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读书笔记| （三）ARM9 嵌入式学习：ARM实验篇

读书笔记| ARM9 嵌入式学习

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1. GPIO实验

1.1 应用：点亮LED

1.2 GPIO

  • 通用输入/输出端口
  • 本质是引脚，通过高低电平控制

1.3 相关寄存器

1.3.1 控制寄存器GPxCON

  • 控制引脚的功能
  • 00：输入；01：输出

1.3.2 数据寄存器GPxDAT

  • 输入状态，读取该寄存器值，即可判断引脚状态
  • 输出状态，写值入该寄存器，可令引脚输出高、低电平

1.3.3 上拉电阻使能寄存器GPxUP

  • 置1，相应引脚上拉电阻无效
  • 置0，相应引脚上拉电阻使能

1.4 应用操作方法

  • 写GPBCON寄存器，将GPB5设为输出功能
  • 写GPBUP,上拉电阻使能
  • 写GPBDAT,输出低电平

2. 定时器实验

2.1 应用

使用定时器定时功能，使Led灯每秒闪烁一次

2.2 定时器功能

间隔一定时间发生中断

2.3 定时器相关寄存器

  • TCON: 控制定时器的开和关
  • TCMPBN、TCNTBn: 存储比较值和初始值
  • TCMPn、TCNTn: 内部寄存器，用户无需读、写
  • TCNTOn: 减1计数过程中，通过它读取当前计数值
  • TCFG0、TCFG1
    • 0：一级分频，控制一级分频器分频系数
    • 1:二级分频，控制多路开关

2.4 定时器工作原理

  • 将比较值、初始值转入TCMPBn、TCNTBn中
  • 设置TCON,启动定时器，将A中寄存器的值加载到TCMPN、TCNTn
  • 定时器开始减1计数
  • 比较值和初始值相等时，TOUTn引脚输出取反，发生中断
  • TCNTBn中的值自动转入TCNTn，进行新一轮计数

3. UART实验

3.1 应用：在2440和pc间传输数据

3.2 UART接口概述

  • Tx: 数据发送
  • Rx: 数据接收
  • GND: 双方地线，提供双方参考电平

3.3 UART组成

  • 波特率发生器
  • 发送器
  • 接收器
  • 控制单元

3.4 UART收发原理

3.4.1 FIFO模式

  • 发：
    • 数据写入发送FIFO
    • 从发送FIFO复制到发送移位寄存器
    • 数据从数据引脚（TxDn）移出
  • 收：
    • 从RXDn引脚将数据一位一位传到接收移位寄存器
    • 将数据从接收移位寄存器复制到接收FIFO
    • CPU读取接收FIFO数据

3.4.2 非FIFO模式

  • 与FIFO区别： 将发送FIFO/接收FIFO替换为 发送/接收保持寄存器

3.5 相关寄存器

  • ULCONn
    • 设置数据的长度、停止位、校验位等信息
  • UCONn
    • 设置发送、接收模式(中断方式 / 查询方）
  • UBRDIVn
    • 设置波特率
  • UTRSTATn
    • 发送和接收是否完成的状态位
  • URXHn
    • 接收数据缓冲区寄存器
    • cpu从该寄存器读取接受到的数据
  • UTXHN
    • 发送数据缓冲区寄存器
    • 将要发送的数据放入该寄存器

4. NAND实验

4.1 NAND基本结构

4.1.2 页（page）

  • 每页有2K+64字节
  • 2k存储数据
  • 64字节存储控制信息
    • 管理该页2k数据
    • 控制2k数据中某一位是否满

4.1.3 块（block）

  • 每块大小64页
  • 整个nand由2k个块组成

4.2 NAND FLASH访问操作

  • 读
  • 写
  • 擦除

4.3 访问操作步骤

4.3.1 通用步骤

  • 发送命令
    • 采取哪种操作
  • 发送地址
    • 对哪一页进行操作
  • 发送数据
    • 该期间要检测nandflash的内部状态

4.3.2 页写入操作流程

  • 发送页写入命令0x80
  • 发送页地址
  • 发送要写入的数据
  • 发送页写入确认命令0x10
    • 写入数据都传入寄存器后，进行写入确认
  • 检测忙信号
    • 忙信号：低电平 --> 正在写入数据
    • 忙信号：高电平 --> 写入数据完毕
  • 页读取、擦除等操作类似，不再赘述，详见《arm机制》

4.4 相关寄存器

  • GPACON寄存器
    • 设置NANDFLASH控制器信号模式
  • NFCONF寄存器
    • 确定TACLS/TWRPH0/TWRPH1的值
  • NFCONT
    • 开启NANDFLASH控制器
  • NFCMD
    • 要实现什么命令，就写入该寄存器
  • NFADDR
    • 将要访问的地址写入该寄存器
  • NFDATA
    • 数据读写
  • NFSTAT
    • 检测nand是否处于忙状态

