最近由于找到的工作是偏于嵌入式方向，因此又重新開(kāi)始學(xué)習(xí)已經(jīng)丟棄兩年的知識(shí)。新手學(xué)習(xí)知識(shí)感覺(jué)有一個(gè)通?。合矚g收集各種各樣的視頻、資料，網(wǎng)盤(pán)里收藏一大堆，但是卻從沒(méi)有打開(kāi)看過(guò)，到頭來(lái)還是個(gè)小白，只聽(tīng)說(shuō)過(guò)幾個(gè)概念，而實(shí)際卻是不知所云，這就是所謂的"學(xué)習(xí)綜合征"。而我也是其中的一員，最近痛定思痛，就準(zhǔn)備根據(jù)一套資料沉下心學(xué)習(xí)下去，不再進(jìn)入收集資料的大軍。市場(chǎng)上關(guān)于嵌入式方面的視頻或資料有很多，比如國(guó)嵌、韋東山、華清遠(yuǎn)見(jiàn)、朱有鵬等等，各有千秋但是最后還是殊途同歸，以我之見(jiàn)把其中一套吃透也算是入門(mén)，之后的成長(zhǎng)還是要靠工作中的沉淀，看源碼，做項(xiàng)目才能提高。

創(chuàng)新互聯(lián)公司堅(jiān)信：善待客戶(hù)，將會(huì)成為終身客戶(hù)。我們能堅(jiān)持多年，是因?yàn)槲覀円恢笨芍档眯刨?lài)。我們從不忽悠初訪客戶(hù)，我們用心做好本職工作，不忘初心，方得始終。10年網(wǎng)站建設(shè)經(jīng)驗(yàn)創(chuàng)新互聯(lián)公司是成都老牌網(wǎng)站營(yíng)銷(xiāo)服務(wù)商,為您提供成都做網(wǎng)站、網(wǎng)站制作、網(wǎng)站設(shè)計(jì)、H5響應(yīng)式網(wǎng)站、網(wǎng)站制作、品牌網(wǎng)站建設(shè)、微信小程序服務(wù),給眾多知名企業(yè)提供過(guò)好品質(zhì)的建站服務(wù)。

    現(xiàn)在準(zhǔn)備根據(jù)韋東山老師的視頻寫(xiě)一下自己學(xué)習(xí)的體會(huì)，這一次寫(xiě)的主要是關(guān)于如何看原理圖，主要分為以下幾個(gè)部分：GPIO和門(mén)電路，協(xié)議類(lèi)接口(UART/I2C/SPI/NAND)、內(nèi)存類(lèi)接口。

一、GPIO和門(mén)電路原理圖

   General Purpose Input Output（通用輸入/輸出）簡(jiǎn)稱(chēng)為GPIO，或總線擴(kuò)展器。通常GPIO寄存器可以分為三類(lèi)：

控制寄存器：為輸入、輸出、或其它特殊功能

數(shù)據(jù)寄存器：1或0

上拉寄存器：設(shè)置IO的輸出模式是高阻，還是帶上拉的電平輸出，或者不帶上拉的電平輸出

    上圖所示，可以配置按鍵所以對(duì)應(yīng)引腳控制寄存器為輸入功能，LED引腳為輸出功能，那么就通過(guò)按鍵控制LED燈的亮與滅。上拉(下拉)電阻是將不確定的信號(hào)通過(guò)一個(gè)電阻鉗位在高(低)電平，電阻同時(shí)起限流作用。

  上圖所示的電阻作用就是分別對(duì)應(yīng)上拉電阻，與下拉電阻。引腳輸出高電平，但由于后續(xù)電路的影響，輸出的高電平不高，就是達(dá)不到VCC，影響電路工作，所以要接上拉電阻。下拉電阻情況相反，讓芯片引腳輸出低電平，結(jié)果由于后續(xù)電路影響輸出的低電平達(dá)不到GND，所以接個(gè)下拉電阻。

