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基于嵌入式操作系统的数字电子钟系统设计
一.嵌入式背景介绍
随着信息化、智能化、网络化的发展以及计算机技术的发展,嵌入
式技术也获得了广阔的发展空间,嵌入式技术目前已成为通信和消费
类产品的共同发展方向。嵌入式技术的应用到处可见,应用十分广泛。
如家庭中的数字电视、机顶盒、DVD、超级VCD智能手机等;办公室
中的复印机、打印机、扫描仪、键盘灯;手持设备也用到了嵌入式技
术,包括MP3、GPS手机、数码相机、数码摄像机等;汽车电子产品:
电子地图、导航、车载GPS等。其他领域,如通信、机器人等都应用
到了嵌入式技术,由此可以看出,嵌入式系统的发展已日趋成熟了。
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
硬件可剪裁、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。嵌入式系统是现代多学科互相融合的产物,
嵌入式系统无多余软件,并且以固态化出现,硬件亦无多余存储器,
有可靠性高、成本低、体积小、功耗少等特点。嵌入式系统又是知识
密集,投资规模大,产品更新换代快,且具有不断创新特征、不断发
展的系统。
嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件和嵌入式软件系
统组成,它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。嵌入式处理
器主要由一个单片机或微控制器组成。而这些嵌入式微处理器目前多
是8位、16位和32位的,与64位的高性能处理器相比,具有很强的
经济性。相关支撑硬件包括显示卡、存储介质、通讯设备、IC卡或信
用卡的读取设备等。嵌入式系统有别于一般的计算机处理系统,它不
具备像硬盘那样大容量的存储介质,而大多使用闪存作为存储介质。
嵌入式软件包括与硬件相关的底层软件、操作系统、图形界面、通讯
协议、数据库系统等、标准化浏览器和应用软件等。
随着计算机技术、信息技术和网络技术以及其他技术的发展,嵌
入式系统将向着更加小、更快速、功耗更低以及互联网的方向发展。
本系统的功能是可调数字时钟,LED显示时间,通过键盘和触摸
屏均可以校对时钟。
通过对本课题的设计达到如下目的:
1.熟悉ARM芯片cortex-m3定时/计数器,中断的应用。
2.掌握给予嵌入式操作系统us/os的编程方法。
3.熟悉时钟时,分,秒计时方法,掌握编程技巧。
4.掌握键盘的基本工作原理,键的识别,键抖动和重键问题的解
决,键盘工作方法和键盘程序的编程。
5.掌握七段码LED的结构,七段码LED的工作方式和显示程序的
编程。
二.软硬件的设计
(1)计要求
利用cortex-m3,uc/os,七段码LED,按键及常用外围器件,设计一
个基于嵌入式操作系统的数字电子钟系统,具体要求如下:(1).设
计基于嵌入式操作系统的数字电子钟系统的硬件框图。
(2).设计定时程序。
(3).在LED上显示时间,通过按键切换,分别显示时,分,秒,设计
显示程序。
(4).可用键盘进行校对时间,设计键盘程序。
2.硬件环境概述
嵌入式系统主要由嵌入式微处理器和操作系统组成。硬件主要包
括:微处理器,ROM,DRAM,人机交互接口,A/D、D/A转换电路,触摸
屏等。
嵌入式系统的核心部件是各种类型的嵌入式处理器,嵌入式开发
硬件平台的选择主要是嵌入式处理器的选择。在一个系统中使用什么
样的嵌入式处理器内核主要取决于应用的领域、用户的需求、成本、
开发的难易程度等因素。确定了使用哪种嵌入式处理器内核以后,接
下来就是综合考虑系统外围设备的需求情况一选择一款合适的处理
器。
本系统采用基于ARM的S3c44B0X的微处理器,通过系统总线将
CPU、电源管理模块、存储器、控制器、LCD控制器、中断控制器连接
在一起,通过外设总线和A/D转换器、看门狗定时器、通过I/O控制
器、PWM定时器等连接在一起。S3c44B0X的160个引脚中,71个引脚
可以通过编程的方法定义多功能输入/输出引脚。I/O端口有两种编制
方式,键盘模块输入数字型数据或选择控制设备的操作模式,LCD通
过数据总线寄存器及使能信号与处理器连接实现触摸屏驱动X、Y通道
连接。
硬件设计原理图如下:
2.3硬件设计
图系轮柜图
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