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MCF52223评估系统的设计及其应用

作　者: 宋扬
导　师: 王宜怀
学　校: 苏州大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 评估系统 ColdFire MCF52223 硬件评估板 应用示例 虚拟示波器
分类号: TP368.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 33次
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内容摘要


2008年Freescale半导体公司面向国内推出了基于ColdFire v2核的32位高集成度微控制器MCF52223,该芯片拥有高达32KB的内部SRAM和256KB的片上Flash存储器,集成了当前主流的USB2.0模块并且支持USB OTG协议,同时还集成了I2C、ADC、QSPI、UART等功能模块,拥有丰富的接口资源,其性能稳定可靠,非常适用于工业控制。通常情况下,新推出的产品开发资料比较少,开发工具也主要由国外公司提供,对初学者来说,快速熟悉并掌握MCF52223这类新型芯片的使用有一定的难度。因此在这种情况下开发其评估系统及其底层驱动虽有一定的难度,但是对简化用户操作、缩短开发周期、推广该芯片的应用有着积极的意义。同时,作为一名在职的高校教师,设计并制作这样一套评估系统,在完成了毕业设计的同时也为该芯片的实际教学积累了一定的经验;为该芯片的实际应用提供了丰富的学习资料和开发模板,方便用户学习并进行二次开发。同时为了便于用户从实际项目开发的角度了解使用该评估系统进行产品开发的设计流程及方法,本设计还为该评估系统设计了一套综合应用实例——虚拟示波器的设计。本文首先详细分析了一套优秀的评估系统对当前嵌入式技术学习和开发工作的重要性以及目前国内市场评估系统的供应状况,并以此为依据明确了该系统总体设计思路,制定了该系统的总体设计目标。在基于构件的软硬件设计思想的指导下,本文给出了MCF52223硬件评估板的设计思路、各主要构件的设计思想、原理图及其具体设计说明,以及在硬件制作完成后的测试工作流程,然后以UART、USB、ADC模块为例给出了针对硬件主要模块所设计的通用实验程序并详细阐述了这些程序的设计要点。最后本文通过一个综合实例——MCF52223评估系统在虚拟示波器设计中的应用,向用户展示了在本评估系统上进行学习和开发的一般方法,以及基于构件的软硬件设计思想在具体项目开发中的应用。

全文目录


中文摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 概述  8-14
  1.1 ColdFire 系列微处理器简介  8-9
  1.2 本课题的研究背景及意义  9-11
    1.2.1 研究背景  9-10
    1.2.2 课题意义  10-11
  1.3 本课题的总体设计思路  11-12
  1.4 本课题所做的工作及论文结构安排  12-14
    1.4.1 本文工作  12-13
    1.4.2 论文结构  13-14
第二章 评估板的硬件设计  14-39
  2.1 评估板的设计目标  14
  2.2 硬件选型  14-16
    2.2.1 MCU 选型  14-15
    2.2.2 外围器件的选取  15-16
  2.3 MCF52223 微处理器简介  16-18
    2.3.1 MCF52223 微处理器的主要性能  16-17
    2.3.2 MCF52223 的USB OTG 模块简介  17
    2.3.3 存储器  17-18
  2.4 评估板的硬件设计  18-36
    2.4.1 基于构件的硬件设计思想  18-19
    2.4.2 MCU 支撑电路的设计  19-20
    2.4.3 BDM 模块的设计  20-22
    2.4.4 电源设计  22-23
    2.4.5 小灯构件的设计  23
    2.4.6 键盘构件的设计  23-25
    2.4.7 UART 构件的设计  25-26
    2.4.8 ADC 构件的设计  26-29
    2.4.9 DAC 构件的设计  29-30
    2.4.10 液晶构件的设计  30-31
    2.4.11 USB OTG 构件的设计  31-34
    2.4.12 BMP5008 语音构件的设计  34-36
  2.5 硬件测试流程及体会  36-38
    2.5.1 测试方法  36-37
    2.5.2 测试流程及要点  37
    2.5.3 测试体会  37-38
  2.6 本章小结  38-39
第三章 评估系统基础应用与编程示例  39-60
  3.1 嵌入式编程的基本知识  39-40
  3.2 UART 串行通信应用实例  40-48
    3.2.1 编程基础  41-42
    3.2.2 编程步骤  42-48
  3.3 USB 通信应用实例  48-55
    3.3.1 编程基础  48-49
    3.3.2 USB 通用通信例程的编程步骤  49-55
  3.4 AD 采集应用实例  55-59
    3.4.1 概述  55
    3.4.2 编程步骤  55-59
  3.5 本章小结  59-60
第四章 评估系统综合应用示例——虚拟示波器的设计与实现  60-68
  4.1 虚拟仪器技术简介及本示例设计要求  60-62
    4.1.1 虚拟仪器技术简介  60-61
    4.1.2 本例总体设计  61-62
  4.2 虚拟示波器硬件平台的搭建  62
  4.3 虚拟示波器固件设计  62-65
    4.3.1 数据帧格式的定义  62-63
    4.3.2 AD 采集与转换部分  63-64
    4.3.3 USB 通信程序和AD 采集转换程序的整合  64-65
  4.4 虚拟示波器高端软件设计  65-67
    4.4.1 概述  65-66
    4.4.2 MCU 方数据包的解析  66-67
    4.4.3 物理量的回归  67
    4.4.4 波形绘制及波形调整与存储模块  67
  4.5 本章小节  67-68
第五章 调试总结与开发体会  68-72
  5.1 调试总结  68-70
    5.1.1 硬件调试  68-70
    5.1.2 软件调试  70
    5.1.3 软硬件综合调试  70
  5.2 开发体会  70-72
第六章 总结与展望  72-74
  6.1 工作总结  72
  6.2 课题展望  72-74
参考文献  74-78
攻读硕士学位期间公开发表的论文及参与的鉴定项目  78-79
附录  79-89
致谢  89

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 微型计算机 > 各种微型计算机 > 微处理机
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