第一篇：嵌入式系統設計的最后知識點總結

系統概念

1、嵌入式系統的定義？

以應用為中心、以計算機技術為基礎、軟硬件可裁剪、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴格要求的專用計算機系統。“嵌入”、“專用”、“計算機”

2、嵌入式系統的軟、硬件組成？以及主要特點？

軟件：從底層到上層：bootloader等系統初始化引導程序、設備驅動層（包括驅動程序、板級支持包BSP等）、操作系統、用戶應用程序。（底層為上層提供服務）開發軟件：即集成開發環境（asemmbler&&compiler&&linker&&debugger&&loader）硬件組成：核心板+外圍板+外設(核心板：微控制器（CPU和外設接口、外設控制器）、電源、時鐘、復位、SDRAM、flash。外圍板面向外圍設備，一般是引腳的集合、電平轉換電路。外圍設備。)，當然也可以將核心板和外圍板放在一起。

硬件特點：通常由嵌入式處理器和嵌入式外圍設備組成，高度集成，常采用SOC設計方法，對功耗、體積等有嚴格要求，定制性決定了它的可裁剪性，沒有像計算機領域的壟斷，解決方案不唯一。

軟件特點：采用交叉開發方式，系統軟件層次分明，操作系統為用戶程序提供標準API，提供圖形接口和文件系統。用戶調用系統服務，系統調用設備驅動從而操縱硬件。

3、嵌入式系統產品設計的基本流程？

需求分析

功能性需求是系統的基本功能，如輸入輸出信號、操作方式等；

非功能性需求包括系統性能、成本、功耗、體積、重量等因素。規格說明

精確地反映客戶的需求并且作為設計時必須明確遵循的要求。體系結構設計

描述系統如何實現所述的功能和非功能需求，包括對硬件、軟件和執行裝置的功能劃分以及系統的軟件、硬件選型等。

軟硬件設計

基于體系結構，對系統的軟件、硬件進行詳細設計。系統集成

把系統的軟件、硬件和執行裝置集成在一起，進行調試，發現并改進單元設計過程中的錯誤。系統測試

對設計好的系統進行測試，看其是否滿足規格說明書中給定的功能要求。

4、處理器及操作系統的選型主要考慮哪些方面？

① 操作系統本身所提供的開發工具。② 操作系統向硬件接口移植難度。

③ 操作系統的內存要求。④ 開發人員是否熟悉此操作系統及其提供的系統API。⑤ 操作系統是否提供硬件的驅動程序，如網卡驅動程序等。⑥ 操作系統的是否具有可剪裁性。⑦ 操作系統是否具有實時性能。

5、交叉開發、交叉開發環境？為何需要交叉開發環境？ 在一臺通用計算機（宿主機）上進行軟件的編輯編譯，然后下載到嵌入式設備（目標機）中運行調試的開發方式

交叉開發環境一般由運行于宿主機上的交叉開發軟件（assembler&&compiler&&linker&&debugger&&loader）、宿主機到目標機的調試通道組成 需要交叉開發環境是因為目標機一般對體積、功耗等有嚴格限制，資源也面向應用，較為緊張，要求僅僅能流暢運行代碼即可，而將用戶開發軟件（包括各種庫、工具）放置在主機上，而且現在的集成開發環境提供了各種修改好的功能庫，用起來也方便。

6、嵌入式集成開發環境的主要功能？

這是由其組成決定的。Assembler將.c源代碼匯編，compiler形成目標文件，linker根據鏈接描述文件將各個目標代碼鏈接定位生成可執行代碼。Debugger有些交叉開發工具提供了仿真調試通道。Loader可以將目標文件燒錄進設備中（有時需要內部引導代碼的配合）

7、嵌入式Linux 開發主要流程？

搭建開發環境--燒寫bootloader--燒寫內核--燒寫根文件系統--燒寫應用程序。

開發環境：REDHAT－LINUX、下載相應的GCC 交叉編譯器進行安裝、配置開發主機（配置MINICOM和配置網絡，MINICOM 軟件的作用是作為調試嵌入式開發板信息輸出的監視器和鍵盤輸入的工具，配置網絡主要是配置IP地址、NFS 網絡文件系統，需要關閉防火墻）

燒寫bootloader 下載一些公開源代碼的BOOTLOADER根據自己具體芯片進行移植修改。下載時，有些芯片沒有內置引導裝載程序，比如三星的ARM7、ARM9 系列芯片，這樣就需要編寫燒寫開發板上flash 的燒寫程序。

或者網絡上有免費下載的WINDOWS 下通過JTAG 并口簡易仿真器燒寫ARM 外圍flash 芯片的程序。也有LINUX 下公開源代碼的J-FLASH 程序。

下載內核

如果有專門針對你所使用的CPU 移植好的LINUX 操作系統那是再好不過，下載后再添加自己的特定硬件的驅動程序，進行調試修改。下載根文件系統

從www.tmdps.cnplete...*/

OSIntExitY

= OSUnMapTbl[OSRdyGrp];

/*...and not locked.*/

OSPrioHighRdy

=

(INT8U)((OSIntExitY

<<

3)

+ OSUnMapTbl[OSRdyTbl[OSIntExitY]]);

if(OSPrioHighRdy!= OSPrioCur){

/* No Ctx Sw if current task is highest rdy

*/

OSTCBHighRdy = OSTCBPrioTbl[OSPrioHighRdy];//找就緒態的最高優先級，并找到相應TCB。

OSCtxIntCtr++;

/* Keep track of the number of context switches */

OSIntCtxSw();

//調用中斷級的任務調度函數

/* Perform interrupt level context switch

*/

}

}

OS_EXIT_CRITICAL();}

中斷級任務切換函數

執行出棧指令之后還用中斷返回指令？沒有包含關系？模式（代碼分析）？

OSIntCtxSw;post FIQ Context switcher.This is called from OSIntExit when a hooked ISR;wants to return in the context of another task.We load the new tasks context;(from OSPrioHighRdy)and do the return from interrupt.;;Get pointer to stack where ISR_FiqHandler saved interrupted context

;ISR entry only saves

找到異常模式堆棧，它只保存了.first seven regs and LR

#16？

add

r7, sp, #16

;save pointer to register file(point to r0)LDR

sp, =IRQStack;FIQ_STACK;test to del it意義？

;Change ARM CPU to SVC mode for stack operations.將CPU切換至管理模式，以操作不同模式的堆棧。

;This gets the CPU off the interrupt stack and back to the

;interrupted task's stack, which is the one we want to alter.;mrs

r1, SPSR

;get suspended PSR orr

r1, r1, #0xC0

;disable IRQ, FIQ.msr

CPSR_cxsf, r1

;switch mode(shold be SVC_MODE)

;PSR, SP, LR regs are now restored to the interrupted SVC_MODE.;now set up the task's stack frame as OS_TASK_SW does...將進入IRQ異常的時候保存的上下文，從IRQ棧中賦值到SVC棧中

ldr

r0, [r7, #52]

;get IRQ's LR(tasks PC)from IRQ stack

sub

r0, r0, #4

;Actual PC address is(saved_LR-4)STMFD

sp!, {r0}

;save task PC放入管理模式棧中 STMFD

sp!, {lr}

;save LR

mov

lr, r7

;save FIQ stack ptr in LR(going to nuke r7)

ldmfd

lr!, {r0-r12}

;get saved registers from FIQ stack STMFD

sp!, {r0-r12}

;save registers on task stack

;save PSR and PSR for task on task's stack MRS

r4, CPSR

;OSPrioCur = OSPrioHighRdy

// change the current process LDR

r4, addr_OSPrioCur LDR

r5, addr_OSPrioHighRdy bic

r4, r4, #0xC0;leave interrupt bits in enabled mode STMFD

sp!, {r4} MRS

r4, SPSR STMFD

sp!, {r4}

;save task's current PSR;SPSR too

LDRB

r6, [r5] STRB

r6, [r4]

;Get preempted tasks's TCB LDR

r4, addr_OSTCBCur LDR

r5, [r4]

;store sp in preempted tasks's TCB STR

sp, [r5]

;Get new task TCB address LDR LDR LDR

r6, addr_OSTCBHighRdy

r6, [r6]

sp, [r6]

