电源
3
nTRST
测试系统复位信号
4、6、8、10、12、14、16、18、20
GND
接地
5
TDI
测试数据串行输入
7
TMS
测试模式选择
9
TCK
测试时钟
11
RTCK
测试时钟返回信号
13
TDO
测试数据串行输出
15
nRESET
目标系统复位信号
17、19
NC
未连接
五、接口说明
1.外接电源座：
内正外负，+5V供电。
2.DB9串口、从USB接口、主USB接口、以太网口接口皆为标准接口。
3.JTAG接口
4.Tech_V总线接口
在CPU板上有INTERFACEA、INTERFACEB、INTERFACEC，3个外扩接口单元，现对这三个接口的引脚加以说明。
①INTERFACEB：
INTERFACEB扩展信号是地址、数据总线和读写、片选信号：
见表1.3
表1.3INTERFACEB扩展信号外设信号接口
序号
代号
含义
IO
备注
1
+5V
+5V电源
2
+5V
+5V电源
3
LA19
地址线
O
4
LA18
地址线
O
5
LA17
地址线
O
6
LA16
地址线
O
7
EXA15
地址线
O
8
EXA14
地址线
O
9
EXA13
地址线
O
10
EXA12
地址线
O
11
GND
地
12
GND
地
13
EXA11
地址线
O
14
EXA10
地址线
O
15
EXA9
地址线
O
16
EXA8
地址线
O
17
EXA7
地址线
O
序号
代号
含义
IO
备注
18
EXA6
地址线
O
19
EXA5
地址线
O
20
EXA4
地址线
O
21
+5V
+5V电源
22
+5V
+5V电源
23
EXA3
地址线
O
24
EXA2
地址线
O
25
EXA1
地址线
O
26
EXA0
地址线
O
27
LA21
地址线
O
28
LA20
地址线
O
29
NC
空脚
30
NC
空脚
31
GND
地
32
GND
地
33
NC
空脚
空
34
NC
空脚
空
35
NC
空脚
空
36
NC
空脚
空
37
NC
空脚
空
38
NC
空脚
空
39
NC
空脚
空
40
NC
空脚
空
41
VDD33
+3.3V电源
42
VDD33
+3.3V电源
43
NC
空脚
空
44
NC
空脚
空
45
NC
空脚
空
46
NC
空脚
空
47
NC
空脚
空
48
NC
空脚
空
49
NC
空脚
空
50
NC
空脚
空
51
GND
地
序号
代号
含义
IO
备注
52
GND
地
53
EXD15
数据线
IO
54
EXD14
数据线
IO
55
EXD13
数据线
IO
56
EXD12
数据线
IO
57
EXD11
数据线
IO
58
EXD10
数据线
IO
59
EXD9
数据线
IO
60
EXD8
数据线
IO
61
GND
地
62
GND
地
63
EXD7
数据线
IO
64
EXD6
数据线
IO
65
EXD5
数据线
IO
66
EXD4
数据线
IO
67
EXD3
数据线
IO
68
EXD2
数据线
IO
69
EXD1
数据线
IO
70
EXD0
数据线
IO
71
GND
地
72
GND
地
73
LNOE
使能信号
O
74
LNWE
写信号
O
75
LNOE
使能信号
O
76
NWIT
等待信号
I
77
NC
空脚
空
78
NGCS0
片选信号
O
79
GND
地
80
GND
地
②INTERFACEA：
INTERFACEA扩展信号外设信号接口：
见表1.4
表1.4INTERFACEA扩展信号外设信号接口
序号
代号
含义
IO
备注
1
+12V
+12V电源
序号
代号
含义
IO
备注
2
-12V
-12V电源
3
GND
地
4
GND
地
5
+5V
+5V电源
6
+5V
+5V电源
7
GND
地
8
GND
地
9
+5V
+5V电源
10
+5V
+5V电源
11
NC
空脚
空
12
NC
空脚
空
13
NC
空脚
空
14
NC
空脚
空
15
NC
空脚
空
16
NC
空脚
空
17
NC
空脚
空
18
NC
空脚
空
19
+3.3V
+3.3V电源
20
+3.3V
+3.3V电源
21
SPICLK0
SPI时钟输出
O
CPU引脚
22
MISO0
SPI数据输入
I
CPU引脚
23
nSS0
SPI片选
O
CPU引脚
24
MOSI0
SPI数据输出
O
CPU引脚
25
GND
地
26
GND
地
27
NC
空脚
空
28
NC
空脚
空
29
NC
空脚
空
30
NC
空脚
空
31
GND
地
32
GND
地
33
NC
空脚
空
34
NC
空脚
空
35
IISLRCLK
IIS左右声道时钟
O
36
IISDO
IIS数据输出
O
37
GND
地
38
GND
地
39
IISCLK
IIS输出时钟
O
40
EINT
中断
空
41
NC
空脚
空
42
