基于arm控制器lpc2214的嵌入式系统研究与开发

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1、基于ARM控制器LPC2214的嵌入式系统研究与开发

2、第1摘要：本文首先分析了ARM体系结构，重点介绍了LPC2214的组成并举了应用实例，然后分析了μC/OS-II的移植，最后说明了LPC2214的调试。ResearchingandExploitingEmbeddedSystemBasedonARMControllerLPC2214本文于2005年3月9日收到。张胜茂：硕士生，主要研究方向：嵌入式系统研究与开发。1嵌入式系统与ARM嵌入式系统以应用为中心、以计算机技术为基础，软硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成

3、本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。ARM（AdvancedRSICMachines）是一家出售芯片设计技术授权的公司，目前其设计的ARM微处理器占据了32位RISC(ReducedInstructionSetputing)微处理器75％以上的市场份额。2ARM体系结构ARM已经从V3发展到V6。目前流行的ARM芯片内核有ARM7TDMI、StrongARM、ARM720T、ARM9TDMI、ARM922T、ARM940T、ARM946T、ARM966T、ARM10TDMI等。PhilipsLPC2214（以下简称L

4、PC2214）是基于ARM7TDMI-S的高性能32位RISC微控制器，属于V4T版本。2．1ARM处理器内核现代的VLS技术把附加的系统部件与内核集成在同一芯片中。其中，内核是最为密集和复杂的部件，是确定一个新系统时选择的关键。LPC2214的内核是ARM7TDMI（图1）的可综合版本（软核）。字母意义分别是：T－高密度16位的Thumb指令扩展、D－支持片上调试、M－短时间64位乘法指令、I－EmbededICE观察点硬件。500)this.style.ouseg(this)">2．2ARM微控制器嵌入式微控制器（单

5、片机）就是将整个计算机集成到一块芯片中。各厂商购买ARM公司的核心授权后，扩展与各自领域相关的片内外围电路，并集成在芯片中,使基于ARM处理器核的芯片多元化。设计者应尽可能采用片内外围电路完成所需的功能，来简化系统设计，提高系统可靠性。LPC2214微控制器（如图2）通过AHB到VPB的桥将VPB总线与AHB总线相连，片内外设（中断控制器除外）连接在VPB总线上。LPC2214具有：多个串行接口，2个16C550工业标准UART、高速I2C接口（400kHz）、2个SPI接口；8路10位A/D转换器（0~3V测量范围），

6、转换时间可低至2.44uS；2个32位定时器（带4路捕获和4路比较通道）；P单元（6路输出）；实时时钟和看门狗；112个通用I/O口（可承受5V电压）；2个低功耗模式，空闲和掉电；片上集成高速闪存。税控收款机是一种带有计税功能的电子收款机，它内部装有自动记录但不能更改和抹掉的计税存储器。税控收款机由以下几部分组成：中文显示系统、中文打印系统、专用税控处理系统、外围设备驱动、电源、带物理安全保证的机箱。税控机制由以IC卡为基础的发行、管理、申报、维护、经营等系统组成。有关数据由税务部门用专用IC卡读出，以便稽查。此系统充分

7、合理地利用了其片内实时时钟、外部存储器接口、UART等其它外设接口。片上闪存作为用户程序的存储空间，其高速零等待特性保证系统的实时运行。其片上程序保护机制，防止代码被任意更改和复制。整个系统的设计结构简洁，极具竞争优势。500)this.style.ouseg(this)">3系统移植ARM芯片获得了许多实时操作系统(RealTimeOperatingSystem)供应商的支持，比较知名的有：soPlainTextstyle="MARGIN:0cm0cm0pt">LPC2214的ARM7TDMI-S内核用ARMADS作为

8、编译器移植μC/OS-II。包括以下内容：①设置OS_CPU．H头文件中与处理器和编译器相关的代码如：整数、浮点数、堆栈等数据类型定义，打开或者关闭中断函数设置，定义堆栈增长方向，任务切换的执行代码。②用C语言在OS_CPU_C．C文件中编写6个操作系统相关函数：任务堆栈初始化函数OSTaskStkInit()，μC/OS-II在执行某些操作时调用的用户函数：OSTaskCreateHook()、OSTaskDelHook()、OSTaskSeTickHook()③在OS_CPU．ASM文件中用汇编语言编写四个与处理器相

9、关的函数：运行优先级最高的就绪任务OSStartHighRdy()、任务级的任务切换函数OSCtxS0cm0pt">3．2建立完整的嵌入式实时系统μC/OS-II提供的仅仅是一个任务调度的内核，要想实现一个以LPC2214为主控单元，应用于税控收款机的嵌入式实时多任务操作系统，还需相当多的扩展工作。主要包括：①建立文