第一篇：嵌入式系統實驗報告
嵌入式系統設計實驗報告
班 級： 學 號： 姓 名： 成 績： 指導教師：
1.實驗一
1.1 實驗名稱
博創UP-3000實驗臺基本結構及使用方法
1.2 實驗目的
1．學習嵌入式系統開發流程。
2．熟悉UP-net3000實驗平臺的核心硬件電路和外設。
3．增加對各個外設的了解，為今后各個接口實驗打下基礎。
1.3 實驗環境
博創UP-NETARM3000 嵌入式開發平臺
1.4 實驗內容及要求
（1）嵌入式系統開發流程概述
（2）熟悉UP-net3000實驗平臺的核心硬件電路和外設（3）ARM JTAG的安裝與使用
（4）通過操作系統自帶的通訊軟件超級終端，檢驗各個外設的工作狀態（5）通過本次課程對各個外設的了解，為今后各個接口實驗打下基礎
1.5 實驗設計與實驗步驟
1.硬件安裝 2.軟件安裝
（1）超級終端：
運行Windows 系統下的超級終端（HyperTerminal）應用程序，新建一個通信終端；在接下來的對話框中選擇 ARM開發平臺實際連接的PC機串口；完成新建超級終端的設置以后，可以選擇超級終端文件菜單中的保存，將當前設置保存為一個特定超級終端到桌面上，以備后用。
（2）JTAG 驅動程序的安裝：
執行armJtag目錄下armJtagSetup.exe程序，選擇安裝目錄，安裝 JTAG 軟件。
1.6 實驗過程與分析
（1）了解嵌入式系統開發流程（2）對硬件的安裝（3）對軟件的安裝
1.7 實驗結果總結
通過本次實驗對嵌入式系統開發流程進行了了解，并且對硬件環境和軟件環境進行了安裝配置，通過本次實驗對以后的接口實驗打了基礎。
1.8 心得體會
通過本次實驗對嵌入式實驗有了初步的了解，對基本開發流程也有了初步的了解。
2.實驗二
2.1 實驗名稱
ADS1.2軟件開發環境使用方法
2.2 實驗目的
熟悉ADS1.2開發環境，學會 ARM仿真器的使用。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
（1）ADS1.2開發環境
（2）博創UP-NETARM3000 嵌入式開發平臺（3）PC（4）串口線
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，為調試應用程序打下基礎。
2.5 實驗設計與實驗步驟
（1）運行ADS1.2開發環境（2）新建工程文件（3）編譯工程文件
（4）下載編譯好的文件到嵌入式控制器中運行
2.6 實驗過程與分析
（1）實現Hello World！
最終在輸出了Hello World（2）編程實現ARM 和計算機之間的串行通訊
實現了串口通信，用ARM監視串口，接收到的字符串由ARM通過串口發送給超級終端，最終在超級終端上顯示了按下的鍵。學習了串行通訊原理，了解串行通訊控制器，閱讀ARM 芯片文檔，掌握ARM 的UART相關寄存器的功能，熟悉ARM 系統硬件的UART 相關接口。
2.7 實驗結果總結
對ADS 1.2開發環境使用和AXD Debugger使用方法有了初步的了解，基本成功運行了編譯好的工程文件。
2.8 心得體會
學習了ADS1.2開發環境的使用方法和調試方法。使用 ADS 編譯、下載、調試并跟蹤一段已有的程序，了解了嵌入式開發的基本思想和過程。
3.實驗三
3.1 實驗名稱
鍵盤控制方法及LED驅動設計
3.2 實驗目的
熟悉ZLG7289芯片的內部結構，掌握用ZLG7289驅動鍵盤和LED的方法，掌握ARM匯編語言和C語言的編程方法編寫出一段程序，要求能在LED上顯示出小鍵盤上按下的4位數字。
3.3 實驗環境
（1）ADS1.2開發環境
（2）博創UP-NETARM3000 嵌入式開發平臺（3）PC（4）串口線
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。
3.5 實驗設計與實驗步驟
（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（3）編寫ZLG7289 驅動函數（4）定義鍵盤映射表（5）定義鍵值讀取函數
（6）編寫主函數
3.6 實驗過程與分析
（1）定義ZLG7289寄存器 #define ZLG7289_CS #define ZLG7289_KEY #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)（2）主函數中需要在開始初始化zlg7289。編寫驅動和鍵值映射之后，在一個循環里面從鍵盤中讀取按鍵的號碼，根據鍵值映射讀出按鍵的值。然后在主函數中，將讀出的按鍵值在數碼管上顯示出來。
（3）Main函數的主要功能部分，GetKey()函數得到按鍵值是調用zlg7289獲取鍵盤事件和核心。
3.7 實驗結果總結
通過實驗最終LED燈上能顯示數字，即實現了通過鍵值控制LED燈
3.8 心得體會
通過本次實驗對ZLG7289芯片的內部結構有了更進一步的了解，對ZLG7289驅動鍵盤和LED的方法也更進一步的進行了學習。
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）掌握帶有PWM 和I/O 的CPU 編程實現其相應功能的主要方法。
4.3 實驗環境
（1）ADS1.2開發環境
（2）博創UP-NETARM3000 嵌入式開發平臺（3）PC（4）串口線
4.4 實驗內容及要求
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。
（1）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 旋鈕控制其正反轉及轉速
（2）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 旋鈕轉角控制步進電機的轉角。
（3）通過超級終端來控制直流電機與步進電機的切換。4.5 實驗設計與實驗步驟
（1）新建工程，將“電機轉動控制實驗”中的文件添加到工程（2）編寫直流電機初始化數（MotorCtrl.c）（3）控制直流電機與步進電機
4.6 實驗過程與分析
（1）通過把從串口中得到控制信息的代碼修改成從zlg7289芯片中讀取小鍵盤信息，從而利用試驗臺的小鍵盤來控制步進電機和直流電機的切換
（2）A/D轉換可以把電信號轉換成數字信號來控制電機的轉速。for(;;)
{ loop:
//if((rUTRSTAT0 & 0x1))//有輸入，則返回
if(rPDATG&ZLG7289_KEY)//17鍵小鍵盤控制電機
{
*Revdata=RdURXH0();
goto begin;
}
Delay(10);ADData=GetADresult(0);
if(abs(lastADData-ADData)<20)
goto loop;Delay(10);count=-(ADData-lastADData)*3;
//(ADData-lastADData)*270/1024為ad旋鈕轉過的角度，360/512為步距角，//由于接了1/8減速器，兩者之商再乘以8為步進電機相應轉過的角度
if(count>=0)
{//轉角大于零
for(j=0;j { for(i=0;i<=7;i++) { SETEXIOBITMASK(stepdata[i], 0xf0); Delay(200); } } } else {//轉角小于零 count=-count; for(j=0;j { for(i=7;i>=0;i--) { SETEXIOBITMASK(stepdata[i], 0xf0); Delay(200); } } } lastADData=ADData; } } （3）S3C44B0X 具有6 個16bit定時器，每個定時器可以基于中斷模式或 DMA模式運行。在定時中斷服務程序中寫需要定時處理的程序，每隔一段時間就會運行一次。 4.7 實驗結果總結 利用A/D轉換器實現了對直流電機和步進電機的控制，利用實驗設備上自帶的小鍵盤實現了A/D轉換器對兩個電機控制的切換。 4.8 心得體會 通過本次實驗，熟悉了ARM自帶的六路（三對）PWM，并對直流電機和步進電機的工作原理有了進一步的了解。 5.實驗五 5.1 實驗名稱 LCD驅動及觸摸屏實驗 5.2 實驗目的 掌握LCD顯示原理及顯示驅動的嵌入式系統編程實現方法；學習基于ARM的LCD 顯示驅動控制方法，通過對ARM 內置的LCD 控制器進行編程實現驅動LCD顯示屏；學習觸摸屏基本原理，理解觸摸屏的輸出標定以及與LCD 顯示器配合的過程，編程對觸摸屏進行控制。 