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1、第八章 S3C44B0X的功能模块,一.S3C44B0X片上资源二.S3C44B0X的引脚信号描述三.多功能端口四.S3C44B0X RTC功能及应用五.S3C44B0X看门狗定时器六.S3C44B0X ADC及PWM定时器七.S3C44B0X系统扩展,一.S3C44B0X片上资源,ARM7TDMI核,工作频率66MHZ;8KB的Cache,存储器控制器;LCD控制器;2通道UART、1个多主I2C总线控制器、1个IIS总线 控制器；4个DMA通道;5通道PWM定时器及一个内部定时器；71个通用I/O口;8个外部中断源;8通道10位ADC;实时时钟等,二.S3C44B0X的引脚信号描述 总线控
2、制信号,二.S3C44B0X的引脚信号描述 DRAM/SDRAM/SRAM,二.S3C44B0X的引脚信号描述 LCD控制信号,二.S3C44B0X的引脚信号描述 TIMER/PWM控制信号,二.S3C44B0X的引脚信号描述 中断控制信号,二.S3C44B0X的引脚信号描述 DMA控制信号,二.S3C44B0X的引脚信号描述 UART控制信号,二.S3C44B0X的引脚信号描述 IIC-BUS控制信号,二.S3C44B0X的引脚信号描述 IIS-BUS控制信号,二.S3C44B0X的引脚信号描述 SIO控制信号,二.S3C44B0X的引脚信号描述 ADC,二.S3C44B0X的引脚信号描述
3、GPIO,二.S3C44B0X的引脚信号描述 复位和时钟信号,二.S3C44B0X的引脚信号描述 JTAG测试逻辑,二.S3C44B0X的引脚信号描述 电源,三、多功能端口-多功能输入/输出引脚,S3C44B0X具有71个多功能输入/输出引脚。端口A:10位输出端口 端口B:11位输出端口 端口C:16位输入/输出端口 端口D和G:2个8位输入/输出端口 端口E和F:2个9位输入/输出端口注意：端口的功能在主程序开始之前被定义。引脚没有用作多功能，则设置为I/O口。在引脚配置之前，应对引脚的初始状态进行设定。,三.多功能端口-端口选择,一般应用中:PA作为地址线使用；PB作为bank选择线和S
4、DRAM的接口线使用 PC可以作为数据线、I2C接口或LCD数据线 等使用；PD主要作为LCD的信号线（在系统具备LCD 的情况下）；PE可以作串口信号线和定时器输出使用；PF和PG则是多功能I/O口。,三.多功能端口的特殊功能寄存器,在ARM芯片中，I/O引脚一般都是多功能的，在使用之前需要对端口各特殊功能寄存器进行设置。1、端口配置寄存器（PCONAG）设置每个引脚工作在那一个功能模式下。2、端口数据寄存器（PDATAG）当端口被设置为输出引脚时，将输出的数据写入到PDATAG；当端口作为输入脚时，读PDATAG可以得到输入数据。3、端口上拉设置寄存器PUPCG 设定PCPG端口是否具有内
5、部上拉。当PUPn的对应位为0时，该引脚的上拉使能；当为1时，该引脚上拉禁止。,4、外部中断控制寄存器（EXTINT）,是为端口PG的功能3外部中断输入口功能设置的，用来设置外部中断请求输入的模式：低电平触发、高电平触发、下降沿触发、上升沿触发或是边沿触发。（详见P401）5、外部中断挂起寄存器（EXTINTPND）外部中断请求（4/5/6/7）共用在中断控制器里的一个相同的请求队列。外部中断挂起寄存器以对应位为1来清除外部中断（4/5/6/7）的挂起位。,三.多功能端口-I/O端口编程,对I/O端口的初始化步骤：根据具体应用对端口数据寄存器设置相 应的值；根据应用需要设置控制寄存器，确定各
