基于ARM单片机的抄表系统集中器设计

摘要: 本文对多对象抄表系统的总体结构进行研究，设计了多对象远程抄表系统中

集中器的软件和硬件系统，此抄表系统集中器可以实现多对象远程抄表，提高了

数据处理能力，有效完成了上下行通信，可靠性强，稳定性高，结构简单。

关键词: 抄表系统；集中器；ARM9

1 概述

1.1应用背景简述

电表、水表、煤/燃气表、热量表涉及千家万户，多年来采用传统的人工抄表的方式，不可避免的存在以下问题：抄读数据存在误读，无法真实反映用户用电情况；操作难以规范化，造成不明损失增加；数据采集不及时，无法实时反映系统状况，不能对用户行为进行有效监控；耗费人工多、成本高、效率低[1]。

近几年随着电子技术、传感技术、自动控制技术、计算机信息技术以及网络技术的迅猛发展，越来越多的高集成度，功能强大的电子器件被开发出来，使得多对象集中器越来越普遍。除此之外，实现电表、水表、煤/燃气表、热量表户外自动抄表也得到了国家政策上的支持，建设部《2000年小康型城乡住宅科技产业工程城市示范小区规划设计导则(修改稿)》中已明确提出：“推广使用户外计量(含水、电、暖、燃气表)技术”。在《中国住宅户年品发展纲要》中也明确提出：实现方便查表、不干扰住户、大量人工查表工作，逐步过渡到数字化传递，开展智能化水、电、气、热集中器装置及接口箱柜，智能化集中装置的开发要达到准确计量、抗干扰能力强、稳定性与耐久性好、使用安全、防盗等基本技术性的要求。由此可见智能表的户外自动抄表不论从技术上还是从政策上都具备了可行性。因此，它必将替代传统抄表方式成为住宅建筑的通用标准而不断地发展完善，从而为人们的生产生活提供更加舒适方便的服务。

多对象自动抄表系统集中器的通信方式十分复杂，提高集中器数据处理能力、有效完成上下行通信是自动抄表系统目前需要解决的关键问题。

1.2 设计的目标和功能

集中器是一个数据集中处理器，是多对象自动抄表系统的通信桥梁，负责对各智能表的数据进行采集、存储和管理，及时有效地向上位机传输数据并执行上位机发送的指令。32位ARM9微处理器处理能力强，对于较复杂的通信与控制算法容易完成；不依赖硬件平台，有利于软件的开发、升级与移植；在缺乏多任务调度机制的情况下，应用软件较易实现，可靠性高；速度快、硬件性能高、低功耗、低成本，且集成了相当多的硬件资源，硬件的扩展和设计大大简化，ARM9(S3C2410)为工业级芯片，抗干扰能力强，能够适应运行现场的恶劣环境。

基于ARM的多对象远程抄表系统集中器可以实现多对象远程抄表，提高了数据处理能力，有效完成了上下行通信，可靠性强，稳定性高，结构简单。

2 系统总体结构和原理分析

自动抄表是指采用通信、计算机等技术，通过集中器自动采集和处理智能表数据，然后通过现场总线CAN将信息传至上位机，由上位机对数据进行处理、显示、存储、打印。多对象自动抄表系统主要由智能表(水、电、气、热量表)、数据集中器和上位机组成；其中智能表和数据集中器之间通过RS-485总线进行数据通信，数据集中器和上位机通过现场总线CAN进行数据传输[2-4]。多对象自动抄表系统的结构框图如图1所示

图1 多对象自动抄表系统的结构框图

由图1可以看出，系统的工作原理是前端智能仪表根据实际耗能情况产生耗能量，数据集中器对发送来的耗能量进行判断分析、接收处理、存储。ARM(S3C2410)芯片作为集中器微处理器，定时采集智能表的用量，并将用量送往集中器中CAN控制器的发送缓冲区，进而通过CAN总线收发器将数据传给上位机再进行处理。当上位机要求查询耗能情况时，通过CAN总线将命令传达给数据集中器，数据集中器在收到命令后把存储的数据信息发送给CAN控制器，然后传给上位机，这样就完成了一次数据交换，也可以说是完成一次查询任务。

3 多对象集中器的硬件设计

3.1 集中器系统结构

在多对象自动抄表系统中，集中器是整个抄表系统的核心部分，在整个系统中起通信桥梁的作用。多对象集中器的主要功能是完成用水量、电量、煤/燃气量、热量的数据存储和数据显示，还要能与上位机进行通信。在多对象抄表系统中，集中器与智能表之间的通信采用RS-485总线的通信方式，集中器与上位机之间通过现场总线CAN进行通信[5-7]。

多对象集中器系统硬件平台的整体结构框图如图2所示。多对象集中器硬件设计包括嵌入式处理器的设计选型、时钟电路、电源电路、复位电路、外围存储器扩展、LCD、通讯接口电路等设计。微处理器是集中器的核心，数据的采集、处理与传送都是在微处理器的控制下进行。实时时钟为集中器定时抄表提供时间标准；电源电路为集中器系统提供稳定电源；看门狗模块的设计保证系统的可靠运行，防止系统死机；数据存储器主要用于存储参数、变量、集中器自身的参数，负责智能表的参数以及智能表用量等。上行通道即集中器与上位机之间的通信线路，采用CAN 现场总线进行通信；下行通道即集中器与智能表之间的通信，采用RS-485总线进行通信[8]。

图2 集中器硬件平台的整体结构

3.2 主要功能模块及系统描述

3.2.1 微处理器选型

随着近些年来计算机技术、微电子技术的快速发展，出现了很多性能更强、体积更小、功耗更低的微处理器。虽然8/16位微控制器仍然主导着标准产品市场，但在一些对性能、存储要求较高的场合，其缺点已经显现出来，主要表现为运算能力较差，难以完成较复杂的控制算法；硬件平台依赖性强; 分布式多任务处理能力差等[9,10]。

因此，各大公司都将其产品重点逐渐转向32位微处理器。而ARM(Advanced RISC Machine)正是其中的佼佼者，在32位嵌入式

RISC 领域内有着广泛的影响，它已成为32位微处理器领域事业上的标准。

S3C2410芯片中集成了以下部件：16KB 指令Cache 、16KB 数据Cache 、MMU 、外部存储控制器、LCD 控制器、NAND Flash 控制器、4个DMA 通道、3个UART 通道、1个I2C 总线控制器、1个I2S 总线控制器、以及4个PWM 定时器和1个内部定时器、通用I/O 口、实时时钟、8通道10位ADC 和触摸屏接口、USB 主、USB 从、2个互连的CAN 接口，带有先进的验收滤波器、SD/MMC 卡接口等。其内部结构如图3所示：

图3 S3C2410微处理器的内部结构

3.2.2 时钟电路设计

时钟电路分为系统主时钟和RTC(Real Time Clock)。S3C2410集成了一个具有日历功能的RTC和具有PLL(MPLL和UPLL)的芯片时钟发生器。MPLL产生主时钟，能够使处理器工作频率最高达到203MHz。系统主时钟用于向CPU及其它接口电路提供工作时钟，RTC为系统提供确切的时间信息。在系统中，S3C2410使用两个无源晶振，一个用于实时时钟，频率为32.768KHz，另一个用于PLL电路，频率为10MHz，经PLL电路倍频后，最高可以达到66MHz，另外还为系统实时时钟提供了备用电池，在系统掉电时为系统时钟供电，时钟电路如图3-3所示[11]：

