第一篇：北郵小學(xué)期AVR單片機(jī)電子琴實(shí)驗(yàn)報告
北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院
小學(xué)期AVR單片機(jī)實(shí)驗(yàn)報告
實(shí)驗(yàn)題目： 基于ATmega16L單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名：學(xué)渣
班 級：2012XXXXXX 班內(nèi)序號：XX 學(xué) 號：2012XXXXXX 日 期：2014年9月30日
同組同學(xué)：學(xué)渣
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目錄：
一、實(shí)驗(yàn)介紹......................................3 1.1實(shí)驗(yàn)課題名稱.................................3 1.2實(shí)驗(yàn)平臺.....................................3 1.3實(shí)驗(yàn)課題關(guān)鍵字 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．..3 1.4實(shí)驗(yàn)摘要.....................................3
二、小組分工......................................3
三、基本題目訓(xùn)練——流水燈與數(shù)碼管秒表計(jì)時器.......3 3.1實(shí)現(xiàn)功能......................................3 3.2程序代碼分析..................................4 3.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖片...................................7
四、有關(guān)發(fā)聲的基礎(chǔ)知識............................7
五、電子琴的設(shè)計(jì)與測試..............................9 5.1設(shè)計(jì)過程......................................9 5.2實(shí)驗(yàn)所需元器件.................................9 5.3實(shí)驗(yàn)程序主要流程圖.............................10 5.4實(shí)驗(yàn)原理及原理圖...............................10 5.4.1實(shí)驗(yàn)原理....................................10 5.4.2原理圖.....................................11 5.5各個模塊的設(shè)計(jì)與講解............................11 5.6程序源代碼及程序分析..........................14 5.7實(shí)驗(yàn)結(jié)果.......................................24
六、排錯過程.........................................26
七、心得體會..........................................29
八、參考文獻(xiàn)..........................................32
九、意見與建議........................................33
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一、實(shí)驗(yàn)介紹：
1.1實(shí)驗(yàn)課題名稱：基于ATmega16L單片機(jī)的電子琴設(shè)計(jì) 1.2實(shí)驗(yàn)平臺：本實(shí)驗(yàn)所用平臺為AVR Studio 4 1.3實(shí)驗(yàn)課題關(guān)鍵字：
ATmega16L型單片機(jī) 電子琴 鍵盤按鍵 LCD液晶顯示屏
1.4實(shí)驗(yàn)摘要：
本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的電子琴擁有可視化操作界面，能實(shí)現(xiàn)即時彈奏音樂、音樂播放、音樂變速、音樂變調(diào)，并可以進(jìn)行任意長度錄音（通過按鍵記錄音階）等功能
二、小組分工：
? XXX負(fù)責(zé)電路硬件的連接和報告的撰寫 ? XXX負(fù)責(zé)程序代碼的編寫 ? XXX負(fù)責(zé)資料的收集整理和查閱
三、基本題目訓(xùn)練——流水燈與數(shù)碼管秒表計(jì)時器
