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实验2 S3C2410GPIO控制实验一、实验目的1.熟悉ADS1.2 开发环境，正确使用仿真调试电缆进行编译、下载、调试。
2.了解S3C2410 的通用I/O 接口，3.掌握I/0 功能的复用并熟练的配置，4.对相应I/0接口进行编程实验，控制实验箱LED 灯点亮。
二、实验设备硬件：UP-TECH S2410/P270 DVP 嵌入式实验平台、PC 机Pentium 500 以上, 硬盘10G 以上。
软件：PC 机操作系统REDHAT LINUX 9.0＋超级终端（或X-shell）＋ARM-LINUX 开发环境。
三、预备知识S3C2410 CPU 共有117个多功能复用输入输出口，分为8组端口：●4个16位的I/O端口（PORT C、PORT D、PORT E、PORT G）●2个11位的I/O端口（PORT B 和PORT H）●1个8位的I/O端口（PORT F）●1个23位的I/O端口（PORT A）这些通用的GPI/O接口，是可配置的， PORTA除功能口外，它们仅用作输出使用，剩下的PORTB、PORTC、PORTD、PORTE、PORTF、PORTG均可作为输入输出口使用。
配置这些端口，是通过一些寄存器来实现的，这些寄存器均有各自的地址，位长32位。
往该地址中写入相应的数据，即可实现功能及数据配置。
GPACON (0x56000000) //Port A controlGPADAT (0x56000004) //Port A dataGPBCON (0x56000010) //Port B controlGPBDAT (0x56000014) //Port B dataGPBUP (0x56000018) //Pull-up control BGPCCON (0x56000020) //Port C controlGPCDAT (0x56000024) //Port C dataGPCUP (0x56000028) //Pull-up control CGPDCON (0x56000030) //Port D control GPDDAT (0x56000034) //Port D data GPDUP (0x56000038) //Pull-up control D GPECON (0x56000040) //Port E control GPEDAT (0x56000044) //Port E data GPEUP (0x56000048) //Pull-up control E GPFCON (0x56000050) //Port F control GPFDAT (0x56000054) //Port F data GPFUP (0x56000058) //Pull-up control F GPGCON (0x56000060) //Port G control GPGDAT (0x56000064) //Port G data GPGUP (0x56000068) //Pull-up control G GPHCON (0x56000070) //Port H control GPHDAT (0x56000074) //Port H data GPHUP (0x56000078) //Pull-up control H 现用C口举例说明。
基于ARM芯片s3c2410的简易测温系统设计本系统利用DS18B20进行测温，基于s3c2410开发板进行温度控制，具有硬件电路简单，控温精度高、功能强，体积小，简单灵活等优点，可以应用于控制温度在-55℃到+125℃之间的各种场合，可以实现温度的实时采集、显示功能。
温度是一种最基本的环境参数之一，日常生活和工农业生产中经常要检测温度。
传统的方式是采用热电偶或热电阻，但是由于模拟温度传感器输出为模拟信号，必须经过A/D转换环节获得数字信号后才能与s3c2410开发板等微处理器接口，使得硬件电路结果复杂，制作成本较高。
美国DALLAS公司生产的DS18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器以其突出优点广泛使用于仓库管理、工农业生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中。
本文提出用DALLAS公司生产的DS18B20数字温度传感器和89S52s3c2410开发板构成的多路测温系统，采用单总线的方式（一根数据线，在一个I/O口上），可以在单总线上挂接多个18B20，在s3c2410开发板控制下巡回检测多点温度，并可以设置高、低温度超限报警等功能实习内容：本次校内实习我们会用到的主要器件是51s3c2410开发板和DS18B20温度传感器以及数码管，主要就是通过温度传感器的检测，把实际测得的温度值转换成二进制，再传回s3c2410开发板处理，然后通过数码管显示出温度值。
