CN110058542A - 一种基于arm9260的开发平台装置 - Google Patents

一种基于arm9260的开发平台装置 Download PDF

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Abstract

一种基于ARM9260的开发平台装置，包括核心处理模块、供电模块、LCD接口模块、以太网接口模块、JTAG接口模块、多媒体卡槽、RTC模块、音频接口模块、看门狗模块、USB接口模块、RS232/RS485接口模块、LED接口模块、存储模块和GPIO接口模块；核心处理模块为ARM9260芯片，分别与供电模块、LCD接口模块、以太网接口模块、JTAG接口模块、多媒体卡槽、I2C总线接口模块、CAN总线接口模块、RTC模块、音频接口模块、看门狗模块、USB接口模块、RS232/RS485接口模块、LED接口模块、按键模块、存储模块和GPIO接口模块连接。该装置外围接口丰富、存储容量大、可扩展性强。

Description

一种基于ARM9260的开发平台装置
技术领域
本发明属于实验设备、产品开发和工程研究领域，涉及一种基于ARM9260的开发平台装置。
背景技术
随着各种新型微处理器的出现和应用的不断深化，嵌入式系统得到了空前的发展。随着时间的推移和技术的进步。AT91SAM9260是以ARM926EJ-S处理器为核心的片上系统，它扩展了快速ROM、RAM以及大量的外设，在工业控制、家用电器、智能仪器仪表、机电控制等领域，已不断展现出其独特魅力，具有专用性、低成本、低功耗、高性能、高可靠性等特点。
嵌入式系统日益广泛的应用也让人们认识到这项技术蕴含的巨大的市场潜力。市场的需求带动了对技术人才的需求，在未来5年里嵌入式系统领域将有超过120万的人才缺口。现在市场上的ARM9实验装置，体积太大，成本较高，价格较贵，不方便科研人员和学生携带、学习和开发使用。
在现有技术中，只是利用了AT91SAM9260芯片的部分功能，而且适用的场合具有一定的局限性，如果重新开发一些新的应用，需要重新设计、制作和调试电路板，这样就会影响开发进度，既耽误时间又不经济，不利于产品集成和快速开发，更不能让学生和科研人员快速和充分掌握ARM9260丰富的外围接口功能。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于ARM9260的开发平台装置，该装置外围接口丰富、存储容量大、可扩展性强，同时，其方便教学、科研和产品的开发，还具有成本低、开发容易、通用性强的优点。
教学仪能提高EDA实验教学能力，能有助于学生对项目开发的需求。
为了实现上述目的，本发明提供一种基于ARM9260的开发平台装置，包括核心处理模块、供电模块、LCD接口模块、以太网接口模块、JTAG接口模块、多媒体卡槽、I2C总线接口模块、CAN总线接口模块、RTC模块、音频接口模块、看门狗模块、USB接口模块、RS232/RS485接口模块、LED接口模块、按键模块、存储模块和GPIO接口模块；所述核心处理模块为ARM9260芯片，所述供电模块为核心处理模块提供供电；
所述LCD接口模块与核心处理模块连接，用于提供LCD设备的输出接口；
所述以太网接口模块与核心处理模块连接，用于建立核心处理模块与外部网络或设备的交互通信；
所述JTAG接口模块与核心处理模块连接，用于在线调试和仿真；
所述这多媒体卡槽与核心处理模块连接，用于实现外部存储卡与核心处理模块的交互通信；
所述I2C总线接口模块与核心处理模块连接，用于建立外部带I2C总线接口的设备与核心处理模块的交互通信；
所述CAN总线接口模块与核心处理模块连接，用于建立外部带CAN总线接口的设备与核心处理模块的交互通信；
所述RTC模块与核心处理模块连接，用于提供实时时钟；
所述音频接口模块与核心处理模块连接，用于输出音频信号给外部音频设备；
所述看门狗模块与核心处理模块连接，用于运行的程序出现问题后的重启操作；
所述USB接口模块与核心处理模块连接，用于提供输入输出接口，用于对核心处理模块提供供电；
所述RS232/RS485接口模块与核心处理模块连接，用于建立核心处理模块与外接RS232/RS485协议的通信设备的通信连接；
所述LED接口模块与核心处理模块连接，用于提供LED设备的输出接口；
所述按键模块与核心处理模块连接，用于控制核心处理模块的复位操作；
