摘 要

随着计算机技术、电子技术等的快速发展，嵌入式系统在军事、工业、网络、消费等领域得到了广泛的应用，以嵌入式系统为基础的智能化产品时刻影响着人们的生产生活，因此，作为嵌入式系统的基础，认真研究嵌入式系统最底层的开发与实现，对于嵌入式系统整体的开发具有很重要的意义。

论文主要研究了基于ARM的嵌入式最小系统的设计方法，采用了ARM7系列的一款芯片LPC2103，搭建最小系统所需的硬件环境，主要包括电源模块、时钟模块、复位模块、调试模块等。在KEIL MDK环境下移植µC/OS-II操作系统，在系统上编写简单的流水灯程序。本次毕业设计完成了基于LPC2103的最小系统硬件环境的设计与实现，以及µC/OS-II操作系统的移植，还有能在µC/OS-II操作系统上运行的流水灯程序，达到了应有的效果。

关键词：LPC2103；µC/OS-II；嵌入式实时操作系统

Abstract

With the rapid development of computer technology, electronic technology, embedded system in military, industrial, networking, consumer and other fields has been widely used, intelligent product based on the embedded system always affects people's production and life, therefore, as the basis for embedded systems, it is very important significance for the development of the embedded system as a whole to study the bottom of the development and implementation of embedded systems carefully.

Thesis mainly studied the design method of embedded minimum system based on ARM, and adopted a chip LPC2103 of the ARM7 series, then build the minimum system hardware environment required, mainly including power supply module, clock module, reset module, debugging module, etc. In the KEIL MDK environment transplanted μC/OS - II operating system, and wrote simple water lamp program on the system. The graduation design completed the design and implementation of the hardware environment of the minimum system based on LPC2103, and the transplantation of the μC/OS - II operating system, also written the flowing water lamp program in μC/OS - II operating system, and achieved the desired effect.

Key Words: LPC2103；μC / SO-II； embedded real-time operating system

目录

第1章 绪论 1

1.1嵌入式系统简介 1

1.1.1嵌入式系统现状 1

1.1.2嵌入式系统组成 3

1.1.3嵌入式系统发展趋势 4

第2章 最小系统的设计 6

2.1最小系统构成 6

2.2 LPC2103芯片介绍 7

2.3最小系统模块功能介绍 9

2.3.1电源模块 9

2.3.2时钟模块 10

2.3.3复位模块 10

2.3.4调试模块 11

2.4 最小系统软硬件开发环境及操作系统 12

2.4.1 Altium designer硬件开发环境 12

2.4.2 KEIL MDK 软件开发环境 13

2.5 µC/OS-II操作系统 14

2.5.1 µC/OS-II操作系统发展 14

2.5.2 µC/OS-II操作系统特点 14

2.5.3 µC/OS-II的工作流程 15

2.5.4 µC/OS-II操作系统移植 15

2.5.5 µC/OS-II的文件体系结构 17

第3章 最小系统的实现 18

3.1硬件电路的实现 18

3.2 软件的实现 19

3.3 系统调试与实现 20

第4章 总结与展望 21

4.1总结 21

4.2展望 21

参考文献 22

附录A 23

致谢 24

第1章 绪论

1.1嵌入式系统简介

1.1.1嵌入式系统现状

嵌入式系统是指被嵌入了某种特定的软件和硬件的系统，它可以实现自动化控制、智能控制等等，方便人们对一些机器、装置等设备进行管理控制。对于嵌入式,不同的人有不同的理解和解释，但是嵌入式系统的主要定义特征是，首先它是一个非通用计算机系统，即专业计算机系统，以应用为目的，使用计算机技术，软件和硬件可根据需要进行裁剪，而且作为应用系统时对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面要求非常高 ^[1]。人们现在的生活中很多带有数字接口的产品，比如电子表、智能手机、电磁炉、微波炉、录像机、汽车、电视、笔记本等，它们都应用了一些嵌入式系统，有一些嵌入式系统甚至应用了某些操作系统，但大多数嵌入式系统都只是用一些程序来实现相应的功能。

在人们生活中的各个方面都能看到嵌入式系统身影，嵌入式系统快速地发展着,它所涉及的领域关系着每个人每家每户，甚至到整个社会。嵌入式系统的应用大到军事、航空航天领域，小到家电、玩具等消费类电子产品领域^[2]。以消费类电子产品为例，日常家用产品如冰箱、洗衣机、空调等家电产品,它的发展将趋于智能化、网络化。个人消费类产品如手机、电脑、电子书、平板等.其中,近年来发展最为迅猛的嵌入式行业要数以手机为代表的移动终端产品行业。现如今智能手机已经大规模普及，手机除了具备原有的最基本的通话功能之外，还集成个人数字助理(PDA)、数码相机、游戏机、视频等功能。相信随着未来相关领域的发展，也将促进嵌入式系统的产品在提高工业生产率、加速自动化进程等方面作用，同时也将渗透到各行业的技术改造中。未来智能家居将会成为嵌入式系统的重要应用领域，能够对家用电器进行实时进行远程控制和智能管理，这将会给人们的生活更多的便利和安全^[3]。所以研究和掌握嵌入式系统的设计方法就是给未来的生产生活打下坚实的基础。

ARM是Advanced RISC Machines的缩写,是英国的一家ARM设计公司设计的。ARM公司只设计芯片，但是他们不自己生产,他们把设计出来的芯片卖给生产厂家。全球有很多芯片生产厂家都生产ARM设计的通用芯片或者是使用他们在ARM嵌入式方面的技术如TI、Motorola、Intel、NS、Atmel、Philips、NEC、SAMSUNG和LINKUP等公司都或多或少的使用了ARM公司的技术。目前ARM公司设计出来的芯片在很多领域都得到了应用，比如通信系统、生物医学系统、个人数字助理、定位系统、网络、消费电子产品、工业控制与工业自动化系统等等^[4]。在2001年, ARM处理器一年的产量年超过了5个亿,在整个市场中占据的份额超过75%^[5],在业界遥遥领先。慢慢地，国外的嵌入式系统产品进驻中国市场,如Wind River、Microsoft、QNX和Nuclear等产品，在国内进行商品化交易。后来国内开始自主研发自己的嵌入式系统软件产品，有科银(Core Tek)公司研发的嵌入式软件开发平台Delta system,它有一套自己的嵌入式实时操作系统、还有一系列开发所需的工具等；另外，还有中科院开发出的一个嵌入式操作系统Hopen ^[5]。