IISDI
IIS数据输入
I
43
GND
地
44
GND
地
45
TOUT0
定时器输出0
O
46
TCLK0
定时器时钟输出0
连接至CPU的TCLK0引脚
47
NC
空脚
空
48
EINT1
中断1
I
外部输入的中断信号，连接到CPU的中断
49
TOUT1
定时器输出1
50
TCLK1
定时器时钟输出1
连接至CPU的TCLK1引脚
51
GND
地
52
GND
地
53
EINT0
中断0
I
外部输入的中断信号，连接到CPU的中断
54
NC
空脚
空
55
NC
空脚
空
56
NGCS1
片选信号1
O
57
NC
空脚
空
58
NC
空脚
空
59
RESET
复位信号
O
60
NC
空脚
空
61
GND
地
62
GND
地
63
NC
空脚
空
64
NC
空脚
空
65
NC
空脚
空
66
NC
空脚
空
序号
代号
含义
IO
备注
67
EINT7
中断7
I
外部输入的中断信号，连接到CPU的中断
68
EINT3
中断3
I
外部输入的中断信号，连接到CPU的中断
69
NGCS3
片选信号3
O
70
NGCS1
片选信号1
O
71
NC
空脚
空
72
NC
空脚
空
73
NC
空脚
空
74
NC
空脚
空
75
NC
空脚
空
76
GND
地
77
GND
地
78
NC
空脚
空
79
GND
地
80
GND
地
③INTERFACEC用来扩展INTERFACEA、INTERFACEB没有扩展的CPU信号，如AD输入、液晶、串口等和扩展子板间的通讯信号,见表1.5
表1.5INTERFACEC用来扩展INTERFACEA、INTERFACEB
序号
代号
含义
IO
备注
1
+5V
+5V电源
2
+5V
+5V电源
3
AIN0
模拟输入0
I
4
AIN1
模拟输入1
I
5
AIN2
模拟输入2
I
6
AIN3
模拟输入3
I
7
AIN4
模拟输入4
I
8
AIN5
模拟输入5
I
9
AREFB
模拟输入负参考电压
I
10
AREFT
模拟输入正参考电压
I
11
AVCOM
模拟输入参考电压公共端
I
12
TOUT2
定时器输出2
O
13
TOUT3
定时器输出3
O
序号
代号
含义
IO
备注
14
NC
空脚
15
ExINT4
外部中断4
I
16
ExINT5
外部中断5
I
17
ExINT6
外部中断6
I
18
ExINT7
外部中断7
I
19
nGCS4
片选
O
20
nGCS5
片选
O
21
NGCS4
片选
O
22
nGCS5
片选
O
23
LnWBE0
写字节使能0
O
24
LnWBE1
写字节使能1
O
25
LnWBE2
写字节使能2
O
26
LnWBE3
写字节使能3
O
27
UCLK
输入输出口
IO
28
GPH1
输入输出口
IO
29
CLKOUT0
时钟输出信号源0
O
30
CLKOUT1
时钟输出信号源1
O
31
IICSCL
IIC总线时钟
O
32
IICSDA
IIC总线数据
IO
33
RXD1
串口1接收数据
I
34
TXD1
串口1发送数据
O
35
RXD2
串口2接收数据
I
36
TXD2
串口2发送数据
O
37
SDDAT0
SD卡数据0
O
EL-830底板未使用
38
SDDAT1
SD卡数据1
O
EL-830底板未使用
39
SDDAT2
SD卡数据2
O
EL-830底板未使用
40
SDDAT3
SD卡数据3
O
EL-830底板未使用
41
SDCLK
SD卡时钟
O
EL-830底板未使用
42
SDCMD
SD卡命令
O
EL-830底板未使用
43
AIN6
模拟输入6
I
44
AIN7
模拟输入7
I
45
A24
地址
46
CDCLK
CPU信号，解码器系统时钟
O
序号
代号
含义
IO
备注
47
VD19
液晶数据19
O
CPU引脚
48
VD20
液晶数据20
O
CPU引脚
49
VD21
液晶数据21
O
CPU引脚
50
VD22
液晶数据22
O
CPU引脚
51
VD23
液晶数据23
O
CPU引脚
52
VD10
液晶数据10
O
CPU引脚
53
VD11
液晶数据11
O
CPU引脚
54
VD12
液晶数据12
O
CPU引脚
55
VD13
液晶数据13
O
CPU引脚
56
VD14
液晶数据14
O
CPU引脚
57
VD15
液晶数据15
O
CPU引脚
58
VD3
液晶数据3
O
CPU引脚
59
VD4
液晶数据4
O
CPU引脚
60
VD5
液晶数据5
O
CPU引脚
61
VD6
液晶数据6
O
CPU引脚
62
VD7
液晶数据7
O
CPU引脚
63
TSMX
接触摸屏XN脚
O
CPU引脚
64
TSMY
接触摸屏YN脚
O
CPU引脚
65
TSPY
接触摸屏YP脚
O
CPU引脚
66
TSPX
接触摸屏XP脚
O
升级会员 