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：__ _____ _
___
__
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。