6、端口的具体功能；根据需要设置上拉电阻寄存器具体代码 见P402,四.S3C44B0X RTC功能及应用,S3C44BOX片内集成实时时钟RTC单元,RTC提供日历/时钟，本节介绍实时时钟模块的组成结构，操作原理、模块的特殊功能寄存器的设置、实时时钟的应用编程。一)S3C444B0X RTC特性 BCD数据：秒、分、时、星期、日、月、年；在系统电源关闭时，可由后备电池供电继续运行；RTC由外部32765Hz晶振提供时钟；可实现闹钟(告警)功能 独立的电源端口（VDDRTC）；支持毫秒滴答时间中断作为RTOS核的时间滴答；循环复位功能；排除了2000年问题；闰年产生器。,二).S3C44B0X R
7、TC操作,1、读/写寄存器 通过置位RTCCON寄存器中的位0，使能读/写RTC 中寄存器功能；对多个寄存器的读取，可能会产生1 S误差，所以当BCDSEC为0时应，重读数据。2、备用电池操作 RTC模块可以通过备用电池供电。备用电池VDDRTC引脚，系统断电备用电池仅驱动RTC的晶振电路和BCD计数器，使功耗最低。,3、报警功能,在掉电模式或正常工作模式下，RTC能在 指定的时间产生告警信号。正常工作模式下报警中断ALMING有效，在断电模式，电源管理苏醒信号PMWKUP和 ALMINT都有效。RTC报警寄存器RTCALM可以设置报警的使 能或禁止以及报警时间。,4、节拍中断,RTC滴答时钟
8、用于产生中断请求。TICNT寄存器具有一个中断使能位，同时其 中的计数值 用于中断，当计数值减为0时，触发滴答中 断。中断时间间隔=（n+1)/128 S,n为节拍时间 计数值（1-127）,5、循环复位功能,通过RTC复位寄存器RTCRST来设置循环 复位功能及循环边界时间（30 S、40 S 50 S）在循环复位操作中，将时间加载到秒进位 产生器中，当秒计时到达该时间就产生进 位。,RTC是通过对其特殊功能寄存器的设置来实现其相应功能的.1.实时时钟控制寄存器（RTCCON）地址 0X01D70040 RTCCON包括4个有效位,其中RTCEN用来控制对BCD寄存器的读/写使能，当需要读/
9、写RTC寄存器时，将它置1，读/写完毕，将它清0，阻止对RTC的误操作。CLKSEL、CNTSEL、CLKRST位用来测试。,三)实时时钟寄存器,2、实时时钟报警控制寄存器（RTCALM）RTCALM决定是否使能报警功能，并设报警时间地址：0X01D70050,3、报警日期时间寄存器 以BCD码的方式分别存放秒、分、时、日、月、年的日期数值。（1）报警秒数据寄存器ALMSEC 存放告警秒的BCD值,（2）报警分数据寄存器ALMMIN,（3）、报警时数据寄存器ALMHOUR,(4)告警日数据寄存器ALMDAY,(5)告警月数据寄存器ALMMON(6)告警年数据寄存器ALMYEAR(7)RTC循环
10、复位寄存器RTCRST 用于确定是否允许循环复位和循环边界,(8)BCD秒数据寄存器BCDSEC,(9)BCD分数据寄存器BCDMIN(10)BCD小时数据寄存器BCDHOUR(11)BCD日数据寄存器BCDDAY(12)BCD星期数据寄存器BCDDATE(13)BCD月数据寄存器BCDMON(14)BCD年数据寄存器BCDYEAR(15)TICK TIME计数寄存器TICNT 用于确定是否允许时间滴答中断和时间中断的计数值.,五.S3C44B0X看门狗定时器,S3C44B0X芯片内集成看门狗定时器,在供电后使S3C44B0X从出错中恢复正常工作,它可用作一个普通的16位定时器去请求中断服务.