5.3 實驗環境 （1）ADS1.2開發環境（2）博創UP-NETARM3000 嵌入式開發平臺（3）PC（4）串口線 5.4 實驗內容及要求 （1）學習LCD顯示器的基本原理，理解其驅動控制方法（2）編程對觸摸屏進行控制，實現： 1.點擊觸摸屏上兩點后，兩點之間畫出一條直線。2.點擊觸摸屏并在其上移動，顯示移動軌跡 （3）編程實現總線方式驅動模塊的LCD和ARM內置的LCD控制器來驅動LCD 5.5 實驗設計與實驗步驟 （1）新建工程 （2）定義有關常量與宏 #define LCDWIDTH 320 #define LCDHEIGHT 240 U32* pLCDBuffer16=(U32*)0xc000000;// 一級緩存指針 U32 LCDBuffer[LCDHEIGHT][LCDWIDTH];//二級緩存（3）編寫LCD 初始化函數（4）編寫LCD 刷新函數（5）編寫主函數 5.6 實驗過程與分析 （1）通過不斷刷新的方式獲得LCD液晶屏幕的動畫。即刷新函數將二級緩存LCDBuffer 的數據由32 位彩色圖形信息轉換成8 位256 色的圖形信息，然后放到pLCDBuffer16指向的一級緩存。 （2）觸摸屏的先得到觸屏輸出的電信號的值，然后轉換為實際的屏幕坐標，再根據動作來決定如何處理緩存信息，刷新LCD。 LCD二級緩存矩陣： for(i=0;i<9;i++){ switch(i){ case 0: jcolor=0x00000000;// 黑色 break;case 1: jcolor=0x000000e0;// 紅色 break;case 2: jcolor=0x0000d0e0;// 橙色 break;case 3: jcolor=0x0000e0e0;// 黃 break;case 4: jcolor=0x0000e000;// 綠色 break;case 5: jcolor=0x00e0e000;// 青色 break;case 6: jcolor=0x00e00000;// 藍色 break;case 7: jcolor=0x00e000e0;// 紫色 break;case 8: jcolor=0x00e0e0e0;// 白色 break;} for(k=0;k<240;k++)for(j=i*32;j 5.7 實驗結果總結 本次實驗由于坐標設定的問題并沒有成功實現觸摸痕跡的顯示，但在測試過程中，在觸摸屏上點擊或移動時會在超級終端上有顯示。 5.8 心得體會 雖然本次實驗不太成功實現，但對LCD屏幕和觸摸屏的工作原理有了進一步的了解，更好的掌握了LCD顯示原理及顯示驅動的嵌入式系統編程實現方法。 6.實驗六 6.1 實驗名稱 ucos-II裁剪實驗 6.2 實驗目的 掌握μcos-II裁剪的基本原理與嵌入式編程實現方法；學習如何根據具體情況對μcos-II操作系統進行裁剪，從而得到即滿足需要，又非常緊湊的應用軟件系統。 6.3 實驗環境 （1）ADS1.2開發環境 （2）博創UP-NETARM3000 嵌入式開發平臺（3）PC（4）串口線 6.4 實驗內容及要求 （1）通過對μcos-II配置文件(OS_CFG.H)中相關的配置常量進行設置，實現對μcos-II的裁剪 （2）給出裁剪的詳細過程與裁剪結果說明，并生成裁剪后的操作系統文件。 6.5 實驗設計與實驗步驟 （1）新建工程，將ucosII移植的文件添加到工程中。 （2）編輯os_cfg.h頭文件。 （3）將裁減后的系統所需用到的功能宏定義配置常量置為1，實現系統的裁減。（4）編譯生成新的ucosII系統。 6.6 實驗過程與分析 （1）配置功能常量，將裁剪后的系統需要用到的功能配置常量設為1（2）裁減信號量數據（3）配置數據結構 OS_MAX_TASKS，若程序中用到了三個任務，則該值的最小值為3 OS_LOWEST_PRIO設置程序中最低任務的優先級 OS_TASK_IDLE_STK_SIZE設置UC/OS操作系統中空閑任務堆棧的容量 OS_TASK_STAT_STK_SIZE設定統計任務的任務堆棧容量 6.7 實驗結果總結 通過本次實驗，裁減了系統，修改了某些數據結構相關的常量，節省了內存空間 6.8 心得體會 通過本次實驗主要學習到了如何根據具體情況對μcos-II操作系統進行裁剪，從而得到即滿足需要，又非常緊湊的應用軟件系統。 7.實驗七 7.1 實驗名稱 ucos-II移植實驗 7.2 實驗目的 了解μC/OS-II 內核的主要結構，掌握ARM的C語言和匯編語言的編程方法；了解ARM7處理器結構；掌握將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 7.3 實驗環境 （1）ADS1.2開發環境 （2）博創UP-NETARM3000 嵌入式開發平臺（3）PC（4）串口線 7.4 實驗內容及要求 (1)將μC/OS-II 內核移植到ARM7 微處理器S3C44B0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)新建工程 (2)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3．定義驅動函數(tchscr.c)(3)設置os_cpu.h 中與處理器和編譯器相關的代碼(4)用C 語言編寫6 個操作系統相關的函數(5)用匯編語言編寫4 個與處理器相關的函數 (6)編寫一個簡單的多任務程序來測試一下移植是否成功(7)編譯并下載移植后的uCOS-II 7.6 實驗過程與分析 (1)首先需要對相關寄存器做詳細的設定(2)用匯編語言編寫與處理器相關的函數(3)用分時的方法同時運行兩個任務 OS_STK TaskName_Stack[STACKSIZE]={0, };//任務堆棧 void TaskName(void *Id);//任務函數 #define TaskName_Prio N //任務優先級 在main()函數中調用OSStart()函數之前用下列語句創建任務： OSTaskCreate(TaskName,(void*)0,(OS_STK*)&TaskName_Stack[STACKSIZE-1], TaskName_Prio);OSTaskCreate()函數的原型是： INT8U OSTaskCreate(void(*task)(void *pd), void *p_arg, OS_STK *ptos, INT8U prio);(4)編寫任務函數 7.7 實驗結果總結 通過實驗達到了ucosII系統移植的目的，并編寫了一個簡單的多任務程序，分時運行。 7.8 心得體會 通過本次實驗了解了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。 8.實驗八 8.1 實驗名稱 各接口模塊相互銜接綜合實驗 8.2 實驗目的 （1）回顧串口、鍵盤、LED接口、A/D、電機轉動、定時器中斷、LCD接口及觸摸屏驅動控制等接口模塊驅動設計及開發方法 （2）綜合應用以上全部或者部分模塊，實現一個嵌入式綜合應用系統，要求至少用到8個模塊中的5個 8.3 實驗環境 （1）ADS1.2開發環境 （2）博創UP-NETARM3000 嵌入式開發平臺（3）PC（4）串口線 8.4 實驗內容及要求 （1）綜合應用串口、鍵盤、LED接口、A/D、電機轉動、定時器中斷、LCD接口及觸摸屏驅動控制等全部或者部分模塊（2）實現一個嵌入式綜合應用系統，要求至少用到8個模塊中的5個，盡量使綜合應用系統具備合理的功能。 8.5 實驗設計與實驗步驟 （1）運行ADS1.2開發環境（2）新建工程文件 （3）將綜合實驗中用到的文件放到這個工程文件中（4）下載編譯好的文件到嵌入式控制器中運行 8.6 實驗過程與分析 （1）本次實驗設計主要是通過中斷來實現，設定了flag=1,2,3,4,5,6六個標志位，對應不同的鍵值來實現功能的切換 （2）通過num/lock鍵來控制直流電機（3）通過“/”鍵來控制步進電機 （4）通過“*”鍵來控制屏輸出“hello world”（5）通過“+”鍵來實現LED燈的計時 （6）通過“DEL”鍵來實現清屏和LED燈的清除 （7）通過“enter”鍵來進入到鍵值控制LED顯示的功能 8.7 實驗結果總結 實驗最終能實現5個功能的切換，但不足的是未涉及到觸摸屏的設計，并且最后的鍵值控制LED燈不能實現正常的中斷跳轉。 8.8 心得體會 通過本次綜合性的實驗來綜合之前做的串口、鍵盤、LED接口、A/D、電機轉動、定時器中斷、LCD接口及觸摸屏驅動控制實驗，回顧了之前的知識，對整體的運用有了進一步的了解，但是實驗結果仍有很多的不足，需要改進。 