3.1功能：八盞LED二極管按順序依次循環(huán)點(diǎn)亮，實(shí)現(xiàn)流水燈的效果，同時兩只數(shù)碼管分別代表秒和十分之一秒，進(jìn)行秒表計(jì)時，配有
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兩個按鍵，實(shí)現(xiàn)計(jì)時過程中的暫停和繼續(xù)，同時在按下暫停鍵的時候蜂鳴器會響一聲。利用ATmega16的寄存器中斷功能，實(shí)現(xiàn)流水燈和數(shù)碼管秒表計(jì)時器在實(shí)驗(yàn)板上同時工作，并且互相獨(dú)立不影響。
3.2程序代碼分析：
#include
char b[10] = {
0b11111010,//0
0b00110000,//1
0b11011001,//2
0b01111001,//3
0b00110011,//4
0b01101011,//5
0b11101011,//6
0b00111000,//7
0b11111011,//8
0b01111011,//9
};char a[10] = {
0b11111010,//0
0b00110000,//1
0b11011001,//2
0b01111001,//3
0b00110011,//4
0b01101011,//5
0b11101011,//6
0b00111000,//7
0b11111011,//8
0b01111011,//9
};
volatile char temp;
int main(void){ DDRA = 0xff;PORTA = 0b10000000;DDRC = 0xff;
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DDRD = 0b11111011;DDRB = 0b11111011;
TCNT0 = 55;PORTB = b[0];PORTD = a[0];PORTC |=(1 << 0);TCCR0 |=(1 << CS01);int count1 = 0,count2 = 0,i;
MCUCR |=(1 << ISC00)|(1 << ISC01);//INT0上升沿觸發(fā)
GICR |=(1 << INT0);//使能INT0，INT1 sei();//使能全局中斷
while(1){
for(i = 0;i<9000;i++)
{
while(!(TIFR &(1< TCNT0=55; } count1++; if(count1!=10) PORTD = a[count1]; else { count2++; count1 = 0; if(count2 == 10) count2 = 0; temp = PORTA; PORTA = PORTA >> 1; if(temp & 0b00000001) { PORTA = PORTA | 0b10000000; } PORTB = b[count2]; PORTD = a[0]; } } } SIGNAL(SIG_INTERRUPT0)//INT0中斷服務(wù)程序 { int count3 = 0,count4=0; 第5頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 while(!(PINB &(1<<2))) { count3++; if(count3 == 10) { count4++; count3 = 0; temp = PORTA; PORTA = PORTA >> 1; if(temp & 0b00000001) { PORTA = PORTA | 0b10000000; } } for(int i=0;i<9000;i++) { while(!(TIFR &(1< TCNT0=55; } } } 第6頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 3.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 四、有關(guān)發(fā)聲的基礎(chǔ)知識: 聲波是振動產(chǎn)生的。頻率即表示每秒鐘振動的次數(shù)，采用CTC方式時AVR單片機(jī)通過特定的端口（PD4及PD5）輸出一定頻率的方波，TCCR1A設(shè)為比較匹配時OC1A/OC1B電平取反，TCCR1B的計(jì)數(shù)上限為 第7頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 OC1A，根據(jù)公式OCnA=f/2N(1+OCRnA)計(jì)算出7個頻率音階所需的OCR1A，則只需將喇叭接在PD4或PD5，通過程序控制端口輸出特定頻率的方波波形（發(fā)聲使用正弦波最好，方波效果稍次但影響不大），喇叭就會發(fā)出七種不同的聲音，依照人聽覺分辨7個音階分為三組，分別為高中，低音階頻率，經(jīng)計(jì)算可得，當(dāng)OCR1A=(500000/musicmem[i]-1)時，{131,147,165,175,196,220,247}存放低音階頻率，{262,294,330,349,392,440,494}存放中音階頻率，{524,588,660,698,784,880,988}則存放高音階頻率，所以需要定義三個數(shù)組存放各音階的頻率值。