;get new task's stack pointer;OSTCBCur = OSTCBHighRdy STR r6, [r4]

;set new current task TCB address

LDMFD sp!, {r4} MSR

SPSR, r4 LDMFD sp!, {r4} BIC

r4,r4,#0xC0;we must exit to new task with ints enabled MSR

CPSR, r4

LDMFD

sp!, {r0-r12, lr, pc}

時鐘節拍中斷服務子程序

Void OSTickISR(void){

保存處理器寄存器的值；

調用OSIntEnter(),或是將OSIntNesting加1

if(OSIntNesting==1){

OSTCBCur->OSTCBStkPtr=SP;

}

調用OSTimeTick();

功能根據鏈表遍歷每個TCB，將非零的延時值--，有減到零，若非suspend狀態，則置就緒位。

清發出中斷設備的中斷；

重新允許中斷（可選用）

調用OSIntExit();

恢復處理器寄存器的值；

執行中斷返回指令；

} 中斷節拍函數 void OSTimeTick(void){

OS_TCB *ptcb;

OSTimeTickHook();

/*OS_CFG中#define OS_CPU_HOOKS_EN

1*/

ptcb = OSTCBList;

(2)

while(ptcb->OSTCBPrio!= OS_IDLE_PRIO){

(3)

OS_ENTER_CRITICAL();

if(ptcb->OSTCBDly!= 0){

if(--ptcb->OSTCBDly == 0){

if(!(ptcb->OSTCBStat & OS_STAT_SUSPEND)){

(4)/ SUSPEND，則不能就緒，OSRdyGrp

|= ptcb->OSTCBBitY;

(5)

否則就緒到

OSRdyTbl[ptcb->OSTCBY] |= ptcb->OSTCBBitX;

} else {

ptcb->OSTCBDly = 1;

}

}

}

ptcb = ptcb->OSTCBNext;

OS_EXIT_CRITICAL();

}

OS_ENTER_CRITICAL();

(6)

OSTime++;

(7)累加從開機以來的時間，用的是一個無符號32位變量

OS_EXIT_CRITICAL();}

任務控制塊初始化函數OS_TCBInit()在創建任務時調用，它獲得TCB控制塊并對其進行初始化，并讓對應任務就緒，完成任務創建的大部分任務。

Delay（）和節拍中斷的對應關系

Delay函數是自行掛起，等待延時時間到的函數，它的功能就設置TCB中的延時值，清除自己的就緒位。而在每個節拍中斷處理函數中，會將延時值--。減到零時重新就緒。并在中斷退出時進行任務切換，有可能再次得到CPU的運行權。

若

是

第二篇：嵌入式系統相關知識點總結

嵌入式系統的定義及特點

定義：嵌入式系統是以應用為中心、以計算機技術為基礎，軟、硬件可裁剪，適應于應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等方面有特殊要求的專用計算機系統。

特點：（1）嵌入式系統是面向特定應用的。嵌入式系統中的CPU是專門為特定應用設計的，具有低功耗、體積小、集成度高等特點，能夠把通用CPU中許多由板卡完成的任務集成在芯片內部，從而有利于整個系統設計趨于小型化。

（2）嵌入式系統涉及先進的計算機技術、半導體技術、電子技術、通信和軟件等各個行業。是一個技術密集、資金密集、高度分散、不斷創新的知識集成系統。

（3）嵌入式系統的硬件和軟件都必須具備高度可定制性。

（4）嵌入式系統的生命周期相當長。嵌入式系統和具體應用有機地結合在一起，其升級換代也是和具體產品同步進行的。

（5）嵌入式系統本身并不具備在其上進行進一步開發的能力。在設計完成以后，用戶如果需要修改其中的程序功能，必須借助于一套專門的開發工具和環境。

（6）為了提高執行速度和系統可靠性，嵌入式系統中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機中，而不是存貯于磁盤等載體中。

特點也可答：1．系統內核小。2．專用性強。3．系統精簡。4．高實時性的系統軟件(OS)是嵌入式軟件的基本要求。5．嵌入式軟件開發要想走向標準化，就必須使用多任務的操作系統。6．嵌入式系統開發需要開發工具和環境。7.嵌入式系統與具體應用有機結合在一起，升級換代也是同步進行，所以具有較長的生命周期。8.為了提高運行速度和系統可靠性，嵌入式系統中的軟件一般都固化在存儲器芯片中。

操作系統在嵌入式系統中所起的作用（四個）

嵌入式操作系統（嵌入式linux學習）的功能

嵌入式操作系統除具備了一般操作系統（嵌入式linux系統）最基本的功能，如任務調度、同步機制、中斷處理、文件處理等外，還有以下兩個方面的功能：

1.構成一個易于編程的虛擬機平臺

嵌入式操作系統構成一個虛擬機平臺，EOS把底層的硬件細節封裝起來，為運行在它上面的軟件(如中間件軟件和各種應用軟件)提供了一個抽象的編程接口。軟件開發在這個編程接口的上進行，而不直接與機器硬件層打交道。

2.系統資源的管理者

嵌入式操作系統是一個系統資源的管理者，負責管理系統當中的各種軟硬件資源，如處理器、內存、各種I/O設備、文件和數據等，使得整個系統能夠高效、可靠地運轉。

嵌入式操作系統負責嵌入式系統的全部軟、硬件資源的分配、調度、控制、協調并發活動。它必須體現其所在系統的特征，能夠通過裝卸某些模塊來達到系統所要求的功能。

嵌入式操作系統是嵌入式系統應用的核心.嵌入式操作系統，大大地提高了嵌入式系統硬件工作效率，并為應用軟件開發提供了極大的便利。

操作系統的作用主要體現在兩方面：

1．屏蔽硬件物理特性和操作細節，為用戶使用計算機提供了便利 2．有效管理系統資源，提高系統資源使用效率

Linux與嵌入式使用的uclinux操作系統的關系

Linux與UNIX系統兼容，開放源代碼。現在廣泛應用于服務器領域。而更大的影響在于它正逐漸的應用于嵌入式設備。uClinux正是在這種氛圍下產生的。所以uClinux就是Micro-Control-Linux，字面上的理解就是“針對微控制領域而設計的Linux系統”。

uClinux是針對控制領域的嵌入式linux操作系統，它從Linux 2.0/2.4內核派生而來，沿襲了主流Linux的絕大部分特性。uClinux同標準Linux的最大區別就在于內存管理。標準Linux是針對有MMU的處理器設計的。在這種處理器上，虛擬地址被送到MMU，MMU把虛擬地址映射為物理地址。通過賦予每個任務不同的虛擬—物理地址轉換映射，支持不同任務之間的保護。對于uCLinux來說，其設計針對沒有MMU的處理器，不能使用處理器的虛擬內存管理技術，仍然采用存儲器的分頁管理。

什么是內核？

內核是操作系統最基本的部分。它是為眾多應用程序提供對計算機硬件的安全訪問的一部分軟件，這種訪問是有限的，并且內核決定一個程序在什么時候對某部分硬件操作多長時間。內核，是一個操作系統的核心。是基于硬件的第一層軟件擴充，提供操作系統的最基本的功能，是操作系統工作的基礎，它負責管理系統的進程、內存、設備驅動程序、文件和網絡系統，決定著系統的性能和穩定性。

什么是Bootlonder? 答案一搜狗百科：啟動程序（英語：boot loader，也稱啟動加載器，引導程序）位于電腦或其他計算機應用上，是指引導操作系統啟動的程序。引導程序啟動方式及程序視應用機型種類而不同。BIOS開機完成后，bootloader就接手初始化硬件設備、創建存儲器空間的映射，以便為操作系統內核準備好正確的軟硬件環境。BootLoader是依賴于硬件而實現的，特別是在嵌入式領域，為嵌入式系統建立一個通用的BootLoader是很困難的。

答案二百度百科：Boot Loader 是在操作系統內核運行之前運行的一段小程序。通過這段小程序，我們可以初始化硬件設備、建立內存空間的映射圖，從而將系統的軟硬件環境帶到一個合適的狀態，以便為最終調用操作系統內核準備好正確的環境。通常，Boot Loader 是嚴重地依賴于硬件而實現的，特別是在嵌入式世界。因此，在嵌入式世界里建立一個通用的 Boot Loader 幾乎是不可能的。盡管如此，我們仍然可以對 Boot Loader 歸納出一些通用的概念來，以指導用戶特定的 Boot Loader 設計與實現。