图4 系统时钟电路

3.2.3 复位电路设计

在系统中，复位电路主要完成系统的上电复位和系统在运行时用户的按键复位功能。复位电路可由简单的RC电路构成，成本较低，但抗干扰能力较差。另外也可使用其他的相对较复杂但功能更完善的专用电路。由于ARM芯片的高速、低功耗、低工作电压导致其噪声容限低，对电源的纹波、瞬态响应性能、时钟源的稳定性、电源监控可靠性等诸多方面也提出更高的要求，本多对象集中器采用的是由系统复位芯片IMP706构成的电路，IMP706监控电路集上电复位、看门狗定时器、电源电压监控一体，是解决嵌入式系统设计中抗干扰问题很好的一种芯片选择[12]。系统复位电路如图5所示：

图5 系统复位电路

3.2.4 电源电路设计

S3C2410微处理器均要使用两组电源，I/O口供电电源为3.3V，内核及片内外设供电电源为1.8V，所以需要使用5V和3.3V及1.8V的直流稳压电源。其中，S3C2410及大部分外围器件需3.3V电源，5V电源作为系统扩展用。为提高系统电源电路的供电质量和系统供电安全，加入了电源滤波和保护电路。首先由CZL1电源接口输入9V直流电源，二极管DL1用来防止电源反接，经过CL1和CL2滤波，然后通过稳压芯片将电压稳压到5V。经过稳压电路之后再使用LDO芯

片稳定输出到3.3V和1.8V。电路原理图如图6所示：

图6 系统电源电路

3.2.5 存储器电路设计

FLASH的数据总线宽度必须在系统启动前确定。本文所采用的FLASH数据总线为16。。由于CPU是32位的，FLASH是16位的，故硬件连接时CPU地址线的最低位必须舍弃，从倒数第2根连上FLASH的最低位，其他引脚依次即可，FLASH存储器的扩展图如图7所示。

图7 FLASH存储器扩展

SDRAM存储器的扩展方式与FLASH存储器的扩展方式基本相似，SDRAM存储器的数据总线宽度可以在系统启动后通过配置寄存控制器决定。由于CPU是32位的，SDRAM存储器是16位的，故硬件连接时CPU地址线的最低位必须舍弃。图8是SDRAM存储器的扩展电路原理图，由于SDRAM存储器是同步动态RAM，所以与FLASH存储器的扩展电路原理图相比，多了一些用于同步控制的逻辑控制信号。

图8 SDRAM存储器扩展

3.2.6 LCD接口电路和电压驱动电路设计

LCD液晶显示接口电路和电压驱动电路如图9所示：

图9 LCD液晶显示接口电路和电压驱动电路3.2.7 RS-485通讯电路设计

485接口电路如图10所示:

图10 485接口电路

3.2.8 CAN控制器

S3C2410包含2个CAN控制器，可同时支持多个CAN总线的操作。

S3C2410的CAN总线引脚描述：RX2、RX1，串行输入，来自CAN收发器；TX2、TX1，串行输出，输出到CAN收发器。

CAN接口电路如图11所示，其中每个都有一个高速CAN收发器TJA1040，TJA1040是控制器区域网络(CAN)协议控制器和物理总线之间的接口，是一种标准的高速CAN收发器。

图11 CAN接口电路

4 多对象集中器的软件设计

本多对象集中器应用在智能小区中，各住户以集散方式分布在小区内，针对于住户的水表、煤/燃气表、电表所建立起的集抄系统采用的就是集散型测控系统的形式。物业管理中心的PC 机作为主控机(上位机)可以按照要求设定抄存的项目，抄收起始时间和时间间隔，定时、自动抄收存储在多对象集中器中的数据，也可以生成数据文件供其它系统使用。多对象集中器作为下位机接收上位机发送来的命令，并根据命令向上位机传送所需的数据信息和工作状态。多对象集中器一方面直接面对智能仪表，有利于及时掌握测量现场情况；一方面直接面对上位机，随时按照上位机指令传递信息。因此，它是联系用户家中现场和管理中心之间的纽带。由此可见，实现远

程抄表的功能，不仅要解决智能表的数据采集问题，更要解决如何完成数据传递的问题。

4.1 集中器各模块的软件设计

4.1.1 集中器主程序的设计

在多对象远程抄表系统中，集中器的主要作用是通信，它是智能表和上位机之间进行信息交换的桥梁和纽带。因此，可以在多对象集中器的主程序中使用串口查询方式。在集中器主程序中，当上位机发命令时，集中器的串口接收到数据，此时线状态寄存器将标志位置高。当在主程序中，检测到这个标志时，调用处理子程序。这时主程序处于等待状态，当处理成功之后，调用集中器向上位机应答子程序；当集中器将上位机发来的命令向智能表转发时，则调用集中器向智能表发命令子程序。集中器主程序流程设计如图12所示：

图12 集中器主程序流程图

4.1.2 集中器接收命令子程序的设计

在集中器这个子系统中，根据任务要求，集中器中存在两个串口，故采用不同的串口进行通讯。

由于集中器接收智能表应答的流程设计和集中器接收上位机命令的流程相似，故它们是交叉进行处理的。所以，本文仅以集中器接收上位机发命令子程序的流程设计为例，说明集中器中断接收上位机命令的工作流程。集中器接收上位机命令的工作流程图如图13所示，在图13中，只描述了集中器接收上位机命令的流程。集中器接收成功时也要做不同的成功标志，在等待接收中，

以便查询区分。

图13 集中器接受上位机命令程序流程图

集中器处理命令子程序是在集中器接收上位机命令成功时，做处理命令工作的。因为在接收子程序中己经对接收命令的一部分进行了校验，所以，在集中器处理命令子程序中，只需验证一下校验码即可。当上位机所发命令为设置参数命令时，除了要把这些数设置到存储器中外，还要根据情况进一步向智能表转发这个命令，即调用向智能表发命令子程序；当上位机要抄取能耗或参数等时，要调用向智能表发命令子程序，注意这时要设置好相应的处理完标志。

4.1.3 集中器向智能表发命令子程序的设计

当多对象集中器接收上位机命令处理完后，如需进一步向智能表转发该命令，此时，就可以把上位机发来的命令进一步向智能表转发。这时要先把集中器发送智能表使能端打开，然后把上位机发来的命令的各个字节发出，其流程图如图14所示。

图14 集中器向智能表发送命令程序流程图

4.1.4 集中器向上位机应答子程序的设计

当多对象集中器接收智能表应答成功或者不需要进一步向智能表转发上位机命令时，这时集中器就可以向上位机作应答了。首先，要把集中器发送上位机使能端打开，然后再把集中器向上位机应答命令的各个字节发出。集中器向上位机应答的形式与集中器向智能表转发命令的流程相似，只不过在进行“设置能耗或参数”时应答命令的数据缓冲区中的数据个数要置零。

4.2 集中器通信的实现

4.2.1 集中器上行通信协议

集中器上行通信是指集中器与PC机之间的通信，上行通信是CAN总线通信，CAN总线协议依据国际标准化组织/开放系统互连(ISO/OSI)参考模型。

4.2.2 集中器下行通信协议

集中器下行通信协议指集中器与智能表之间的通信协议。数据集中器与智能表之间的通信协议采用主—从结构的半双工通信方式，集中器为主站，智能表为从站。每个计费终端都有自己的地址编码，通信链路的建立与解除均由主站发出的信息帧来控制[13]。