所述存储模块与核心处理模块连接，用于进行数据的存储和读出；
所述GPIO接口模块与核心处理模块连接，用于提供通用可编程I/O端口，以实现引脚的充分利用和复用。
作为一种优选，所述这存储模块包括SDRAM芯片、NAND FLASH芯片和DATA FLASH芯片。
进一步，为了提高兼容性，所述RS232/RS485接口模块中的RS232接口共有三路，分别为9线UART接口、5线UART接口和3线UART接口；所述RS232/RS485接口模块中的RS485接口具有一路。
进一步，为了提高兼容性，所述多媒体卡槽兼容MMC卡和SD卡。
作为一种优选，所述以太网接口模块具有RJ45接口。
作为一种优选，所述供电模块主要由LT1963芯片和NCV1117芯片组成；所述RS232/RS485接口模块主要由SP3232芯片和SP3485芯片组成；所述音频接口模块的核心采用立体声D/A转换芯片CS4334；所述CAN总线接口模块的核心采用MCP2515芯片；所述I2C总线接口模块的核心采用EPROM2764芯片；所述以太网接口模块的核心采用DM919161芯片；所述按键模块的核心采用MAX811芯片。
作为一种优选，所述NAND FLASH芯片的型号为K9F2G08UXA，DATA FLASH芯片的型号为AT45DB321D。
本发明中各模块相对独立，以便于使用者可以通过实际需要选择全部模块或部分模块进行电路的设计及项目的开发工作。该装置中外加独立的RTC，即使系统掉电也不会丢失时钟数据，这样，还可以通过跳线连接选择是使用内部时钟还是外部时钟，装置中带外加独立的看门狗芯片，最长复位时间为1.6S，CPU通过所带的GPIO口来控制看门狗芯片的开关及喂狗程序。本装置不仅包含AT91SAM9260作为主芯片，还扩展了丰富的外围接口和配备了不同类型的存储芯片，采用多种不同电压进行供电，其方便教学、科研和产品的开发，还具有成本低、开发容易、通用性强的优点。
附图说明
图1是本发明的电路原理框图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种基于ARM9260的开发平台装置，包括核心处理模块、供电模块、LCD接口模块、以太网接口模块、JTAG接口模块、多媒体卡槽、I2C总线接口模块、CAN总线接口模块、RTC模块、音频接口模块、USB接口模块、RS232/RS485接口模块、LED接口模块、按键模块、存储模块和GPIO接口模块；所述核心处理模块为ATMEL公司的ARM9260芯片，其具有8KByte数据缓存，8KByte指令缓存,嵌一个32KByteROM，两个4KByteSRAM,支持JAVA，支持DSP扩展库，主频180MHz达到200MIPS，带有MMU存储器管理单元。其性能稳定，功能强大，是工业控制、网络通讯等应用的首选。核心处理模块设置在主板上，主板上四周设置有定位孔以用于固定核心处理模块，主板采用四层电路板进行设计，所述供电模块为核心处理模块提供供电；
所述LCD接口模块与核心处理模块连接，用于提供LCD设备的输出接口，具体可以扩展到常见的20PIN插槽，可以方便连接LCD模板，还可通过总线连接256色数字液晶屏；
所述以太网接口模块与核心处理模块连接，用于建立核心处理模块与外部网络或设备的交互通信；
所述JTAG接口模块与核心处理模块连接，用于在线调试和仿真，JTAG接口模块中的JTAG接口为常见的20PIN的插槽接口，以便于实现系统编程和对FLASH等器件进行编程，用于在线仿真和调试。
所述这多媒体卡槽与核心处理模块连接，用于实现外部存储卡与核心处理模块的交互通信；
所述I2C总线接口模块与核心处理模块连接，用于建立外部带I2C总线接口的设备与核心处理模块的交互通信；
所述CAN总线接口模块与核心处理模块连接，用于建立外部带CAN总线接口的设备与核心处理模块的交互通信；
所述RTC模块与核心处理模块连接，用于提供实时时钟；还可以包括与核心处理模块连接的外部看门狗，其最长复位时间为1.6S，以用于程序跑飞时的重新启动。
所述音频接口模块与核心处理模块连接，用于输出音频信号给外部音频设备；
所述USB接口模块与核心处理模块连接，用于提供输入输出接口，用于对核心处理模块提供供电；USB接口模块带有1个USB Host接口，用于USB主机开发；一个USB Device接口，用于USB设备开发。其中，USB Host接口兼容USB V2.0协议，传输速率支持最高12Mb/s，其还支持U盘即插即用，且可以为主板进行供电。