  門(mén)電路用以實(shí)現(xiàn)基本邏輯運(yùn)算和復(fù)合邏輯運(yùn)算的單元電路。常用的門(mén)電路在邏輯功能上有與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)、與非門(mén)、或非門(mén)、與或非門(mén)、異或門(mén)等幾種。如下圖所示：

二、協(xié)議類(lèi)接口

   協(xié)議類(lèi)接口電路分為兩個(gè)方面：硬件電路的搭建與引腳工作的時(shí)序。協(xié)議類(lèi)接口主要實(shí)在兩個(gè)設(shè)備之間進(jìn)行通信，類(lèi)比兩個(gè)人的對(duì)話(huà)，就要解決兩個(gè)問(wèn)題：

1、你說(shuō)的話(huà)別人要能聽(tīng)懂(兩個(gè)設(shè)備之間約定好相同的信號(hào)協(xié)議)

2、雙方說(shuō)話(huà)的語(yǔ)速不能太快，要不然別人反應(yīng)不過(guò)來(lái)(雙方滿(mǎn)足相同的時(shí)序要求)

•   UART

  這里以UART、I2C、SPI、NAND Flash四個(gè)個(gè)通信協(xié)議說(shuō)明協(xié)議類(lèi)接口的硬件原理圖與時(shí)序圖。通用異步收發(fā)傳輸器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)，通常稱(chēng)作UART，是一種異步收發(fā)傳輸器，是電腦硬件的一部分。它將要傳輸?shù)馁Y料在串行通信與并行通信之間加以轉(zhuǎn)換。在TQ2440中串口電路如下：

  由于UART傳輸過(guò)程，為了保證信號(hào)的有效性和傳輸距離，采用的是負(fù)邏輯電平，即邏輯"1"用-3~-12V表示，邏輯"0"用3~12V表示，因此2440輸出的信號(hào)需要進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，上圖即為電壓轉(zhuǎn)換的原理圖。在UART的協(xié)議中，沒(méi)有統(tǒng)一的時(shí)鐘，依靠起始位和停止位標(biāo)識(shí)一幀數(shù)據(jù)。其幀格式起始位1位(低電平)，數(shù)據(jù)位5-8位，校驗(yàn)位0-1位，停止位有(1、1.5、2 高電平表示)幾種。

• I2C  

  I2C總線是由Philips公司開(kāi)發(fā)的一種簡(jiǎn)單、雙向二線制同步串行總線。它只需要兩根線即可在連接于總線上的器件之間傳送信息。SDA（串行數(shù)據(jù)線）和SCL（串行時(shí)鐘線）都是雙向I/O線，接口電路為開(kāi)漏輸出．需通過(guò)上拉電阻接電源VCC．當(dāng)總線空閑時(shí)．兩根線都是高電平，連接總線的外同器件都是CMOS器件，輸出級(jí)也是開(kāi)漏電路．

  在I2C總線上，發(fā)送到SDA 線上的每個(gè)字節(jié)必須為8 位，每次傳輸可以發(fā)送的字節(jié)數(shù)量不受限制。每個(gè)字節(jié)后必須跟一個(gè)響應(yīng)位。首先傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)的最高位（MSB），如果從機(jī)要完成一些其他功能后（例如一個(gè)內(nèi)部中斷服務(wù)程序）才能接收或發(fā)送下一個(gè)完整的數(shù)據(jù)字節(jié)，可以使時(shí)鐘線SCL 保持低電平，迫使主機(jī)進(jìn)入等待狀態(tài)，當(dāng)從機(jī)準(zhǔn)備好接收下一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)并釋放時(shí)鐘線SCL 后數(shù)據(jù)傳輸繼續(xù)。數(shù)據(jù)傳輸?shù)拈_(kāi)始條件為：時(shí)鐘保持高電平時(shí)，數(shù)據(jù)由高電平變?yōu)榈碗娖?；結(jié)束條件為：時(shí)鐘保持高電平時(shí)，數(shù)據(jù)由低電平變?yōu)楦唠娖健?/p>

