家居环境感光窗帘智能控制与调节系统
图2.8 H桥驱动电路
方案二：采用TI公司生产的高耐压、大电流达林顿阵列芯片ULN2003作为电机的驱动芯片，其内部结构如图所示。ULN2003具有电流增益高、工作电压高、温度范围宽、带负载能力强等特点,适应于各类要求高速大功率驱动的系统；使用时基本上不需要外接电路，使用起来非常方便。
图2.9 ULN2003内部结构图
综上所述，选择方案二来设计电机的驱动电路。
- 8 -
家居环境感光窗帘智能控制与调节系统
3 系统硬件平台及接口设计
嵌入式系统的硬件是以嵌入式处理器为中心，由存储器、I/O单元电路、通信模块、外部设备等必要的辅助接口组成。其中，存储器是嵌入式系统存放数据和程序的功能部件；而外围设备决定了应用于不同领域的嵌入式系统的独特功能。在实际应用中，嵌入式系统硬件配置非常精简，除了微处理器和基本的外围电路以外，其余的电路可以根据需要和成本进行裁剪、定制。通常，嵌入式系统还包括人机交互界面，用于系统与人的交互。人机界面常常使用键盘、液晶屏、触摸屏等部件，以方便与人的交互操作。本文以S3C2410A微处理器为主要核心部件介绍。
GPIOLCDIISFlashEEPROMSRAM内存USBADC/DACDSP/浮点运算协处理器Timer/RTC以太网CANDMAUART和IrDA输入/输出接口电源管理嵌入式处理器MMU/CacheFPGA/CPLD看门狗及复位电路人机交互接口LCD/触摸屏、键盘、鼠标 图3.1嵌入式系统的硬件组成
3.1 S3C2410A 芯片简介
S3C2410A 是Samsung 公司推出的16/32 位RISC 处理器(ARM920T 内核)，适用于手持设备、POS 机、数字多媒体播放设备等等，具有低价格、低功耗、高性能等特点。S3C2410A提供了以下丰富的内部设备：16KB的指令Cache和16KB 数据Cache，MMU虚拟存储器管理，LCD控制器(支持STN&TFT)，支持NAND Flash系统引导，系统管理器(片选逻辑和SDRAM控制器)，3通道UART，4通道DMA，4通道PWM定时器，I/O端口，RTC，8通道10 位ADC和触摸屏接口，I2C总线接口，IIS总线接口，USB主机接口，USB设备接口，SD卡&MMC卡接口，2个SPI总线接口以及内部PLL时钟倍频器。
S3C2410A采用了ARM920T内核，0.18um工艺的CMOS标准宏单元和存储器单元。它的低功耗、精简和出色的全静态设计特别适用于对成本和功耗敏感的应用。同样它还采用了Advanced Microcontroller Bus Architecture(AMBA)新型总线结构。
S3C2410A提供了一系列完整的系统外围设备，消除了为系统配置额外器件的需要，大大减少了整个系统的成本。S3C2410A主要的特征如下：
- 9 -
家居环境感光窗帘智能控制与调节系统
◎ 203MHz的ARM920T内核，支持JTAG仿真调试； ◎ 16KB的I-Cache和16KB的D-Cache；
◎ 具有MMU，支持WinCE、EPOC32、Linux 等操作系统；
◎ 外部存储器控制器(SDRAM控制和片选逻辑)，共分8个Bank，每个Bank可访问128MB空间；
◎ 片内4KB SRAM，可用作NAND Flash系统引导的缓冲区；
◎ LCD控制器(最大支持4K 色STN和256K色TFT)，1通道LCD专用DMA； ◎ 4 通道DMA，有外部请求引脚；
◎ 3 个UART (IrDA1.0，16字节Tx FIFO，16字节Rx FIFO)； ◎ 2 个SPI总线接口； ◎ 1 个多主I2C总线接口； ◎ 1 个IIS 总线接口；
◎ 兼容SD主接口协议1.0 版和MMC卡协议2.11兼容版； ◎ NAND Flash/SM 卡接口，支持NAND Flash 系统引导； ◎ 2 个USB主机接口，1个USB设备接口(V1.1)； ◎ 4 个PWM定时器和1个内部定时器； ◎ 看门狗定时器； ◎ 117 个通用I/O口； ◎ 24 个外部中断；
◎ 8 通道10位ADC和触摸屏接口； ◎ 具有日历和时钟功能的RTC；
◎ 1.8V 内核供电，3.3V存储器供电，3.3V外部I/O供电； ◎ 功耗控制模式：普通，慢速，空闲和掉电模式； ◎ 具有片内PLL时钟发生器。 3.1.2 ARM2410试验箱硬件结构
MagicARM2410实验箱是由广州致远电子有限公司开发的一款可使用μC/OS-II、Linux和WinCE 操作系统、支持QT、MiniGUI图形系统、集众多功能于一身的ARM9 教学实验开发平台。MagicARM2410 实验箱采用ARM920T 内核的S3C2410A 微处理器，扩展有充足的存储资源(SDRAM、NAND Flash、NOR Flash 和E2PROM 等)，具有10/100M 以太网接口、USB HOST 接口、USB Device 接口、CAN 接口、PCMCIA 存储卡接口、IDE 硬盘接口、CF卡接口、SD 卡接口、IrDA 接口、IIS 数字音频接口，8 英寸640×480 真彩TFT 液晶屏(带触摸屏)，可使用JTAG 仿真调试。模块化的功能设计，便于实验操作的工艺设计，保留有外设PACK 和GPIO 输出接口，可以实现目前几乎所有的嵌入式接口实验，非常适用于教学实验。MagicARM2410 实验箱参考图片如图 2.1 所示。MagicARM2410实验箱功能框
- 10 -
家居环境感光窗帘智能控制与调节系统
图如图2.2所示。
图 3.2 MagicARM2410 实验箱产品外观图
图 3.3 MagicARM2410实验箱功能框图
其硬件资源如下：
◎ 处理器：核心板ARM920T处理器S3C2410A，工作频率高达203MHz。 ◎ SDRAM：核心板64M字节。 ◎ NAND Flash：核心板64M字节。 ◎ NOR Flash：核心板2M字节。 ◎ E2PROM：核心板256字节。
◎ 液晶屏：8英寸640×480真彩TFT液晶屏。 ◎ 触摸屏：4线电阻式。
◎ 以太网接口：支持10/100M以太网。
◎ USB 接口：USB 1.1，4个USB主机口，1个USB设备口。
◎ 音频接口：IIS数字音频输入/输出接口(有2 个扬声器和1 个咪头)。
- 11 -
家居环境感光窗帘智能控制与调节系统
◎ PCMCIA 接口：1个68Pin PCMCIA接口。 ◎ CF 卡接口：1个(PCMCIA 接口扩展)。 ◎ IDE 硬盘接口：1个(PCMCIA 接口扩展)。 ◎ SD/MMC 卡接口：1个。 ◎ RS232：2路。 ◎ IrDA：1路。 ◎ RS485：1路。
◎ CAN 接口：1路(CAN控制器SJA1000)。 ◎ ADC：CPU内置，2路直流电压测量。 ◎ DAC：1路PWM DAC输出。 ◎ 直流电机：1个。 ◎ 步进电机：1个。
◎ RTC：CPU内置，实验箱上有RTC后备电池。 ◎ WDT：CPU内置。
◎ 数码管：8位动态数码管(ZLG7290 驱动)。 ◎ 键盘：16键小键盘(ZLG7290 驱动)。 ◎ 独立按键：1个(接到中断输入引脚)。 ◎ 蜂鸣器：1个，直流蜂鸣器。 ◎ 独立LED：4个。
◎ GPRS PACK 接口：1个，用来扩展GPRS模块。 ◎ VGA PACK 接口：1个，用来扩展VGA输出接口。 ◎ 总线扩展接口：2个(1个16位总线的、1个32位总线的)。 ◎ JTAG 接口：20PIN JTAG调试接口。 ◎ JTAG 仿真器：Easy JTAG-H仿真器。 其软件资源如下：
◎ Linux (v2.4.18)嵌入式操作系统
◎ MiniGUI 图形用户界面学习版软件包(Linux/uCLinux) ◎ Qt/Embedded和Qtopia支持 ◎ LED、蜂鸣器驱动(for Linux) ◎ 按键驱动(for Linux) ◎ I2C驱动程序 (for Linux) ◎ USB Device驱动程序 (for Linux) ◎ USB HUB驱动(for Linux)
◎ USB HID驱动(鼠标、键盘，for Linux) ◎ USB大容量驱动(for Linux)
- 12 -