9.實驗總結與心得體會 通過之前的串口、鍵盤、LED接口、A/D、電機轉動、定時器中斷、LCD接口及觸摸屏驅動控制實驗這7個小模塊的實驗，對嵌入式系統的開發流程有了基本的了解，熟悉了博創UP-NETARM3000實驗臺和ADS1.2軟件的實驗環境，同時也掌握了各模塊功能實現功能的基本原理。在最后的綜合性實驗中，通過對以上知識的掌握和理解，進一步的對以上知識進行了加深和鞏固，雖然有幾次實驗實現的實驗結果并不是很成功，但還是達到了學習和理解的效果。 嵌入式系統實驗報告 學 號： 姓 名： 班 級：13電子信息工程 指導老師： 蘇州大學 電子信息學院 2016年12月 實驗一：一個燈的閃爍 1、實驗要求 實現PF6-10端口所連接的任意一個LED燈點亮 2、電路原理圖 圖1 LED燈硬件連接圖 3、軟件分析 RCC_Configuration();/* 配置系統時鐘 */ GPIO_Configuration(); /* 配置GPIO IO口初始化 */ for(;;) { GPIOF->ODR = 0xfcff; /* PF8=0--> 點亮D3 */ Delay(1000000); GPIOF->ODR = 0xffff; /* PF8=1--> 熄滅D3 */ Delay(1000000); 4、實驗現象 通過對GPIOF8的操作，可以使LED3閃爍 5、實驗總結 這是第一次使用STM32開發板，主要內容是對IO端口進行配置，點亮與IO端口相連接的LED燈，閃爍周期為2S。通過本實驗對STM32開發板的硬件原理有了初步了解。 實驗二：流水燈 1、實驗要求 實現PF6-10端口所連接的5個LED燈順次亮滅 2、電路原理圖 圖1 流水燈硬件連接圖 3、軟件分析 int main(void){ RCC_Configuration();/* 配置系統時鐘 */ GPIO_Configuration();/* 配置GPIO IO口初始化 */ for(;;) { GPIOF->ODR = 0xffbf; /* PF6=0--> 點亮LED1 */ Delay(5000000);GPIOF->ODR = 0xff7f; } /* PF7=0--> 點亮LED2 */ Delay(5000000); GPIOF->ODR = 0xfeff; /* PF8=0--> 點亮LED3 */ Delay(5000000); GPIOF->ODR = 0xfdff; /* PF9=0--> 點亮LED4 */ Delay(5000000); GPIOF->ODR = 0xfbff; /* PF10=0--> 點亮LED5 */ } 4、實驗現象 LED1~LED5依次點亮，亮滅的時間間隔都為1S。 5、實驗總結 本次實驗對STM32開發板的GPIO端口進行進一步學習，通過程序可以實現流水燈的閃爍。 實驗三：單級外部中斷 1、實驗要求 按下某個按鍵，觸發中斷，中斷服務程序改變LED燈狀態 2、電路原理圖 圖3 SW1硬件原理圖 3、軟件分析 int main() { RCC_Configuration(); GPIO_Configuration(); GPIO_Write(GPIOF,0xffff);Delay(5000); while(1) { } /* 配置系統時鐘 */ /* IO口初始化 */ /* 全滅 */ if(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_8)==0)/* 如果SW1 PA8=0 */ { GPIO_SetBits(GPIOF, GPIO_Pin_6); /* LED1點亮 */ Delay(0x1FFFFF); GPIO_ResetBits(GPIOF, GPIO_Pin_6); /* LED1 熄滅 */ Delay(0x1FFFFF);} } 4、實驗現象 原來5個LED燈都處于熄滅狀態，按下SW1，觸發中斷程序，LED1點亮。 5、實驗總結 通過本次實驗，可以對某一狀態通過外部中斷，改變其當前狀態。 實驗四：多中斷嵌套 1、實驗要求 按下某個按鍵，觸發中斷，中斷服務程序改變LED燈狀態 2、電路原理圖 圖4 SW1,SW2,SW3硬件原理圖 3、軟件分析 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQChannel; //設定中斷源為PA0 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;//中斷占優先級為0 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI3_IRQChannel; //設定中斷源為PD3 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;//中斷占優先級為1 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQChannel;//設定中斷源為PA8 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;//中斷占優先級為2 void EXTI0_IRQHandler(void){ int i=0;if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0)!= RESET){ for(i=0;i<10;i++){ GPIO_Write(GPIOF,0xffff); GPIO_SetBits(GPIOF, GPIO_Pin_6);/* LED1 點亮 */ Delay(0x5fFFFF);GPIO_ResetBits(GPIOF, GPIO_Pin_6);/* LED1 熄滅 */ Delay(0x5fFFFF);EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);} } } void EXTI3_IRQHandler(void)if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line3)!= RESET){ { int i=0;for(i=0;i<10;i++){ GPIO_Write(GPIOF,0xffff); GPIO_SetBits(GPIOF, GPIO_Pin_7);/* LED2 點亮 */ Delay(0x5fFFFF);GPIO_ResetBits(GPIOF, GPIO_Pin_7);/* LED2 熄滅 */ Delay(0x5fFFFF);EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line3);} } } void EXTI9_5_IRQHandler(void){ int i=0; if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line8)!= RESET){ for(i=0;i<10;i++){ GPIO_Write(GPIOF,0xffff); GPIO_SetBits(GPIOF, GPIO_Pin_8);/* LED3 點亮 */ Delay(0x5fFFFF); GPIO_ResetBits(GPIOF, GPIO_Pin_8);/* LED3 熄滅 */ Delay(0x5fFFFF); EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line8);} } } 4、實驗現象 中斷優先級從高到低依次為：SW3，SW2，SW1 原來5個LED燈都處于熄滅狀態，按下SW1，LED3應該閃爍10次，當其閃爍5次后按下SW2，LED2也應該閃爍10次，當其閃爍4次后按下SW3，LED1也應該閃爍10次，則當LED1閃爍完10次后，LED2繼續閃爍6次，之后LED1繼續閃爍5次。 5、實驗總結 通過本次實驗，可以對LED狀態實行中斷嵌套，由以上實驗現象，得出以下結論：高中斷優先級可以打斷低優先級，中斷系統正在執行一個中斷服務時，有另一個優先級更高的中斷提出中斷請求，這時會暫時終止當前正在執行的級別較低的中斷源的服務程序，去處理級別更高的中斷源，待處理完畢，再返回到被中斷了的中斷服務程序繼續執行，反之，低中斷優先級不可以打斷高優先級。 