基于S3C2440的项目实训

合肥学院

嵌入式系统设计实验报告

（20 13- 2014第2学期）

专业：______11自动化卓越班_________ 实训项目：基于S3C2440的项目实训

实训时间：___2014___年__6___月_27_ 日实训成员：__ _____ _

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指导老师：___________干开峰__ ________

电子信息与电气工程系

2014年4月制

一、实训目的

1、掌握嵌入式系统设计的基本方法。

2、熟悉嵌入式系统设计流程。

3、能够按照需求完成嵌入式系统总体设计。

二、实训内容

本项目实训要求完成“数据采集系统”，从前端数据采集到后端触摸屏显示控制，包括硬件电路的连接、bootloader 和内核移植、根文件系统建立、设备驱动的编写以及 QT编程实现。

三、实训设备

硬件：micro2440 开发板、AD7705采集板

软件：Linux操作系统

四、实训设计方案

4.1 项目功能需求分析

1、功能需求

（1）基于SPI通信，完成AD7705和micro2440开发板硬件连接。

（2）完成基于micro2440的bootloader、内核移植和根文件系统建立。

（3）完成基于SPI协议的AD7705驱动程序设计。

（4）基于QT编程实现数据采集和显示功能。

2、性能需求

主控制器能够对AD7705传来的信号实现数据采集和显示功能。

4.2 方案设计

4.2.1 项目的总体设计

系统主要由电压信号、A/D转换器、S3C2440 控制器和LCD 控制器组成，结构图如图1所示。其中，电压信号可以是压力传感器、温度传感器等输出信号；A/D转换器是数字化的关键部件，决定了整个系统的精度；主控制器由S3C2440 构成；带触摸屏的LCD 控制器可以实现系统参数设置和实时显示最新状态。

图1 系统结构图

在本次设计中，首先电压信号传给数据采集模块（AD7705）。数据采集模块接收到信号后进行放大滤波并进行AD转化变成数字信号，之后数据采集模块把转化而来的数字信号传给S3C2440控制器。S3C2440控制器将AD7705处传来的数据进行处理，并传送给带触摸屏的LCD 控制器将数据显示出来。

4.2.2 项目的硬件设计

1、S3C2440 控制器

S3C2440 是三星公司推出的采用RISC结构的16/32位微处理器。主频400MHZ，最高频率可达533 MHz，是高性能和低功耗的硬宏单元。S3C2440 采用了ARM920T的内核，0.13um 的CMOS 标准宏单元和存储器单元。ARM920T 实现了MMU，AMBA BUS和Harvard 高速缓冲体系结构，具有独立的16KB指令Cache和16KB数据Cache，每个都是由具有8字长的行组成。通过提供一套完整的通用系统外设，S3C2440 减少整体系统成本和无需配置额外的组件，是一款高速、高性能、低功耗的微处理器，特别适合于工业控制、通信设备、汽车电子以及医疗设备等系统的应用。

2、数据采集芯片AD7705

AD7705 是应用于低频测量的2/3 通道的模拟前端。该器件可以接受直接来自传感器的低电平的输入信号，然后产生串行的数字输出。利用Σ-Δ转换技术实现了16 位无丢失代码性能。选定的输入信号被送到一个基于模拟调制器的增益可编程专用前端。片内数字滤波器处理调制器的输出信号。通过片内控制寄存器可调节滤波器的截止点和输出更新速率，从而对数字滤波器的第一个陷波进行编程。其串行接口可配置为三线接口。增益值、信号极性以及更新速率的选择可用串行输入口由软件来配置。该器件还包括自校准和系统校准选项，以消除器件本身或系统的增益和偏移误差。

AD7705的引脚图如图2所示。

图2 AD7705的引脚图

3、接口电路

S3C2440 与AD7705 的接口连接图如图3所示：

图3 数据采集接口连接图

可以根据S3C2440和AD7705的引脚定义，可知引脚对应：

SCLK——SPICLK1——27；

DIN——SPIMOSI1——26；

DOUT——SPIMISO1——25；

DRDY——SNSSSPI——28；

CS——GND——4；

REST——VCC——2。

4.2.3 项目的软件设计

1、主控模块（S3C2440控制器）

主控模块需要实现AD7705处传来的数据进行处理，并传送给带触摸屏的LCD将数据显示出来。

系统主程序流程图如图4所示。

图4 系统主控模块程序流程图

2、数据采集模块（AD7705)

AD7705驱动程序流程图如图5所示。

图5AD7705驱动程序流程图

4.3 完成时间规划

2014.5.30～2014.6.5：查找资料，了解S3C2440和AD7705的引脚定义，功能使用以及特点，并能够根据S3C2440的SPI特点及AD7888的工作原理确定接口连接。

2014.6.6～2014.6.9：bootloader 和内核移植、根文件系统建立、设备驱动的编写以及QT编程实现，完成对电源电压的数据采集。

2014.6.9：完成设计项目报告。

五、实训项目实现

1、Uboot下载

2、启动内核

3、测试

设置节点：mksmod /dev/ad7705 c 231 0

数据采集界面：

GT显示界面：

六、实训小结

本次实训是嵌入式课程的最后一个实验，所应用的软件平台就是前几个实验所搭建的平台，bootloader、内核移植和根文件系统建立。在上述基础上进行的SPI通信及QT编程实现的数据采集和显示功能。刚开始的系统因为有点问题，所以后期换了开发板，在前面的基础上，只要输入相应的程序即可实现数据采集和显示功能。实训期间也产生了好多问题，例如输错了程序怎么都返不回上一级；ubooot不能加载进去；数据不能实时采集，有时不管怎么改变ad7705模块电阻的阻值，数值都是4v等，还好都在老师和同学以及自己的摸索下解决了。不过，正是因为这些问题的存在，才让我们发现了自身的问题，使我们都共同进步。

总的来说，本次实训还是比较成功的，无论是个人动手能力还是团队协作能力都得到了很好的锻炼。对嵌入式LINUX的各种操作和应用的有所掌握以及小组的成员团结合作，共同讨论分析该如何去做这个项目设计以及在实际操作中，分工合作等等都有所收获。本次实训在让我们体会到了实训的艰辛的同时，也让我们体会到成功的喜悦和快乐，更使我们更加清楚以后的发展及学习的方向。