0 引 言

　　隨著CPU技術的進一步發(fā)展，基于ARM平臺的32位嵌入式PDA技術也得到了很大的發(fā)展。PDA已經從原來簡單意義上的個人數(shù)字助理，變成了人們離不開的隨身工具。該設計基于ARM平臺的STR710CPU。主要完成了其硬件電路的設計及實現(xiàn)并通過編程實現(xiàn)液晶顯示器、NANAD_FLASH的驅動的設計并在此基礎實現(xiàn)PDA的圖形操作。

　　l 系統(tǒng)設計及功能模塊

　　設計中主要采用ARM平臺的32位處理器STR710，NAND512W3，MAX4468語音數(shù)據(jù)采集芯片以及LCD液晶顯示器，在完成硬件電路的基礎上編寫程序實現(xiàn)LED顯示器及NAND_FLASH驅動。系統(tǒng)采用STR710單片機設計實現(xiàn)PDA系統(tǒng)具有很高的性價比和可靠性特別是在A／D采集上具有12位的精度非常適合工業(yè)和手持設備使用。

　　1．1 STR710及NAND512W3主要芯片功能介紹

　　ST ARM微控制器集成了常用的各種外設，彌補了其他許多ARM微控制器的不足，可以大大簡化系統(tǒng)硬件設計。在設計中采用NAND_FLASH是由于在PDA系統(tǒng)中一般需要存放大量代碼及數(shù)據(jù)而NAND512W3系列芯片正好具有很高的存儲密度、可擦寫性能好、穩(wěn)定性好等優(yōu)點很適合作PDA的存儲芯片，而且具有很高的性價比。

　　1．2 STR710與各芯片的功能模塊及接口電路設計

　　在系統(tǒng)中PDA主要有以下功能：通過CPU的控制實現(xiàn)LCD顯示屏的顯示控制，NAND_FLASH的存儲操作、并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的FATl6格式存儲，數(shù)據(jù)ADC采集，USB接口的識別及控制鍵操作等功能模塊主要功能模塊如圖l所示。

　　1．3 STR710與主要外圍芯片接口電路

　　1．3．1 NAND_FLASH接口電路

　　設計采用STR芯片的BANK3作為NAND_FLASH的外部存儲I／O口，主要引腳ALE，CLE引腳與處理器的P2．5，P2．6連接作為地址和命令鎖寸引腳的I／O口；讀、寫使能RE，WE引腳與nRD和nWE連接；I／O口與處理器的D0～D7連接用于數(shù)據(jù)傳輸。圖2為NAND_FLAsH與STR710的典型接口連接圖。

　　在設計NAND_FLASH與STR710的接口電路圖時不能將電路設計為ALE，CLE，WP，R／B全部連接到STR710的地址線上。這樣在寫入命令或地址時會引起CLE和ALE(對應MCU的地址線)在寫信號WE的上升沿鎖存時保持時間至少應達到10 ns，而MCU的芯片說明中寫信號WE發(fā)出之后，地址線在WE的上升沿后的保持時間只有3 ns，這樣兩者之間會造成時序的不匹配，無法正確操作NAND_FLASH。在設計時需采用將上述引腳與CPU的GPIO引腳連。[!--empirenews.page--]

　　1．3．2 LCD接口電路

　　該設計采用160×160像素LCD液晶顯示器，R18是一個滑動變阻器可用于液晶顯示器進行灰度的調節(jié)，LCD片選信號與處理器的P2．O引腳連接，圖3為LCD顯示的典型接口電路。

　　2 PDA系統(tǒng)功能的實現(xiàn)

　　完成硬件電路設計并調試通過后主要針對以下3方面的軟件編程功能實現(xiàn)：

　　對硬件電路(CPU及主要外圍電路)的初始化，NAND_FLASH驅動程序和LCD驅動程序的編寫及實現(xiàn)。

　　2．1 系統(tǒng)的初始化

　　初始化硬件電路主要完成STR7lO各寄存器的配置及內存映射和中斷向量配置、處理器與外芯片的初始化以及功能庫函數(shù)加載等。其主要步驟是首先調用71x_init．s源文件完成CPU各寄存器的初始化配置后中斷異常的處理實現(xiàn)及中斷優(yōu)先級設置、系統(tǒng)堆棧和變量的初始化最后完成初始化后使用BL語句跳轉至MAIN功能函數(shù)：IMPORT main；B main；main為C語言主函數(shù)入口。初始化流程圖如圖4所示。