使用帶uclinux操作系統的嵌入式系統應該注意什么問題？

uClinux的內存管理

uClinux同標準Linux的最大區別就在于內存管理。對于uCLinux來說，其設計針對沒有MMU的處理器，不能使用處理器的虛擬內存管理技術，仍采用存儲器的分頁管理，系統在啟動時把實際存儲器進行分頁。在加載應用程序時程序分頁加載。這一點影響了系統工作的很多方面。

uClinux系統對于內存的訪問是直接的，所有程序中訪問的地址都是實際的物理地址。操作系統對內存空間沒有保護，各個進程實際上共享一個運行空間。由于應用程序加載時必須分配連續的地址空間，而針對不同硬件平臺的可一次成塊，分配內存大小限制是不同，所以開發人員在開發應用程序時必須考慮內存的分配情況并關注應用程序需要運行空間的大小。另外由于采用實存儲器管理策略，用戶程序同內核以及其它用戶程序在一個地址空間，程序開發時要保證不侵犯其它程序的地址空間，以使得程序不至于破壞系統的正常工作，或導致其它程序的運行異常。

從內存的訪問角度來看，開發人員的權利增大了（開發人員在編程時可以訪問任意的地址空間），但與此同時系統的安全性也大為下降。uClinux的多進程處理

uClinux沒有MMU管理存儲器，在實現多個進程時（fork調用生成子進程）需要實現數據保護。uClinux的這種多進程實現機制同它的內存管理緊密相關。uClinux針對沒有mmu處理器開發，所以被迫使用一種flat方式的內存管理模式，啟動新的應用程序時系統必須為應用程序分配存儲空間，并立即把應用程序加載到內存。缺少了MMU的內存重映射機制，uClinux必須在可執行文件加載階段對可執行文件reloc處理，使得程序執行時能夠直接使用物理內存。

編程實現五個點的中值濾波和均值濾波

clear all;t=0:0.01:1;f2=5;%生成一個正弦信號y； y1=1*sin(2*pi*f2*t);%y1=square(2*pi*f2*t);%向y中加入噪聲信號生成x;x1=y1+0.1*randn(1,101);figure(1)subplot(2,1,1);plot(t,y1,'r');title('生成一個正弦信號y');grid;legend y;subplot(2,1,2);plot(t, x1,'r');title('向y中加入噪聲信號生成x');grid;legend x;X=1:length(x1)for X=1:length(x1)z2=smooth(x1,5);%M=5時的均值濾波 end for X=1:length(x1)figure(2)plot(t,z1,'r');title('M=5時的均值濾波處理后的信號');grid;legend y;for X=1:length(x1)L2= median(x1,5);end figure(3)plot(t,L2,'r');title('M=5時的中值濾波處理后的信號');grid;legend y;

第三篇：嵌入式 知識點總結

1、嵌入式系統的特點：

(1).嵌入式系統的個性化很強，軟件系統和硬件在不同的應用中均有差異；(2).由通用計算機系統發展而來，根據應用對軟硬件進行裁剪；(3).高的可靠性，強的實用性；

(4).高的耗電量直接影響系統的成本及電源壽命；

2、什么是嵌入式系統？

嵌入式系統是以應用為中心，以計算機技術為基礎，采用可剪裁硬件，適用于對功能，可靠性，成本，體積，功耗等有嚴格要求的專用計算機系統。

3、采用RISC架構的ARM微處理器一般具有如下特點：(1).體積小、功耗低、成本低、性能高；

(2).支持Thumb(16位)/ARM(3位)雙指令集，能很好地兼容8位/16位器件；(3).大量使用寄存器，指令執行速度快；(4).大多數數據操作都在寄存器中完成；(5).尋址方式靈活簡單，執行效率高；(6).采用固定長度的指令格式；

4、嵌入式系統開發流程：

選擇嵌入式處理器（硬件平臺）---選擇嵌入式操作系統（軟件平臺）-----開發嵌入式應用軟件-----測試通過---（是）---系統測試-----開發結束

5、嵌入式系統軟件設計流程：

代碼編程（C/匯編源程序）-----交叉編譯（OBJ文件）-----交叉函數庫----交叉鏈接（系統映像文件）---（重定向與下載）---目標板----調試;

6、ARM9E處理器有獨立的指令緩存（ICACHE）和數據緩存（DCACHE）;

7、ARM9系列處理器共有37個寄存器，其中31個屬于通用寄存器，6個為ARM處理器；

8、ARM總共有7種不同的處理器模式，分別是：用戶模式，快速中斷模式，外部中斷模式，管理模式，數據訪問中止模式，未定義指令中止模式，系統模式

9、R13一般作為棧指針SP；R14被稱為連接寄存器LR，作用：一是在通過BL或者BLX指令調用子程序時存放當前子程序的返回地址；二是在發生異常時用來保存該模式基于PC的返回地址；R15是程序計數器PC，用來保存處理器取值的地址；

10、流水線技術的工作原理：

ARM7采用的是3級流水線：FETCH/DECODE/EXECUTE.此時在EXECUTE階段要完成大量的工作，包括寄存器和存儲器的讀寫操作、移位操作、ALU操作等，這導致在執行階段往往需要多個時鐘周期，從而成為系統性能的瓶頸。

ARM9采用5級流水線技術，分別是FETCH/DECODE/EXECUTE/MEMORY/WRITE.FETCH階段和之前功能相同，即從指令存儲器中取值；DECODE階段除了譯碼之外，還讀取寄存器操作數；EXECUTE階段執行運算，產生ALU運算結果或產生存儲器地址；MEMORY階段進行存儲器的讀寫操作；WRITE階段將結果寫回寄存器；

11、ARM9使用一個統一的TLB來緩存頁表信息，TLB主頁分為兩個部分：主TLB和鎖定TLB；

12、ARM總共有7種處理器異常：復位異常、未定義指令異常、軟件中斷異常、指令預取終止異常、數據訪問終止異常、外部訪問終止異常、快速中斷請求異常

13、(1).復位異常和軟件中斷異常時，處理器進入管理模式；(2).未定義指令異常時，處理器進入未定義模式；

(3).指令預取終止異常和數據訪問終止異常時，處理器進入中止模式；(4).外部中斷請求時，處理器進入外部中斷模式；(5).快速中斷請求時，處理器進入快速中斷模式； 14.ARM運行狀態：ARM狀態和Thumb狀態；ARM指令必須在ARM狀態下執行，同樣，Thumb指令也必須處于Thumb狀態下執行。

15.ARM狀態和Thumb狀態切換可以通過BX指令來實現。

16.ARM指令集有5種形式的位移操作：LSL:邏輯左移；LSR：邏輯右移；ASR:算術右移；ROR:循環右移；RRX:帶擴展的循環右移；

17.立即數并不是任意數都是合法的，在立即數尋址中，分配給立即數的空間是12位，8位用于保存一個常數，4位用于保存循環右移基數，而循環右移每次需要移動偶數位，即右移的位數是基數*2；假設常數為A，循環右移位數為N，則最后得到的立即數=A循環右移（N*2位）；

18.ARM指令的尋址方式及特點:(1)立即尋址；

(2).寄存器偏移尋址；(3).寄存器偏移尋址；(4).寄存器間接尋址；(5).基址變址尋址；(6).多寄存器尋址；

(7).堆棧尋址：滿遞增堆棧、空遞增堆棧、滿遞減堆棧、空遞減堆棧； 19.LDR和STR LDR指令：從內存讀取數據裝入寄存器； STR指令：將寄存器中的數據存入內存；