除了音符頻率以外還需要音長，所以定義1個2位數(shù)組表示一段音樂，第一個表示頻率，第二個表示音長，播放時先訪問頻率數(shù)組，使喇叭發(fā)聲，之后訪問音長數(shù)組，確定喇叭發(fā)聲時間。而有了音符頻率數(shù)組，只要再得到任意一首歌的簡譜，就可以將其轉(zhuǎn)化為兩個數(shù)組的形式，由音符對應(yīng)的頻率得出頻率數(shù)組，然后再根據(jù)每個音符的音長，將其通過樂曲的節(jié)拍和音符的拍數(shù)計(jì)算出音符持續(xù)時間即可得出音長數(shù)字。 第8頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 五、電子琴的設(shè)計(jì)過程: 5.1設(shè)計(jì)過程： 5.2 實(shí)驗(yàn)所需元器件： ATmega16L型單片機(jī)，JTAG下載器，揚(yáng)聲器，4*4矩陣鍵盤，液晶屏，LM386，實(shí)驗(yàn)盒(內(nèi)裝剪刀、鑷子、導(dǎo)線等用品)等 第9頁 1602LCD北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 5.3實(shí)驗(yàn)程序主要流程圖： 5.4實(shí)驗(yàn)原理及原理圖 ： 5.4.1實(shí)驗(yàn)原理 ： 以ATmega16單片機(jī)作為整個系統(tǒng)的控制中心，外加琴鍵控制模塊、播放模塊、顯示模塊，使制作的電子琴完成設(shè)想的功能。琴鍵控制模塊為4*4矩陣鍵盤，可以通過按下不同的琴鍵彈奏出不同的音階，每個音階對應(yīng)著不同的頻率，一段音樂是由許多不同的音階組成，這樣我們就可以根據(jù)不同的頻率組合得到我們想要的音樂，同時在錄制模式下，還可以通過按不同的按鍵記錄下不同的音階，由此記錄一段音樂。播放模塊接收對應(yīng)頻率的方波，由此播放琴鍵彈奏的音階以 第10頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 及播放預(yù)先存放在單片機(jī)里的音樂。顯示模塊顯示出當(dāng)前所處的模式。 5.4.2 原理圖： 5.5各模塊的設(shè)計(jì)與詳解： ? 中央處理器——ATmega16： 第11頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 實(shí)驗(yàn)中，PB0~PB7全部設(shè)置為輸出，分配給LCD液晶顯示屏D0~D7管腳；PA0~PA7連接4*4矩陣鍵盤的八個引腳；PD4、PD6和PD7設(shè)置為輸出狀態(tài)，分別連接到LCD顯示屏的RS、R/W和E端口上；PD5置為輸出狀態(tài)，接到揚(yáng)聲器的一個管腳，揚(yáng)聲器的另一管腳接地；VCC為電源，向LCD顯示屏供電；GND為公共接地。 ? 琴鍵控制模塊——4*4矩陣鍵盤： 工作原理：按鍵設(shè)置在行、列線交點(diǎn)上，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。行線通過上拉電阻接到+5V 電源上。無按鍵按下時，行線處于高電平的狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時，行線電平由與此行線相連的列線的電平?jīng)Q定。 ? 顯示模塊——LCD液晶顯示屏： 第12頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 引腳詳解： 第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。 第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。 第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進(jìn)行讀操作，低電平時進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第6腳：E端為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。 第13頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。 ? 播放模塊——揚(yáng)聲器： 原先以為單片機(jī)本身的電源電壓不足以驅(qū)動揚(yáng)聲器工作，所以設(shè)計(jì)了有LM386的功放模塊，后來在實(shí)際操作的過程中測試發(fā)現(xiàn)，單片機(jī)本身的電源足以驅(qū)動揚(yáng)聲器播放音樂音調(diào)，因此舍棄了LM386功放模塊的設(shè)置。 