11、其具有以下特性:带中断请求的普通间隔定时器模式;当定时器计数值达到0时,内部复位信号被激活128MCLK周期.一).看门狗定时器操作使用MCLK作为时钟源;MCLK首先预分频,预分频值为0(28-1);再将预分频结果再分频,频率分割系数为16、32、64、128；看门狗定时器频率和定时器时钟周期值计算公式:tWATCHDOG=1/MCLK(预分频值+1)/分频系数,二).S3C44BOX看门狗定时器寄存器,1.看门狗定时器控制寄存器WTCON 用于选定看门狗定时器频率和定时器时钟周期值,使能和禁止中断,使能或禁止看门狗定时器复位信号输出.,2.看门狗定时器数据寄存器WTDAT,用于指定时限值3
12、。看门狗定时器计数寄存器WTCNT 存放看门狗定时器在正常操作下的当前计数值。注意：看门狗定时器使能后，WTDAT不能自动装入WTCNT中，因此在看门狗定时器开始工作前，初值必须写到看门狗定时器计数寄存器WTCNT中。,六.S3C44B0X ADC及PWM定时器,对A/D转换电路、转换操作实现及相关的特 殊功能寄存器的设置作较详细的阐述。对定时器的定时电路、PWM调制原理、定时 器的定时操作定时器的特殊功能寄存器的 设置作较详细的阐述。,S3C44B0X ADC转换器,一).主要特性 分辩率 10位。微分线性度误差 1 LSB 积分线性度误差+2 LSB（最大+3 LSB)最大转换速率 100
13、ksps 最大电压范围 02.5V 输入带宽 0100HZ(无采样保持电路)低功耗,二).S3C44B0X A/D 转换器功能,1.属于逐次逼进型A/D 转换器 公共参考电压输入端AVCOM及AFREFB和 AREFT引脚需滤波电容接地 2.A/D转换时间在系统时钟为66MHz,ADC时 钟源的预分频值为20时，转换时间为：66MHz/2（20+1）/16=98.2kHz=10.2 S 在不外接采样保持器时，输入模拟量的频 率小于100Hz 3.置位ADCCON5（SLEEP位）ADC处于休眠模式。A/D转换操作暂停，A/D 数据寄存器值不变。4.ADC分辩率：2.5V/210=2.4mV,三
14、).S3C44B0X A/D转换的特殊功能寄存器,A/D转换特殊功能寄存器完成各种功能的控制与实现 1、A/D转换控制寄存器ADCCON ADCCON控制A/D转换的进程和通道的选择等。,2、A/D转换预置比例因子寄存器ADCPSR,其低8位是预置比例因子，决定转换时间长短，数值大，时间长。,3、A/D转换数据寄存器ADCDAT,ADCDAT 的低10位存放A/D 转换数据，ADC转换完成后读取ADCDAT得到A/D 转换结果。,S3C44B0X PWM定时器,一).S3C44B0X PWM定时器 S3C44B0X具有6个16位的定时器，定时器0、1、23、4具有PWM功能。定时器5是内部定时
15、器，没有对外输出口线，定时器0具有是死区发生器。定时器特性如下：6个16位的定时器可以工作在中断模式或DMA模式。包括3个8位预分频器，2个5位分割器和1个4位分割器。输出波形的占空比可用编程控制（即进行脉宽调制）具有自动装载模式或单次触发模式 具有死区发生器,二).PWM定时器操作,1、预分频器和时钟除法器 定时器0和1、定时器2和3及定时器4和5分别享有1个8位的 预分频器(8位预分频器是可编程的)。定时器0、1、2、3每个拥有1个具有5个不同分频信号输出（1/2、1/4、1/8、1/16、1/32）的时钟除法器；定时器4 和5 具有4个分频信号输出（1/、1/4、1/8、1/16）的时
16、钟除法器和1个输入信号线TCLK/EXTCLK。每个定时器从时钟除法器的输出得到各自的时钟源；每个 时钟除法器则从与之对应的8位预分频器得到时钟源。对定时器配置寄存器TCFG1中的MUXn位的配置决定MUX的 输入。8位预分频器和4位除法器组和起来定时器输入脉冲。,2、基本定时器操作,每个定时器具有1个倒计时器（TCNTn)，当 倒计时值减为0，定时器产生中断请求。定时器有两种操作模式：单次触发模式：定时器完成1次倒计时产生 中断请求后,定时器就停止了。重新向 TCNTBn写入计数值并重新启动定时器工作。自动触发模式：当定时器倒计时到0，TCNTBn的值会字自动装载到倒计时器TCNTn 中继续