1.集中器向智能表发出的发送帧

(1)68H：是帧的起始位

(2)A0A1A2A3A4A5：是地址域；其中A0表示水、电、气表的地址编码，A1，A2表示用户的地址编码，A3，A4表示数据集中器的地址编码。A5是空置的；

(3)C：控制码（抄表/断电）；

(4)L：表数据域DATA的字节长度；

(5)DATA：数据域；

(6)CS：是奇偶校验位；

(7)16H：是结束符。

2.智能表向数据集中器发出的应答帧

若智能表接收到的地址码是自己的地址，C=11H，该命令是抄表命令，则智能表发出的应答帧的信息帧格式如下：

4.2.3 集中器通讯的实现

应用程序中使用了VC++的通讯控件Microsoft Communication Control。在要进行通信程序所涉及的对话框中嵌入此控件并进行相应设置，便能实现通讯功能。通讯采用查询方式，以问答的形式进行。每次通讯都由系统控制计算机向下发送命令，集中器执行命令并返回结果，在一段时间内系统控制计算机等待并不断查询是否收到信息，收到信息或等待时间到了便返回[14]。程序流程图如图15所示。

图15 通讯程序流程图

5 结论

经过广泛的调查、研究、比较、反复地规划之后，完成了多对象远程抄表系统集中器的设计现。多对象集中器的设计借鉴了市场上其他产品的研究成果，采用高性能的ARM9自行设计，适用于对多对象智能表数据采集、存储、传输，投入资金少，开发周期短，特别适合于我国目前的国情，对我国目前大多数居民的多对象耗能表实现无人抄表具有指导意义，具有很高的实用价值和推广价值。

本设计存在许多不足及后续研究工作，希望在以后的学习和研究中中可以进一步改进。

参考文献

[1] 徐德军, 蔡键龙, 龚建荣. 用单片机实现远程自动抄表[J]. 电子工程师, 2007, 7(5):7-13, 51.

[2] SABOLIC D. Influence of the transmission medium quality on the automaticmeter reading system

capacity [J]. Power Delivery, IEEE Transactions on, July 2003, 18(3):22-28.

[3] BRAIN P.ARM the key technical operations [J]. Electric Power AutomationEquipment, 2007,

6(4):46-53.

[4] 勒建军, 朱得发. 基于CAN总线的智能水表自动抄收系统[J]. 福建电脑, 2003, 12(3):34-35.

[5] 宫召杰, 郭忠文等. 基于GPRS的无线自组织网络远程抄表系统[J]. 计算机应用研究, 2006,

4(9):187-189.

[6] VITTURI S. The use of ethernet at low level of factory communication systems [J]. Computer

standards &Interfaces, 2001, 23(4):267-277.

[7] 龙子庄. 电力载波远程抄表系统的研究和设计[D]. 合肥:中国科学院, 2006:42-45.

[8] 张建飞. 低压电力抄表系统集中器部分的设计与实现[D]. 武汉:武汉理工大学, 2004:32-45.

[9] ATMEL C. ARM9 based on microcontroller data manual[J]. Proceedings of the American Power

System, 2005, 7(3):15-36.

[10] 吴明晖, 徐睿, 徐辰. 基于ARM的嵌入式系统开发与应用[M]. 北京:人民邮电出版社,

2004:32-45.

[11] 肖韵, 汪道辉, 石银安. 低压电力载波集中抄表系统集中器设计[J]. 微计算机信息, 2007,

12(3):35-45.

[12] XU D Y, XU D M. The concentrator design and realization of remote apparatus based on S3C2410 [J].

Proceedings of the American Power System, 2005, 15(6):30-47.

[13] 杨旭雷, 张浩. 基于RS-485总线的测控系统串行通信协议及软硬件实现[J].电气自动化, 2007,

4(2):28-31.

[14] 汪金积, 孙自强. 基于RS-485总线的多机通信在智能化小区的应用[J]. 自动化仪表, 2004,

5(3):57-60.

基于STC89C52的简易计算器设计..

福建电力职业技术学院课程设计课程名称：《智能仪器》题目：基于STC89C52的简易计算器设计专业班次：姓名：学号：指导教师：学期：2011-2012学年第2学期日期：2012.2

目录目录 1.引言 (1) 1.1 设计意义 (1) 1.2 设计任务和主要内容 (1) 2. 硬件设计 (2) 2.1 系统框图 (2) 2.2 最小系统 (2) 2.3 矩阵键盘 (3) 2.4 LCD1602 (4) 3. 软件设计 (5) 3.1矩阵键盘扫描原理 (5) 3.2 LCD1602的软件设计 (6) 3.3 主程序设计 (8) 3.4 源程序 (9) 3.5 调试结果 (9) 4. 设计小结 (9) 参考文献 (10) 附录 (10)

1.引言随着社会的发展，人们生活水平的提高，单片机的应用越来越贴近生活了，人们常用单片机来实现一些简单的电子设计。计算器在人们的日常生活中是不可或缺的电子产品之一，目前市场上的计算器基本可以满足我们的日常需求，但它还在发展之中，我们要继续研究出更加强大的计算器。基于这样的理念，本设计采用单片机来设计简易计算器。本设计是以STC89C52为单片机，LCD为显示器设计的简易计算器，所设计的计算器将完成两位数的加、减、乘、除等功能。1.1 设计意义通过本次课程设计,进一步掌握单片机知识，知道AT89S52单片机的原理、编程和各种功能的应用,了解简易计算器的工作原理，初步掌握计算器的硬软件设计、编写、调试和仿真，充分提高动手能力和排除故障的能力，同时通过课程设计加深我们对单片机的认识和兴趣，发挥我们的创新能力和动手能力。 1.2 设计任务和主要内容本设计要制作的就是单片机于生活中最为常见的一种应用——简易计算器，以STC89C52单片机作为核心来进行的数字计算器模拟系统设计，可以完成计算器的键盘输入，进行加、减、乘、除两位数范围内的基本四则运算，并在LCD 上显示相应的结果。设计电路采用AT89C51单片机为主要控制电路，显示采用LCD静态显示，软件方面使用C语言编程，并用PROTUES仿真。 ①查阅相关文献资料，了解简易计算器程序的原理，能够运用C 语言进行简易计算器的设计与制作。 ②设计基于C 语言的计算器的控制系统硬件部分，画出控制系统硬件框图，设计简易计算器的控制系统的软件部分，首先根据简易计算器所需的具体功能设计好程序流程图，包括控制流程图、控制时序图、梯形图程序设计；根据设计的程序流程图写出代码，并进行代码编译的调试。 ③把设计好的软件代码烧入硬件中，然后进行总体调试，直至原先预定要实现的功能完全实现为止。 ④设计出系统方框图、单元图、原理总图；画出控制程序流程图，以及编写完整的程序

ARM_Cortex各系列处理器分类比较

Cortex-M系列 M0： Cortex-M0是目前最小的ARM处理器，该处理器的芯片面积非常小，能耗极低，且编程所需的代码占用量很少，这就使得开发人员可以直接跳过16位系统，以接近8 位系统的成本开销获取32 位系统的性能。Cortex-M0 处理器超低的门数开销，使得它可以用在仿真和数模混合设备中。 M0+：以Cortex-M0 处理器为基础，保留了全部指令集和数据兼容性，同时进一步降低了能耗，提高了性能。2级流水线，性能效率可达1.08 DMIPS/MHz。 M1：第一个专为FPGA 中的实现设计的ARM 处理器。Cortex-M1 处理器面向所有主要FPGA 设备并包括对领先的FPGA 综合工具的支持，允许设计者为每个项目选择最佳实现。 M3：适用于具有较高确定性的实时应用，它经过专门开发，可使合作伙伴针对广泛的设备（包括微控制器、汽车车身系统、工业控制系统以及无线网络和传感器）开发高性能低成本平台。此处理器具有出色的计算性能以及对事件的优异系统响应能力，同时可应实际中对低动态和静态功率需求的挑战。 M4：由ARM 专门开发的最新嵌入式处理器，用以满足需要有效且易于使用的控制和信号处理功能混合的数字信号控制市场。 M7：在ARM Cortex-M 处理器系列中，Cortex-M7 的性能最为出色。它拥有六级超标量流水线、灵活的系统和内存接口（包括AXI 和AHB）、缓存（Cache）以及高度耦合内存（TCM），为MCU 提供出色的整数、浮点和DSP 性能。互联：64位AMBA4 AXI, AHB外设端口(64MB 到512MB) 指令缓存：0 到64kB，双路组相联，带有可选ECC 数据缓存：0 到64kB，四路组相联，带有可选ECC 指令TCM：0 到16MB，带有可选ECC 数据TCM：0 到16MB，带有可选ECC