5.6程序源代碼及程序分析： #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int const uchar table[]=“HELLO WELCOME!”; volatile uint num=0,count=0;volatile uint Mode=0,list=2,pause=0,aim=0,sure=0,del=0;volatile int state=0, S=1; //定義全局變量,S為變速變量 const uint Mode_Data[16]={0,440,494,523,587,659,698,784,880,998,1046,1156,1318,1396,1568};//存放聲音的頻率 //音高對應(yīng)定時器初始化數(shù)值（低la~高la+休止符），cpu頻率1MHz，用8分頻 const uchar tone[]={0x00,0x8E,0x7E,0x77,0x6A,0x5E,0x59,0x4F,0x47,0x3F,0x3B,0x35,0x2F,0x2C,0x27,0x23,0X19,0X15}; uint Ssong[10][2]={{0,0},{0,0},{0,0},{0,0},{0,0},{0,0},{0,0},{0,0},{0,0},{0,0}}; //******************************************** void delay_us(int n) //微妙級延時函數(shù)； { 第14頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 while(n--){ asm(“nop”);//自動延時一個時鐘周期什么也不做 } } void delay_ms(int n) //毫秒級延時函數(shù)； { int m=14500*n;while(m--){ asm(“nop”);} } //********************************************** /************************ 屏幕顯示函數(shù) ************************/ void write_com(uchar com){ PORTD&=~(1<<4); //低電平指令模式。高電平數(shù)據(jù)； PORTD&=~(1<<6); //低電平寫； PORTB=com;PORTD|=(1<<7); //高電平使能 delay_ms(1);PORTD&=~(1<<7); } void write_dat(uchar dat){ PORTD|=(1<<4);PORTD&=~(1<<6);PORTB=dat;PORTD|=(1<<7);delay_ms(1);PORTD&=~(1<<7);} /*********************************** * 音樂產(chǎn)生函數(shù) * * 功能：輸出頻率為x的方波* * 范圍：x:100-20000Hz，0：不發(fā)聲 * * ***********************************/ 第15頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 void sound(int i) { TIMSK|=(1<<2);sei(); if(i&&i<17) //按了音符鍵了,且在0到F鍵這16個發(fā)音鍵上，才發(fā)聲 { OCR1A=tone[i]; TCCR1A=0X50; //控制寄存器，選擇可翻轉(zhuǎn)功能，產(chǎn)生方波； TCCR1B=0X0a; PORTD=(1<<5);} else { TCCR1A = 0x00; //頻率為0，休止符，不發(fā)聲 TCCR1B=0X00; OCR1A=0; } } /************************************ 彈奏函數(shù) ************************************/ void play(int n) //參數(shù)為鍵盤上的數(shù)字； { write_com(0X80+0X40+n);write_dat(16);sound(n); //彈奏音符； delay_ms(1);write_dat(20); TCCR1A=0x00; TCCR1B=0X00; //中斷，為下一個節(jié)拍做準(zhǔn)備； PORTD|=(1<<5); //PD5作為輸出管腳，接揚(yáng)聲器； } //___________________________________________ void INI_POTR(void){ DDRD|=0xff;DDRB=0xff; PORTD=(1<<5);PORTD&=~(1<<7);DDRA=0xff; //A口作為鍵盤輸入口； DDRB=0xff; } //_____________________________________ 第16頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 void INN_DEVICE(void){ MCUCR=0X00; // 中斷寄存器置零； } //____________________________________ //檢測鍵盤是否被按下的函數(shù) uint isKeyPress(){ DDRA=0xff; //初始設(shè)置端口均為輸出 PORTA=0xf0; //設(shè)置端口的初值為11110000 DDRA=0xf0; //將低四位設(shè)為輸入 if(PINA == 0xf0) //當(dāng)沒有按下時，PINA仍然為11110000 { DDRA=0xff; return 0; //返回0，代表未按下 } else //當(dāng)按下后，PINA不再是11110000 { DDRA=0xff; return 1; //返回1，代表按下了 } } //鍵盤輸入檢測函數(shù)； //_______________________________ int key_in(void) { DDRA = 0xff; //先全部設(shè)置為輸出，再將后四位置為輸入 PORTA = 0xf0; //設(shè)置高低電平 DDRA = 0xf0;uint i = 0,j = 16,Key = 17; unsigned char temp1,temp2; if(isKeyPress()){ temp1 = PINA; temp1 &= 0x0f; //只關(guān)心低四位的情況 switch(temp1) { case 0b00000001: j = 0; break; case 0b00000010: j = 1; 第17頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 break; case 0b00000100: j = 2; break; case 0b00001000: j = 3; break; } temp2 = PINA; temp2 &= 0x0f; if(temp1!= temp2) return 17; DDRA = 0xff; PORTA= 0x0f; DDRA = 0x0f; temp1 = PINA; temp1 &= 0xf0; switch(temp1) { case 0b00010000: i = 0; break; case 0b00100000: i = 1; break; case 0b01000000: i = 2; break; case 0b10000000: i = 3; break; } temp2 = PINA; temp2 &= 0xf0; if(temp1!= temp2) return 17; Key = i*4 + j+1;// return Key; } } /***************************** //去抖動 //只關(guān)心高四位的情況第18頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 音樂播放函數(shù)； *****************************/ void m_sound(uint a){ int m=(62500/a)-1; //發(fā)聲原理 OCR1A=m; TCCR1A=0X50; //控制寄存器，選擇可翻轉(zhuǎn)功能，產(chǎn)生方波； TCCR1B=0X0a;} //**********************************播放函數(shù)； void music_play(uint a[][2]){ const char Mtable[]=“Music Mode”; write_com(0X01); //清屏； for(int i=0;i<5;i++) { write_dat(Mtable[i]); } int i=0; char tem=aim,T=1; while((a[i][1]!=0)&&(tem==aim)&&state) { //A 返回 B 暫停 F 模式 C 上一曲你 D 播放 E 下一曲； num=key_in(); switch(num) { case 16: state=0; // F STATE = 0彈奏 break; case 15: aim=1; //下一首E break; case 14: pause=1; //播放D break; case 13: aim=0; ///上一首C break; case 12: pause=0; ///暫停B break; case 11: 第19頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 T=2; break;case 10: T=1; break;case 9: T=0;break;case 5: //變速，1代表正常速度A //慢速0 //快速9 //5 降調(diào) S=0.5; break; case 6: S=1; break; default: break; } while(a[i][0]&&pause) { num=key_in(); if(num==12) { pause=0; } else { if(S == 0.5) m_sound(a[i][0]*S); else m_sound(a[i][0]); if(T==2) delay_ms(a[i][1]-100); else if(T==0) delay_ms(a[i][1]+100); else delay_ms(a[i][1]); i++; TCCR1A=0x00; TCCR1B=0X00; } } pause=0; //6 正常調(diào) //加減速 //下一個音符； 第20頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 TCCR1A=0x00; TCCR1B=0X00; //中斷，為下一個節(jié)拍做準(zhǔn)備； } if(a[i][1]==0){ aim =(++aim)% list; } } /***************** 錄制音樂函數(shù)； *****************/ void record(void){ write_com(0X01); const uchar R_table[]=“Recording Mode”; for(int i=0;i<9;i++){ write_dat(R_table[i]);} pause=1;while(pause){ uint Skey = key_in(); if((Skey>0)&&(Skey<11)) { int i=0;//count=0; while(i<10) { Skey=key_in(); OCR1A=0; TCCR1A=0x00; TCCR1B=0X00; if((Skey>0)&&(Skey<11)) { play(Skey); Ssong[i][0]=tone[Skey]; Ssong[i][1]=600; i++; delay_ms(20); } if(Skey==14) 第21頁 //清屏；//開始錄制 //先清零計(jì)數(shù)器 //錄制完成，北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 按D鍵結(jié)束錄制 { i=10; } } pause=0; //借助 PAUSE 來標(biāo)記一下什么時候退出while } } } //***************************歌曲數(shù)據(jù) uint music_data[][2]= { {440,400},{440,400},{659,400},{659,400},{740,400},{740,400},{659,800}, {587,400},{587,400},{554,400},{554,400},{494,400},{494,400},{440,800}, {659,400},{659,400},{587,400},{587,400},{554,400},{554,400},{497,800}, {659,400},{659,400},{587,400},{587,400},{554,400},{554,400},{497,800}, {440,400},{440,400},{659,400},{659,400},{740,400},{740,400},{659,800}, {587,400},{587,400},{554,400},{554,400},{494,400},{494,400},{440,800}, {0,0} }; // abcdefg uint music_1[][2]= {{262,400},{294,400},{330,400},{262,400},{262,400}, //樂譜 {294,400},{330,400},{262,400},{330,400},{349,400}, {392,800},{330,400},{349,400},{392,800},{392,300}, {440,100},{392,300},{349,100},{262,400},{392,400}, {440,300},{392,100},{349,300},{330,100},{262,400}, {294,400},{196,400},{262,400},{294,800},{196,400}, {262,400},{294,800},{0,0}};//music_1 int main(void){ INI_POTR(); //初始化 write_com(0X38); //顯示光標(biāo)等； write_com(0X01); //清屏； write_com(0X0f); //打開光標(biāo)； write_com(0X06); write_com(0X80+0X02); for(int i=0;i<8;i++) 第22頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 { write_dat(table[i]); } write_com(0X80+0X11); delay_ms(5); while(1) { num = key_in(); if(num==16) //模式選擇 { if(state==1) state=0; else state=1; } 放模式 if(state==1) { (state==1) { switchaim() { case 0: music_play(music_data); break; case 1: music_play(Ssong); break; default: break; }while delay_ms(10); } } else if(num==11) //錄制模式； { record(); delay_ms(10); } else { write_com(0X01); 第23頁 //播 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 } const uchar Ptable[]=“playing Mode”; for(int i=0;i<7;i++) { write_dat(Ptable[i]); } while((num!=16)&&(num!