實驗五：TIM2的基本應用 1、實驗要求 TIM2定時器將LED燈定時點亮和熄滅一定的時間 2、電路原理圖 3、軟件分析 TIM_Cmd(TIM2, ENABLE); /* TIM2 enable counter */ TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 1999; TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 35999; //定時時間為1s void TIM2_IRQHandler(void){ TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update); GPIO_WriteBit(GPIOF, GPIO_Pin_6,(BitAction)(1-GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOF, GPIO_Pin_6)));} 4、實驗現象 LED1燈按照1S的定時時間不斷閃爍 5、實驗總結 通過本次實驗，可以實現對LED燈進行定時控制其閃爍，而不需要延時函數控制了，定時時間較為精準。實驗六：TIM2，TIM3，TIM4多定時器的應用 1、實驗要求 利用TIM2，TIM3，TIM4定時器使LED燈以不同的頻率閃爍 2、電路原理圖 3、軟件分析 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQChannel;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM3_IRQChannel;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM4_IRQChannel;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;此處比上一個實驗增加了2個定時器，同時又增加了一個優先級 4、實驗現象 中斷優先級從高到低依次為：TIM2，TIM3，TIM4 首先LED1以1S的定時時間閃爍5次，之后LED2以2S的定時時間閃爍5次，最后LED3以3S的定時時間閃爍5次 5、實驗總結 利用定時器可以同時使LED燈按照不同的頻率閃爍，但是為了現象明顯，可以加一個優 先級，分別觀察現象。 實驗七：串口USART1讀取CPU的ID號 1、實驗要求 通過USART1讀取 CPU 的 96 bit ID 2、電路原理圖 圖 開發板USART原理圖 3、軟件分析 void Get_ChipID(void)/* 獲取芯片ID */ { ChipUniqueID[0] = *(u32 *)(0X1FFFF7F0);/* 高字節 */ ChipUniqueID[1] = *(u32 *)(0X1FFFF7EC); ChipUniqueID[2] = *(u32 *)(0X1FFFF7E8);/* 低字節 */ } void USART_Configuration(void){ USART_InitTypeDef USART_InitStructure; USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200; USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b; USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1; USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No; USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None; USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); USART_ITConfig(USART1, USART_IT_TXE, ENABLE); USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE); USART_ClearFlag(USART1, USART_FLAG_TC); USART_Cmd(USART1, ENABLE); /* Enable USART1 */ } 4、實驗現象 PA9連接的是USART1 Tx，PA10連接的是USART1 Rx，再通過串口調試助手就可 以在電腦上面顯示出CPU的ID以及flash容量大小。 5、實驗總結 本次實驗實現了串口和PC機的傳輸，可以通過USART1將CPU的ID在電腦上顯示出來。 實驗八：異步通信USART2的重映射 1、實驗要求 實現異步通信USART2的重映射，將數據傳送到PC機上 2、電路原理圖 圖 開發板USART原理圖 3、軟件分析 void GPIO_Configuration() /* IO口初始化 */ { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; /* USART2 Tx--> PD05 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;/* PD05--> JP7 WR */ GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART2, ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6; /* USART2 Rx--> PD06 */ GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);GPIO_PinRemapConfig(GPIO_Remap_USART2, ENABLE);} 該程序將USART2重映射到PD05，PD06引腳 4、實驗現象 PD05連接的是USART2 Tx，PD06連接的是USART2 Rx，通過串口調試助手就可以在電腦上面顯示Program Running! 5、實驗總結 通過本次實驗，可以實現對異步通信USART2的重映射，再通過串口調試助手在電腦上顯示出來。 廣西工學院鹿山學院 實 驗 報 告 課程名稱： 嵌入式系統 指導教師： 劉瑞琪 班 級： 自動化101 姓 名： 楊杰 學 號： 20102787 成績評定： 指導教師簽字： 2013年5月25日 實驗一 簡單的程序 一 實驗目的：、動手實踐一個簡單的字符型設備驅動程序。、學習Linux 驅動程序構架。、學習在應用程序中調用驅動。 二 實驗內容： 編寫簡單的字符型設備驅動程序。編寫相應的應用程序。 三 實驗設備：、一套S3C2410RP 嵌入式實驗箱。、安裝Redhat9的宿主PC機，并且配置好 ARM Linux 的開發環境。 四 實驗步驟 實驗二 CPU GPIO 驅動程序及測試程序 一、實驗目的： 編寫第一個針對實際硬件的驅動程序，進一步了解驅動程序構架。 二、實驗內容：、編寫S3C2410 GPIO驅動程序。、編寫S3C2410 GPIO應用程序。、在 LINUX系統中插入自己的驅動程序，調用它。實現用 CPU GPIO 控制外部LED，利用S3C2410 核心板上的 LED 驗證我們的工作。 三、實驗設備、一套S3C2410RP 嵌入式實驗箱。、安裝Redhat9的宿主PC機，并且配置好 ARM Linux 的開發環境。 四、實驗步驟 1、復制Experiment_KeyHello_driverapl_test文件下的simple_test_driver.c文件到Experiment_KeyGPIO文件夾下，將文件名更改為test.c。 2、打開test.c，在else語句后更改函數語句如下： 3、復制Experiment_KeyADapl_test文件夾下的Makefile到Experiment_KeyGPIO文件夾下，打開并將中的ADC刪除。 4、打開Experiment_KeyGPIOdriver文件下的gpio_led.c文件。 5、在ssize_t SIMPLE_GPIO_LED_ioctl函數下添加如下語句： if(cmd==0)GPBDAT &= ~(0xf<<5); if(cmd==1)GPBDAT |=(0xf<<5);如下圖所示： 6、在int __init HW_GPIO_LED_CTL_init函數下屏蔽for循環，如下圖所示： 保存并關閉。 