20.CDP:是協處理器數據處理指令：用來執行特定的數據操作； MCR:將ARM寄存器中的數據傳輸到協處理器寄存器中；

MRC:數據傳輸方向與MCR指令相反，它將協處理器寄存器中的數據傳送到ARM處理器寄存器中；

21.ADR:小范圍的地址讀取偽指令，主要用來讀取基于PC相對偏移的地址或基于寄存器相對偏移的地址；

LDR:大范圍偽地址讀取偽指令，用于加載32位的立即數或是一個地址值； 22.Thumb跳轉指令：

B:是Thumb指令中唯一可以條件執行的指令； BL:帶鏈接的長跳轉；

BX:指令在跳轉的同時，會選擇性的切換指令集； BLX:帶鏈接的跳轉，并選擇性的切換指令集；

23.MMU:其作用主要有2個方面：一是地址映射，負責將虛擬地址映射成物理地址；二是對地址訪問的保護和限制；提供硬件機制的內存訪問授權，大多數使用虛擬存儲器的系統都使用一種稱為分頁機制，虛擬地址空間劃分成大小相同的一組頁，每個頁有一個用來標記它的頁號，而相應的物理地址空間也被進行劃分，單位幀、頁和頁幀的大小必須相同，虛擬地址被送往MMU，MMU將虛擬地址轉化為物理地址。

24.進程調度策略可分為：“搶占式調度”和”非搶占式調度”；

25.在用戶空間中，進程是由進程標識符（PID）表示的，一個PID在進程的整個生命期間不會更改，但PID可以在進程進行銷毀后重新使用；對用戶來說，PID是唯一標識一個進程的數字值；

26.Linux進程還可以通過exec系統調用產生； 27.Linux操作系統有三種進程調度策略：(1).分時調度策略；(2).先到先服務的實時調度策略；(3).時間片輪的實時調度策略； 28.嵌入式文件系統分類：(1).基于Flash的文件系統：

JFFS2文件系統；YAFFS文件系統；Cramfs；Romfs；其他文件系統；

(2).基于RAM的文件系統： RamDisk；Ramfs/Tmpfs(3).網絡文件系統NFS 29.Boot Loader 階段一：1.基本的硬件初始化：a.屏蔽所有中斷；b.設置CPU的速度和時鐘頻率；c.RAM初始化；d.初始化LED;30.ARM-Linux內存管理原理：從兩方面入手：一是Linux內核對內存的管理（包括最重要的地址映射、內存空間的分配以及地址訪問的限制，即保護機制）；二是體系對內存管理方面的特殊性；

31.Linux虛擬內存的實現需要6種機制的支持：地址映射機制、請求頁機制、內存分配回收機制、緩存和刷新機制、交換機制和內存共享機制； 32.Linux虛擬內存實現機制間的相互關系：

地址映射機制----請求頁機制----內存分配和回收機制---交換機制----緩存和刷新機制

33．進程，又稱作任務，是一個動態的執行過程，是處于執行期的程序，進程是系統資源分配的最小單位。

34.在Linux系統中，所有的進程都是fork出來的，它們有個共同的祖先：0號進程；

35.init是內核啟動的第一個用戶級進程，也是系統的第一個真正的進程，是其他所有進程的父進程，所以init內核線程（或進程）的標識符為1，init有很多重要的任務，負責完成系統的一些初始化設置任務，以及執行系統初始化程序，init程序使用/etc/inittab作為腳本文件來創建系統中的新進程；

36.進程的銷毀通過以下三個事件驅動：正常的進程結束、信號、exit函數的調用；

37.進程調度時機可分為：主動調度和被動調度；按細分的話：(1)進程狀態轉換；(2)當前進程的時間片用完；(3)設備驅動程序；(4)進程從中斷、異常以及系統調用返回到用戶態； 38.選擇進程的依據：policy、priority、counter、rt_priority； 39.內核模塊全稱為動態可加載內核模塊，是Linux內核向外部提供的一個插口，簡稱為模塊； 40.加載模塊有兩種方法：第一種是通過insmod命令手工將module載入內核；第二種是根據需要載入module；kerneld的主要功能是module載入內核和將它卸載出內核； 41．中斷是一個流程，一般經過三個環節：中斷相應、中斷處理、中斷返回；

42.ARM-Linux的系統調用原理：系統調用的過程和中斷有類似之處，當CPU遇到自陷指令后，跳轉到內核態，操作系統首先保存當前運行的信息，然后根據系統調用號來查找相應的函數去執行，執行完了以后恢復原先保存的運行信息返回，比如通常應用程序所用的fork()函數，它是經過包裝的函數，其最終的實現是系統調用；

43.在UNIX系統下有兩種方式實現系統調用：通過經過封裝的C庫或者直接調用；

44.系統調用的過程和中斷有類似之處，當CPU遇到自陷指令后，跳轉到內核態，操作系統首先保存當前運行的信息，然后根據系統調用號查找相應的函數去執行，執行完了以后恢復原先保存的運行信息返回；通過不同的向量索引可以使CPU立即轉入不同的處理程序； 45.init進程是系統所有進程的起點，內核在完成核內參數init=XXX來設置init進程，init進程需要讀取/etc/inittab文件作為其行為指針，inittab是以行為為單位的描述性（非執行性）文本； 46.存儲文件系統的設備稱為block設備（塊設備）；

47.設備驅動的接口API都是從文件管理器API中繼承下來的，所以這些設備API都有open().close().read().write().lseek()和ioctl()等與文件API類似的接口；

48.Linux也使用文件管理器，但是它的文件管理器使用了VFS（虛擬文件系統），正是VFS讓Linux能夠支持目前多種文件系統。VFS具備訪問各種各樣的文件系統的能力，也是因為VFS在內部去適應各種不同文件系統的差異，而提供給用戶進程的是統一的文件API。49.JFFS2嵌入式文件系統原理：

首先JFFS2是一個日志結構文件系統，包含數據和元數據的節點在閃存上順序存儲。JFFS2定義了三種節點類型：JFFS2_NODETYPE_INODE, JFFS2_NODETYPE_DIRENT,JFFS2_NODETYPE_CLEANMARKER。JFFS2中I節點的信息并沒有全部存放在內存，mount操作時，會為節點建立映射表，但是這個映射表并不全部存放在內存中，存放在內存中的節點信息是一個縮小尺寸的結構體。JFFS2使用了多個級別的待回收塊隊列。JFFS2寫平衡策略是在垃圾收集中實現的，垃圾收集的時候會讀取系統時間，使用這個系統時間產生一個偽隨機數。利用這個偽隨機數結合不同的待回收鏈表選擇要進行回收的鏈表。50.JFFS2克服了JFFS中以下缺點：

(1).使用了基于哈希表的日志節點結構，大大加快了對節點的操作速度；(2).支持數據壓縮；

(3).提供了”寫平衡”支持；

(4).支持多種節點類型（數據I節點，目錄I節點等）；(5).提高了對閃存的利用率，降低了內存的消耗；

51.系統調用是操作系統內核和應用程序之間的接口，而設備驅動程序則是操作系統內核和機器硬件之間的接口；

52.Linux支持三類硬件設備：字符設備、塊設備、網絡設備； 53.Linux內核設備模型的目的和功能：

目的：設備模型提供獨立的機制表示設備，并表示其在系統中的拓撲結構，這樣使系統具有以下優點：代碼重復最小；提供如引用計數這樣的統一機制；列舉系統中所有設備，觀察其狀態，查看其連接總線；用樹的形式將全部設備結構完整、有效地展現，包括所有總線和內部連接；將設備和對應驅動聯系起來，將設備按照類型分類；從樹的葉子向根的方向依次遍歷，確保以正確順序關閉各個設備的電源；初衷是為了節能，有助于電源管理，通過建立表示系統設備拓撲關系的樹結構，能夠在內核中實現智能的電源管理；

功能：將系統中的設備組織成層次結構，然后向用戶程序提供內核數據結構信息； 54.同步機制的分類及特點：

(1).同步鎖：適用于保持時間段的情況，可以在任何上下文使用，不可以睡眠，任何時候，只能有一個持有者；

(2).信號量：不能用在內核之外，是一種睡眠鎖，適用于鎖會被長期持有的情況，允許多個持有者；

(3).原子操作：在執行完畢前絕不會被任何其他任何或時間打斷，是最小的執行單位，主要用在資源計數上；

(4).完成事件：適用于需要睡眠和喚醒的情景，不會引起資源競爭；

55.表示字符設備的設備文件可以通過”ls-l”命令輸出的第一列中的“c”來識別，而塊設備則用“b”標識；

56.dev t是一個32位的無符號數，其高12位用來表示主設備號，低20位用來表示次設備號；

Register_chrdev_region()函數和alloc_chrdev_region()函數用于分配設備號，這兩個函數最終都會調用_register_chrdev_region()函數來注冊一組設備的編號范圍，它們的區別是后者是以動態的方式分配的，unregister_chrdev_region()函數則用于釋放設備號。Alloc_chrdev_region()函數用于動態申請設備號范圍，通過指針參數返回實際分配的起始設備號；