Ds18b201》概述：DS18b20是一款支持“一线总线”接口的数字化温度传感器，它通过一个单线接口发送或者接受信息，用于读写和温度转换的电源可以从数据线本身获得，无需外部电源。
DS18B20 有三只引脚，VCC，DQ，和VDDDS18B20 的温度操作是使用16 位，也就是说分辨率是0.06252》开发板访问DS18B20：DS18B20 一般都是充当从机的角色，而开发板就是主机。
开发板通过一线总线访问DS18B20需要经过以下几个步骤：1.DS18B20 复位。
引言在大型旋转机械、桥梁、地下铁路、加工机床等领域，对振动信号进行采集和分析，可以实现危险预报、故障诊断、性能指标分析等多项功能。
传统的便携式振动测量分析仪大多用单片机或RISC CPU作为核心处理器，一般是8位或16位的，内存只有几Kb，外部存储器的容量也只有1～2Mb，再加上CPU的主频不高，进行大量数据运算(如FFT等)，需要很长时间，图像显示基本上依靠黑白液晶屏，可以显示的内容少，因此对传统的便携式振动测试分析仪进行性能的改进很有必要。
本项目采用ARM9的S3C2410处理器，可以连续监测8个通道，提供转速、棒图、振动通频值、数据列表、时域波形、频谱图、伯德图等振动监测、分析图表。
采用640×480的TFT彩色显示屏，界面美观，可以显示的内容丰富，采用64Mb内存，可以暂存长时间的采样数据、运算结果数据，采用64Mb NAND FLASH，可以保存多组测量历史数据。
体积小,22cm×18cm×10cm,携带方便,较以前产品，性能有了大幅度的提高。
硬件部分介绍硬件主要由3部分组成，核心板、底板及信号输入接口板共3块电路板组成，下面分别介绍。
核心板核心板主要由S3C2410处理器、64Mb NAND FLASH（K9F1208）、64Mb内存（2片HY57V561620）组成。
底板的接口采用144引脚的内存插槽，引出了16位的数据总线、16位的地址总线、IIC接口、SPI接口、IIS 接口、JTAG接口、USB接口、LCD接口、触摸屏接口等CPU的输入输出口线。
S3C2410处理器是Samsung公司基于ARM公司的ARM920T处理器核，采用0.18μm制造工艺的32位微控制器。
该处理器拥有：独立的16KB指令Cache和16KB数据Cache、MMU、支持TFT的LCD控制器、NAND 闪存控制器、3路UART、4路DMA、4路带PWM的Timer、I/O口、RTC、8路10位ADC、Touch Screen 接口、IIC-BUS接口、IIS-BUS接口、2个USB主机、1个USB设备、SD主机和MMC接口、2路SPI。
课程设计题目S3C2410X最小系统设计学院专业班级学生姓名指导教师2010 年 1 月8 日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目: S3C2410X最小系统设计已知技术参数和设计要求：1、嵌入式处理器选择S3C2410X处理器；2、最小系统包括电源、时钟、复位、存储器、JTAG接口3、JTAG接口选择14针插头4、存储器容量要求至少16MB的flah和16MB的SDRAM。
5、外部提供5V电源要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、存储器等主要元器件选择2、电源电路、时钟电路、复位电路、存储器扩展电路、JTAG接口电路3、protel电路图5、不少于3000字的课程设计报告时间安排：2009～2010学年第1学期17～18周指导教师签名：年月日教研室主任签名：年月日XX大学课程设计成绩评定表学院：班级：学生姓名：学号：指导教师评定成绩：指导教师签名：年月日目录摘要 (5)1绪论 (5)1.1 问题的提出及研究意 (5)1.2 国内外研究现状 (7)1.2.1国内外研究现状 (7)1.3 本文设计/研究的目的和内容 (9)2 S3C2410X最小系统设计 (10)2.1 引言 (10)2.2 S32C2410X微处理器概述 (10)2.2.1 S32C2410X最小系统结构 (11)2.2.2 最小系统硬件的选择和单元电路的设计 (13)2.3 本章小结 (18)3结论与展望 (19)3.1 主要结论 (19)3.2 后续工作展望 (19)参考文献 (21)S3C2410X最小系统设计摘要摘要：随着嵌入式系统研究和应用的不断扩展，其故障诊断和模块测试显得尤为突出。
本文通过分析S3C2410X 嵌入式平台的架构和相关芯片手册，提出了Flash 和SDRAM 的测试方法，在此基础上设计了相应的测试程序，并对测试程序进行了一定的封装。
同时，对于该测试程序的扩展进行了阐述。
基于S3C2410供电测控系统的设计摘要：随着学生公寓安全、管理问题的出现，集体宿舍安装使用供电测控系统势在必行。
本文详细介绍了基于S3C2410供电测控系统的工作原理、硬件的设计以及软件的结构与功能。
