基于ARM嵌入式系统多功能时钟日历制作研究(2)
4.2 功能调试 23
5 不足与改进 26
结 论 27
致 谢 28
参考文献 29
1 引言
1.1 研究背景
嵌入式系统（Embedded system），是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”，根据英国电气工程师协会（ U.K. Institution of Electrical Engineer）的定义，嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。与个人计算机这样的通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务，设计人员能够对它进行优化，减小尺寸降低成本。嵌入式系统通常进行大量生产，所以单个的成本节约，能够随着产量进行成百上千的放大[1]。
国内普遍认同的嵌入式系统定义为：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、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统[2] 。
本课题采用了在东大的GE试验系统上，利用SEP3203嵌入式微处理器，了解用软件操控硬件芯片借口工作的方法和原理。并能熟悉、了解嵌入式系统开发应用环境，掌握电子软件设计的使用。SEP3203的设计思想是面向低成本的嵌入式控制器类应用和多媒体手持终端应用。本课题将在这样的实验平台上设计一个多功能时钟日历[3]。
1.2 国内外研究现状
1.3 设计任务
要求学生在熟悉、了解ARM芯片工作原理、操作系统及东大的GE实验系统开发原理的基础上，完成以下工作：
ⅰ. 设计相应的键盘、LCD显示器的硬件接口原理图。
ⅱ. 熟悉软件开发环境，编制芯片初始化程序及相应的控制程序。
软件内容包括：
① 可以实现公历、星期、周次及时分秒的时间显示
② 生日提示音
③ 日期查询
2 硬件介绍以及系统总体结构
2.1 SEP3203芯片
东芯 SEP3203F50（简称SEP3203） 移动终端应用处理器是由江苏省东南大学设计的16/32 位 RISC 微控制器, 采用AMBA2.0标准，0.25μm CMOS 工艺, 面向低成本、低功耗手持设备和其它通用嵌入式设备。它具有功能齐全的soc芯片，特点有：多样性通讯模块、多媒体加速器、丰富的外设接口。芯片结构有：通讯模块、存储支持模块、ARM7TDMI、系统控制模块。本文基于东大的GE操作系统，结合ARM嵌入式系统的基本原理，利用TIMER通用定时器，PWM脉冲调制器，INTC中断控制器等模块，设计一个带有时间、闹铃等多种功能的日历[6]。
SEP3203处理器的功能模块：主频75MHz，ARM7TDMI，外部存储器接口控制器（EMI），内嵌20Kbyte 片上零等待静态存储器。功耗管理模块（PMC）支持4 种功耗模式：IDLE、NORMAL、SLOW、SLEEP，中断控制器（INTC），支持32 个中断源，其中4 通道通用定时器（TIMER），18 个外部中断，2 个通道脉宽调制器（PWM）， 通道实时时钟模块（RTC），支持Watchdog 功能和日历功能等[7]。
SEP3203处理器的总线结构如图2.1所示：
图2.1 SEP3203总线结构框图
2.1.1 RTC实时时钟控制器：
在一个嵌入式系统中，通常采用RTC（real-time clock）来提供可靠的系统时间，包括年月日和时分秒。实时时钟控制模块的功能主要是产生连续中断、供给系统实时时钟以及定时。实时时钟（RTC）单元可以通过备用电池供电，因此，即使系统电源关闭，它也可以继续工作。
RTC 控制器具有如下的特点：