=11)) { play(num); num=key_in(); } } } //彈奏模式 5.7實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 實(shí)現(xiàn)了最初設(shè)想的功能，所設(shè)計(jì)的電子琴可以進(jìn)行即興彈奏、錄制音樂、播放音樂以及音樂變速。測試圖片如下： 第24頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 第25頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 接通電源后，顯示屏以每次顯示一個字符的形式顯示出“HELLO WELCOM!”的歡迎文字，接著自動進(jìn)入彈奏模式，并在LCD的第一行顯示出“Playing Mode”的文字，用戶每次按下按鍵都會在LCD的第二行的相應(yīng)位置出現(xiàn)對應(yīng)按鍵順序的光標(biāo)閃爍。在彈奏模式下，按下F鍵會進(jìn)入播放模式，LCD顯示出“Music Mode”字樣，此時按下D鍵是播放/繼續(xù)，按下B鍵是暫停，C鍵和E鍵分別代表上一首和下一首，9鍵則是將音樂速度調(diào)整為慢速，再次按下F鍵會回到彈奏模式。在彈奏模式下，按下A鍵會進(jìn)入錄制模式，此時LCD顯示“Recording Mode”字樣，可以使用1~0十個按鍵進(jìn)行錄音，想要聽聽錄制好的音樂，可以切換到播放模式下進(jìn)行欣賞。 六、排錯過程： ? 基礎(chǔ)題目訓(xùn)練階段： 1.硬件連接好之后，在進(jìn)行編程的過程中發(fā)現(xiàn)端口不夠用，因?yàn)镻B3和PD3這兩個能產(chǎn)生中斷的端口必須空出來作為暫停和開 第26頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 始按鍵的接口，于是我重新布線，將數(shù)碼管顯示小數(shù)點(diǎn)的右下角的引腳改接到PC0，同時在代碼中將此端口設(shè)置為高電平輸出，這樣就解決了該問題。 2.當(dāng)我們簡單地把流水燈和計(jì)時器代碼合并在一起然后編譯運(yùn)行時，卻發(fā)現(xiàn)流水燈在工作，計(jì)時器卻停止了工作。經(jīng)過仔細(xì)排查，發(fā)現(xiàn)簡單地將代碼合并會導(dǎo)致單片機(jī)陷入流水燈的工作循環(huán)，而沒有進(jìn)入計(jì)時器的工作進(jìn)程。經(jīng)過一番思考，我們將流水燈的代碼加以修改寫入計(jì)時器的工作循環(huán)中，解決了計(jì)時器不工作的問題。 3.但是新問題又出現(xiàn)了，我們發(fā)現(xiàn)按下計(jì)時器的暫停按鈕后，會導(dǎo)致流水燈也停止工作。經(jīng)過小組的討論，我們決定在中斷程序函數(shù)里面加上流水燈工作的代碼并加以修改使其能夠在中斷函數(shù)里面運(yùn)行。經(jīng)過多次調(diào)試，終于實(shí)現(xiàn)了計(jì)時器的計(jì)時、暫停、繼續(xù)功能，并且流水燈能夠一直工作不受計(jì)時器的暫停影響。 4.在調(diào)整計(jì)時器計(jì)時精讀的過程中，我們發(fā)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)中使用的ATmega16頻率不是16MHz，也不是1MHz，為了盡可能的實(shí)現(xiàn)秒表計(jì)時，試驗(yàn)了很多的數(shù)字組合，最后達(dá)到了30秒誤差1秒的精確度，當(dāng)然還可以達(dá)到更高的精確度。 ? 電子琴設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)階段： 1.在硬件連接的時候，沒想到LCD液晶顯示屏的每根管腳都需要 第27頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 連接，導(dǎo)致在進(jìn)行程序下載驗(yàn)證的時候，顯示屏總是不能顯示出應(yīng)有的文字，后來參考了相關(guān)文檔資料發(fā)現(xiàn)是V0這個管腳也必須接地才可以，解決了問題。 2.在安插矩陣鍵盤的時候，費(fèi)了很多功夫，首先，不知道哪根管腳是行線哪根管腳是列線，其次不知道所連接的端口的輸出輸入模式應(yīng)該怎么設(shè)置，導(dǎo)致設(shè)計(jì)過程受阻，后來觀看了視頻并查閱相關(guān)資料解決了此問題。 3.在初步完成電子琴的彈奏功能程序時，我們開始對單片機(jī)進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)在按下數(shù)次按鈕后單片機(jī)就會卡死，我們仔細(xì)檢查了彈奏功能的代碼，經(jīng)過多次排查，我們小組最終將鍵盤檢測函數(shù)key_in()和彈奏函數(shù)play()兩條語句的執(zhí)行順序交換，以達(dá)到比較好的邏輯順序效果，提高了程序的穩(wěn)定性，把多次按下按鈕會導(dǎo)致單片機(jī)卡死的問題給基本解決了。 4.播放音樂功能也是我們設(shè)想的一個重要功能。