基于ARM嵌入式系统多功能日历制作研究(2)
附录 31
1 引言
1.1 研究背景及意义
随着信息化技术的发展，嵌入式系统已经成为当前IT产业界一个非常热门的话题。因其高效、低成本、高可靠性、丰富的代码以及应用程序可扩展性、可移植性等一系列优点，目前已越来越成为工业系统和民用系统的主力军，尤其在信息化产品中，越来越多地应用到嵌入式系统[1]。
嵌入式系统主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件和嵌入式软件系统组成，它是集软硬件于一体的可独立工作的“器件”。嵌入式处理器主要由一个单片机或微控制器(MCU)组成。相关支撑硬件包括显示卡、存储介质（ROM和RAM等）、通讯设备、IC卡或信用卡的读取设备等。嵌入式系统有别于一般的计算机处理系统，它不具备像硬盘那样大容量的存储介质，而大多使用闪存（Flash Memory）作为存储介质。嵌入式软件包括与硬件相关的底层软件、操作系统、图形界面、通讯协议、数据库系统、标准化浏览器和应用软件等。总体看来，嵌入式系统具有便利灵活、性能价格比高、嵌入性强等特点，可以嵌入到现有任何信息家电和工业控制系统中。从软件角度来看，嵌入式系统具有不可修改性、系统所需配置要求较低、系统专业性和实时性较强等特点[2] [3]。
在当前数字信息技术和网络技术高速发展的后 PC（Post-PC）时代，嵌入式系统已经广泛地渗透到科学研究、工程设计、军事技术、各类产业和商业文化艺术以及人们的日常生活等方方面面中。随着国内外各种嵌入式产品的进一步开发和推广，嵌入式技术越来越和人们的生活紧密结合。嵌入式系统在于结合微处理器或微控制器的系统电路与其专用的软件,来达到系统运作效率成本的最优化。今天凡移动电话、手表、电子游戏机、PDA、电视、冰箱等家用电子与通信产品，电动机车、电动自行车乃至于电车等电动交通工具的控制核心，无不与嵌入式系统息息相关。而在后 PC 时代，家电、玩具、汽车、新一代手机、数码相机、先进的医疗仪器乃至于即将到来的智能型房屋、智能型办公室、与其他跟电相关的器材设备更是缺少不了嵌入式系统这个核心技术[4]。
目前市场上已有几千种嵌入式芯片可供选择。产品设计人员通常是首先获得嵌入式微处理器核的授权，然后根据应用的需要增加相应的接口模块，如针对网络应用产品增加以太网接口，针对多媒体应用增加音频接口等。当前在业界得到广泛应用的是英国先进RISC机器公司(Advanced RISC Machines，亦称为ARM公司)的ARM系列处理器核，由于其低功耗、低成本等卓越性能和显著优点，在32位嵌入式应用领域获得了巨大成功。本设计的嵌入式系统其微处理器为国家专用集成电路与系统工程技术研究中心自主研发的SEP3203微处理器，SEP3203 微处理器的内核就是比较经典的 ARM7 内核[5]。
1.2 设计任务
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：
a. 可以实现公历、星期及时分秒的时间显示
b. 闹钟
c. 日期及时间的查询和设置
2 总体设计方案与硬件介绍
2.1 系统结构
软件程序下载入SEP3203微处理器，通过调用SEP3203微处理器中的RTC实时时钟模块、LCD控制器配合键盘中断来实现日历功能，并通过脉宽调制器连接蜂鸣器，实现闹钟报时功能。电路系统构成框图如图2.1所示。