Dev_ti_rdev:對于設備文件而言，此成員包含實際的設備號； Struct cdev *i_cdev:字符設備在內核中是用cdev結構來表示的，此成員是指想cdev結構的指針；

57.I/O接口是微控制器必須具備的最基本外設功能。通常在ARM里，所有I/O都是通用的，稱為GPIO（通用輸入輸出）；GPIO接口一般至少會有兩個寄存器，即控制寄存器和數據寄存器；

58.同步外設接口是由摩托羅拉公司推出的一種高速的、全雙工、同步的串行總線； 59.SPI的工作模式有兩種：主模式和從模式；

60．字符設備以字節為單位進行讀寫，而塊設備則以塊為單位，塊設備的I/O請求都有對應的緩沖區并使用了請求隊列對請求進行管理，塊設備還支持隨機訪問，而字符設備只能順序訪問。Linux中每一個塊設備里請求都有一個I/O請求隊列，每個請求隊列都有調度器的插口。

61.Bio是底層對部分塊設備的I/O請求描述，其包含了驅動程序執行請求所需的全部信息，通常一個I/O請求對應一個bio。I/O調度器可將聯系的bio合并成一個請求。

62.MMC/SD卡驅動結構：a.文件結構；b.塊設備驅動；c.MMC/SD核心；d.MMC/SD接口；

第四篇：嵌入式系統設計報告

嵌入式系統設計實驗報告

班 級：學 號：姓 名：成 績：指導教師：

20090612 2009112107 侯金鐘 武俊鵬、劉書勇 1.實驗一

1.1 實驗名稱

嵌入式系統硬件開發環境

1.2 實驗目的

1．熟悉UP-net3000實驗平臺。

2.超級終端設置及BIOS 功能使用。

1.3 實驗環境

硬件：ARM 嵌入式開發平臺、用于ARM7TDMI 的JTAG 仿真器、PC 機Pentium100 以 上、串口線。

軟件：PC 機操作系統win98、Win2000 或WinXP、ARM SDT 2.51 或ADS1.2 集成開發 環境、仿真器驅動程序、超級終端通訊程序。

1.4 實驗內容及要求

熟悉UP-net3000實驗平臺的硬件電路和外設，ARM JTAG的安裝和使用，利用超級終端檢驗外設的工作狀態。

1.5 實驗設計與實驗步驟

１．建立工程

（1）運行ARM SDT 2.5 集成開發環境（ARM Project Manager）.（2）在新建的工程中，如圖1A-2 所示，選中工程樹的“根部”。

（3）因為開發板上的嵌入式處理器ARM7TDMI 沒有浮點處理器，所以，如圖1A-3 所

示，在彈出的對話框中設置Floating Point Processor 為none，并保持其他的設置不變。（4）選中工程樹的“根部”，通過菜單Project | Tool Configuration for work1.apj | asmlink | Set，對整個工程的連接方式進行設置。（5）在彈出的對話框中，選中Entry and Base 標簽，如圖1A-4 所示，設置連接的Read-Only（只讀）和Read-Write（讀寫）地址。

（6）選擇Linker Configuration 的ImageLayout 標簽，（7）選擇Project | Edit Project Tamplete 菜單，彈出Project Template Editor 對話框。

（8）選擇Project | Edit Variables for work1.apj，彈出Edit Variables for work1.apj 對話框。

2．進行程序的在線仿真、調試

1.6 實驗過程與分析

熟悉UP-net3000實驗平臺的硬件電路和外設，安裝了ARM JTAG，利用超級終端檢驗了外設的工作狀態。

1.7 實驗結果總結

軟件安裝成功，結果顯示正常。

1.8 心得體會

通過此次試驗，我對ARM的環境的功能有一定的了解與完善。對試驗臺有了基本的認識與使用。

2.實驗二

2.1 實驗名稱

嵌入式系統軟件開發環境

2.2 實驗目的

1.熟悉ADS1.2 開發環境，學會ARM 仿真器的使用。

2.使用ADS 編譯、下載、調試并跟蹤一段已有的程序，了解嵌入式開發的基本思想和過程。

2.3 實驗環境

硬件：ARM 嵌入式開發平臺、用于ARM7TDMI 的JTAG 仿真器、PC 機Pentium100 以 上、串口線。

軟件：PC 機操作系統win98、Win2000 或WinXP、ARM SDT 2.51 或ADS1.2 集成開發 環境、仿真器驅動程序、超級終端通訊程序。

2.4 實驗內容及要求

本次實驗使用ADS 集成開發環境。新建一個簡單的工程文件，并編譯這個工程文件。學習ARM 仿真器的使用和開發環境的設置。下載已經編譯好的文件到嵌入式控制器中運行。學會在程序中設置斷點，觀察系統內存和變量。

2.5 實驗設計與實驗步驟

（1）運行ADS1.2 集成開發環境（CodeWarrior for ARM Developer Suite）。

（2）在新建的工程中，選擇Debug 版本，使用Edit | Debug Settings菜單對Debug 版本進行參數設置。（3）在Debug Settings 對話框中選擇Target Settings 項。在Post-linker一欄中選擇ARM from ELF。

（4）在Debug Settings 對話框中選擇ARM Linker 項

（5）在第四步中如果選擇簡單的地址連接設置，在Debug Settings 對話框中選擇ARM Linker 項

（6）回到的工程窗口中，選擇Release 版本，使用Edit | Release Settings 菜單對Release 版本進行參數設置。（7）參照第（3）、（4）、（5）、（6）步在Release Settings 對話框中設置Release版本的Post-linker、連接地址范圍、入口模塊和輸出文件。（8）回到如圖1B-3 所示的工程窗口中，選擇Targets 選項卡，如圖1B-11 所示。選中DebugRel 版本，按Del 鍵將其刪除。DebugRel 子樹是一個折衷版本，通常用不到，所以在這里刪除。

2.6 實驗過程與分析

1）回到工程窗口選中Debug 版本，執行菜單Project | Make 對工程進行編譯連接。（2）在ADS 中執行菜單Project | Debug 啟動ADS1.2 的調試工具AXD。（3）在AXD 中執行菜單Options | Configure Target 對AXD 進行設置。（4）點Select 按鈕選擇遠程連接為ARM ethernet driver，點Configure 按鈕輸入仿真器的IP 地址。

（5）等待程序裝載完畢以后，通過Execute | Go 菜單以及Execute | Stop（或者工具欄中的相應按鈕）運行或暫停程序。程序暫停后在窗口中將顯示出程序暫停的位置。（6）通過Execute | Step 菜單（或者工具欄中的相應按鈕）可以單步運行程序。

（7）程序停止后可以通過Processor Views | Sources 菜單查看源文件，并可在適當位置按F9 設置端點。

（8）使用在Processor View 菜單下的Registers、Variables 和Memory 命令可以查看工作寄存器或者內存變量。讀者可以逐一地嘗試，為以后調試程序打下基礎。

2.7 實驗結果總結

超級終端輸出“Hello World!”。

2.8 心得體會

基本了解了ADS1.2的配置條件，學會了ARM仿真器的使用方法。

3.實驗三

3.1 實驗名稱

鍵盤及LED實驗

3.2 實驗目的

1．學習鍵盤及LED 驅動原理。

2．掌握ZLG7289芯片串行接口的使用方法，用ZLG7289芯片驅動17鍵的鍵盤和8個共陰極LED。

3.3 實驗環境

硬件：ARM 嵌入式開發平臺、用于ARM7TDMI 的JTAG 仿真器、PC 機Pentium100 以 上、串口線。

軟件：PC 機操作系統win98、Win2000 或WinXP、ARM SDT 2.51 或ADS1.2 集成開發 環境、仿真器驅動程序、超級終端通訊程序。

3.4 實驗內容及要求

通過ZLG7289芯片驅動17鍵的鍵盤和8個共陰極LED，將按鍵值在LED上顯示出來。要求從右至左循環顯示至少四位數字。

基本功能實現之后可考慮實現從左至右顯示四位及四位以上數字（最大八位），并可設置清零鍵等擴展功能。

3.5 實驗設計與實驗步驟

利用所給的基礎代碼進行調試，觀察輸出結果，結合指導書和教材掌握基本原理和源代碼的編寫方式。根據實驗的要求設計函數流程，并反復調試，實現功能。1．新建工程，將“Exp3 鍵盤及LED 驅動實驗”中的文件添加到工程。2．定義ZLG7289 寄存器（ZLG7289.h）