  其數(shù)據(jù)傳輸格式為：

• SPI

  SPI是串行外設(shè)接口（Serial Peripheral Interface）的縮寫(xiě)。SPI，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線，并且在芯片的管腳上只占用四根線，節(jié)約了芯片的管腳，同時(shí)為PCB的布局上節(jié)省空間，提供方便，正是出于這種簡(jiǎn)單易用的特性，如今越來(lái)越多的芯片集成了這種通信協(xié)議，比如AT91RM9200。在TQ2440中，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)引出SPI總線的外設(shè)接口，但是查看2440芯片手冊(cè)可以知道，該芯片支持4中SPI工作方式。其總線構(gòu)成可以用下圖表示：

  各引腳表示的含義為：1）MOSI – Master數(shù)據(jù)輸出,Slave數(shù)據(jù)輸入  2）MISO – Master數(shù)據(jù)輸入,Slave數(shù)據(jù)輸出  3）SCK  – 時(shí)鐘信號(hào),由Master產(chǎn)生  4）/CS  – Slave使能信號(hào),由Master控制。

  SPI接口在Master控制下產(chǎn)生的從器件使能信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)，兩個(gè)雙向移位寄存器按位傳輸進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，傳輸數(shù)據(jù)高位在前，低位在后（MSB first）。如上圖所示，在SCK的下降沿上數(shù)據(jù)改變，上升沿一位數(shù)據(jù)被存入移位寄存器。

• NAND Flash

  Nand-flash存儲(chǔ)器是flash存儲(chǔ)器的一種，NAND結(jié)構(gòu)能提供極高的單元密度，可以達(dá)到高存儲(chǔ)密度，并且寫(xiě)入和擦除的速度也很快。下圖為一塊NAND Flash芯片，除去不用引腳與電源引腳外，主要有數(shù)據(jù)引腳線、片選、寫(xiě)、讀等引腳，個(gè)引腳功能可從芯片手冊(cè)上查到。

  在Nand Flash芯片，一塊芯片稱(chēng)為一個(gè)device，一個(gè)device又可以分為多個(gè)Block，一個(gè)Block可以分為多頁(yè)，因此要讀取指定區(qū)域的數(shù)據(jù)時(shí)，要分多次傳輸?shù)刂贰?/p>

  以上介紹了四個(gè)協(xié)議類(lèi)接口，其具體的使用與編程在以后再作總結(jié)。

三、內(nèi)存類(lèi)接口

  內(nèi)存類(lèi)接口主要有SDRAM、NOR Flash等芯片，這類(lèi)芯片信號(hào)傳輸可以分為片選、地址信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)三大類(lèi)。對(duì)于這類(lèi)設(shè)備的訪問(wèn)，首先選定其片選信號(hào)，其次確定地址，在讀取數(shù)據(jù)。在2440中，其內(nèi)存控制分為8個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域?yàn)?28M，下圖為T(mén)Q2440中，sdram的電路圖，這是由兩塊16位的SDROM組成一個(gè)32位SDROM。由圖可以知道其片選信號(hào)接到2440的nGCS6,在2440的內(nèi)存映射圖中nGCS6的起始地址為0x30000000，這也是為什么我們剛開(kāi)始學(xué)習(xí)ARM裸機(jī)編程時(shí)，老師讓我們將程序燒錄到0x30000000。在圖中，地址線接到2440的ADD2-ADD14，而沒(méi)有接ADD1、ADD0那是因?yàn)椋?440的字寬為32位，即4個(gè)字節(jié)，最少讀取數(shù)據(jù)與寫(xiě)入數(shù)據(jù)的單元為4個(gè)字節(jié)。那么,想要處理一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)也是只有先取出4個(gè)字節(jié)，再?gòu)闹胁鸪枰臄?shù)據(jù)，處理的數(shù)據(jù)必然是4的整數(shù)倍，因此最低兩位地址線可以不接。

  2440中內(nèi)存地址映射圖。