　　2．2 NAND_FLASH驅動程序

　　NAND_FLASH的驅動主要包括芯片的復位，ID的正確讀取，塊的擦除，和頁的寫入和讀取幾個操作。此外NAND_FLASH允許要2％的壞塊，在編寫驅動時要做好NANDFLASH的壞塊的統(tǒng)計與管理，壞塊的識別主要是讀取塊中第一頁的第6字節(jié)的1個WORD是否為FF來判斷塊的好壞。為了便于統(tǒng)計壞塊和存儲管理須在調用NAND_FLASH內存管理函數(shù)時建立壞塊統(tǒng)計表，系統(tǒng)不斷使用會增加壞塊的數(shù)量，在每次系統(tǒng)啟動時都可以通過調用內存管理函數(shù)來更新壞塊表實現(xiàn)對內存的最優(yōu)管理以提高系統(tǒng)的性能。壞塊管理流程如圖5所示。

　　NAND_FLASH驅動主要步驟：

　　(1)向指令寄存器寫入0xFF使芯片復位；[!--empirenews.page--]

　　(2)調用Unsigned int check_Flash_Id(void)函數(shù)讀取芯片ID：

　　For(i=0；i<10；i++)；id=Nand_IO<<8；id+=Nand_IO； ／／讀出2個字節(jié)即芯片ID

　　(3)調用NAND_manage()函數(shù)做壞塊管理；

　　(4)調用Unsigned int Erase_Block(unsigned intblock)實現(xiàn)塊的擦除；

　　(5)調用int Write_page()和int Read_page()寫入和讀出頁數(shù)據(jù)。

　　2．3 LCD驅動程序設計

　　在系統(tǒng)中LCD驅動程序主要是對屏幕顯示的初始化包括字符顯示高度和寬度、行字符顯示數(shù)、顯示頻率的設置以及顯示點位移設置、顯示合成設置、休眠模式設置、光標形狀設置、光標指針設置等操作。

　　LCD驅動LCD_Initialize(void)主要步驟：

　　(1)調用LCD_WriteCommand(SYSTEM_SET)；用于系統(tǒng)初始化。

　　(2)調用LCD_WriteCommand(SCROLL)；用于顯示域設置。

　　(3)調用LCD_WriteCommand(HDOT_SCR)；用于光標點位移設置。

　　(4)調用LCD_WriteCommand(OVLAY)；用于顯示合成設置。

　　(5)調用LCD_WriteCommand(CSRFORM)；

　　LCD_WriteData(0x07)；LCD_WriteData(0x87)；用于初始化光標形狀。

　　設計好驅動后利用ADSl．2編譯器將程序燒至RAM進行調試，可根據(jù)屏幕顯示字符尺寸大小及適宜程度再做修改驅動程序直至滿意。

　　3 系統(tǒng)調試

　　當設計好硬件系統(tǒng)后，要對電路板進行整體調試看各功能模塊是否正常，值得注意的是在設計NAND_FLASH接口電路時不能將ALE，CLE，WP，R／B全部連接到STR710的地址線上否則會引起兩者間的時序不匹配。在設計NAND_FLASH文件系統(tǒng)時采用F16系統(tǒng)可根據(jù)系統(tǒng)需要修改ST公司提供的F16文件系統(tǒng)代碼。

　　4 結 語

　　該設計是基于ARM芯片的STR710嵌入式PDA系統(tǒng)，很好實現(xiàn)了硬件系統(tǒng)的設計以及LCD顯示器、NAND_FLASH的驅動程序、基于F16文件系統(tǒng)在NAND_FLASH大容量數(shù)據(jù)的文件存儲管理。隨著信息化、智能化、網絡化的快速發(fā)展，嵌入式PDA技術也將獲得廣闊的發(fā)展空間。