#define ZLG7289_CS(0x20)//GPB5 #define ZLG7289_KEY(0x10)//GPG4 #define ZLG7289_ENABLE()do{ZLG7289SIOBand=rSBRDR;ZLG7289SIOCtrl=rSIOCON;rSIOCON=0x31;rSBRDR=0xff;rPDATB&=(~ZLG7289_CS);}while(0)#define ZLG7289_DISABLE()do{rPDATB|=ZLG7289_CS;rSBRDR=ZLG7289SIOBand;rSIOCON=ZLG7289SIOCtrl;}while(0)3.編寫ZLG7289 驅動函數（ZLG7289.c）4．定義鍵盤映射表：（Keyboard16.c）

unsigned char KeyBoard_Map[]= {4,8,11,0,0,0,0,0,5,9,12,15,1,0,0,0,6,10,13,16,2,3,0,0,7,0,14,0,0,0,0,0,0 ,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};//64 鍵值映射表，通過查找鍵盤映射表來確定鍵盤掃描碼對應的按鍵值。

5．定義鍵值讀取函數。（Keyboard16.c）6．編寫主函數，將按鍵值在數碼管上顯示。

3.6 實驗過程與分析

利用鍵盤驅動函數實現基本數字輸入，然后利用循環左移函數實現輸入數字做一樣功能，并通過改變函數中相應delay的值來消除鍵盤按鍵帶來的抖動。

3.7 實驗結果總結

按鍵值可以在LED上顯示出來。要求從右至左循環顯示八位數字，同時可以復位清零。達到實驗的效果。

3.8 心得體會

通過本次實驗，我了解了LED的顯示屏幕的數字的移位功能，這個功能不止可以用一個方法實現，而循環左移是其中比較巧妙且省力的一種，在遇到類似情況的時候，可以優先考慮能不能利用到文件中已經存在的函數，這樣可以不必自己編寫函數，省時省力。是一種可靠的方法。4.實驗四

4.1 實驗名稱

電機轉動控制及中斷實驗

4.2 實驗目的

1．熟悉ARM本身自帶的六路即三對PWM，掌握相應寄存器的配置。

2．編程實現ARM系統的PWM輸出和I/O輸出，前者用于控制直流電機，后者用于控制步進電機。

3.了解直流電機和步進電機的工作原理，學會用軟件的方法實現步進電機的脈沖分配，即用軟件的方法代替硬件的脈沖分配器。

4.了解44B0處理器上中斷的應用。5.學習在44B0處理器上中斷的應用。

6.進一步熟悉平臺外圍硬件及其驅動程序的編寫。

4.3 實驗環境

硬件：ARM 嵌入式開發平臺、用于ARM7TDMI 的JTAG 仿真器、PC 機Pentium100 以 上、串口線。

軟件：PC 機操作系統win98、Win2000 或WinXP、ARM SDT 2.51 或ADS1.2 集成開發 環境、仿真器驅動程序、超級終端通訊程序。

4.4 實驗內容及要求

1．學習步進電機和直流電機的工作原理，了解實現兩個電機轉動對于系統的軟件和硬件要求。學習ARM 知識，掌握 PWM 的生成方法，同時也要掌握 I/O的控制方法。

2．編程實現ARM芯片的一對PWM輸出用于控制直流電機的轉動，通過A/D旋鈕控制其轉動方式。

3．編程實現ARM的四路I/O通道，實現環形脈沖分配用于控制步進電機的轉動，通過A/D旋鈕控制步進電機的轉角。

4．通過鍵盤控制直流電機與步進電機的切換。5．設置并啟動定時器。

6．設置中斷，編寫定時器中斷服務程序，對中斷次數進行計數并在LED上顯示結果。

4.5 實驗設計與實驗步驟

1．添加并打開工程。

2．進行直流電機初始化設置和代碼編寫。3．進行步進電機初始化設置和代碼編寫。

4．對Timer3編程，編寫定時器中斷服務程序，完成對中斷次數的計數。5．編寫LED計數顯示函數，使LED能正確計數并顯示0-9999。6．編寫中斷初始化函數和中斷響應函數。7．終端下載測試。

4.6 實驗過程與分析 1．對直流電機進行編程和測試，掌握轉速和旋轉方向的設定方法。

2．對步進電機進行編程和測試，掌握ARM的四路I/O通道，實現環形脈沖分配用于控制步進電機的轉動，通過A/D旋鈕控制步進電機的轉角。

3．對主函數進行編程，用鍵盤響應直流電機與步進電機的切換控制。

4．掌握中斷相關語句的應用，弄清定義的中斷向量、中斷向量號，編寫中斷響應函數，并完成中斷響應控制。

4.7 實驗結果總結

實現了直流電機與步進電機的基本設置和控制，可以通過鍵盤控制電機之間的切換。完成了中斷的響應和定時中斷。當對其中一個旋鈕轉動時，就可以由直流電機轉換成步進電機的轉換，達到實驗的效果。

4.8 心得體會

通過本次實驗，我了解了直流電機和步進電機的工作原理，同時也知曉了電機間的轉換過程，了解其中的道理內涵，熟悉了ARM自帶的A/D轉換器的工作原理及編程方法，了解了中斷的意義和實現方法，實現了簡單了中斷處理程序。同時我也收獲了很多關于ARM處理機的相關知識。

5.實驗五

5.1 實驗名稱

觸摸屏驅動實驗

5.2 實驗目的

1．了解觸摸屏的基本概念與原理。

2．理解觸摸屏與LCD的關系。3.編程實現對觸摸屏的控制。

4.熟悉用 ARM 內置的 LCD控制器驅動 LCD。

5.3 實驗環境

硬件：ARM 嵌入式開發平臺、用于ARM7TDMI 的JTAG 仿真器、PC 機Pentium100 以 上、串口線。

軟件：PC 機操作系統win98、Win2000 或WinXP、ARM SDT 2.51 或ADS1.2 集成開發 環境、仿真器驅動程序、超級終端通訊程序。

5.4 實驗內容及要求

1．了解觸摸屏基本原理，理解對觸摸屏進行輸出標定、與LCD顯示器配合的過程。2．通過編程實現觸摸兩點自動在兩點間劃直線。3．通過編程實現在觸摸屏上動態畫出曲線。5.5 實驗設計與實驗步驟

1．添加并打開工程。

2．在頭文件中定義宏和常量及驅動函數。

#define ADS7843_CTRL_START 0x80 #define ADS7843_GET_X 0x50 #define ADS7843_GET_Y 0x10 #define ADS7843_CTRL_12MODE 0x0 #define ADS7843_CTRL_8MODE 0x8 #define ADS7843_CTRL_SER 0x4 #define ADS7843_CTRL_DFR 0x0 #define ADS7843_CTRL_DISPWD 0x3 // Disable power down #define ADS7843_CTRL_ENPWD 0x0 // enable power down #define ADS7843_PIN_CS(1<<6)//GPF6 #define ADS7843_PIN_PEN(1<<5)//GPG5 /////////觸摸屏動作//////// #define TCHSCR_ACTION_NULL 0 #define TCHSCR_ACTION_CLICK 1 //觸摸屏單擊 #define TCHSCR_ACTION_DBCLICK 2 //觸摸屏雙擊 #define TCHSCR_ACTION_DOWN 3 //觸摸屏按下 #define TCHSCR_ACTION_UP 4 //觸摸屏抬起 #define TCHSCR_ACTION_MOVE 5 //觸摸屏移動

#define TCHSCR_IsPenNotDown()(rPDATG&ADS7843_PIN_PEN)(ADS7843_CTRL_START|ADS7843_GET_X|ADS7843_CTRL_12MODE |ADS7843_CTRL_DFR|ADS7843_CTRL_ENPWD)//采樣x 軸電壓值，數據為12 位，參考電壓輸入模式為差分模式，允許省電模式

#defineADS7843_CMD_Y(ADS7843_CTRL_START|ADS7843_GET_Y|ADS7843_CTRL_12MODE |ADS7843_CTRL_DFR|ADS7843_CTRL_ENPWD)int TchScr_Xmax=1840,TchScr_Xmin=176, TchScr_Ymax=195,TchScr_Ymin=1910;//觸摸屏返回電壓值范圍 #defineADS7843_CMD_X 3．校準觸摸屏坐標，進行坐標轉換。

4．實現觸屏取點并顯示功能。

將觸摸動作及觸摸點坐標在超級終端上顯示出來。5．實現兩點間自動劃線功能。6．實現觸摸屏動態劃線功能。

可以使用TchScr_GetScrXY()函數（第三個參數為0）來獲得液晶屏的x、y 方向的電壓

范圍，分別點觸摸屏有效面積的左上角和右下角，得到下列參數：

TchScr_Xmax=1840;TchScr_Xmin=176;TchScr_Ymax=195;TchScr_Ymin=1910;//此數值僅供參考，請以實際校對為準

5.6 實驗過程與分析 1．在定義觸屏響應功能的函數中對點擊觸屏進行響應函數的修改，在其中添加修改點顏色的函數，修改得到的觸摸點的顏色，并顯示在LCD上。

2．獲取第一個點坐標并儲存，獲取第二個點坐標并儲存，由編寫的劃線函數取得儲存的兩點間直線上所有點的坐標，并對其改變顏色，顯示在LCD上，即完成劃直線功能。

3．將劃線函數應用到響應觸屏移動消息的函數下，即可對連續獲得的觸摸坐標進行連續的畫短直線，連接成曲線，完成動態劃線功能。

5.7 實驗結果總結

了解了觸摸屏響應動作消息的函數的工作原理，通過修改實現了觸摸屏響應不同動作進行畫點、劃線、動態劃線的功能。驗證觸摸屏的靈敏度的實驗。

5.8 心得體會

通過這次實驗，我基本掌握了通過編程驅動觸摸屏以及觸摸屏響應時間，實現了觸摸屏對不同動作消息的響應。同時也知曉了在觸摸屏上的描點畫線的實現，但是由于不知名的原因，描點畫線的誤差較大，位置偏差較大，同時觸摸屏有時會不靈敏，出現時好時壞的現象，但是由于我們的辛勤鉆研，最終克服了這個困難，實現了最后的觸摸屏的實現。

6.實驗六

6.1 實驗名稱

UCOS-Ⅱ在ARM微處理器上的裁剪

6.2 實驗目的

1．了解UCOS-Ⅱ內核的主要結構。

2.掌握UCOS-Ⅱ裁剪的基本原理與嵌入式編程實現方法。3.學習如何根據具體情況對UCOS-Ⅱ操作系統進行裁剪。

4．通過對UCOS-Ⅱ配置文件(OS_CFG.H)中相關的配置常量進行設置，實現對UCOS-Ⅱ的裁剪。

6.3 實驗環境

硬件：ARM 嵌入式開發平臺、用于ARM7TDMI 的JTAG 仿真器、PC 機Pentium100 以 上、串口線。

軟件：PC 機操作系統win98、Win2000 或WinXP、ARM SDT 2.51 或ADS1.2 集成開發 環境、仿真器驅動程序、超級終端通訊程序。

6.4 實驗內容及要求

對UCOS-Ⅱ內核進行裁剪并移植到ARM7微處理器上。

6.5 實驗設計與實驗步驟 1.按照要求，載入STARTUP目錄下文件，完成系統初始化、環境配置。2.載入UCOS-Ⅱ的全部源碼，與處理器架構相關的文件位于arch目錄下。3.在os_cpu.h中編寫與處理器和編譯器相關的代碼。

4.編寫os_cpu_c.c等6個與操作系統相關的函數。5.編寫os_cpu.asm等4個與處理器相關的函數。

6.6 實驗過程與分析

按照實驗步驟進行，得到了需要的系統。

6.7 實驗結果總結

按照要求進行了裁剪，得到了滿足需要又緊湊的應用軟件系統。

6.8 心得體會

通過本次實驗，我了解了UCOS-Ⅱ內核的主要結構，掌握UCOS-Ⅱ裁剪的基本原理與嵌入式編程實現方法，學會了如何根據具體情況對UCOS-Ⅱ操作系統進行裁剪。

7.實驗七

7.1 實驗名稱

UCOS-Ⅱ在ARM微處理器上的移植和編譯

7.2 實驗目的

1．了解UCOS-Ⅱ內核的主要結構。

2.掌握將UCOS-Ⅱ內核移植到ARM7處理器上的基本方法。

7.3 實驗環境

硬件：ARM 嵌入式開發平臺、用于ARM7TDMI 的JTAG 仿真器、PC 機Pentium100 以 上、串口線。

軟件：PC 機操作系統win98、Win2000 或WinXP、ARM SDT 2.51 或ADS1.2 集成開發 環境、仿真器驅動程序、超級終端通訊程序。

7.4 實驗內容及要求

1.將UCOS-Ⅱ內核進行移植到ARM7微處理器上。

2.編寫兩個簡單任務，在超級終端上觀察兩個任務的切換。

7.5 實驗設計與實驗步驟

1．該實驗的文件分為兩類，其一是 STARTUP 目錄下的系統初始化、配置等文件，其二是 UCOS-Ⅱ的全部源碼，arch 目錄下的 3 個文件是和處理器架構相關的。

2.設置 os_cpu.h 中與處理器和編譯器相關的代碼。

3.用 C 語言編寫 6 個操作系統相關的函數（OS_CPU_C.C）。4.用匯編語言編寫 4 個與處理器相關的函數（OS_CPU.ASM）。5.編寫一個簡單的多任務程序來測試一下移植是否成功。6.編譯并下載移植后的 UCOS-Ⅱ。

7.6 實驗過程與分析

1.按照實驗步驟進行，將μC/OS-II 內核移植到了ARM7 微處理器上。2編寫了兩個簡單任務，在超級終端上觀察兩個任務的切換。

7.7 實驗結果總結

將μC/OS-II 內核順利移植到了ARM7 微處理器上。

7.8 心得體會

通過本次實驗，使我更加了解了μC/OS-II 內核的主要結構，掌握了ARM的C語言和匯編語言的編程方法，了解了ARM7處理器結構，掌握了將μC/OS-II 內核移植到ARM 7 處理器上的基本原理與嵌入式編程實現方法。

8.實驗八

8.1 實驗名稱

綜合實驗

8.2 實驗目的

對前七次實驗進行總結，應用之前所學的知識，將前幾次實驗內容結合起來，完成鍵盤，LED，觸摸屏，直流電機，步進電機各種功能的組合。實現一個較為全面的功能結構。

8.3 實驗環境

硬件：ARM 嵌入式開發平臺、用于ARM7TDMI 的JTAG 仿真器、PC 機Pentium100 以 上、串口線。

軟件：PC 機操作系統win98、Win2000 或WinXP、ARM SDT 2.51 或ADS1.2 集成開發 環境、仿真器驅動程序、超級終端通訊程序。

8.4 實驗內容及要求

對前七次實驗進行總結，應用之前所學的知識，完成自擬的嵌入式系統，要求綜合前期基礎實驗的各種功能。

8.5 實驗設計與實驗步驟

1．添加并打開工程。2．進行LCD設計，在LCD顯示屏輸出文本。

3．進行LED及鍵盤設計，完成LED輸出顯示功能和鍵盤輸入功能。4．進行電機控制設計，完成鍵盤控制電機轉動功能。5．進行中斷設計，完成定時中斷功能。

6．進行觸摸屏設計，完成觸摸屏感應和劃線功能。7．進行裁剪和移植功能設計和完成。

8.6 實驗過程與分析

1．完成LCD顯示功能，在LCD顯示屏上輸出文本：“Hello World！”。2．進入界面觸屏控制選擇功能，實現觸屏選擇功能。

3．自定義四種種功能，第一為電機控制，從鍵盤讀取命令，并將功能編號顯示在LED上，LED顯示的是計數的數據，同時旋轉按鈕完成電機轉速的控制選擇。

4．第三種功能為劃線，功能編號顯示在LED高四位上，同時LCD屏幕清屏，為劃線功能做準備，可以實現劃線功能。

5．第四種功能為定時中斷，當由鍵盤控制時，LED顯示數值清零，實現了中斷。6．實現裁剪與移植功能。

8.7 實驗結果總結

完成了各種基本功能，并通過自擬的系統將各種功能整合起來，完成了一個小的嵌入式系統，對前七次的功能有了更深入的了解。通過LED的計數，當在計數值在前30秒之內，由鍵盤控制LED的數值及顯示，按鍵盤上的某一個按鍵，實現對LED上的數值清零，后30秒由觸摸屏控制清零，并且在前30秒之內，旋轉按鈕，實現對直流電機的運轉，并且到步進電機的轉換。