所述RS232/RS485接口模块与核心处理模块连接，用于建立核心处理模块与外接RS232/RS485协议的通信设备的通信连接；
所述LED接口模块与核心处理模块连接，用于提供LED设备的输出接口，比如可以外接LED指示灯，具体的，可以连接四个相互独立输出的LED指示灯，四个LED指示灯输入由程序直接进行控制；
所述按键模块与核心处理模块连接，按键模块的核心采用MAX811芯片，用于控制核心处理模块的复位操作；
所述存储模块与核心处理模块连接，用于进行数据的存储和读出；
所述GPIO接口模块与核心处理模块连接，GPIO接口模块中的GPIO接口通过排针进行扩展，用于提供通用可编程I/O端口，以实现引脚的充分利用和复用。
作为一种优选，各个接口模块设置于主板的四周，一些插排引到主板的一侧，以方便插拔。
所述存储模块包括SDRAM芯片、NAND FLASH芯片和DATA FLASH芯片。所述NANDFLASH芯片的型号为K9F2G08UXA，DATA FLASH芯片的型号为AT45DB321D。具体具有两片32MBytes的SDRAM，组成一个32位宽，64Mbytes的内存系统，速度可达100MHz，可以通过跳线连接选择是从内部ROM启动还是从外部ROM进行系统启动；还可以通过跳线连接选择是进行DATA FLASH片选还是从上位机启动；还可以通过跳线连接选择是进行NAND FLASH片选还是从上位机启动。
所述RS232/RS485接口模块中的RS232接口共有三路，分别为9线UART接口、5线UART接口和3线UART接口；其中，9线的为标准的RS232接口，5线的为带有RTS/CTS握手控制的标准RS232接口,前两者用于串口通信开发，后者3线的为DEBUG串口，用于程序下载和调试。
所述RS232/RS485接口模块中的RS485接口具有一路，由SP3485芯片扩展而出，用于串行通信开发，该接口抗干扰能力强，适合远距离、一对多的场合。
所述多媒体卡槽兼容MMC卡和SD卡，可以用SD卡开发，支持MMC协议V3.11和SDMemory Card协议V1.0，可以实现即插即用，增加了存储容量；
所述以太网接口模块具有RJ45接口,带有网络连接和传输指示灯，可通过直通网线连接到网络上，也可用交叉网线与电脑直接相连,通过网络连接指示LED灯点亮判断网络联通正常，通过网络通信指示灯闪烁判断网络正常通信。
所述供电模块包括双电源，主要由LT1963芯片和NCV1117芯片组成，这样该平台装置可以根据实际情况选择采用USB Host接口或采用外接5v电源进行双电源供电，具体由变压芯片LT1963把5v输入电压转换成3.3v或由NCV1117把5v电压转换成1.8v内核电压进行系统供电；供电模块上设置有红色电源指示灯和绿色电源指示灯，以便于通过红色电源指示灯点亮判断输入5v变压到3.3v正常，通过绿色电源指示灯点亮判断5v变压到1.8v正常。所述RS232/RS485接口模块主要由SP3232芯片和SP3485芯片组成；所述音频接口模块的核心采用立体声D/A转换芯片CS4334，其采用IIS总线协议实现了AT91SAM9260的音频输出，用于连接耳机或者音响扬声器，此外，还把相关的引脚扩展到插排上，如不用AD接口，也可将此接口作为GPIO使用，实现了引脚的复用；所述CAN总线接口模块的核心采用MCP2515芯片，支持CAN2.0B，适用于汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网；所述I2C总线接口模块的核心采用EPROM2764芯片；所述以太网接口模块的核心采用DM919161芯片。
本发明中各模块相对独立，以便于使用者可以通过实际需要选择全部模块或部分模块进行电路的设计及项目的开发工作。该装置中外加独立的RTC，即使系统掉电也不会丢失时钟数据，这样，还可以通过跳线连接选择是使用内部时钟还是外部时钟，装置中带外加独立的看门狗芯片，最长复位时间为1.6S，CPU通过所带的GPIO口来控制看门狗芯片的开关及喂狗程序。本装置不仅包含AT91SAM9260作为主芯片，还扩展了丰富的外围接口和配备了不同类型的存储芯片，采用多种不同电压进行供电，其方便教学、科研和产品的开发，还具有成本低、开发容易、通用性强的优点。