ARM单片机简介

管理询报价查看客户留言修改注册信息 [当前1041位会员在线] 华强电子网购物车精确首页供应信息中国制造求购信息诚信交易技术资料求职招聘商情资讯商友社区客服热线：400-887-3118 位置：首页技术资料电子维基 arm单片机电子维基 arm单片机[浏览次数：334次] arm单片机是以ARM处理器为核心的一种单片微型计算机，是近年来随着电子设备智能化和网络化程度不断提高而出现的新兴产物。ARM是一家微处理

器设计公司的名称，ARM既不生产爱心篇也不销售芯片，是专业从事技术研发和授权转让的公司，世界知名的半导体电子公司都与ARM简历了合作伙伴关系，包括国内许多公司也从ARM购买芯核技术用于设计专用芯片。arm单片机以其低功耗和高性价比的优势逐渐步入高端市场，成为了时下的主流产品。目录 arm单片机的优势 arm单片机的结构特性 arm单片机的工作状态和模式 arm单片机的寄存器结构 arm单片机的常见异常 arm单片机的应用 arm单片机的发展趋势 arm单片机的优势 ARM单片机采用了新型的32位ARM核处理器，使其在指令系统，总线结构，调试技术，功耗以及性价比等方面都超过了传统的51系列单片机，同时arm 单片机在芯片内部集成了大量的片内外设，所以功能和可靠性都大大提高。arm单片机的结构特性具有统一和固定长度的指令域，使指令集和指令译码都大大简化具有一个大而统一的寄存器文件，大多数数据操作都在寄存器中完成，使指令执行速度更快采用加载/存储结构，使数据处理时只对寄存器操作，而不直接对存储器操作寻址方式简单而灵活，所有加载/存储的地址都只由寄存器的内容和指令域决定，执行效率高每一条数据处理指令都对算术逻辑单元和移位寄存器进行控制，以最大限度的提高算术逻辑单元和移存器的利用率采用自动增减地址的寻址方式，有利于优化循环程序的执行引入多寄存器加载/存储指令，有利于实现数据吞吐量的最大化 arm单片机的工作状态和模式

简易计算器系统设计

(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 湖南文理学院芙蓉学院嵌入式系统课程设计报告题目简易计算器系统设计学生姓名刘胜凯专业班级计算机科学与技术指导老师娄小平组员李阳、杨帆、曾家俊

目录一、摘要 (3) 二、原理与总体方案 (3) 三、硬件设计 (6) 四、调试 (10) 五、测试与分析 (12) 六、心得体会 (14) 七、参考文献 (15) 八、附录 (15) 一、摘要计算器一般是指“电子计算器”，是能进行数学运算的手持机器，拥有集成电路芯片。对于嵌入式系统，以其占用资源少、专用性强，在汽车电子、航空和工控领域得到了广泛地应用。本设计就是先通过C语言进行相应程序的编写然后在ADS中进行运行最后导入PROTUES进行仿真。最后利用ARM中的LPC2106芯片来控制液晶显示器和4X4矩阵式键盘，从而实现简单的加、减、乘、除等四则运算功能。二、原理与总体方案主程序在初始化后调用键盘程序，再判断返回的值。若为数字0—9，则根

据按键的次数进行保存和显示处理。若为功能键，则先判断上次的功能键，根据代号执行不同功能，并将按键次数清零。程序中键盘部分使用行列式扫描原理，若无键按下则调用动态显示程序，并继续检测键盘；若有键按下则得其键值，并通过查表转换为数字0—9和功能键与清零键的代号。最后将计算结果拆分成个、十、百位，再返回主程序继续检测键盘并显示；若为清零键，则返回主程序的最开始。电路设计与原理：通过LPC2106芯片进行相应的设置来控制LCD显示器。而通过对键盘上的值进行扫描，把相应的键值通过MM74C922芯片进行运算从而让ARM芯片接收。 2.1 系统整体流程图 2.2 程序运行流程图

单片机和linux嵌入式操作系统区别

单片机和linux嵌入式操作系统区别随着嵌入式行业硬件平台的性能增强，项目需求和功能日益复杂，ARM公司推出的 CORTEX-M3，更是让以往做单片机的工程师在芯片和技术选型面临两难选择，本专题将从芯片价格、整个系统的硬件软件设计及维护的成本等各个方面给您提供一个参考，并从技术角度分析单片机和带操作系统的系统的软件开发的异同点。 ● 1.单片机与ARM等新处理器的价格比较 ● 2.带操作系统与不带操作系统的软件开发的区别 ● 2.1.驱动开发的区别 ● 2.2.应用程序开发的区别 1. 单片机与ARM等新处理器的价格比较表1

自己不熟悉的芯片和技术，最后的成本也可能更高。 2. 带操作系统与不带操作系统的软件开发的区别用通俗的话来说，一个处理芯片不运行操作系统，我们就把它称为单片机，而单片机编程就是写裸板程序，这个程序直接在板子上运行；相对的，另一种程序就是基于操作系统的程序，说得简单点就是，这种程序可以通过统一的接口调用“别人写好的代码”，在“别人的基础上”更快更方便地实现自己的功能。 2.1. 驱动开发的区别驱动开发的区别我总结有两点：能否借用、是否通用。 2.1.1 能否借用基于操作系统的软件资源非常丰富，你要写一个Linux设备驱动时，首先在网上找找，如果有直接拿来用；其次是找到类似的，在它的基础上进行修改；如果实在没有，就要研究设备手册，从零写起。而不带操作系统的驱动开发，一开始就要深入了解设备手册，从零开始为它构造运行环境，实现各种函数以供应用程序使用。举个例子，要驱动一块LCD，在单片机上的做法是： ①首先要了解LCD的规格，弄清楚怎么设置各个寄存器，比如设置LCD的时钟、分辨率、象素 ②划出一块内存给LCD使用 ③编写一个函数，实现在指定坐标描点。比如根据x、y坐标在这块内存里找到这个象素对应的小区域，填入数据。基于操作系统时，我们首先是找到类似的驱动，弄清楚驱动结构，找到要修改的地方进行修改。下面是单片机操作LCD的代码： ①初始化： void Tft_Lcd_Init(int type) ｛ /* * 设置LCD控制器的控制寄存器LCDCON1~5 * 1. LCDCON1: * 设置VCLK的频率：VCLK(Hz) = HCLK/[(CLKVAL+1)x2] * 选择LCD类型: TFT LCD * 设置显示模式: 16BPP * 先禁止LCD信号输出 * 2. LCDCON2/3/4: * 设置控制信号的时间参数 * 设置分辨率，即行数及列数 * 现在，可以根据公式计算出显示器的频率： * 当HCLK=100MHz时，