17、开始下一次计时。,3、双缓冲器和自动重载,双缓冲器指定时器计数缓冲区寄存器TCNTBn和定时器比 较缓冲区寄存器TCMPBn;TCNTBn和TCMPBn的值用来载入倒定时计数寄存器TCNTn和 定时器比较寄存器TCMPn中,与倒计时值相比较；每个定时器（除了定时器5）都具有TCNTBn、TCNTn、TCMPBn和TCMPn；当定时器控制寄存器TCON中定时器n的自动重新装载模式 开启，则定时器工作在自动重载模式下。当定时器n的值 倒计时到0时，TCNTBn、TCMPBn的值分别载入 TCNTn、TCMPn。,4、PWM（脉宽调制）,PWM脉冲频率由TCNTBn决定；PWM的脉宽则由TCMPBn
18、决定。TCMPBn的值减小，PWM脉宽减小。,5、死区发生器,死区功能使能TOUT0和nTOUT0的输出波形将会是TOUT0_DZ和nTOUT0_DZ；TOUT0_DZ和nTOUT0_DZ存在不同时闭合的区间-死区。死区长度值在定时器配置寄存器0（TCFGO9）中设置。,三).PWM定时器的特殊功能寄存器,1、定时器配置寄存器0（TCFG0）该寄存器用于设置定时器的输入时钟的频率。输入时钟的计算公式是：定时器输入时钟频率=MCLK/预分频值/分割值其中，预分频值=1-255；分割值=2、4、8、16、322、定时器配置寄存器1（TCFG1）该寄存器用于设置定时器的工作模式和时钟源。3、定时器控
19、制寄存器（TCON）用于进行定时器的自动重载、手动更换、启/停、输入反转及死区使能的设置。,4、计数缓冲寄存器（TCNTBn)、比较缓冲寄存器(TCMPBn)和计数观察寄存器(TCNTOn),定时器n计数缓冲寄存器TCNTBn用来设置定时器n的计数缓冲区的值.定时器n的比较缓冲区寄存器TCMPBn用来设置输出波形的占空比。定时器n观察寄存器TCNTOn设置定时器n的观察值。,七.S3C44B0X系统扩展,S3C44B0X最小系统+SDRAM+FLASH电路可构成一个完全 的嵌入式系统,可运行于SDRAM中的程序，也可以运行FLASH中的程序,程序大小可以很大，如果将程序保存到FLASH中，掉电
20、后不会 丢失，因此，既可以通过JTAG接口调试程序，也可以将程序烧写到FLASH，然后运行FLASH中的程序,在此基础上加入必要的接口及其他电路，就构成了具体的S3C44B0X应用系统,串口接口电路设计串口简介,几乎所有的微控制器、PC都提供串行接口，使用电子工业协会（EIA）推荐的RS-232-C标准，这是一种很常用的串行数据传输总线标准。,早期它被应用于计算机和终端通过电话线和MODEM进行远距离的数据传输，随着微型计算机和微控制器的发展，不仅远距离，近距离也采用该通信方式。在近距离通信系统中，不再使用电话线和MODEM，而直接进行端到端的连接。,RS-232-C标准采用的接口是9芯或25
21、芯的D型插头，以常用的9芯D型插头为例，各引脚定义下所示：,串口接口电路设计串口芯片选型,要完成最基本的串行通信功能，实际上只需要RXD、TXD和GND即可，但由于RS-232-C标准所定义的高、低电平信号与S3C44B0X系统的TTL电路所定义的高、低电平信号完全不同。,TTL的标准逻辑“1”对应2V3.3V电平，标准逻辑“0”对应0V0.4V电平，而RS-232-C标准采用负逻辑方式，标准逻辑“1”对应-5V-15V电平，标准逻辑“0”对应+5V+15V电平，显然，两者间要进行通信必须经过信号电平的转换。,目前常使用的电平转换电路为Sipex公司的SP3232E。,串口接口电路设计SP32