该系统用于实现负载识别、实时监控、电量配额和电费计量。
系统已在实践中得到应用，达到了设计标准。
关键词：测控系统；负载识别；FFT（快速傅立叶变换）；数据采集Design of supplied power for measurement and control system based on S3C2410 Abstract: With the emergence of students flat safety and administrative problems, it is high time to apply the supplied power for measurement and control system in collective dormitory. The paper introduces the operation principle of this system, the design of hardware , the structure and function of software in detail. We can accomplish the load identification, the control of real-time , the electricity ration and the measurement of charge through the system, The system has been applied in practice. Moreover, the accuracy of the parameters is improved significantly．Key word: Measurement and control system; Load identification ; FFT; Data collection引言近年来学生公寓安全、管理问题的频繁出现，不仅对学生和学校造成极大的危害，而且对社会也造成了极坏的影响，这引起了相关部门和社会的高度重视，因此学生公寓用电安全必须做到万无一失；随着公寓用电逐步商业化，一刀切的送配电制度也渐渐显出其自身的不合理性，所以公寓配电应该做到科学化；市场上用电管理系统由于价格比较昂贵或者体积大等原因，限制了其在学生公寓的广泛使用。
基于S3C2410平台的网络音频终端的软件设计邓荡荡 皮亦鸣 闵锐（电子科技大学电子工程学院701-4教研室 成都 610054）【摘要】 首先介绍华恒HHARM2410硬件平台，以及在该平台上建立的交叉编译环境，然后介绍网络音频终端的软件设计的思路与流程,包括主程序的流程和消息处理循环，最后介绍嵌入式Linux文件系统的制作，以及如何将内核与文件系统移植到平台上运行，实现音乐资源的下载和实时播放。
关 键 词 嵌入式Linux；S3C2410；交叉编译；MiniGUI；移植引言随着网络技术在嵌入式系统中的发展应用,基于网络音频技术的诸如数字化语音教室、同声翻译、音频点播系统等应用需求越来越大。
本文介绍了一种基于S3C2410平台的网络音频终端的软件设计, 采用华恒HHARM2410的平台，实现了从局域网服务器上下载MP3音乐文件并实时播放的功能。
1 硬件平台简介HHARM2410 套件由核心板和底板组成，核心板上集成Samsung S3C2410 处理器，64M SDRAM以及16M 的FLASH，为应用开发提供了足够的存储器空间。
底板上提供了以下外设接口：四线RS-232 串口，USB HOST接口，10M/100M自适应以太网接口，TFT LCD接口,触摸屏接口等。
核心板和底板配合即构成完整的应用系统，此系统具有体积小、耗电低、处理能力强等特点[1]。
Linux操作系统是源代码开放的嵌入式操作系统，可应用于多种硬件平台，Linux微内核直接提供网络支持，不需要外挂TCP/IP协议包，Linux 的高度模块化使添加部件非常容易。
2 建立交叉编译环境嵌入式系统的开发，没有足够的资源在目标板上运行开发工具和调试工具，所以通常的软件开发采用交叉编译调试的方法。
交叉编译环境建立在宿主机上，开发时使用宿主机上的交叉编译、汇编及链接工具生成可执行的二进制代码，然后将可执行代码下载到目标板上运行。
宿主机和目标板的处理器一般都不相同，应用程序需要使用针对目标板处理器特点的编译器才能生成在相应平台上可运行的代码，GNU编译器就提供这样的功能，在编译时，选择开发所需的宿主机和目标机，从而建立开发环境[1]。
中图分类号:TP306 文献标识码:A 文章编号:1009-2552(2008)11-0053-03基于S3C2410x的J T AG检测平台的设计与实现闵俊杰,吴光敏(昆明理工大学理学院,昆明650093)摘 要:阐述了边界扫描技术的基本原理,从设计方法和实现技术方面对基于边界扫描技术的芯片短断路检测设计进行了研究,并给出了具体的实现方法;以针对CPU为BG A封装的电路板设计了一套短路、断路故障检测平台为例,经验证,该设计有效地缩短了电路板的生产、周期,并且可排除PC独立运行,降低了其维修测试费用,因而将具有更为广泛的应用前景。