7、打開終端，并編譯test.c文件和gpio_led.c文件。 8、重新打開一個終端，并按步驟輸入如下語句： 9、依次輸入如下語句： 1、cd..2、ls 3、mknod /dev/hello_ctl c 97 1 4、./test 實驗三 中斷實驗及LED顯示 一、實驗目的： 學習Linux 系統是如何處理中斷。 二、實驗內容： 編寫獲取和處理外中斷的驅動程序。 三、實驗設備：、一套S3C2410RP 嵌入式實驗箱。、安裝Redhat9的宿主PC機，并且配置好 ARM Linux 的開發環境。 四、實驗步驟 1、打開Experiment_KeyGPIOdriver文件下的gpio_led.c文件。 2、在ssize_t SIMPLE_GPIO_LED_ioctl函數下添加如下語句： if(cmd==0)GPBDAT &= ~(0xf<<5); if(cmd==1)GPBDAT |=(0xf<<5);如下圖所示： 3、在int __init HW_GPIO_LED_CTL_init函數下屏蔽for循環，如下圖所示： 保存并關閉。 4、打開Experiment_KeyInterruptdriver下的Interrupt.c文件，并在其interrupt函數下添加for語句，如下圖所示： 5、打開終端，并編譯Interrupt.c文件和gpio_led.c文件。 6、重新打開一個終端，并按步驟輸入如下語句： 7、依次輸入如下語句： 1、cd /mnt/2410RP_linux/Experiment_Key/Interrupt/driver 2、ls 3、insmod Interrupt.o 實驗四 數碼管顯示實驗 一、實驗目的： 學習串并轉換的相關知識，并編寫驅動程序。 二、實驗內容： 編寫針對zlg7289A 的驅動程序。 三、實驗設備：、一套S3C2410RP 嵌入式實驗箱。、安裝Redhat9的宿主PC機，并且配置好 ARM Linux 的開發環境。 四、實驗步驟 1、打開Experiment_KeySpi_leddriver文件夾下的spi_led.c 2、并在spi_ledInit函數下添加如下語句： 保存并關閉。 3、打開終端，并編譯spi_led文件。 4、重新打開一個終端，并輸入如下語句： 實驗五 AD 驅動實驗 一 實驗目的：、了解模數轉換的基本原理；、掌握模數轉換的編程方法。 二 實驗內容：、編程對模擬量輸入進行采集和轉換，并將結果顯示在超級終端上。、通過改變模擬量輸入，觀察顯示結果。 三 實驗設備：、一套S3C2410RP 嵌入式實驗箱。、安裝Redhat9的宿主PC機，并且配置好 ARM Linux 的開發環境。 四 實驗步驟 1、在spi_led..c中的simpled ioctl中加入以下程序 2、在testADC中復制以下程序并修改如下 3、掛載程序 cd /mnt/2410RP_linux/Experiment_Key/spi_led/driver ls insmod spi_led.o cd /mnt/2410RP_linux/Experiment_Key/ad/driver insmod adc.o cd /mnt/2410RP_linux/Experiment_Key/ad/apl_test ls mknod /dev/spi c 104 1 ls ./testADC 嵌入式系統設計實驗報告 班 級：學 號：姓 名：成 績：指導教師： 20110612 2011061208 李曉虹 武俊鵬、劉書勇 1.實驗一 1.1 實驗名稱 博創UP-3000實驗臺基本結構使用方法 1.2 實驗目的 1.熟悉嵌入式系統開發式流程概述。 2.熟悉UP-net3000實驗平臺的核心硬件電路和外設。3.熟悉ARM JTAG的安裝與使用。 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 1.熟悉嵌入式系統開發式流程概述。 2.熟悉UP-net3000實驗平臺的核心硬件電路和外設。3.熟悉ARM JTAG的安裝與使用。 1.5 實驗設計與實驗步驟 1.新建超級終端 2.選擇ARM 開發實驗臺串口。 完成新建超級終端的設置以后，可以選擇超級終端文件菜單中的保存，將當前設置 3.保存為一個特定超級終端到桌面上，以備后用。用串口線將PC 機串口和平臺UART0 正確連接后，就可以在超級終端上看到程序輸出的信息了。4.啟動開發板，按住任意鍵，使開發板進入BIOS設置狀態。 5.在超級終端的界面上，顯示BIOS版本信息，以及相應的測試指令。操作時，要在PC機上輸入小寫的字母快捷鍵，進入到相應的功能中去。6.按照超級終端上的提示信息，進行功能的測試。 1.6 實驗過程與分析 本次實驗操作起來并不困難，因為此次實驗屬于驗證型實驗，按照實驗資料所給的提示信息，以上面的步驟，即可得到實驗的結果。進入到BIOS界面后，按照超級終端上的提示信息來進行功能 1.7 實驗結果總結 在實驗過程中，我們進行的很順利，沒有遇到什么問題，在超級終端界面，按提示的快 捷鍵來測試對應的功能。如 e：測試由ZLG7289 驅動的LED 顯示，共分3 步，請看超級終端提示按任意鍵繼續，同 時觀察LED 的變化，最后返回主菜單。 b：引導FLASH 中的應用程序system.bin。執行該功能將退出BIOS 狀態，把控制交給應 用程序，等。 1.8 心得體會 通過此次實驗，我對于實驗環境有了初步的了解與認識，對于嵌入式也有了更深一步的認識。同時實驗過程中，我學會了第一次接觸的超級終端的使用方法，并能夠熟練掌握，知道其工作的原理。 2.實驗二 2.1 實驗名稱 ADS1.2軟件開發環境使用方法 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 掌握AXD Debugger的使用方法，學習串行通訊原理，了解串行通訊控制器，閱讀ARM 芯片文檔，掌握ARM 的UART相關寄存器的功能，熟悉ARM 系統硬件的UART 相關接口。編程實現ARM 和計算機之間的串行通訊：ARM 監視串行口；將接收到的字符再發送給串口（計算機與開發板是通過超級終端通訊的）；即按PC 鍵盤通過超級終端發送數據，開發板將接收到的數據再返送給PC，在超級終端上顯示。 2.5 實驗設計與實驗步驟 （1）新建工程，選擇菜單中的Project | Add Files 把和工程相關的所有文件包括init和startup 子目錄加入到工程中。ADS1.2 不能自動按文件類別對這些文件進行分類，需要的話可以執行菜單Project | Create Group 創建文件組，然后分別將不同類的文件加入到不同的組，以方便管理。（另一種辦法是，在新建工程時ADS 創建了和工程同名的目錄，在該目錄下按類別創建子目錄并存放工程文件。選中所有目錄拖動到任務欄上的ADS 任務條上，不要松 開鼠標當ADS 窗口恢復后再拖動到工程文件窗口，松開鼠標。這樣ADS 將以子目錄名建立同名文件組并以此對文件分類。） （2）雙擊Main.c 打開該文件，可以看到Main()函數的內容如下所示。int main(void){ ARMTargetInit();//開發版初始化 LCD_Init();LCD_ChangeMode(DspTxtMode);//轉換LCD 顯示模式為文本顯示模式 LCD_Cls();//文本模式下清屏命令 LCD_printf(“Hello world!n”);//向液晶屏輸出 Uart_Printf(“nHello world!n”);//向串口輸出 while(1);}（3）利用上個實驗中的通訊軟件超級終端來將生成的文件放到嵌入式開發平臺中。（4）重啟實驗臺即可看到LCD上顯示的“Hello world!” 2.6 實驗過程與分析 新建工程，然后將所需的工程文件加載打工程目錄下，編譯生成system.bin文件，將文件導入到實驗臺中，然后重啟實驗臺，即可得到實驗結果。 2.7 實驗結果總結 超級終端輸出一些相對應的代碼的執行結果。熟悉了ADS1.2 開發環境以及學會了ARM 仿真器的基本使用。使用ADS 編譯、下載、調試并跟蹤一段已有的程序，并大致了解了嵌入式開發的基本思想和過程。 2.8 心得體會 通過此次實驗，我對于嵌入式開發的基本思想有了一定的了解，嵌入式開發采用的是交叉編譯環境，所以在一些方面會有所限制。對于初學者來說，通過一兩次實驗結果的演示就能夠對實驗臺有深入的了解不可能的，所以在后續的實驗中，我要好好努力，認真做好課程實驗為后續的課程設計實驗打下基礎。 