5、LCD实验

5.1 LCD接口信号

  • VSYNC
    • 垂直同步信号
    • 显示新一帧图像数据的开始
  • HSYNC
    • 水平同步信号
    • 显示一行的开始
  • VCLK
    • 像素时钟
    • 每个周期显示一个像素
  • LEND
    • 行结束信号
    • 表示一行的结束
  • VD
    • 表示像素数据输入
    • 数据输入信号

5.2 LCD显示原理

  • LCD左上角开始，逐行将数据取出并显示在屏幕上
  • 显示到一行末尾时，自动跳到下一行最左边显示
  • 显示完最后一行数据后，跳到屏幕左上角
  • 像素颜色是三原色的混合，三原色表示模式有
    • 5:6:5
    • 5:5:5:1
  • 数据从帧内存中读取
    • 帧内存：图像在内存中的存储地址

5.3 相关寄存器

  • LCDCON1
    • 设置LCD的类型，像素时钟VCLK
    • 使能LCD
  • LCDCON2
    • 产生垂直方向的时序参数
  • LCDCON3
    • 产生水平方向的时序参数
  • LCDCON4
    • 初始化一个参数HSPW
  • LCDCON5
    • 对信号的极性进行初始化
  • LCDSADDR1
    • 告诉LCD控制器帧内存起始地址
  • LCDSADDR2
    • 告诉LCD控制器视口内存地址
    • 视口地址和帧内存地址是重合的
    • 设置OFFSIZE和PAGEWIDTH
  • LCDSADDR3

5.4 LCD显示流程

  • LCD初始化相应寄存器、函数
  • 向帧内存写入相应数据
  • 将帧内存地址告诉处理器
  • LCD控制器自动将数据从帧内存中取出，显示在屏幕上

5.5 LCD汉字显示

  • 编码
    • 区位码
    • 机内码： 存储汉字是采用的是机内码
  • 汉字显示本质
    根据汉字的区位码到字库中查找该汉字的点阵数据

6、ADC/触摸屏实验

6.1 ADC

  • 应用：通过可调电位器，产生模拟信号，再通过通道进行A/D转换
  • 功能：模拟信号转数字信号的方法
  • 步骤：采样、保持、量化、编码

6.2 ADC操作流程

  • 设置ADCCON
    • 选择输入信号通道
    • 设置A/D转换器的时钟
  • 设置ADCTSC
    • 设为普通转换模式
  • 设置ADCCON,启动A/D转换
  • 判断转换是否结束
    • 方法一：查询方式
    • 轮询读取ADCCON的ECFLG位，确定转换是否结束
    • 方法二：中断方式
    • 发生INC_ADC中断表示转换结束
  • 转换结束，读取ADCDAT0寄存器获得数值

6.3 触摸屏

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详见韦东山手册相关章节以及云笔记

7、RTC实验

7.1 RTC功能

  • 提供可靠的系统时间
  • 关机状态照常工作

7.2 RTC特点

  • 时钟数据采用BCD编码或二进制表示
  • 提供毫秒级时钟中断

7.3 相关寄存器

7.3.1 RTCCON

  • 实时时钟控制寄存器
  • 关键位：RTCEN
    • 使能RTC模块时间寄存器的读写
    • 置1，使能读写，电源关闭时，置0

7.3.2 TICNT

  • Tick时钟计数寄存器
  • 控制实时时钟中断的频率

7.3.3 RTCALM

  • 使能定时功能

7个BCD时间寄存器

6个定时时间寄存器

8、IIS实验

8.1 IIS原理

  • 音频ADC/DAC

8.2 IIS传输模式

  • 普通传输模式
  • DMA传输模式

8.3 IIS总线的4根信号线

  • 串行数据输入：IISDI
  • 串行数据输出:IISDO
  • 左/右声道选择:IISRCK
  • 串行数据时钟:IISCLK

8.4 相关寄存器

  • IISCON
    • IIS总线控制寄存器
  • IISMOD
    • IIS总线模式寄存器
  • IISPSR
    • 总线预分频器寄存器
  • IISFCON
    • IIS总线FIFO接口寄存器
  • IISFIFO
    • IIS总线FIFO寄存器

8.5 步骤

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疑问篇

  • 协处理器之功能、原理？
  • beq&bne(见云笔记2_9)
  • LTORG文字池
    • ldr取伪指令时要在适当地址加入LTORG文字池
    • 加入文字池原因
      • 伪指令汇编期间要用相应指令替代
      • 详见《arm机制》
  • 前后4k范围内，编译器会帮忙声明文字池
  • arm中断处理程序属于中断的上半部还是下半部？
  • 声明irq、swi，编译器的处理机制
  • 《arm 机制》P208、P232*

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