《基于嵌入式ARM的秒表的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于嵌入式ARM的秒表的设计（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于嵌入式ARM的秒表的设计 作者： 日期：编号： 嵌入式系统设计实训 (论文)说明书题 目： 基于嵌入式ARM的秒表的设计 院 （系） 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 摘 要随着信息技术和网络技术的高速发展，嵌入式产品日益广泛地渗透到日常生活、科学研究和军事技术等领域。ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。秒表是日常生活中比较常用的精确计时工具，特别是在体育竞技以
2、及生产科研中，跳动精确的秒表更是有着不可替代的作用。过去机械秒表的设计制作极为复杂，而且成本高、不稳定给使用者带来了不少的困扰。但是随着电子技术的飞速发展，电子秒表的出现彻底改变了这一局面，电子秒表以其成本低廉、工作稳定、走时精确、操作简单在人类的工作生活中得到了广泛的应用。本次实训任务是依托嵌入式系统设计一个电子秒表，能实现记录3个时间节点，误差小于0.5秒，并能完成暂停启动功能。关键词：嵌入式系统；ARM；RISC；电子秒表AbstractAs information technology and network technology, high-speed development of
3、embedded products penetrate more widely into everyday life, scientific research and military technology and other fields. ARM (Advanced RISC Machines) is the microprocessor industry, a well-known companies, design a large number of high-performance, low-cost, low power consumption RISC processors, r
4、elated technologies and software. Technology with high performance, low cost and power consumption characteristics of the province. For a variety of areas, such as embedded control, consumer / educational multimedia, DSP and portable applications. Stopwatch is more commonly used in daily life tools
5、for precision timing, particularly in sports and the production of scientific research, the beating accurate stopwatch is irreplaceable role. Design and manufacture of mechanical stopwatch over a very complex and high cost, instability to the user brings a lot of trouble. But with the rapid developm
6、ent of electronic technology, the emergence of electronic stopwatch, this situation has completely changed, electronic stopwatch of its low cost, stable and accurate travel time, easy work of human life, has been widely used. The training task is embedded system design based on an electronic stopwat
7、ch that can record three times to achieve the node, the error is less than 0.5 seconds and can complete the suspension start. Keywords: Embedded systems；ARM；RISC；electronic stopwatch；目 录引言11 ARM概述12 芯片介绍22.1 LPC2132简介22.1.1 芯片概述：22.1.2 芯片特性：23 方案与论证43.1 显示模块选择方案与论证43.2 显示方式选择方案与论证54 硬件设计54.1 电路设计原理5
8、4.2 电路原理图74.3 PCB设计75 硬件调试86 软件设计97 实训心得体会10谢 辞12参考文献13附 录14引言 随着信息技术和网络技术的高速发展，嵌入式产品日益广泛地油渗透到日常生活中、科学研究和军事技术等领域。从家用洗衣机、电机箱，到交通工具，以及办公室的远程会议，都使用了嵌入式产品。嵌入式系统被定义为：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本，体积、功耗严格要求的专用计算机系统。嵌入式计算机在应用数量上远远超过了各种通用计算机，一台通用计算机的外部设备中就包含了5-10个嵌入式微处理器，键髓、鼠标、软驱、硬盘、显示卡，显示器、Modo
9、o、网卡，声卡、打印机、扫描仪、数字相机、usB集线器等均是由嵌入式处理器控制的。嵌入式系统通常包括硬件和操作系统两部分，硬件是构成软件的基本运行环境。嵌入式操作系统一般采用了微内核结构，内核只提供基本的功能，比如任务的调度、任务之间的通信与同步、内存管理、时钟管理等。对于应用组件，用户可以根据自己的需要选用，如网络功能、文件系统、GUI系统等。到目前为止，ARM微处理器及技术的应用几乎已经深入到各个领域，如工业控制领域，无线通讯领域，网络应用，消费类电子产品，成像和安全产品，除此以外，ARM微处理器及技术还应用到许多不同的领域，并会在将来取得更加广泛的应用。1 ARM概述ARM（Advanc
10、ed RISC Machines），既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。1991 年ARM 公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。目前，采用ARM 技术知识产权（IP）核的微处理器，即我们通常所说的ARM 微处理器，已遍及工业控制、消费类电子产品、通信系统、网络系统、无线系统等各类产品市场，基于ARM 技术的微处理器应用约占据了32位RISC 微处理器75以上的市场份额，ARM 技术正在逐步渗入到我们生活的各个方面。ARM 公司是专门从事基于RISC 技术芯片设计开发的公司，作为知识产权供应商，本身不直接从事芯片生产，靠转让设计许
11、可由合作公司生产各具特色的芯片，世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM 微处理器核，根据各自不同的应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM 微处理器芯片进入市场。目前，全世界有几十家大的半导体公司都使用ARM 公司的授权，因此既使得ARM 技术获得更多的第三方工具、制造、软件的支持，又使整个系统成本降低，使产品更容易进入市场被消费者所接受，更具有竞争力。ARM公司出售芯片技术授权给半导体公司，ARM核因为具有高性能、低成本、低功耗的特点而被广采用。这样在全球范围内围绕着ARM技术形成了从一个芯片设计、生产、销售，工具软件设计与开发，系统软件开发以及应用软件开发的庞大产业链
12、。说ARM代表着以ARM为核心的软硬件开发技术也不为过。2 芯片介绍2.1 LPC2132简介 2.1.1 芯片概述： LPC2131/2132/2138 是基于一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的32/16 位ARM7TDMI-STM CPU 的微控制器，并带有32kB、64kB、512 kB 的嵌入的高速Flash 存储器。128 位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32 位代码能够在最大时钟速率下运行。对代码规模有严格控制的应用可使用16 位Thumb模式将代码规模降低超过30%，而性能的损失却很小。较小的封装和极低的功耗使LPC2131/2132/2138 可理想地用于小型系统中，如访问控制
13、和POS 机。宽范围的串行通信接口和片内8/16/32kB 的SRAM 使LPC2131/2132/2138 非常适用于通信网关、协议转换器、软modem、声音辨别和低端成像，为它们提供巨大的缓冲区空间和强大的处理功能。多个32 位定时器、1个或2 个10 位8 路ADC、10 位DAC、PWM 通道和47 个GPIO 以及多达9 个边沿或电平触发的外部中断使它们特别适用于工业控制和医疗系统。2.1.2 芯片特性： 小型LQFP64 封装的16/32 位ARM7TDMI-S 微控制器。8/16/32kB 片内静态RAM。片内Boot 装载软件实现在系统/在应用中编程（ISP/IAP）。扇区擦除
14、或 整片擦除的时间为400ms，1ms 可编程256 字节。EmbeddedICERT 和嵌入式跟踪接口可实时调试（利用片内RealMonitor 软件）和高速跟踪执行代码。1 个（LPC2132/2132）或2 个（LPC2138）8 路10 位A/D 转换器共包含16 个模拟输入，每个通道的转换时间低至2.44us。1 个10 位D/A 转换器，可提供不同的模拟输出（LPC2132/2138）。2 个32 位定时器/计数器（带4 路捕获和4 路比较通道）、PWM 单元（6 路输出）和看门狗。实时时钟具有独立的电源和时钟源，在节电模式下极大地降低了功耗。多个串行接口，包括2 个16C550 工业标准UART、2 个高速I2C 接口（400 kbit/s）、SPITM 和SSP（具有缓冲功能，数据长度可变）。向量中断控制器。可配置优先级和向量地址。多达47 个5V 的通用I/O 口（LQFP64 封装）。9 个边沿或电平触发的外部中断引脚。通过片内PLL 可实现最大为60MHz 的 CPU 操作频率，PLL 的稳定时间为100us。片内晶振频率范围：130 MHz。2 个低功耗模式：空闲和掉电。