嵌入式--计算器--实验报告

计算器设计实验报告一、实验设计主要分工 04009320 文斌：算法设计，LCD显示。 04** 张希：界面（按钮控件）设计，文件内容读取。共同调试、完善设计。二、程序设计实现功能效果（1）支持整数、小数基本加减乘除运算；（2）有优先级的判别计算。优先级由高到低一次为括号运算、乘除运算、加减运算。（3）支持键盘输入和触摸屏输入；（4）能读取指定目录下文本内容（内容为计算表达式）并计算得出结果，将内容和结果显示在LCD上。程序任务开始后，等待键盘或触摸屏的输入。输入键有0~9数字键、+-*/（）运算符、del退格键、clear清屏键、read读指定目录文本内容并计算键、enter'='键、‘.’小数点键。每当有字符输入时，触摸屏相应键显示“AAA”，100ms后恢复原相应按键符号，同时LCD 屏幕上显示相应字符。当输入'del'键时，屏幕显示去掉最后一位字符。当输入'='号后，得出计算结果，结果显示于表达式的下一行。若是除零错误，则结果显示为“/0ERROR!”。若有非法字符（触摸点不能识别为设计按键符则视为非法字符），则结果输出为“Syntax Error!!”。若表达式有运算符连续输入，则忽略前面的运算符，只取最后一位运算符计算，正常显示数字结果。当输入'clear'键时，情况显示区域。当输入'read'键时，从指定目录文本文件中读取表达式并计算。将表达式内容和计算结果显示在LCD上。三、程序算法实现 1、计算算法首先将输入的0~9数字、+-*/（）运算符的内容存储于一个全局变量cal[number]中，表达为中缀表达式。用void str2repol（）函数，将输入字符串cal[number]转换成逆波兰表达式并存于全局数组char repol[maxs]中。str2repol（）函数中缀表达式转成逆波兰后缀表达式算法如下： (1)首先构造一个运算符栈stack[maxs]，此运算符在栈内遵循越往栈顶优先级越高的原则。

浅谈ARM Cortex系列处理器之区别

浅谈ARM Cortex系列处理器之区别市面上ARM Cortex系列包括3个系列，包括ARM Cortex-A, ARM Cortex-R, ARM Cortex-M,Z这三种系列，并且每个系列又分多种子版本，每个子版本都有各自的特点。很好的为设计人员提供非常广泛的具有可扩展性的性能选项，从而有机会在多种选项中选择最适合自身应用的内核，而非千篇一律的采用同一方案。其中， 1，Cortex-A—面向性能密集型系统的应用处理器内核 2， Cortex-R—面向实时应用的高性能内核 3， Cortex-M—面向各类嵌入式应用的微控制器内核 Cortex-A处理器为利用操作系统（例如Linux或者Android ，IOS）的设备提供了一系列解决方案，这些设备被用于各类应用，从低成本手持设备到智能手机、平板电脑、机顶盒以及企业网络设备等。早期的Cortex-A系列处理器（A5、A7、A8、A9、A12、A15和A17）基于ARMv7-A架构。每种内核都共享相同的功能集，例如NEON媒体处理引擎、Trustzone安全扩展、单精度和双精度浮点支持、以及对多种指令集（ARM、Thumb-2、Thumb、Jazelle 和DSP）的支持。与此同时，这些处理器也具有极高的设计灵活性，能够提供所需的最佳性能和预期的功效。介绍过Cortex-A，下面介绍Cortex-R系列——衍生产品中体积最小的ARM处理器，这一点也最不为人所知。Cortex-R处理器针对高性能实时应用，例如硬盘控制器（或固态驱动

控制器）、企业中的网络设备和打印机、消费电子设备（例如蓝光播放器和媒体播放器）、以及汽车应用（例如安全气囊、制动系统和发动机管理）。Cortex-R系列在某些方面与高端微控制器（MCU）类似，但是，针对的是比通常使用标准MCU的系统还要大型的系统。例如，Cortex-R4就非常适合汽车应用。Cortex-R4主频可以高达600MHz（具有2.45DMIPS/MHz），配有8级流水线，具有双发送、预取和分支预测功能、以及低延迟中断系统，可以中断多周期操作而快速进入中断服务程序。Cortex-R4还可以与另外一个Cortex-R4 构成双内核配置，一同组成一个带有失效检测逻辑的冗余锁步（lock-step）配置，从而非常适合要求安全系数的系统。最后，我们来讨论Cortex-M系列，自首款Cortex-M处理器于2004年发布以来，此系列处理器Cortex-M4、Cortex-M3、Cortex-M1 FPGA 和Cortex-M0 Cortex-M7等几种相关处理器。特别设计针对竞争已经非常激烈的MCU市场。Cortex-M系列基于ARMv7-M架构（用于Cortex-M3和Cortex-M4）构建，而较低的Cortex-M0+基于ARMv6-M架构构建。当一些主流MCU供应商选择这系列内核，并开始生产MCU器件后，Cortex-M处理器迅速受到市场青睐。可以肯定的说，Cortex-M之于32位MCU就如同8051之于8位MCU——受到众多供应商支持的工业标准内核，各家供应商采用该内核加之自己特别的开发，在市场中提供差异化产品。例如，Cortex-M系列能够实现在FPGA中作为软核来用，但更常见的用法是作为集成了存储器、时钟和外设的MCU。在该系列产品中，有些产品专注最佳能效、有些专注最高性能、而有些产品则专门应用于诸如智能电表这样的细分市场其中，Cortex-M3和Cortex-M4是非常相似的内核。二者都具有1.25DMIPS/MHz 的性能，配有3级流水线、多重32位总线接口、时钟速率可高达200MHz，并配有非常高效的调试选项。最大的不同是，Cortex-M4的内核性能针对的是DSP。Cortex-M3和Cortex- M4具有相同的架构和指令集（Thumb-2）。然而，Cortex-M4增加了一系列特别针对处理DSP算法而优化的饱和运算和SIMD指令。以每0.5秒运行一次的512点FFT 为例，如果分别在同类量产的Cortex-M3 MCU和Cortex-M4 MCU上运行，完成同样的工作，Cortex-M3所需功耗约是Cortex-M4所需功耗的三倍。而对于成本特别敏感的应用或者正在从8位迁移到32位的应用而言，Cortex-M系列的最低端产品可能是最佳选择。虽然Cortex-M0+的性能为0.95DMIPS/MHz，比Cortex-M3和Cortex-M4的性能稍稍低一些，但仍可与同系列其他高端产品兼容。

单片机和嵌入式系统linux的区别转自21IC电子网

单片机和嵌入式系统linux的区别随着嵌入式行业硬件平台的性能增强，项目需求和功能日益复杂，ARM公司推出的CORTEX-M3，更是让以往做单片机的工程师在芯片和技术选型面临两难选择，本专题将从芯片价格、整个系统的硬件软件设计及维护的成本等各个方面给您提供一个参考，并从技术角度分析单片机和带操作系统的系统的软件开发的异同点。 ● 1.单片机与ARM等新处理器的价格比较 ● 2.带操作系统与不带操作系统的软件开发的区别 ● 2.1.驱动开发的区别 ● 2.2.应用程序开发的区别 1. 单片机与ARM等新处理器的价格比较表1 型号架构资源价格(元) AT89S51 8051 最高频率33MHz 4 4KB Flash 128B内部RAM 32个可编程IO引脚两个16bit的计数器一个UART口 SST89E564RD 8051 最高频率40MHz 35

