基于arm单片机的人机交互接口硬件设计

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1、基于ARM单片机的人机交互接口硬件设计1引言1.1课题的背景及意义由于网络与通信技术的发展，嵌入式系统在经历了近20年的发展历程后，又进入了一个新的历史发展阶段，即从普遍的低端应用进入到一个高、低端并行发展，并且不断提升低端应用技术水平的时代，其标志是近年来32位MCU的发展。当网络、通信和多媒体信息家电业兴起后，出现了嵌入式系统高端应用的市场，而在嵌入式系统的高端应用中，进行多年技术准备的ARM公司适时地推出了32位ARM系列嵌入式微处理器，以其明显的性能优势和知识产权平台扇出的运行方式，迅速形成32位机高端应用的主流地位，以至于使不少传统嵌入式系统厂家放

2、弃了自己的32位发展计划，转而使用ARM内核来发展自己的32位MCU。网络、通信、多媒体和信息家电时代的到来，无疑为32位嵌入式系统高端应用提供了空前巨大的发展空间；同时，也为力不从心的8位机向高端发展起到了接力作用。一般来说，嵌入式系统的高、低端应用模糊地界定为：高端用于具有海量数据处理的网络、通信和多媒体领域，低端则用于对象系统的控制领域。32位机的市场需求发展由两方面所致：一方面是高端新兴领域（网络、通信、多媒体和信息家电）的拓展；另一方面是低端控制领域应用在数据处理能力的提升要求。在嵌入式系统已经越来越广泛的今天，基于EASYARM的人机接口的软硬件

3、设计有着如下意义：(1)通过本次设计过程，对人机接口的硬件设计结构，及驱动方法会更为深入的掌握。(2)对嵌入式操作系统及目前流行的ARM架构的嵌入式微处理器的开发和应用进行探索。1.2ARM的发展阶段及发展趋势1.2.1发展阶段ARM（AdvancedRISCMachines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商，每个厂商得到的都是一

4、套独一无二的ARM相关技术及服务。利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。ARM架构是面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器。ARM即AdvancedRISC31基于ARM单片机的人机交互接口硬件设计Machines的缩写,既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。1985年4月26日，第一个ARM原型在英国剑桥的Acorn计算机有限公司诞生，由美国加州SanJoseVLSL技术公司制造。20世纪80年代后期，ARM很快开发成Acorn的台式机产品，形成英国的计算机教育基础。1990

5、年成立了AdvancedRISCMachinesLimited(后来简称为ARMLimited，ARM公司)。20世纪90年代，ARM32位嵌入式RISC(ReducedInstructionSetComputer)处理器扩展到世界范围，占据了低功耗、低成本和高性能的嵌入式系统应用领域的领先地位。ARM公司既不生产芯片也不销售芯片，它只出售芯片技术授权。1.2.2发展趋势后PC时代的到来以及32位嵌入式系统的高端应用吸引了大量计算机专业人士的介入，加之嵌入式系统软/硬件技术的发展，导致了嵌入式系统应用模式的巨大变化，即使嵌入式系统应用进入到一个基于软/硬件平

6、台、集成开发环境的应用系统开发时代，并带动了SOC技术的发展。在众多嵌入式系统厂家参与下，基于ARM系列处理器的应用技术会在众多领域取得突破性进展。Intel公司将ARM系列向更高端的嵌入式系统发展；而PHILIPS公司则在向高端嵌入式系统发展的同时，向低端的8位和16位机的高端应用延伸。Intel公司和PHILIPS公司的发展都体现了各自的特点，并充分发挥了各自的优势。因此，在32位嵌入式系统的应用中，ARM系列会形成ARM公司领军，众多厂家参与，计算机专业、电子技术专业以及对象专业人士共同推动的局面，形成未来32位嵌入式系统应用的主流趋势。这种集中分工的

7、技术发展模式有利于嵌入式系统的快速发展。随着市场的需求增长，集成工艺水平的可行性以及计算机自动设计技术的不断提高，促使单片系统成为集成电路设计的发展方向，这一趋势表现一下几个方面：(1)超大规模集成电路的集成度和工艺水平的不断提高，深亚微米工艺已经走向成熟，在一个芯片上完成系统已经成为可能。(2)市场对电子产品提出了更高要求。(3)高性能的ARM工具得到了迅速发展，其自动化和智能化程度不断提高，为嵌入式系统设计提供了强大的开发环境。总之，系统及芯片集成RAM和微处理器，整个ARM和集成电路设计都朝这个方向发展。1.3人机交互接口和界面的设计展望人机交互（Hu

8、man-ComputerInteraction,简写