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 編寫出一段程序，要求能在LED上顯示出小鍵盤上按下的4位數字。 3.5 實驗設計與實驗步驟 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）。3．編寫ZLG7289 驅動函數（ZLG7289.c）。4．定義鍵盤映射表：（Keyboard16.c）。5．定義鍵值讀取函數。 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 此次實驗中，我們根據已有實驗，進行調試，查看程序的運行效果。根據效果，我們又回到實驗代碼中，然后對代碼進行深入的研究，查看每部分功能所對應的代碼，通過不斷的調試編譯，我們最終對該實驗用到的代碼有了更深的認識。從而能夠按照要求，完成我們自己實驗。 3.7 實驗結果總結 通過小鍵盤的按鍵，鍵值可以在LED上顯示出來。并學習了鍵盤及LED 驅動原理以及掌握了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。 3.8 心得體會 在這次實驗中讓我對嵌入式的實驗箱有了進一步的認識，并且進一步了解的ARM實驗的原理和實驗情況，能夠對源代碼進行正確了理解。并且能修改這些源代碼能夠使其工作在自己的預期的工作狀態和輸出自己想要的結果 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．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。 2．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。 3．通過鍵盤控制直流電機與步進電機的切換。4．設置并啟動定時器。 5．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。 在通過本次實驗，我初步了解的實驗的目的所在，并且利用所給的源代碼能夠，調試出所預期的結果，而且能夠根據已給的源代碼修改得到所需的結果。 4.8 心得體會 通過本次實驗，掌握了電機工作原理，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，更加了解了中斷的意義。 5.實驗五 5.1 實驗名稱 LCD驅動控制實驗及觸摸屏驅動實驗 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。 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。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。5．實現兩點間自動劃線功能。6．實現觸摸屏動態劃線功能。 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，編寫劃線函數，取得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。 5.8 心得體會 通過本次實驗，使我了解了怎么在一塊嵌入式實驗箱 通過編程控制實驗箱上得硬件，比如在本次實驗中的控制LCD屏幕就是，在屏幕上點擊，然后得到在LCD屏上點擊的位置。本次實驗初步完成了實驗結果。 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 編輯OS_CFG.H文件。OS_CFG.H文件中的內容可分為兩大類：服務功能的配置和數據結構的配置。 一．服務功能的配置： 根據程序中的實際情況，保留自己要用的系統服務功能，刪除自己不需要的服務功能。進行合理配置后，是我們自己系統的目標代碼比較緊湊，從而降低了對程序代碼存儲空間的要求。如果代碼存儲空間足夠大的話，那就將全部系統服務功能全部配置為1。不需要考慮功能裁剪。 二．數據結構功能的配置： 與任務有關的數據結構 1.OS_MAX_TASKS 作用：設置用戶程序中可以使用的最多任務數。說明：該值不能超過62.舉例： 若程序中用到了三個任務，則該值的最小值 2.OS_LOWEST_PRIO 作用：設置程序中最低任務的優先級。 說明: 設定該值可以節省操作系統使用RAM的空間。任務的最低優先級和最大任務數是沒有直接關系的。 6.6 實驗過程與分析 按照實驗指導書上的步驟進行，得到了要求的系統。 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 了解了UCOS-Ⅱ內核的主要結構，掌握了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移植實驗 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。 為了使 uCOS-II 可以正常運行，除了上述必須的移植工作外，硬件初始化和配置文件也是必須的。STARTUP 目錄下的文件還包括中斷處理，時鐘，串口通信等基本功能函數。在文件 main.c 中給出了應用程序的基本框架，包括初始化和多任務的創建，啟動等。任務 創建方法如下： ①在程序開頭定義任務堆棧，任務函數聲明和任務優先級 ②在main()函數中調用OSStart()函數之前用下列語句創建任務 ③編寫任務函數內容 6.編譯并下載移植后的uCOS-II 所有的源代碼都準備好后就可以進行編譯了。在ADS 環境下需要設置工程的訪問路徑。從菜單Edit | Debug Settings 進入設置對話框，在Target | Access Paths 中選擇User Paths 并選上Always search user paths。然后點Add 按鈕添加路徑ucos-ii 和arch。這主要是設置編譯器處理文件包含時的搜索范圍。按照實驗一的方法可以對編譯后的代碼進行調試或下載到平臺的電子硬盤中。這個實驗從結構上看和其他的實驗沒有多大區別，同樣生成可執行文件system.bin。可以在平臺BIOS中激活電子硬盤，然后把system.bin 拷貝進去，重啟平臺，然后在超級終端上觀察結果。 7.6 實驗過程與分析 操作系統相關的函數：（1）OSTaskStkInit OSTaskCreate()和OSTaskCreateExt()通過調用OSTaskStkInit()來初始化任務的堆棧結構。因此，堆棧看起來就像剛發生過中斷并將所有的寄存器保存到堆棧中的情形一樣。圖12A-2 顯示了OSTaskStkInt()放到正被建立的任務堆棧中的東西。這里我們定義了堆棧是從上往下 長的。在用戶建立任務的時候，用戶傳遞任務的地址，pdata 指針，任務的堆棧棧頂和任務的優先級給OSTaskCreate()和OSTaskCreateExt()。一旦用戶初始化了堆棧，OSTaskStkInit()就需要返回堆棧指針所指的地址。OSTaskCreate()和OSTaskCreateExt()會獲得該地址并將它保存到任務控制塊（OS_TCB）中。 （2）OSTaskCreateHook 當用OSTaskCreate()和OSTaskCreateExt()建立任務的時候就會調用OSTaskCreateHook()。該函數允許用戶或使用移植實例的用戶擴展uCOS-II 功能。當uCOS-II 設置完了自己的內部結構后，會在調用任務調度程序之前調用OSTaskCreateHook()。該函數被調用的時候中斷是禁止的。因此用戶應盡量減少該函數中的代碼以縮短中斷的響應時間。當 OSTaskCreateHook()被調用的時候，它會收到指向已建立任務的OS_TCB 的指針，這 樣它就可以訪問所有的結構成員了。函數原型：void OSTaskCreateHook(OS_TCB *ptcb) （3）OSTaskDelHook 當任務被刪除的時候就會調用OSTaskDelHook()。該函數在把任務從uCOS-II 的內部任 務鏈表中解開之前被調用。當OSTaskDelHook()被調用的時候，它會收到指向正被刪除任務 的OS_TCB 的指針，這樣它就可以訪問所有的結構成員了。OSTaskDelHook()可以來檢驗TCB擴展是否被建立（一個非空指針）并進行一些清除操作。函數原型：void OSTaskDelHook(OS_TCB *ptcb)（4）OSTaskSwHook 當發生任務切換的時候就會調用OSTaskSwHook()。