从表1里面各种芯片的资源，大概就可以猜知它们的应用场合。51单片机通常被用来做一些比较简单的控制，比如采集信号、驱动一些开关。AT89S51的Flash 只有4K，一个稍微复杂的程序就不止4K了。SST89E564RD是一种扩展的51单片机，它的Flash达到64KB，可以外接最多64KB的SRAM。在SST89E564RD上的程序可以写得更复杂一些，但是它对外的接口也比较少。 CORTEX-M3系列的处理器，对外接口极其丰富，这使得它的应用面更广，但是限于它的Flash、内存还是比较小，一般不在上面运行操作系统，它算是一个性能非常突出的单片机。 HI3510 是海思半导体公司的一款用于监控设备的芯片，一般上面运行Linux系统，通过摄像头采集数据、编码，然后通过网络传输。另一端接收到数据之后，再解码。在上面运行的程序非常复杂，有漂亮的图片界面、触摸屏控制、数据库等等。对声音图像的编解码更是用到DSP核。 S3C2440 是一款通用的芯片，它与“高级单片机”STM32F103相比，多了存储控制器和NAND控制器──这使得可以外接更大的Flash、更大的内存；多了内存管理单元(MMU)──这使得它可以进行地址映身(虚拟地址、物理地址之间的映射)。可以在S3C2440上运行Linux系统，运行更大更复杂的程序。在具体工作中，怎么选择这些芯片呢？一句话：成本！进行任何产品的开发都要考虑性价比，一切应该从“成本”出发。成本不仅包括芯片的价格，也包括整个系统的硬件、软件设计及维护的难易。芯片价格可以在电子市场问到，也可以在https://www.360docs.net/doc/574305677.html,.上找到有卖这种芯片的柜台，然

嵌入式系统之基于QT的简单计算器

嵌入式系统之基于Q T的简单计算器 The pony was revised in January 2021

设计目的本程序是基于linux下的嵌入式开发，所用软件为QT Creator,程序虽然简单，但是通过本程序的设计，可以进一步了解嵌入式系统开发工具以及熟悉linux环境下的常用命令，为以后进入嵌入式领域打下一定的基础。通过该计算器程序软件的设计，培养独立思考、综合运用所学有关相应知识的能力，更好地巩固《C++程序语言设计》和《高级程序设计》课程学习的内容，掌握工程软件设计的基本方法，强化上机动手编程能力，体验理论与实践相结合的过程。第二章功能需求分析功能描述本次设计的计算器在功能上大致与Windows系统自带的计算器程序相似，对于所设计的科学计算器，其功能大致为可以进行加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、简单算术计算。由于接触QT时间还不太久，所以目前只能简单地实现这些功能，相信随着以后逐步的了解，本程序将实现更多的功能。第三章开发工具简介 QT简介由于本次设计的小程序是用QT Creator所设计的，所以我觉得有必要先介绍下QT 开发工具的背景。

armcortex各系列处理器分类比较

: Cortex-M系列 M0： Cortex-M0是目前最小的ARM处理器，该处理器的芯片面积非常小，能耗极低，且编程所需的代码占用量很少，这就使得开发人员可以直接跳过16位系统，以接近8 位系统的成本开销获取 32 位系统的性能。Cortex-M0 处理器超低的门数开销，使得它可以用在仿真和数模混合设备中。 M0+：以Cortex-M0 处理器为基础，保留了全部指令集和数据兼容性，同时进一步降低了能耗，提高了性能。2级流水线，性能效率可达 DMIPS/MHz。 ^ M1：第一个专为 FPGA 中的实现设计的 ARM 处理器。Cortex-M1 处理器面向所有主要 FPGA 设备并包括对领先的 FPGA 综合工具的支持，允许设计者为每个项目选择最佳实现。 M3：适用于具有较高确定性的实时应用，它经过专门开发，可使合作伙伴针对广泛的设备（包括微控制器、汽车车身系统、工业控制系统以及无线网络和传感器）开发高性能低成本平台。此处理器具有出色的计算性能以及对事件的优异系统响应能力，同时可应实际中对低动态和静态功率需求的挑战。 M4：由 ARM 专门开发的最新嵌入式处理器，用以满足需要有效且易于使用的控制和信号处理功能混合的数字信号控制市场。 # M7：在 ARM Cortex-M 处理器系列中，Cortex-M7 的性能最为出色。它拥有六级超标量流水线、灵活的系统和内存接口（包括 AXI 和 AHB）、缓存（Cache）以及高度耦合内存（TCM），为MCU 提供出色的整数、浮点和 DSP 性能。互联：64位 AMBA4 AXI, AHB外设端口 (64MB 到 512MB) 指令缓存：0 到 64kB，双路组相联，带有可选 ECC 数据缓存：0 到 64kB，四路组相联，带有可选 ECC 指令TCM：0 到 16MB，带有可选 ECC 数据TCM：0 到 16MB，带有可选 ECC ;

STM32介绍以及与通常ARM的区别

STM32介绍以及与通常ARM的区别 ARM是英国的芯片设计公司，其最成功的莫过于32位嵌入式CPU核----ARM 系列，最常用的是ARM7和ARM9，ARM公司主要提供IP（Intellectual Property core 知识产权的核心）核，就是CPU的内核结构，只包括最核心的部分，并不是完整的处理器。ARM把这个核卖给各大半导体公司，如 Philips 三星，ATMEL，甚至Intel等许多公司。ARM为了对付 8位机市场，最近推出了 Cortex-M3核，STM32就是意大利的意法半导体基于Cortex-M3的32位嵌入式处理器， Cortex_M3核性价比更高，价格低，可以与8位单片机竞争。一、ARM Cortex-M3 处理器初探单片机市场的规模可以用“巨无霸”来形容，预计到2010时每年能有20G 片的出货量。世界各地的器件供应商纷纷亮出自己的得意之作，他们提供的器件和架构也是各具特色。业界内部可谓是百花齐放，热闹非凡，好戏不断。各行各业对单片机能力的要求也一直“得寸进尺”，而且还又要马儿跑，又要马儿不吃草——处理器必须在不怎么增加主频和功耗的条件下干更多的活儿。另一方面，处理器之间的互连也在加深，看这一串串熟悉的字眼：串口，USB，以太网，无线数传……处理器如欲支持这些数据通道，就必须在片上塞进更多的外设。软件方面的情况也如出一辙：应用程序的功能一直在花样翻新，性能需求也是变本加厉：更高的运算速度，更硬的实时能力，更多的功能模块，更炫的图形界面，……所有这些要求单片机都得照单全收。在这个大环境下，ARM Cortex‐M3处理器，作为Cortex系列的处女作，为了让32位处理器入主作庄单片机市场，轰轰烈烈地诞生了！由于采用了最新的设计技术，它的门数更低，性能却更强。许多曾经只能求助于高级32位处理器或DSP的软件设计，都能在CM3上跑得很快很欢。相信用不了多久，CM3就一定能在32位嵌入式处理器市场中脱颖而出，像当年8051推动整个业界那样，再次放飞设计师的梦想，实现多年的夙愿！二、CM3的招牌功夫包括： ?性能强劲。在相同的主频下能做处理更多的任务，全力支持劲爆的程序设计。?功耗低。延长了电池的寿命——这简直就是便携式设备的命门（如无线网络应

嵌入式系统之基于QT的简单计算器

嵌入式系统课程设计报告题目：基于QT的简单计算器专业：计算机科学与技术班级：姓名：学号：指导老师: 日期：2012-12-26 第一章前言设计背景计算器（calculator；counter）一般是指“电子计算器”，计算器是能进行数学运算的手持机器，拥有集成电路芯片，其结构简单，比现代电脑结构简单得多，可以说是第一代的电子计算机（电脑）。计算器这一小小的程序机器实际上是从计算机中割裂出来的衍生品，虽然功能较单一，但因其操作模式的方便快捷和价格的低廉，携带方便等特点，已经被广泛应用于工程、学习、商业贸易等日常生活中，极大的方便了人们对于数字的整合运算，成为人们生活和办公中的必备品之一，深得使用者的青睐。设计目的本程序是基于linux下的嵌入式开发，所用软件为QT Creator,程序虽然简单，但是通过本程序的设计，可以进一步了解嵌入式系统开发工具以及熟悉linux环境下的常用命令，为以后进入嵌入式领域打下一定的基础。通过该计算器程序软件的设计，培养独立思考、综合运用所学有关相应知识的能力，更好地巩固《C++程序语言设计》和《高级程序设计》课程学习的内容，掌握工程软件设计的基本方法，强化上机动手编程能力，体验理论与实践相结合的过程。

第二章功能需求分析功能描述本次设计的计算器在功能上大致与Windows系统自带的计算器程序相似，对于所设计的科学计算器，其功能大致为可以进行加(+)、减(-)、乘(*)、除(/)、简单算术计算。由于接触QT时间还不太久，所以目前只能简单地实现这些功能，相信随着以后逐步的了解，本程序将实现更多的功能。第三章开发工具简介 QT简介由于本次设计的小程序是用QT Creator所设计的，所以我觉得有必要先介绍下QT开发工具的背景。 Qt是一个1991年由奇趣科技开发的跨平台C++图形界面应用程序开发框架。它既可以开发GUI程式，也可用于开发非GUI程式，比如控制台工具和服务器。Qt是面向对象语言，易于扩展，并且允许组件编程。 QT所具有的优势是：优良的跨平台特性，Qt支持下列操作系统: Microsoft Windows 95/98，Microsoft Windows NT，Linux，Solaris，SunOS，HP-UX，Digital UNIX (OSF/1，Tru64)，Irix，FreeBSD，BSD/OS，SCO，AIX，OS390，QNX 等等。面向对象：Qt 的良好封装机制使得Qt 的模块化程度非常高，可重用性较好，对于用户开发来说是非常方便的。Qt 提供了一种称为signals/slots 的安全类型来替代callback，这使得各个元件之间的协同工作变得十分简单。丰富的API：Qt 包括多达250 个以上的C++ 类，还提供基于模板的collections，serialization，file，I/O device，directory management，date/time 类。甚至还包括正则表达式的处理功能。支持2D/3D 图形渲染，支持OpenGL大量的开发文档。第四章详细设计过程开发环境的搭建本次所用系统环境为Ubuntu LTS，内核为Ubuntu搭建QT环境大致过程为： 1．安装g++，ubuntu默认是不带g++的，如果不安装的话，后面是无法进行桌面版的qt应用程序进行编译的，在终端中执行以下命令： sudo apt-get install g++ 2. Qt桌面版的安装 3．安装arm-linux-gcc （配置环境变量gedit /.bashrc 添加路径 export PATH=$PATH:/opt/FriendlyARM/toolschain/）使配置文件立即生效：source /.bashrc或者注销logout 最好重启

Cortex系列ARM核心及体系结构简介.

众所周知，英国的ARM公司是嵌入式微处理器世界当中的佼佼者。ARM一直以来都是自己研发微处理器内核架构，然后将这些架构的知识产权授权给各个芯片厂商，精简的CPU架构，高效的处理能力以及成功的商业模式让ARM公司获得了巨大的成功，使他迅速占据了32位嵌入式微处理器的大部分市场份额，甚至现在，ARM芯片在上网本市场的也大有与INTEL的ATOM处理器一较高低的实力。目前，随着对嵌入式系统的要求越来越高，作为其核心的嵌入式微处理器的综合性能也受到日益严峻的考验，最典型的例子就是伴随3G网络的推广，对手机的本地处理能力要求很高，现在一个高端的智能手机的处理能力几乎可以和几年前的笔记本电脑相当。为了迎合市场的需求，ARM公司也在加紧研发他们最新的ARM架构，Cortex系列就是这样的产品。在Cortex之前，ARM核都是以ARM 为前缀命名的，从ARM1一直到ARM11，之后就是 Cortex系列了。Cortex在英语中有大脑皮层的意思，而大脑皮层正是人脑最核心的部分，估计ARM公司如此命名正有此含义吧。一．ARMv7架构特点下表列出了ARM微处理器核心以及体系结构的发展历史：表一: ARM微处理器核心以及体系结构的发展历史我们可以看到，Cortex系列属于ARMv7架构，这是ARM公司最新的指令集架构，而我们比较熟悉的三星的S3C2410芯片是ARMv4架构，ATMEL公司的 AT91SAM9261芯片则是ARMv5架构。

ARMv7架构是在ARMv6架构的基础上诞生的。该架构采用了Thumb-2技术，Thumb-2技术是在ARM的Thumb代码压缩技术的基础上发展起来的，并且保持了对现存ARM解决方案的完整的代码兼容性。Thumb-2技术比纯32位代码少使用 31％的内存，减小了系统开销。同时能够提供比已有的基于Thumb技术的解决方案高出38％的性能。ARMv7架构还采用了NEON技术，将DSP和媒体处理能力提高了近4倍，并支持改良的浮点运算，满足下一代3D图形、游戏物理应用以及传统嵌入式控制应用的需求。此外，ARMv7还支持改良的运行环境，以迎合不断增加的JIT(Just In Time)和DAC(DynamicAdaptive Compilation)技术的使用。另外，ARMv7架构对于早期的ARM处理器软件也提供很好的兼容性。 ARMv7架构定义了三大分工明确的系列：“A”系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用；“R”系列针对实时系统；“M”系列对微控制器和低成本应用提供优化。下图为v5至v7架构比较：图一：v5至v7架构比较由于应用领域不同，基于v7架构的Cortex处理器系列所采用的技术也不相同，基于v7A的称为Cortex-A系列，基于v7R的称为Cortex-R系列，基于v7M的称为Cortex-M系列。下面一一介绍。二．Cortex-A8 Cortex-A8第一款基于ARMv7构架的应用处理器。Cortex-A8是ARM公司有史以来性能最强劲的一款处理器，主频为600MHz到1GHz。A8可以满足各种移动设备的需求，其功耗低于300毫瓦，而性能却高达2000MIPS。 Cortex-A8也是ARM公司第一款超级标量处理器。在该处理器的设计当中，采用了新的技术以提高代码效率和性能，采用了专门针对多媒体和信号处理的NEON

CPU;MPU;MCU三者以及ARMDSPFPGA三者的区别

CPU ? MPU ? MCU 1 CPU（Central Processing Unit,中央处理器） (1) 1.1 CPU的组成 (2) 1.2 CPU的工作原理 (2) 2 MPU（Microprocessor Unit,微处理器） (4) 2.1 MPU的组成 (5) 2.2 MPU的分类 (5) 2.3 MPU的体系结构：冯.诺伊曼结构和哈佛结构 (5) 2.4 MPU的典型代表:DSP（Digital Signal Processor,数字信号处理器）. 6 3 MCU（Microcontroller Unit,微控制器/单片机） (7) 3.1 MCU的概念 (7) 3.2 MCU的概述 (8) 3.3 MCU的分类 (9) 3.4 MCU的架构:CISC架构和RISC架构 (9) 3.5 常见的MCU (10) 3.6 MCU的典型代表:ARM (14) 4 CPLD（Complex Programmable Logic Device,复杂可编程逻辑器件) (15) 5 FPGA（Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列） (15) 6 DSP,ARM,FPGA的区别 (15) 1 CPU（Central Processing Unit,中央处理器）中央处理器（CPU）是电子计算机的主要器件之一，其功能主要是解释计算机指令及处理计算机软件中的数据。

