文档介绍：摘要
ARM 嵌入式教学实验系统的研究与实现
作者简介:施明智,男,1983 年 7 月生,师从成都理工大学孙旭副教授,
2009 年 6 月毕业于成都理工大学信号与信息处理专业,获得工学硕士学位。
摘要
ARM 嵌入式技术在工业和生活中正得到越来越广泛的应用,为了适应技术
的发展和社会的需求,满足为社会培养创新型人才的需要,高校通信类和电子类
专业开设 ARM 嵌入式技术相关课程及其实验课程将成为趋势。在课程中设置合理
实验,可以有效提高学生的动手能力和培养创新性思维,帮助学生更快、更好地
掌握理论和应用技术。
论文设计的 ARM 嵌入式教学实验系统包括一块适合普通高校嵌入式技术实
验课程教学的实验开发板及其配套的实验。该实验系统针对一般高校所开设的
ARM 嵌入式技术相关课程的要求而设计,配套实验符合教学大纲及实验课时的
要求。
论文设计的实验开发板主要组成模块有:最小系统,包括控制器模块、电源
模块、复位模块、Flash ROM 模块、SDRAM 模块、JTAG 接口等;扩展接口,
包括 LED、键盘、RS232 串口、I2C 接口、液晶模块、以太网模块等。实验开发
板采用 S3C4510B 网络控制芯片用作控制和信号处理,使用网络接口芯片
DM9161 和隔离变压器 H1102 完成网络接入,使用 AM29LV160 和
HY57V641620HG 构建 16 位存储单元,使用 AT24C01 和 PCF8583 来构建 I2C 接
口,使用 MAX232 完成 TTL 电平转换以扩展 RS232 串口,并扩展键盘和 LCD
实现人机交互。实验开发板的硬件设计充分考虑了一般高校实验室的条件和需
求,能够较好地将成本控制在 150 元左右,有利于在有限的条件下为每个学生尽
可能的创造动手制作 PCB 的实验条件。实验板的接口设计能够让学生较为方便地
开展实验,并考虑了实验板扩展和二次开发的需要。
论文设计的实验系统配套实验主要有基础实验、扩展实验和设计实验。基础
实验主要帮助学生熟悉嵌入式系统的片内资源和特殊功能寄存器的配置方法,对
整个嵌入式系统的架构有一定的理解,能编程完成一些简单的控制功能;扩展实
验主要帮助学生建立嵌入式系统开发和设计的基本理念,能够设计和实现常见的
外设驱动程序,能够进行操作系统的配置和移植,能够自行对实验板进行一定程
度的扩展;设计实验能够帮助学生提高嵌入式系统的设计开发能力,使学生能根
据需要设计出实现一定功能的扩展模块,从而使实验板扩展成实现具体功能的工
I
成都理工大学硕士学位论文
业产品。基础实验包括 ADS 集成环境实验、键盘实验(GPIO 输入)、LED 实验(GPIO
输出)、定时器实验、外部中断实验、UART 串口通信实验、I2C 接口实验、液晶
显示实验;扩展实验包括建立交叉编译环境实验、操作系统编译实验、操作系统
移植实验、以太网通信实验、TFTP 实验、WEB 访问实验;设计实验包括 TCP/IP
协议栈实验、Web 服务器实验。学生通过完成基础实验、扩展实验和设计实验来
达到教学大纲的要求,并可以在此基础上进行更深入的创新性开发实验,可以满
足一般高校嵌入式技术实验课程教学的需要。
论文介绍了嵌入式交叉编译环境的建立以及实验开发板设计完成后进行的
调试。实验开发板移植的嵌入式操作系统为 uClinux,采用的 Bootloader 为
U-boot。论文还简单介绍了实验系统的扩展方案和二次开发方案,并对嵌入式新
技术的发展做了粗浅的探讨。
论文所做的工作以科学发展观为指导,是对普通高校 ARM 嵌入式技术实验
课程设计的一次有益探索。
关键词:ARM 嵌入式实验系统
II
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Abstract
Reserches and Realization of Embedded Study Experiment
System
Introduction of the author: Shi Ming Zhi, male, was born in July, 1983 whose
tutor was Professor Sun Xu. He graduated from Chengdu University of Technology in
Signal and Information Processing major and was granted the Master Degree in June,
2009.
Abstract
Nowadays, ARM embed