剛開始，按照我們的思路去實(shí)現(xiàn)該功能時，在測試時播放音樂是實(shí)現(xiàn)了，但是暫停和繼續(xù)功能都沒能夠?qū)崿F(xiàn)。我們小組對代碼進(jìn)行重新檢查，檢查出幾個比較嚴(yán)重的邏輯錯誤。我們重新調(diào)整播放音樂函數(shù)的判斷語句和循環(huán)結(jié)構(gòu)，并加入一個pause變量來標(biāo)志暫停狀態(tài)，在按下暫停按鈕時將pause標(biāo)志為0，使程序退出播放循環(huán)。經(jīng)過一番努力，我們順利完成了暫停播放和繼續(xù)播放的功能。 5.錄制音樂功能的實(shí)現(xiàn)是整個實(shí)驗(yàn)過程里面最為困難的一環(huán)。我第28頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 們預(yù)先設(shè)想的實(shí)現(xiàn)方法是每按下一個按鍵，將對應(yīng)音階的數(shù)字和節(jié)拍存入數(shù)組中，然后錄制完成后自動播放錄制的音樂。但是，我們實(shí)際測試時發(fā)現(xiàn)錄制的音樂并沒有能自動播放。經(jīng)過小組討論，我們決定將錄制好的音樂在播放音樂模式里面播放，根據(jù)這個思路，我們將錄制的音樂對應(yīng)的數(shù)組用播放音樂函數(shù)進(jìn)行播放，成功地實(shí)現(xiàn)了錄制音樂并播放的功能。 七、心得體會： 為期9天的單片機(jī)小學(xué)期圓滿結(jié)束，不得不說，我從中學(xué)到了很多知識，從一個對單片機(jī)一竅不通的小白，蛻變成了一個熟悉單片機(jī)各個端口的作用和使用方法、懂得如何編程實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能的技術(shù)人員。 在這九天中，我們通過觀看老師給的視頻資料和文檔，加上查閱的資料，獨(dú)立完成了所布置的任務(wù)。由于有C++的基礎(chǔ)，加上有硬件的端口以及相應(yīng)設(shè)備的使用說明文檔的幫助，因此在我看來，在AVR Studio上進(jìn)行C語言的編程從邏輯上比C++更容易理解，所需要的只是在編程時將端口的配置和邏輯函數(shù)結(jié)合到一起，實(shí)現(xiàn)編寫的函數(shù)對單片機(jī)端口以及內(nèi)部中斷的控制。 第一天剛接到流水燈和數(shù)碼管秒表計(jì)時器的任務(wù)的時候，內(nèi)心真的十分激動，心想：實(shí)現(xiàn)了這個不就實(shí)現(xiàn)了街邊廣告牌上滾動的文字了么！但是一看到ATmega16芯片時還是傻了眼，心想：這么多的管腳都該怎么用啊？“視頻里有”，同學(xué)告訴我，于是我就開始認(rèn)真地 第29頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 研究起老師給的單片機(jī)教學(xué)視頻和它的技術(shù)文檔。由此發(fā)現(xiàn)，只需要將單片機(jī)的端口設(shè)置好，再套上一個循環(huán)結(jié)構(gòu)，就可以實(shí)現(xiàn)流水燈的功能了。說做就做，于是最初的流水燈就實(shí)現(xiàn)了，可以一個一個依次循環(huán)點(diǎn)亮。那時真是好高興！在做數(shù)碼管的時候，由于不知道數(shù)碼管的顯示與管腳之間的關(guān)系，于是我先創(chuàng)建了一個數(shù)組，數(shù)組中的元素都是8位二進(jìn)制數(shù)，其中只有一位是1，其余位都是0，如下： char a[8] = { 0b00000001，0b00000010，0b00000100，0b00001000，0b00010000，0b00100000，0b01000000，0b10000000 }; 然后我采用一個循環(huán)，將端口PORTX每次等于一個a[i]，單步運(yùn)行，找出了數(shù)碼管的顯示與管腳之間的對應(yīng)關(guān)系。這樣，之后的工作就輕松許多，只需要在該亮的位置將對應(yīng)的PORTX端口置為1，就可以顯示出自己想要的數(shù)字了。流水燈和數(shù)碼管秒表計(jì)時器都分別完成了，最后只需將它們合在一起共同工作即可。不過這個過程也不是一帆風(fēng)順的，因?yàn)橹袛嗟母拍钗覄傞_始覺得很難理解，也不知道該將中斷的有關(guān)函數(shù)放在代碼的哪個位置，因此反復(fù)糾結(jié)反復(fù)研究視頻和技術(shù)文檔，持續(xù)了一段時間。后來我和同學(xué)決定將兩份流水燈的程序，一份放在主程序main中，和秒表計(jì)時器的程序放在一起，即實(shí)現(xiàn)兩者同時工作，且流水燈的閃爍間隔是一秒，另一份放在中斷服務(wù)程序中SIGNAL()中，即實(shí)現(xiàn)按下按鈕進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，秒表計(jì)時器暫停 第30頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 工作，而流水依舊在依次循環(huán)閃爍。由此實(shí)現(xiàn)了流水燈和秒表計(jì)時器的獨(dú)立工作，互不影響。 完成了基礎(chