库。系统将处理器存储器输入输出接口和其他核灵活地集成到设计中。嵌入式系统的特点嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，硬件和软件可裁剪，适应应用系统对功能可靠性成本体积和功耗等严格要求的专用计算机系统。可以从以下几个方面来理解嵌入式系统的含义嵌入式系统面向用户面向产品和面向应用，必须与具体应用相结合才会具有生命力，才更具有优势。嵌入式系统与应用紧密结合，具有很强的专用性。嵌入式系统将先进的半导体技术计算机技术和电子技术以及各个行业的具体应用相结合，是个技术密集资金密集和不断创新的知识集成系统。嵌入式系统必须根据应用需求对硬件和软件进行裁剪，以满足应用系统的功能可靠性成本体积和功耗等要求。比较好的发展模式是首先建立相对通用的硬件和软件基础，然后开发出适应各种需要的嵌入式系统。同时还应该看到，嵌入式系统是个外延极广的概念。凡是与产品结合在起的具有嵌入式特点的系统都可以称为嵌入式系统。般而言，嵌入式系统和通用计算机系统类似，由处理器存储器输入输出接口和设备以及软件等部分组成。但作为专用计算机系统的嵌入式系统与通用计算机系统相比，具有以下几个重要特征。系统简练。由于嵌入式系统般应用于小型电子装置，系统资源相对有限，所以系统内核与传统的系统相比要小得多。嵌入式系统般没有系统软件和应用软件的明显区分，不要求功能的设计和实现过于复杂，这既有利于控制系统成本，同时也有利于保障系统安全。专用性强。嵌入式系统的个性化很强，软件和硬件的结合非常紧密，般要针对硬件进行软件的设计，即使在同品牌同系列的产品中也需要根据硬件的变化和增减对软件不断进行修改。同时针对不同的任务，往往需要对系统进行较大更改，程序的编译下载也要同系统相结合。实时操作系统支持。嵌入式系统的应用程序可以不需要操作系统的支持直接运行，但为了合理地调度多任务，充分利用系统资源，用户必须自行选配实时操作系统，开发平台，这样才能保证程序执行的实时性和可靠性，减少开发时间，保障软件质量在软件功能方面还比较欠缺，例如软核环境下的编程工作等，本嵌入式系统开发板的基本调试工作已经完毕，而且工作稳定正常，但由于时间原因我没有利用此开发板完成复杂的大规模的应用实例的设计，因此此嵌入式系统的强大功能并没有完全体现出来，这不得不说是个遗憾。对软核环境编程工作的继续和将本开发板应用到更大更复杂规模的实例中是本开发板改进的主要方面。二〇〇六年六月九日星期五基于的嵌入式系统设计二〇〇六年六月九日星期五摘要本文设计完成的是基于的嵌入式系统开发板，它可以完成嵌入式系统和等的设计和开发。开发板以公司的系列为核心，在其外围扩展键盘显示显示串口通信接口接口和接口等器件，使其成为个完整的嵌入式开发系统，系统采用模块化设计，各个模块之间可以自由组合，使得该开发板的灵活性和可扩展性大大提高。同时开发板所提供的丰富的接口模块，供人机交互和器件间通信使用，方便了开发者的设计和系统的嵌入，可以满足普通高等院校科研人员等的需求。开发者可以使用语言语言原理图输入等多种方式进行逻辑电路和功能模块设计，也可以利用公司提供的资源和位处理器开发嵌入式系统，借助和软件进行编译下载，并通过本嵌入式系统开发板进行调式和结果验证。关键词嵌入式系统，嵌入式处理器二〇〇六年六月九日星期五工作方式的电路设计的特性和电路设计器件特性二〇〇六年六月九日星期五器件工作方式描述总线操作的电路设计第章嵌入式系统开发板调试片内调试监控调试扩展调试扩展调试第章利用嵌入式系统开发板完成的设计理论分析利用开发板实现的优点系统设计与实现参数选取系统设计系统实现第章总结主要工作总结结论二〇〇六年六月九日星期五改进意见二〇〇六年六月九日星期五前言的特点及其发展趋势嵌入式系统，是个面向应用技术密集资金密集不可垄断的产业，随着各个领域应用需求的多样化，嵌入式设计技术和芯片技术也经历着次又次的革新。虽然的成本很低，但设计周期长投入费用高风险较大，而可编程逻辑器件，设计灵活功能强大，尤其是高密度现场可编程逻辑器件，其设计性能已完全能够与媲美，而且由于的逐步普及，其性能价格比已足以与抗衡。因此，在嵌入式系统设计领域已占据着越来越重要的地位。可编程片上系统是种特殊的嵌入式系统首先它是片上系统，即由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能其次，它是可编程系统，具有灵活的设计方式，可裁减可扩充可升级，并具备软硬件在系统可编程的功能。