1.1 CPU的组成 CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。运算器：进行算术运算和逻辑运算(部件:算数逻辑单元、累加器、寄存器组、路径转换器、数据总线)。控制器：控制程序的执行,包括对指令进行译码、寄存，并按指令要求完成所规定的操作，即指令控制、时序控制和操作控制。复位、使能(部件:计数器、指令暂存器、指令解码器、状态暂存器、时序产生器、微操作信号发生器)。寄存器：用来存放操作数、中间数据及结果数据。 1.2 CPU的工作原理 CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码，将指令分解成一系列的微操作，然后发出各种控制命令，执行微操作，从而完成一条指令的执行。可分为四个阶段：提取（Fetch）、解码（Decode）、执行（Execute）和写回（Writeback）。注：指令是计算机规定执行操作的类型和操作数的基本命令。指令是由一个字节或者多个字节组成，其中包括操作码字段、一个或多个有关操作数地址的字段以及一些表征机器状态的状态字以及特征码。有的指令中也直接包含操作数本身。第一阶段：提取从存储器或高速缓冲存储器中检索指令（为数值或一系列数值）。由程序计数器（Program Counter）指定存储器的位置，程序计数器保存供识别目前程序位置的数值。换言之，程序计数器记录了CPU在目前程序里的踪迹。

ARMCortexA8构架介绍.

ARM Cortex A8不是CPU,是个内核,只是构架。一般TI德州仪器,三星会炫耀其CPU 是A8构架,我不清楚楼主说的是哪款。如果同主频的高通与TI或三星比,高通数据处理最快,系统运行和上网速度优于三星与TI,但图形处理不如三星与TI。如果不是同主频,1GBhz高通,比TI或三星的600MBhz,那高通的系统运行速度是其两款的两倍以上,由于主频不同,TI或三星,的图形处理优势也全无。目前市面上的CPU大体分为三大厂商,高通,TI德州仪器,三星。三个厂商都是买ARM 执照在改造ARM构造。高通与TI,三星不同,高通是把A8做为平台,工艺技术跟A8接近,而TI与三星是改造 A8为自己所用。我把主频定为1GBhz,来对比。 1.高通: 高通的Snapdragon SD8X50是最早与大家见面的1GHz处理器解决方案,基于Cortex-A8架构,它集中于CPU,GPU ,通信芯片,GPS芯片等多种芯片,很多厂商喜欢高通的CPU,原因是1个高通CPU,通信、GPS…全部解决很省地。该图形处理器基本数据为输出为 22Mpolygon/sec,像素填充率为1.33亿。它GPU的图形处理能力是这三个厂里最弱的。但高通的Snapdragon处理器在数据处理能力上要略高于其他Cortex-A8的处理器,所以Snapdragon SD8250在系统运行及数据运算上还是略优于其他处理器。它的Radio最好最适合手机,系统运行快,上网快,不足多媒体比其他两厂要差,多媒体是指图形处理能力也就是玩游戏之类的,采用较大的65MN,耗电大。HTC最爱,代表作HTC Desire G7。2.TI德州仪器: 德州仪器OMAP36xx系列处理器也是基于Cortex-A8架构的解决方案。该图形处理器基本数据为多边形生成率为14Mpolygon/sec,象素填充率为每秒5亿,它是

PLC,DSP,ARM,单片机有什么区别

自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。同时，PLC的功能也不断完善。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。今天的PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。作为离散控的制的首选产品，PLC在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅速发展，世界范围内的PLC年增长率保持为20%～30%。随着工厂自动化程度的不断提高和PLC市场容量基数的不断扩大，近年来PLC在工业发达国家的增长速度放缓。但是，在中国等发展中国家PLC的增长十分迅速。综合相关资料，2004年全球PLC的销售收入为100亿美元左右，在自动化领域占据着十分重要的位置。 PLC是由摸仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加1，程序从起始步（步序号为零）起依次执行到最终步（通常为END指令），然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。相同I/O点数的系统，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大约能省40%左右）。PLC没有专用操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC 的控制器，可以接收几千个I/O点（最多可达8000多个I/O）。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少，采用PLC较为合适。PLC由于采用通用监控软件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易一些。近10年来，随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大，越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制，PLC在我国的应用增长十分迅速。随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高，今后一段时期内PLC在我国仍将保持高速增长势头。通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器，但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器，现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。数字信号处理（Digital Signal Processing，简称DSP）是一门涉及许多学科而又广泛应用于许多领域的新兴学科。20世纪60年代以来，随着计算机和信息技术的飞速发展，数字信号处理技术应运而生并得到迅速的发展。在过去的二十多年时间里，数字信号处理已经在通信等领域得到极为广泛的应用。

郭天祥的学ARM和学单片机一样简单视频教程1.08G

郭天祥的学ARM和学单片机一样简单视频教程1.08G 第一章嵌入式开发系统概况（70分钟）（第一讲）一、开发平台硬件资源二、开发平台软件资源及文档三、开发平台硬件安装四、开发平台软件安装 1、VMARE虚拟机的安装 2、LINUX操作系统的安装 3、交叉环境GCC的安装编译第二章测试程序讲解一、整板测试（33分钟）（第二讲） 1、在u-boot下用串口下载测试程序 2、对各个实验进行演示操作，测试相应模块的功能 3、在u-boot下用网口下载测试程序二、ADS1.2 开发环境使用及启动代码分析（第二讲） 1、ADS1.2 开发环境使用（22分钟）（1）、工程的建立（2）、工程的编译分析（3）、硬件的仿真调试 2、启动代码分析（80分钟）（1）、代码启动流程分析（2）、相关寄存器配置分析（3）、44binit.s讲解（4）、option.s讲解（5）、memcfg.s讲解（6）、main.c讲解（7）、相应头文件讲解三、S3C444B0X I/O口与中断的分析（第三讲） 1、S3C444B0X I/O口（37分钟）（1）、I/O口寄存器配置（2）、I/O口控制LED代码分析（3）、UART寄存器配置及代码简要分析 2、中断（46分钟）（1）、中断模式（2）、中断寄存器配置（3）、仿真调试按键外部中断的程序流程四、AD温度采集显示、音频接口、NAND flash 读写（第四讲） 1、AD温度采集显示（30分钟）（1）、AD工作原理（2）、AD寄存器配置（3）、LM35温度传感器介绍（4）、代码分析

（5）、仿真演示实验 2、音频（32分钟）（1）、WAV格式及结构分析（2）、IIS相关寄存器配置及代码分析（3）、硬件结构分析（4）、仿真演示实验 3、 NAND Flash （41分钟）（1）、NAND Flash与NOR Flash区别（2）、芯片参数分析（3）、硬件结构分系（4）、对应芯片手册的读写时序分析代码（5）、仿真演示实验五、USB D12从设备（108分钟）（第五讲） 1、USB协议介绍 2、下位机代码简要分析 3、DRIVER STUDIO软件的安装 4、上位机驱动sys、inf文件生成概述 5、上位机应用程序的实现（1）、工程的建立（2）、代码编写及分析（3）、对应应用程序编写下位机程序实现USB通信第三章 ucos讲解（145分钟）（第六讲）一、uC/OS-II的简单应用 1、uC/OS-II简介（1）、MAIN函数的结构（2）、任务的结构（3）、重要uC/OS-II API函数介绍（4）、多任务的机制 2、代码分析（1）、启动代码分析（2）、相关函数和结构体的介绍（3）、任务的创建（4）、S3C44B0X定时器介绍 3、邮箱的实现（1）、邮箱的建立（2）、程序流程分析（3）、仿真演示实验 4、事件的实现（1）、事件的建立（2）、程序流程分析（3）、仿真演示实验 5、uC/OS-II实现AD对LM35温度采集（1）、uC/OS-II文件目录介绍