基于ARM的嵌入式技术课程实验系统的设计与实现.pdf

文章围绕基于ARM架构的嵌入式技术课程实验系统的设计与实现进行探讨，文章重点包括了以下几个方面： 一、背景与目的 随着电子、通信、计算机和自动控制等多学科知识与技术的融合，以及计算机技术和微电子技术的飞速发展，嵌入式系统技术已经成为社会发展的重要推动力量，广泛应用于社会各行各业。在高校中，嵌入式技术也成为新技术研究和开发的重要领域。因此，设计出一套合适的基于ARM的嵌入式技术课程教学实验系统变得非常重要。本文正是为了满足教学和二次开发的需求，设计并实现了一个基于ARM7核心处理器和操作系统C/OS-II的嵌入式技术课程实验系统，旨在提供完善的案例和满足实验教学的需要。 二、硬件平台构建 硬件平台构建基于Samsung S3C44B0X微处理器（ARM7）为核心，系统主频可达66MHz。硬件平台包括三个主要模块：最小系统模块、人机对话模块和通信模块。最小系统模块由电源电路、晶振电路、复位电路和存储系统组成；人机对话模块包含触摸屏、液晶显示及音频模块；通信模块则包括串行接口、JTAG调试接口、USB模块以及网络模块等。这些模块的设计满足了嵌入式系统硬件的需求，特别是适合嵌入式技术课程教学实验系统的应用。 三、软件平台设计实现 软件平台构建的难点之一是操作系统的移植，主要包括Bootloader的设计、C/OS-II操作系统的移植和根文件系统的开发。 1. Bootloader的设计：Bootloader程序设计分为两部分，一部分使用汇编语言完成与硬件初始化相关的工作，如屏蔽中断、存储器系统的初始化、堆栈初始化、目标板的初始化等；另一部分使用C语言实现支持串行通信协议和网络通信协议，将C/OS-II操作系统的内核映像文件及根文件系统映像文件引导到RAM中运行。 2. C/OS-II操作系统的移植：移植工作分为两类文件，一类是系统初始化、配置文件，另一类是uC/OS-II的全部源码。为了验证移植是否成功，编写了多任务程序，并在主程序中编写应用以测试系统功能，确保C/OS-II可以正常运行。 四、系统功能实现 文章描述了实验系统实现的功能，如Bootloader的移植、C/OS-II操作系统内核的应用、UDP通讯、MiniGUI图形用户界面以及多路数据采集等。这些功能的实现，为学生提供了一个完整的实验教学平台，有助于他们更好地理解和掌握嵌入式技术课程的相关知识。 文章通过构建一个基于ARM7核心的嵌入式技术课程实验系统，不仅为学生提供了实践机会，而且有助于培养专业人才，缓解嵌入式系统技术工程师短缺的现状。系统的设计结合了教学和二次开发的需求，是一个具有实际应用价值的平台。通过不断实验测试，验证了实验教学平台的有效性和可行性。