本发明系统程序运行流程如下：
1、搭建好硬件平台环境，使计算机和本装置进行通信相连。
2、软件工具采用ADS：全称是ARM Developer Suite，是ARM公司推出的ARM集成开发工具，用户在该软件下完成编辑、编译、控制调试过程，使用SAM-ICE/Smart-ICE下载和调试程序；
也可以通过Atmel公司推出的一款Flash烧写工具“SAM-BA”下载代码到SRAM中运行。
以上对本发明的具体实施方式进行了描述，但本发明并不限于以上描述。对于本领域的技术人员而言，任何对本技术方案的同等修改和替代都是在本发明的范围之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种基于ARM9260的开发平台装置，包括核心处理模块和供电模块，所述核心处理模块为ARM9260芯片，所述供电模块为核心处理模块提供供电；其特征在于，还包括LCD接口模块、以太网接口模块、JTAG接口模块、多媒体卡槽、I2C总线接口模块、CAN总线接口模块、RTC模块、音频接口模块、看门狗模块、USB接口模块、RS232/RS485接口模块、LED接口模块、按键模块、存储模块和GPIO接口模块；
所述LCD接口模块与核心处理模块连接，用于提供LCD设备的输出接口；
所述以太网接口模块与核心处理模块连接，用于建立核心处理模块与外部网络或设备的交互通信；
所述JTAG接口模块与核心处理模块连接，用于在线调试和仿真；
所述这多媒体卡槽与核心处理模块连接，用于实现外部存储卡与核心处理模块的交互通信；
所述I2C总线接口模块与核心处理模块连接，用于建立外部带I2C总线接口的设备与核心处理模块的交互通信；
所述CAN总线接口模块与核心处理模块连接，用于建立外部带CAN总线接口的设备与核心处理模块的交互通信；
所述RTC模块与核心处理模块连接，用于提供实时时钟；
所述音频接口模块与核心处理模块连接，用于输出音频信号给外部音频设备；
所述看门狗模块与核心处理模块连接，用于运行的程序出现问题后的重启操作；
所述USB接口模块与核心处理模块连接，用于提供输入输出接口，用于对核心处理模块提供供电；
所述RS232/RS485接口模块与核心处理模块连接，用于建立核心处理模块与外接RS232/RS485协议的通信设备的通信连接；
所述LED接口模块与核心处理模块连接，用于提供LED设备的输出接口；
所述按键模块与核心处理模块连接，用于控制核心处理模块的复位操作；
所述存储模块与核心处理模块连接，用于进行数据的存储和读出；
所述GPIO接口模块与核心处理模块连接，用于提供通用可编程I/O端口，以实现引脚的充分利用和复用。
2.根据权利要求1所述的一种基于ARM9260的开发平台装置，其特征在于，所述存储模块包括SDRAM芯片、NAND FLASH芯片和DATA FLASH芯片。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于ARM9260的开发平台装置，其特征在于，所述RS232/RS485接口模块中的RS232接口共有三路，分别为9线UART接口、5线UART接口和3线UART接口；所述RS232/RS485接口模块中的RS485接口具有一路。
4.根据权利要求3所述的一种基于ARM9260的开发平台装置，其特征在于，所述多媒体卡槽兼容MMC卡和SD卡。
5.根据权利要求4所述的一种基于ARM9260的开发平台装置，其特征在于，所述以太网接口模块具有RJ45接口。
6.根据权利要求5所述的一种基于ARM9260的开发平台装置，其特征在于，所述供电模块主要由LT1963芯片和NCV1117芯片组成；所述RS232/RS485接口模块主要由SP3232芯片和SP3485芯片组成；所述音频接口模块的核心采用立体声D/A转换芯片CS4334；所述CAN总线接口模块的核心采用MCP2515芯片；所述I2C总线接口模块的核心采用EPROM2764芯片；所述以太网接口模块的核心采用DM919161芯片；所述按键模块的核心采用MAX811芯片。
7.根据权利要求6所述的一种基于ARM9260的开发平台装置，其特征在于，所述NANDFLASH芯片的型号为K9F2G08UXA，DATA FLASH芯片的型号为AT45DB321D。
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