8.8 心得體會

通過這次實驗，我更加深刻地掌握了前幾次實驗中的基本功能的實現方法，并且把幾種功能聯合在一起，實現一些功能，把LED 顯示屏，LCD觸摸屏，鍵盤，直流電機，步進電機等等設備聯合在一起，對該實驗有一定的幫助與提高，而我和我的隊友也對嵌入式系統有了更深入的了解，在此期間，也學習了關于ARM處理器的開發與實踐，了解了關于手機的嵌入式設備的產生過程，我也深深的對此充滿了興趣，對未來的嵌入式課程設計奠定了深厚的基礎，可是令我遺憾的是，我和隊員的水平所限，沒有完成中斷優先級的控制。本來想完成更多的功能，可是最后由于時間緊迫，也有一些其他的事情來分神分心，所以就只能完成這些，但是在未來的幾周內，嵌入式課程設計也給了我們很大的空間去做未完成的事情。我相信我們會做的更加完美，功能更強大，用于未來的生活中去實踐。

第五篇：《嵌入式系統設計》教學大綱

《嵌入式系統設計》課程教學大綱

嵌入式系統設計(Design of Embedded Systems)

一、課程教學目的和基本要求

教學目的：

嵌入式系統技術已被廣泛地應用于工業控制系統、信息家電、通信設備、醫療儀器、智能儀器儀表等眾多領域。如手機、PDA、MP3、手持設備、智能電話、機頂盒等，可以說嵌入式系統無處不在。本課程講述當前主流的嵌入式處理器—ARM的微處理器和實時操作系統μC/OS，介紹嵌入式系統的基本原理和應用及設計方法。通過本課程的學習，著重培養學生的實際動手能力，使學生掌握ARM的系統結構、指令系統、程序設計方法、系統擴展方法、應用及開發技術等。使學生在工作中具有利用嵌入式系統開發產品和解決實際問題的基本能力。

基本要求：

1、掌握嵌入式系統技術的基本原理。

2、了解并掌握ARM的系統結構、指令系統、程序設計方法、系統擴展方法、應用及開發技術等。

3、比較熟練地用ADS進行ARM實驗箱的編程及調試。

4、了解并掌握實時操作系統μC/OS，并學會用μC/OS開發小型應用系統。

二、先修課程及本課程總學時

先修課程：C程序設計語言、單片機原理 本課程總學時：36

三、課程章節及各章節學時安排

第一章 嵌入式系統概述（2學時）

第二章 嵌入式系統硬件基礎（2學時）

第三章 設計方法及ADS集成開發環境（4學時）

第一節 嵌入式系統的設計方法（2學時）第二節 ADS集成開發環境（2學時）第四章 ARM7體系結構（4學時）

第一節ARM7體系結構介紹（2學時）第二節ARM7TDMI(-S)指令集簡介。（2學時）第五章 ARM指令集（8學時）

第一節 ARM處理器尋址方式。（2學時）第二節ARM指令集。（2學時）第三節ARM匯編程序設計。（2學時）第四節C與匯編混合編程。（2學時）第六章 硬件結構與功能（12學時）第一節 LPC2106/2105/2104結構（2學時）第二節 GPIO及引腳連接模塊。（2學時）

第三節 UART0和UART1、I2C接口、SPI接口。（2學時）第四節 定時器0和定時器1。（2學時）第五節 脈寬調制器（PWM）。（2學時）

第六節 看門狗及Flash存儲器系統和編程。（2學時）第七章 μC/0S－II程序設計（4學時）

第一節 μC/0S－II簡介及移植（2學時）第二節 移植μC/0S－II。（2學時）

四、課程主要內容

第一章 嵌入式系統概述（2學時）

1、嵌入式系統簡介（包括什么是嵌入式系統，嵌入式系統的特點，嵌入式系統的分類）。

2、嵌入式系統的應用領域。

3、嵌入式系統的現狀和發展趨勢。

4、嵌入式微處理器和嵌入式操作系統。

5、嵌入式系統中的一些重要概念。難點：什么是嵌入式系統。

第二章 嵌入式系統硬件基礎（2學時）

1、嵌入式系統的總體結構。

2、與嵌入式系統相關的硬件知識。難點：總體結構。

第三章 設計方法及ADS集成開發環境（4學時）第一節 嵌入式系統的設計方法

包括嵌入式系統的設計流程，嵌入式系統的一般設計方法，嵌入式系統的硬件/軟件協同設計技術。第二節 ADS集成開發環境

1、ADS 1.2 集成開發環境的組成

2、工程的編輯

3、工程的調試

4、仿真器的安裝與應用 難點：調試、仿真器。

第四章 ARM7體系結構（4學時）第一節ARM7體系結構介紹

1、處理器模式。

2、內部寄存器。

3、程序狀態寄存器。

4、異常。

第二節ARM7TDMI(-S)指令集簡介。難點：異常。

第五章 ARM指令集（8學時）第一節 ARM處理器尋址方式。第二節ARM指令集。

第三節ARM匯編程序設計。第四節C與匯編混合編程。難點：ARM匯編程序設計。

第六章 硬件結構與功能（12學時）第一節 LPC2106/2105/2104結構

1、存儲器尋址。

2、系統控制模塊。

3、存儲器加速模塊。

4、向量中斷控制器。

第二節 GPIO及引腳連接模塊。

第三節 UART0和UART1、I2C接口、SPI接口。第四節 定時器0和定時器1。第五節 脈寬調制器（PWM）。

第六節 看門狗及Flash存儲器系統和編程。

難點：存儲器重新映射，編程實現功能部件的初始化和控制。本章實驗：LPC2106/2105/2104功能部件基礎實驗。

第七章 μC/0S－II程序設計（4學時）第一節 μC/0S－II簡介及移植

1、移植規則。

2、編寫LPC2106/2105/2104的啟動代碼。第二節 移植μC/0S－II。難點：移植μC/0S－II。本章實驗：學習移植μC/0S－II。

五、教材及主要參考書

教材：

《嵌入式系統設計與開發》，馬文華，科學出版社，2006年

主要參考書：

[1] 田苗苗．嵌入式控制系統．北京航空航天大學出版社，2002年 [2] 呂 駿 譯．嵌入式系統設計．電子工業出版社，2002年

[3] 周立功等．ARM微控制器基礎與實戰．北京航空航天大學出版社，2003年

[4] 李駒光等．ARM應用系統開發祥解．清華大學出版社，2003年

[5] 劭貝貝譯．uCOS-II－源代碼公開的實時嵌入式操作系統．中國電力出版社，2001年 [6] 田苗苗．嵌入式系統設計與實例開發．清華大學出版社，2002年 [7] 袁勤勇等譯．嵌入式系統構件．機械工業出版社，2002年 [8] 田苗苗．《實用嵌入式系統設計與開發—基于ARM微處理器與μCOS-II實時操作系統》(第二版)，清華大學出版社，2003.9 [9] 邵貝貝譯．《源代碼公開的實時嵌入式操作系統——μCOS-II》，北京航空航天大學出版社，2003年

六、其他需要說明的情況

1．采用多媒體教學。

2．實驗課單列，每周2學時。

3．每周作業量2～3小時，主要針對基本概念、開發環境的操作和編程。

七、成績評定

1.理論考核

占60% 2.實踐考核

占40%（其中包括：實驗、作業、課堂提問、學生自行設計制作的作品）。