关键词:边界扫描;J T AG;BG A;电路板;短路;断路Design and implementation of JTAG testingsystem based on S3C2410xMI N Jun2jie,WU G uang2min(School of Science,K unming U niversity of Science and T echnology,K unming650093,China) Abstract:The basic principle of boundary scan technique is presented.The design for detecting the short or open circuit problem of integrated circuit chip based on the boundary scan technique is researched from designing method and realization technique.And s ome concrete im plementing methods are given.An exam ple is taken for designing a detecting system for the short or open circuit problem of the circuit board with Ball G rid Array(BG A)CPU.The result shows that,by using this method,the producing period of the circuit board with the BG A CPU can be effectively shortened,and the cost of maintenance and test can be reduced for off2line with PC.S o it will be applied in m ore fields widely.K ey w ords:boundary scan;J T AG;BG A;circuit board;short circuit;open circuit0 引言近年来,随着超大规模集成电路(V LSI)、表面安装器件(S MD)、多芯片组件(MC M)、多层印制板(MPC B)的出现及发展,器件安装密度不断提高,使得电路和系统的可测试性急剧下降,测试探针很难接触到电路板引脚。
为解决上述的测试问题,联合测试行动组(Joint T est Action G roup,简称J T AG)提出了边界扫描技术即为IEEE1149.1标准。
边界扫描测试(BST)是面向电路板测试的一种芯片可测性设计方法[1],并且是一种重要的可测性设计技术[2], J T AG技术在嵌入式系统开发中有着广泛的应用,为此设计并开发出一块J T AG检测底板专门用于检测S3C2410x芯片(BG A封装)引脚短、断路故障。
1 边界扫描技术的基本原理边界扫描技术的基本原理如图1所示,其主要思想是通过在芯片管脚和芯片内部逻辑电路之间,即芯片的边界上增加由移位寄存器构成的边界扫描单元(BSC),实现对芯片管脚状态的串行设定和读取,从而提供芯片级、电路板级以至系统级的标准测试框架[3]。
由图1可知,边界扫描技术不仅可测芯片或PC B的逻辑功能,还可以测试IC之间或PC B之间的连接是否存在故障。
边界扫描测试的物理基础是边界扫描测试总线收稿日期:2008-03-18作者简介:闵俊杰(1983-),男,昆明理工大学硕士研究生,主要研究方向为嵌入式系统。
—35—图1 边界扫描技术的基本原理和设计在器件内的边界扫描结构。
边界扫描测试总线由T DI (测试数据输入),T DO (测试数据输出),T MS (测试模式选择),T CK (测试时钟),TRST (测试复位,可选择配置)五条线构成,主要完成测试矢量输入、测试响应输出和测试控制[4]。
器件内T AP 控制器控制整个边界扫描机制的操作,其核心是16个工作状态转换机制,如图2所示,状态转换由T CK 采样T MS 的值来实施[5]。
图2 T AP 控制状态2 边界扫描测试指令[6](1)S AMP LE/PRE LOAD :采样预装指令。
(2)EXTEST:外测试指令主要被用作检查器件之间的外部管脚连线。
与采样/预装模式不同的是,外测试指令允许测试数据强加在信号管脚上。
(3)BY PASS :旁路指令。
(4)I DC ODE :取器件标志指令。
3 边界扫描链的种类3.1 单端串行链串行方式如图3所示。
图3 串行方式3.2 并行链并行方式如图4所示。
图4 并行方式3.3 独立链独立路径方式见图5。
图5 独立路径方式3.4 旁路方式旁路方式如图6所示。
