基于ARM单片机的人机交互接口硬件设计.doc

1 引 言 1.1 课题的背景及意义 由于网络与通信技术的发展，嵌入式系统在经历了近20 年的发展历程后，又进入了一个新的历史发展阶段，即从普遍的低端应用进入到一个高、低端并行发展，并且不断提升低端应用技术水平的时代，其标志是近年来32 位MCU 的发展。 当网络、通信和多媒体信息家电业兴起后，出现了嵌入式系统高端应用的市场，而在嵌入式系统的高端应用中，进行多年技术准备的ARM 公司适时地推出了32位ARM 系列嵌入式微处理器，以其明显的性能优势和知识产权平台扇出的运行方式，迅速形成32 位机高端应用的主流地位，以至于使不少传统嵌入式系统厂家放弃了自己的32位发展计划，转而使用ARM 内核来发展自己的32位MCU。网络、通信、多媒体和信息家电时代的到来，无疑为32 位嵌入式系统高端应用提供了空前巨大的发展空间；同时，也为力不从心的8 位机向高端发展起到了接力作用。一般来说，嵌入式系统的高、低端应用模糊地界定为：高端用于具有海量数据处理的网络、通信和多媒体领域，低端则用于对象系统的控制领域。32 位机的市场需求发展由两方面所致：一方面是高端新兴领域（网络、通信、多媒体和信息家电）的拓展；另一方面是低端控制领域应用在数据处理能力的提升要求。 在嵌入式系统已经越来越广泛的今天，基于EASY ARM的人机接口的软硬件设计有着如下意义： (1) 通过本次设计过程，对人机接口的硬件设计结构，及驱动方法会更为深入的掌握。 (2) 对嵌入式操作系统及目前流行的ARM架构的嵌入式微处理器的开发和应用进行探索。 1.2 ARM的发展阶段及发展趋势 1.2.1 发展阶段 ARM（Advanced RISC Machines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商，每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者ARM架构是面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器。ARM 即AdvancedMachines的缩写,既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。1985年4月26日，第一个ARM原型在英国剑桥的Acorn计算机有限公司诞生，由美国加州San Jose VL技术公司制造。20世纪80年代后期，ARM很快开发成Acorn的台式机产品，形成英国的计算机教育基础。1990年成立了Advanced RISC Machines Limited(后来简称为ARM Limited，ARM公司)。20世纪90年代，ARM 32位嵌入式RISC(Reduced nstruction Set Computer)处理器扩展到世界范围，占据了低功耗、低成本和高性能的嵌入式系统应用领域的领先地位。ARM公司既不生产芯片也不销售芯片，它只出售芯片技术授权。后PC时代的到来以及32位嵌入式系统的高端应用吸引了大量计算机专业人士的介入，加之嵌入式系统软/硬件技术的发展，导致了嵌入式系统应用模式的巨大变化，即使嵌入式系统应用进入到一个基于软/ 硬件平台、集成开发环境的应用系统开发时代，并带动了SC技术的发展。在众厂家参与下，基于ARM系列处理器的应用技术会在众多领域取得突破性进展。Intel 公司将ARM系列向