基于ARM9的数据采集程序设计

武汉华夏理工学院设 计 报 告课程名称 嵌入式系统应用 II 题 目基于 ARM9 的数据采集程序设计专 业 计算机科学与技术 班 级 计算机 1141 学 号 10210414136 姓 名 李威樊 成 绩 _2017 年 05 月 24 日嵌入式系统应用 II考核要求考核班级：自动化 1141-2、测控 1141、电信 1141、计算机 1141考核方式：本课程为考查课，由于这门课程是理论与实践相结合且实践性很强的课程，学习目标是培养学生嵌入式开发的基本能力，考核方式拟采用学生独立编写一个嵌入式应用程序的方式，以设计文档的形式提交。考核题目：基于 ARM9 的数据采集程序设计通过 S3C2410X(ARM9)的 ADC 采集实验箱三个电位器的值，旋转电位器时可在屏幕上看到当前采集值的变化。考核要求： 硬件平台为博创经典 UP-NETARM2410 实验箱（S3C2410 处理器）。 软件平台为 eclipse+keil+PUTTY（串口调试助手）。 一人一份纸质报告，报告内容不能雷同，雷同者全部以 0 分记载。报告内容包括： 实现的功能 软硬件平台 硬件原理分析及原理图 硬件驱动的实现步骤及分析 代码设计：所有需要编写的代码（如adc.c、adc.h、main.c、Makefile 等）、代码的注释，及整个工程树形结构的截图。 运行及调试的步骤：需要图文并茂，图必须是自己设计过程中的截图。 总结体会：具体学到了什么知识、在学习过程中的经验、体会。成绩评定：平时成绩 50%+期末成绩 50% 作品具体评分标准如下：评 定 项 目 评分成绩1实现三个电位器的数据采集功能，有运行结果图（含学号或姓名）。30 分2问题分析正确、硬件驱动的实现步骤详细。 20 分3代码设计正确、注释完整。 20 分4运行及调试的步骤正确、详细、图文并茂。 20 分5报告格式规范、条理清晰、语句通顺。 10 分总分 100 分目录第一章.设计背景 .1第二章.设计目的 .22.1 设计目的： .22.2 实现功能： .2第三章.设计原理 .33.1 ARM9 实验箱简介 .33.2 A/D 接口原理 .3第四章.详细设计 .5第五章.具体代码实现 .75.1 实现驱动 .75.2 相关寄存器定义 .85.3 编写 main.c .85.4 修改两个 Makefile 文件 .10第六章 实验运行步骤 .126.1 启动串口调试 .126.2 启动 H-JTAG .126.3 运行 Eclipse 工程 .13第七章.实验现象&结果分析 .157.1 实验现象 .157.2 总结体会 .150第一章.设计背景由于 Linux 系统是开源系统,其内核和各种开发工具都可以从网络上轻易获取,使其在嵌入式系统的开发中得到了越来越广泛的应用。但 Linux 系统本身并没有对种类繁多的硬件设备都提供现成的驱动程序,特别是由于工程应用中的灵活性,其驱动程序更是难以统一,这时就需开发一套适合于自己产品的设备驱动。这使得 Linux 设备驱动程序的开发在整个嵌入式系统开发工作中占有很重要的地位。本文针对现在非常流行的一款三星公司生产的 ARM9 嵌入式微处理器 S3C2410,在 Linux 操作系统下实现了多路 AD 转换的驱动,通过该驱动程序实例,介绍在 Linux 系统下驱动程序编写的一般方法,包括驱动程序和测试程序的编写。本次设计采用的实验器材有：1.硬件平台为博创经典 UP-NETARM2410 实验箱（S3C2410 处理器）。 2.软件平台为 eclipse+keil+PUTTY（串口调试助手）。 1第二章.设计目的2.1设计目的：1.熟悉基于 ARM 微处理器的嵌入式系统开发的过程；2.掌握嵌入式系统开发的 A/D 接口原理；3.掌握 S3C2410 的 AD 相关寄存器的配置及编程应用方法；4.掌握 eclipse+keil 的开发流程；5.锻炼实践动手能力和团队协作能力。2.2 实现功能：通过 S3C2410X(ARM9)的 ADC 采集实验箱电位器的值，旋转电位器时可在屏幕上看到当前采集值的变化。 中断功能：按下中断按键触发中断，中断时三个 LED 灯闪烁一次，且屏幕上打印正在中断的提示。 报警功能：设定一个临界值（如 500），当采集的值超过此临界值时，灯闪烁报警，三个电位器可与三个灯一一对应。2第三章.设计原理3.1 ARM9实验箱简介ARM9 采用哈佛体系结构，指令和数据分属不同的总线，可以并行处理。在流水线上，ARM7 是三级流水线，ARM9 是五级流水线。由于结构不同，ARM7 的执行效率低于 ARM9。平时所说的 ARM7、ARM9 实际上指的是 ARM7TDMI、ARM9TDMI 软核，这种处理器软核并不带有MMU 和 cache，不能够运行诸如 linux 这样的嵌入式操作系统。而 ARM 公司对这种架构进行了扩展，所以有了 ARM710T、ARM720T、ARM920T、ARM922T 等带有 MMU 和 cache 的处理器内核。基于 arm9 内核的处理器,是具有低功耗,高效率的开发平台。广泛用于各种嵌入式产品。它主要应用于音频技术以及高档工业级产品,可以跑 linux 以及 wince 等高级嵌入式系统,可以进行界面设计,做出人性化的人机互动界面,像一些网络产品和手机产品，如图 1：图 1 ARM9 原理图3.2 A/D接口原理A/D 转换器是模拟信号和 CPU 之间联系的接口，它将连续变化的模拟信号转换为数字信号，以供计算机和数字系统进行分析、处理、存储、控制和显示。与 A/D 转换相关的寄存器（1）ADC 控制寄存器（ADCCON）（2）ADC 触摸屏控制寄存器（ADCTSC）（3）ADC 启动延时寄存器(ADCDLY) （4）ADC 转换数据寄存器(ADCDATn) 3ADC 支持 14 位模数转换，包含一个多路转换器，8 个可独立配置的通道、一个参考电压发生器。特点：1、可选的抽取率（采样频率）；2、8 个独立输入通道，可接受单端或差分信号；3、参考电压可选内部单端、外部单端、外部差分或 AVDD5；4、转换结束可触发中断；5、转换结束可触发 DMA；6、片上温度传感器输入；7、电池测量功能；其基本原理图如图 2 所示：图 2 ADC 原理图S3C2410 的 ADC 是 8 路复用的，开发平台上的 3 个 ADC 电位器对应 AIN0-2，触摸屏电路使用 AIN5 和 AIN7。ADC 电路的参考电压 VERF 固定为 3.3V 电压，输入电压范围是 0 到3.3V。A/D 转换器是模拟信号和 CPU 之间联系的接口，它将连续变化的模拟信号转换为数字信号，以供计算机和数字系统进行分析、处理、存储、控制和显示。4第四章.详细设计4.1 muxed引脚判断在 IO 一章搜索 AIN0，没有，不是多功能引脚。4.2 clk配置4.