图6 旁路方式4 边界扫描测试技术在S3C2410x 电路板中的应用被检测的核心小板配置情况是:一片S3C2410x 作为CPU ,一片K 9F1208作为F LASH ,两片HY 57V561620作为RAM ;采用S O 2DI M M 接口与不同外设配置的底板连接,提高核心小板的通用性,此接口外引144条信号线,排除电源地线和输入引脚外剩余111个为可测引脚。
由于核心小板上的CPU 采用BG A 封装,焊接过程容易出现短路、断路(含虚焊)等故障,所以利用边界扫描测试原理设计出J T AG 短断路检测平台。
并开发了一块检测底板,专门对核心小板中CPU 向S O 2DI M M 接口处引出的111个引脚引线进行短路、断路检测。
检测底板的目标是实时定位有故障的引脚引线在S3C2410x 引脚分配图中的二维位置[7],并提示对应的故障原因。
其PC B 设计采用2层板,检测底板—45—区域图如图7所示,底板上放置一片AT mega16单片机,在单片机P0口线中选出4条线与核心小板在S O 2DI M M 接口处引出的边界扫描测试线T DI ,T DO ,T MS ,T CK 对应连接,通过编写单片机程序(程序状态图如图8所示)对S3C2410x 进行J T AG 调试,最终达到硬件故障检测;电源部分使用AC 2DC 转换电路,外部电源7～60VAC ΠDC ,内部提供检测底板所需的5V 电压和核心小板所需的3.3V 电压,并通过144脚的S O 2DI M M 接插件向核心小板提供电源、连接数字信号等;同时底板上的LE D 显示区放置着按照S3C2410x 引脚分配图几何位置对应排列着的111只S MD 型LE D ,用于在排查核心小板硬件故障时对被测引脚信号进行定位;外加4只S MD 型LE D 作为检测底板系统指示灯,用于对检测底板运行状态和故障原因的显示(其中L1为电源Π运行状态指示灯,L2为运行结果指示灯,L3和L4共同作为运行失败状态指示灯)。
图7 检测底板区域图检测底板中的单片机CPU (AT mega16)通过特定于S3C2410x 的BS D L 描述文件[8]来实现对S3C2410x 被测引脚的J T AG 调试。
软件开发中把边界扫描单元,即边界扫描链看成一个数组,在程序之Pin2410.c 中有这样的定义:char outC ellValue[S2410M AX CE L L I N DE X+2];char inC ellValue[S2410M AX CE LLI N DEX +2];比如处理器的每一个引脚都有一个边界扫描单元,每一个引脚都是边界扫描链中的索引,而扫描链的初始化即对处理器的引脚的赋值[9]。
如在程序Pin2410.h 中有这样的定义:#define S2410M AX CE LL I N DEX 426ΠΠ0～426#define DAT A C ON (99)#define DAT A0I N (100)#define nFCE (172)……图8 程序运行状态图从图8可知4个系统指示灯和LE D 显示区里111个LE D 的灯亮灯熄变化情况。
配合目视LE D 状态得出如S3C2410x 外引引脚连通性检测统计表中的4种判断情况,如表1所示。
表1 S3C2410x 外引引脚连通性检测统计表检测结果电路板个数(单位:块)百分比处理方式JT AG 通信不正常1826.6%返工JT AG 正常引脚断路710.3%返工JT AG 正常引脚短路4 5.9%返工全部正常3957.4%进一步检测 从上述连通性测试中可以得出如下结论:(1)在J T AG 通信不正常或者J T AG 正常下引脚引线却断路、短路的三种情况下,无法正常使用核心小板,需要返工重新焊接或者直接报废。
(2)在生产线上初检反映异常的核心小板当中,J T AG 通信正常且经检测111个引脚引线当中无短路、断路的核心小板约占到总数的58%,这些板在S O 2DI M M 接口处的引线电气性连接正常,但是不能代表此类核心小板能正常运行,因为上述论述中还没有深入到核心小板内部,如果出现F LASH 芯片第0块为坏块、S3C2410x 与F LASH 芯片之间存在短路、断路情况,这都将影响到核心小板的正常使用。
(下转第59页)图6 系统程序流程图3.3 电压调节程序电压调节程序可以采用PI D算法,其输入量是设定的稳压值与ADE输出电压经PI D运算后再经标度变换,转换成步进电机输出的脉冲数,步进电机利用此脉冲数驱动程序使用。
此调节程序亦可采用模糊控制算法实现。
3.4 步进电机驱动程序根据PI D算出的脉冲数及方向经IΠO口向步进电机驱动器送出相应的脉冲,键盘可以将系统的稳压精度设定在一定的范围,系统调压过程不存在超调现象。
3.5 显示程序显示程序是将设定值、实际电压、电流、经纬度、海拔、系统时间、工作状态等参数分屏显示到LC D 上,LC D模块内部有汉字库,因而在显示汉字时可直接送汉字内码,动态数字也无需在程序中建立字模。