结合了和各自的优点，般具备以下基本特征至少包含个嵌入式处理器内核具有小容量片内高速资源丰富的资源可供选择足够的片上可编程逻辑资源处理器调试接口和编程接口可能包含部分可编程模拟电路单芯片低功耗微封装本文设计完成的是基于的嵌入式系统开发板，它可以完成嵌入式系统的设计和开发。二〇〇六年六月九日星期五第章绪论嵌入式系统概述嵌入式系统是嵌入到对象体系中的专用计算机系统，包括硬件和软件两大部分。硬件包括处理器存储器输入输出接口和外部设备等，软件包括系统软件和应用软件，嵌入式系统的系统软件和应用软件紧密结合。嵌入式处理器是嵌入式系统的核心，有硬核和软核之分。常用的嵌入式处理器硬核有和等公司开发的是位嵌Ⅱ二〇〇六年六月九日星期五目录摘要目录前言第章绪论嵌入式系统概述嵌入式系统的特点片上系统和可编程片上系统嵌入式处理器嵌入式处理器特性嵌入式处理器系统组件交换结构总线第章嵌入式系统开发板整体分析二〇〇六年六月九日星期五系统设计目标系统设计原理开发板组件与理论分析开发板电路设计原理图与布线图第章嵌入式系统开发板硬件开发硬件开发环境概述的特性和电路设计特性和封装引脚说明工作条件串行配置器件的特性和电路设计的配置串行配置器件的电路设计的特性和电路设计器件特性单击按钮将配置数据下载到串行配置器件，区显示下载数据的百分比。当设计成功下载到串行配置器件时，由于我们选择了在中连编文件，所以下载到上的程序会立即开始工作。如果我们观察到在开发板重新上电以后板上的发光二极管每组四个交替闪亮，那么串行配置器件可用而且工作正常。开发板调试完毕以后就可以利用嵌入式开发板来完成自己的设计，下章将介绍与主开发板二〇〇六年六月九日星期五相配套的块底板，利用它可以完成转换转换显示键盘读值等功能。二〇〇六年六月九日星期五第章利用嵌入式系统开发板完成的设计理论分析直接数字频率合成器，简称是从相位概念出发直接合成所需波形的种频率合成技术。个直接数字频率合成器由相位累加器加法器波形存储转换器和低通滤波器构成。的原理框图如图所示图原理框图其中为频率控制字为相位控制字为波形控制字为参考时钟频率为相位累加器的字长，为数据位及转换器的字长。相位累加器在时钟的控制下以步长作累加，输出的为二进制码与相位控制字波形控制字相加后作为波形的地址，对波形进行寻址，波形输出位的幅度码经转换器变成阶梯波，在经过低通滤波器平滑后就可以得到合成的信号波形。合成的信号波形形状取决于波形中存储的幅度码，因此用可以产生任意波形。这里我们用实现正弦波的合成作为说明介绍。频率预置与调节电路被称为频率控制字，也叫相位增量。的方程为，为输出频率，为时钟频率。当时，输出最低频率也即频率分辨率为，而的最大输出频率由采样定理决定，即，也就是说的最大值为。因此，只要足够大，可以得到很细的频率间隔。要改变的输出频率，只要改变频率控制字即可。累加器图累加器框图二〇〇六年六月九日星期五相位累加器由位加法器与位寄存器级联构成。每来个时钟脉冲，加法器将频率控制字与寄存器输出的累加相位数据相加，再把相加后的结果送至寄存器的数据输入端，以使加法器在下个时钟作用下继续与频率控制字进行相加。这样，相相位步进量，可以增加采样点，利用片外扩展存储，其容量对波形采样来讲几乎为无限大，因此可以保证输出波形质量，不会产生失真。底板选择高速的转换器，配合嵌入式开发板，提高输出信号频率。系统设计与实现参数选取在本开发板上，高速转换器的数据转换速率在供电时可高达，且其字长为软核总线宽度为位或位的片上存储器容量为本开发板上的晶振为，通过内部的我们可得到的时钟信号。于是，可取，每种波形存储个点。所以有频率步进，此时。最大频率。然而，此时每周期只采样点，难以保证输出精度。为了保持输出精度，工程上般采取最低每周期采样点，此时，，则相位步进综上所述，每个波形存储器存储个位采样点频率控制字，频率步进最小输出频率，理论上最大输出频率相位控制字，步进。系统设计本设计要实现多种波形输出和相位控制，所以选取波形间隔存储方式。系统采用以下模型实现，如图所示。图系统模型利用控制的键盘读入输入频率值，然后经软件部分运算处理，从波形存储中读取数二〇〇六年六月九日星期五据，这些离散数据经高速转换成模拟信号，最后经过滤波电路滤波后输出。系统实现下图是在Ⅱ中最终实现的的原理图图原理图二〇〇六年六月九日星期五第章总结主要工作总结本毕设完成了嵌入式系统开发板的设计制作，并且利用其完成了简单的信号发生器。在三个多月的毕设时间里，我通过反复的调试修改，最后终于在第三版时解决了开发板上存在的所有问题，三个月的辛苦没有白费，我设计的开发板最终可以稳定可靠的工作。此次毕设提高了我对Ⅱ和使用的熟练程度，加深了我对数字电路的理解，特别是对嵌入式系统等处在科技发展前沿知识的理解，更重要的是，此次毕设还使自己在系统设计和硬件电路设计方面有了很大的