22、32E引脚分布,串口接口电路设计串口接口电路,RS232电平,TTL电平,IIC接口电路设计IIC简介,IIC总线是一种用于IC器件之间连接的二线制总线。它通过SDA（串行数据线）及SCL（串行时钟线）两线在连接到总线上的器件之间传送信息，并根据地址识别每个器件：不管是微控制器、存储器、LCD驱动器还是键盘接口。,带有IIC总线接口的器件可十分方便地用来将一个或多个微控制器及外围器件构成系统。尽管这种总线结构没有并行总线那样大的吞吐能力，但由于连接线和连接引脚少，因此其构成的系统价格低，器件间总线简单，结构紧凑，而且在总线上增加器件不影响系统的正常工作，系统修改和可扩展性好。即使有不同时钟速度
23、的器件连接到总线上，也能很方便地确定总线的时钟，因此在嵌入式系统中得到了广泛的应用。,S3C44B0X内含一个IIC总线主控器，可方便地与各种带有IIC接口的器件相连。,在本实验系统中，外扩一片KS24C08作为IIC存储器。KS24C08提供1K字节的EEPROM存储空间，可用于存放少量在系统掉电时需要保存的数据。,IIC接口电路设计IIC接口电路,印刷电路板设计注意事项,S3C44B0X的片内工作频率为60MHz，因此，在印刷电路板的设计过程中，应该遵循一些高频电路的设计基本原则，否则会使系统工作不稳定甚至不能正常工作。,印刷电路板的设计人员应注意以下几个方面：,注意电源的质量与分配。,同
24、类型信号线应该成组、平行分布。,电源质量与分配,电源滤波为提高系统的电源质量，消除低频噪声对系统的影响，一般应在电源进入印刷电路板的位置和靠近各器件的电源引脚处加上滤波器，以消除电源的噪声，常用的方法是在这些位置加上几十到几百微法的电容。同时，在系统中除了要注意低频噪声的影响，还要注意元器件工作时产生的高频噪声，一般的方法是在器件的电源和地之间加上0.1uF左右地电容，可以很好地滤出高频噪声的影响。,电源质量与分配,电源分配实际的工程应用和理论都证实，电源的分配对系统的稳定性有很大的影响，因此，在设计印刷电路板时，要注意电源的分配问题。在印刷电路板上，电源的供给一般采用电源总线（双面板）或电源
25、层（多层板）的方式。电源总线由两条或多条较宽的线组成，由于受到电路板面积的限制，一般不可能布得过宽，因此存在较大的直流电阻，但在双面板得设计中也只好采用这种方式了，只是在布线的过程中，应尽量注意这个问题。在多层板的设计中，一般使用电源层的方式给系统供电。该方式专门拿出一层作为电源层而不再在其上布信号线。由于电源层遍及电路板的全面积，因此直流电阻非常的小，采用这种方式可有效的降低噪声，提高系统的稳定性。,同类型信号线的分布,在各种微处理器的输入输出信号中，总有相当一部分是相同类型的，例如数据线、地址线。,对这些相同类型的信号线应该成组、平行分布，同时注意它们之间的长短差异不要太大，采用这种布线方
26、式，不但可以减少干扰，增加系统的稳定性，还可以使布线变得简单，印刷电路板的外观更美观。,硬件调试,尽可能的从简单到复杂，一个单元一个单元地焊接调试，以便在调试过程中遇到困难时缩小故障范围，在调试过程中，应先确定电路没有短路，才能通电调试。,先从最小系统调试：S3C44B0X+电源电路+晶振电路+复位电路+JTAG接口,然后加上SDRAM，再加上FLASH，然后再加上其它接口,芯片在工作时有一定的发热是正常的，但如果有芯片特别发烫，则一定有故障存在，需断电检查确认无误后方可继续通电调试。,电源、晶振及复位电路调试,调试电源电路之前，尽量少接器件，通电之前检查有无短路现象,用示波器观测，晶振的输出应为10MHz,复位电路的nRESET端在未按按钮时输出应为高电平（3.3V），按下按钮后变为低电平，按钮松开后应恢复到高电平,JTAG接口电路调试,调试JTAG接口电路之前，应该保证晶振已经起振,检测JTAG接口的TMS、TCK、TDI、TDO信号是否已与S3C4510B的对应引脚相连,连接调试器，看是否能够连接上，如果连接不上，检查TMS、TCK、TDI、TDO等信号是否正常,正常工作时，TRST应该为高电平，如果连接不上调试器，需要检查该信号,