OSTaskSwHook()可以直接訪問 OSTCBCur 和OSTCBHighRdy，因為它們是全局變量。OSTCBCur 指向被切換出去的任務 OS_TCB，而OSTCBHighRdy 指向新任務OS_TCB。注意在調用OSTaskSwHook()期間中斷 一直是被禁止的。因此用戶應盡量減少該函數中的代碼以縮短中斷的響應時間。函數原型：void OSTaskSwHook(void) （5）OSTaskStatHook OSTaskStatHook()每秒鐘都會被OSTaskStat()調用一次。用戶可以用OSTaskStatHook() 來擴展統計功能。例如，用戶可以保持并顯示每個任務的執行時間，每個任務所用的CPU 份額，以及每個任務執行的頻率等。函數原型：void OSTaskStatHook(void)（6）OSTimeTickHook OSTimeTickHook()在每個時鐘節拍都會被OSTaskTick()調用。實際上OSTimeTickHook()是在節拍被uCOS-II 真正處理，并通知用戶的移植實例或應用程序之前被調用的。函數原型：void OSTimeTickHook(void) 7.7 實驗結果總結 在超級終端上輸出輪流交替run task1和run task2，表明系統正在不斷交替運行2個任務。 7.8 心得體會 在這個實驗中我們初步了解和測試了實驗的內容和源代碼實驗結果基本上符合預期的要求。了解了μC/OS-II 內核的主要結構和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 各接口模塊相互銜接綜合實驗 8.2 實驗目的 利用前7次實驗所學的知識，綜合設計一個至少含有5個模塊的實驗。 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 1.回顧串口、鍵盤、LED接口、A/D、電機轉動、定時器中斷、LCD接口及觸摸屏驅動控制接口模塊驅動設計及開發方法。 2.綜合應用以上全部或者部分模塊，實現一個嵌入式綜合應用系統，要求至少5個模塊。 3.盡量使綜合應用具有合理功能。 8.5 實驗設計與實驗步驟 1．新建工程，添加所需的文件。 2．編寫計算器的計算程序caculator.c以及caculator.h文件。3．編寫音樂播放文件play.c以及play.h文件。 4．修改鍵盤映射表讓鍵盤上的數字與LCD與LED屏幕上顯示的數字相對應。5．對輸出在LCD屏幕上的顯示結構進行設計 6．進行裁剪和移植功能設計和完成。編譯生成system.bin文件，將文件拷貝至實驗臺內，重啟實驗臺即可看到實驗效果 8.6 實驗過程與分析 1．完成10以內的加減乘除的計算功能，通過鍵盤輸入，可在LCD屏幕上顯示輸入的表達式以及得到的輸出結果。如“2+3=5”。 2．按任務切換鍵，實現任務的切換。3．任務被切換到播放音樂的任務中去。 4．任務切換過程將會在串口的超級終端界面有所顯示，同時我們設置的將LCD上顯示的結果同步到超級終端上。實現串口通信。 5．利用到了直流電機，如果運算范圍超出我們規定的運算范圍，則電機轉動，來提示錯誤。 6．實現裁剪與移植功能。 8.7 實驗結果總結 在這次實驗中，我們利用前面所學習的知識，綜合利用在此次實驗中，我們利用了前面好所學知識中的6個模塊，分別是串口通訊，鍵盤控制，LED與LCD的輸出，電機控制，以及裁剪與移植的功能。通過這些功能的結合，我們實現自己所設計的實驗的功能。 8.8 心得體會 在此次實驗中，我們遇到了一些問題但是過程中遇到了不少問題，說明對實驗原理和語句編寫還不是很熟悉。總的來說，通過這段時間的訓練，我也學會了不少東西，了解了ARM的基本結構，功能等。 9.實驗總結與心得體會 通過這次為期一周的嵌入式課程實驗，我對于嵌入式有了更加深刻的了解與認識。我是第一次接觸嵌入式，以前對于嵌入式的知識了解甚少，但是通過此次實驗，我不僅了解了嵌入式，也學會了許多關于嵌入式方面的知識。 通過前面的基礎實驗，我們對于ARM環境有了更深的了解，掌握了博創平臺的使用方法，例如如何使用小鍵盤，如何使用LCD、LED屏幕，如何控制終端，如何進行多任務之間的切換等等。通過這幾次的基礎課程實驗，我們最后出了計算器，能夠實現10以內的加減乘除，在此基礎上我們利用多任務，實現播放音樂與計算的切換，還利用點擊的轉動來提示運算過程中出現的問題。 通過這幾次實驗，為我們以后的課程設計實驗打下了堅實的基礎，相信有了這幾天系統實驗的培訓，我們的課程設計實驗做起來會更加輕松。 南京郵電大學通信與信息工程學院 實驗報告 實驗名稱：實驗一基于ADS開發環境的設計 實驗二嵌入式Linux交叉開發環境的建立 實驗三嵌入式Linux環境下的程序設計 課程名稱嵌入式系統B 班級學號B13010711 姓名馬俊民 開課時間 2015/2016學年第1學期 實驗一基于ADS開發環境的程序設計 一、實驗目的 1、學習ADS開發環境的使用； 2、學習和掌握ADS環境下的匯編語言及C語言程序設計； 3、學習和掌握匯編語言及C語言的混合編程方法。 二、實驗內容 1、編寫和調試匯編語言程序； 2、編寫和調試C語言程序； 3、編寫和調試匯編語言及C語言的混合程序； 4、編寫程序測試多寄存器傳送指令的用法。 三、實驗原理 ADS全稱為ARM Developer Suite，是ARM公司推出的新一代ARM集成開發工具。現在常用的ADS版本是ADS1.2，它取代了早期的ADS1.1和ADS1.0。 ADS用于無操作系統的ARM系統開發，是對裸機（可理解成一個高級單片機）的開發。ADS具有極佳的測試環境和良好的偵錯功能，它可使硬件開發工作者更深入地從底層去理解ARM處理器的工作原理和操作方法，為日后自行設計打基礎，為BootLoader的編寫和調試打基礎。 1.ADS軟件的組成 ADS由命令行開發工具、ARM運行時庫、GUI開發環境（CodeWarrior和AXD）、實用程序、支持軟件等組成。 2.GUI開發環境 ADS GUI開發環境包含CodeWarrior和AXD兩種，其中Code Warrior是集成開發工具，而AXD是調試工具。 使用匯編語言進行編程簡單、方便，適用于初始化硬件代碼、啟動代碼等。匯編語言具有一些相同的基本特征： 1.一條指令一行。 2.使用標號（label）給內存單元提供名稱，從第一列開始書寫。3.指令必須從第二列或能區分標號的地方開始書寫。4.注釋必須跟在指定的注釋字符后面，一直書寫到行尾。 在ARM匯編程序中，每個段必須以AREA作為段的開始，以碰到下一個AREA作為該段的結束，段名必須唯一。程序的開始和結束需以ENTRY和END來標識。嵌入式C語言設計是利用基本的C語言知識，面向嵌入式工程實際應用進行程序設計。為了使單獨編譯的C語言程序和匯編程序之間能夠相互調用，必須為子程序之間的調用規定一定的規則。ATPCS就是ARM程序和Thumb程序中子程序調用的基本規則。 四、實驗過程與關鍵代碼分析 1.創建項目工程 在File菜單中選擇New命令，打開一個新建工程對話框。在Project選項卡下，選擇ARM Executable Image, 然后在Project name文本框里輸入項目名稱，點擊確定。彈出工程窗口。 選擇File菜單中的New命令，選擇File標簽頁，在File name文本框中輸入要創建的文件名。匯編程序以.s結尾，c程序以.c結尾。在Location文本框中指定文件的存放位置，選中Add to Project，在Targets中選中DebugRel，單擊確定關閉窗口。 2.用匯編語言設計程序實現10的階乘 AREA EXAMPLE, CODE, READONLY ENTRY start MOV R0, #10 MOV R1, #1 LOOP MUL R0, R0, R1 SUB R0, R0, 1 CMP R0, #1 BHI LOOP END 在這個程序中，我們首先對R0和R1賦值，將R0作為一個變量，而R1作為一個存貯階乘值的寄存器。在每進行一次乘法之后，將R0減1。同時在做完減法后進行判斷，如果此時R0大于1，則返回繼續乘法，否則結束程序，輸出結果。 3.用調用子程序的方法實現1!+2!+3!+?+10!，代碼如下： asmp.s AREA JC, CODE, READONLY EXPORT JCP ENTRY JCP ADD R3, R0, #1 MOV R2, #1 MOV R1, #1 LOOP MUL R0, R1, R2 MOV R1, R0 ADD R2, R2, #1 CMP R2, R3 BNE LOOP NOP NOP MOV PC, LR END PROGC.c #include int main(){ int res=0;int m=10;int i;for(i=1;i<=m;i++) res=res+JCP(i);printf(“The result =%dn”,res);return 0;} 在這個程序中，主程序由c語言完成作求和，子程序由匯編語言寫成作階乘。 5.實現字符串的逆序復制TEXT1=“HELLO”=>TEXT2=“OLLEH” AREA invstring, CODE, READONLY start ADR R1，TEXT1 ADR R2，TEXT2 MOV R3, #0 LOOP LDRB R0，[R1], #1 ADD R3，R3，#1 CMP R0，#0 BNE LOOP SUB R1，R1，#2 LOOP1 LDRB R0，[R1], #-1 STRB R0，[R2], #1 SUB R3，R3, #1 CMP R3，#1 BNE LOOP1 MOV R5，#&55 TEXT1 TEXT2 NOP =“HELLO”，0 ALIGN =“OELLH” END 五、實驗小結 在這次實驗中，學會了如何使用匯編程序進行編程。對匯編程序編程一些基本的要求有了一定的了解，學習了C語言的語法和在其中調用匯編程序的方法。學會了利用CodeWarrior IDE開發C和ARM匯編代碼。學會了在AXD中進行代碼調試的方法和過程，對AXD的調試有初步的了解。，實驗二嵌入式Linux交叉開發環境的建立 一、實驗目的 1、掌握嵌入式Linux交叉開發環境的建立方法 2、學習和掌握Linux常用命令 3、學習和掌握vi編輯器的使用 二、實驗內容 1、搭建嵌入式Linux交叉開發環境 2、熟悉Linux的常用命令 3、熟悉vi編輯器的常用命令 三、實驗原理 Linux系統是UNIX系統的分支，是UNIX的微機版。Linux具有異常豐富的驅動程序資源，支持各種主流的硬件設備與技術。Linux包含了現代的UNIX操作系統的所有功能特性，這些功能包括多任務、虛擬內存、虛擬文件系統、進程間通信、對稱所處理器、多用戶支持等。 Vi編輯器是所有UNIX和Linux下的標準編輯器。它包含3種工作模式。嵌入式系統是專用的計算機系統，它對系統的功能、可靠性、成本、體積、功耗等有嚴格的要求。大部分嵌入式系統沒有大容量存儲設備，一般不能安裝大型開發軟件，系統的開發需要采用交叉開發模式。 四、實驗過程與關鍵代碼分析 實驗用的是UP-NetARM2410-S試驗箱，里面配有三星的芯片S3c2410X。打開電腦上VMWare軟件，在Windows系統下啟動虛擬機里的Linux系統。接著需要 1.宿主機的環境搭建 下載并運行VMWare，根據向導創建一臺新虛擬機并選擇Linux作為客戶操作系統，再根據向導安裝RedHat Linux 9.0。 2.虛擬機中啟動Linux操作系統 使用root登陸，用戶名為root，密碼為123456。之后對共享文件設置進行調整：打開settings界面，打開shared folders功能，同時將路徑設置到有課前下載的軟件的目錄下。 3.開發工具軟件的安裝（1）安裝gcc 打開Linux后，打開終端窗口，在共享的目錄下找到install.sh并運行，命令如下： ls./ install.sh 安裝程序將自動建立/arm2410s目錄，并將所有的開發軟件包安裝到/arm2410s 目錄下，同時自動配置編譯環境，建立合適的符號鏈接。安裝完成后在目錄/opt/host/armv4l/bin/下應該能看到主編譯器。（2）配置PATH路徑 vi.bash.profile 將里面PATH變量改為PATH=$PATH:$HOME/bin:/opt/host/armv41/bin/;存盤后執行 source.bash_profile 以后armv4l-unknown-linux-gcc將被自動搜索到 4.宿主機上的開發環境配置（1）配置IP地址 ifconfig eth0 192.168.0.121 命令配置了宿主機的IP地址。然后打開網絡配置窗口，重新探測MAC地址。重新激活。（2）關閉防火墻 單擊“Red”菜單→“系統設置”→“安全級別”→打開“安全級別配置”窗口，選擇“無防火墻選項。”（3）配置NFS。 單擊“Red”菜單→“系統設置”→“服務器設置”→“服務”，在“服務配置”窗口中勾選nfs，單擊“開始”（4）NFS設置 單擊“Red”菜單→“系統設置”→“服務器設置”→“NFS服務器”，打開“NFS服務器配置”窗口，設置NFS共享。 然后在NFS服務器中增加主機IP地址的鏈接許可和目錄。完成配置。 5.目標機的信息輸出 Windows系統下，“開始”→“所有程序”→“附件”→“通訊”→“超級終端”，新建一個通信終端。區號、電話號碼隨意輸入。設置每秒位數為“115200”，數據位為“8”，無奇偶校驗，停止位為“1”，無數據流控制。單擊“確定”。 6.程序的運行 打開超級終端，啟動Linux，屏幕顯示： [/mnt/yaffs] 在超級終端上執行掛載命令： [/mnt] mount –t nfs 192.168.0.121:/arm2410s /mnt/nfs 掛載成功后可執行程序。 五、實驗小結 在這次實驗中，學會建立Linux交叉開發環境，學會了ls和vi，cd等常用的Linux命令，并掌握了Vi編輯器的使用方法。同時知道了如何在搭建失敗時尋找錯誤進行排錯。 實驗三嵌入式Linux環境下的程序設計 一、實驗目的 1、掌握嵌入式Linux環境下的程序設計方法 2、學會編寫Makefile文件 二、實驗內容 1、熟悉嵌入式教學實驗箱的使用 2、編寫C程序和Makefile文件 3、編譯程序產生可執行程序 4、完成主機的掛載和程序的執行 三、實驗原理 在嵌入式Linux環境下的程序設計方法有一下幾個步驟： 1.編寫源程序 2.編寫Makefile文件 3.編譯程序 4.運行和調試程序 5.將生產的可執行文件加入文件系統。 前三個步驟在宿主機上完成，后面的步驟在目標機上完成。 四、實驗過程與關鍵代碼分析 1.建立工作目錄 mkdir hello cd hello 2.編寫源程序 用vi編輯器編輯Hello.c文件 vi Hello.c 在Vi中輸入源程序如下： #include printf(“hello world n”);} 3．編寫Makefile文件 vi Makefile 在vi中編輯Makefile文件如下： CC= armv4l-unknown-linux-gcc EXEC = hello OBJS = hello.o CFLAGS += LDFLAGS+=-static all: $(EXEC)$(EXEC):(OBJS)$(CC)$(LDFLAGS)–o $@ $(OBJS)clean： -rm –f $(EXEC)*.elf *.gdb *.o 4.編譯程序 在hello目錄下運行“make”來編譯程序。 make clean make 編譯成功后，生成可執行文件Hello.o。 5.下載調試 在宿主機上啟動nfs服務，并將/arms2410s設置為共享目錄。接下來啟動超級終端，建立通訊，掛載。 [/mnt] mount –t nfs 192.168.0.121:/arm2410s /mnt/nfs 掛載成功后，進入/mnt/nfs，再進入/mnt/nfs/hello，直接運行剛剛編譯生成的可執行文件Hello.o，查看運行結果 cd hello./hello 可以看見“Hello world” 只需要掛載一次便可，只要實驗箱沒有重啟，就可以一直保持連接。反復修改、編譯、調試，直至程序調試通過。 6.可執行文件加入文件系統 程序調試通過后，可以把可執行文件拖放到usr/bin目錄下，然后使用mkcramfs制作工具生成新的文件系統。當系統啟動后，就可以在相應目錄下執行可執行程序hello.五、實驗小結 在這次實驗中，學會了在嵌入式Linux環境下設計程序。同時知道了如何對目標機進行掛載。以及如何在發現掛載不成功尋找錯誤進行修改。另外在編譯文件時需要注意的也都有所了解。 實驗四多線程程序設計 一、實驗目的1、2、二、實驗內容1、2、3、4、三、實驗原理 四、實驗過程與關鍵代碼分析 五、實驗小結 3+第二篇：嵌入式系統實驗報告
第三篇：嵌入式系統實驗報告
第四篇：嵌入式系統實驗報告
第五篇：嵌入式系統ARM實驗報告
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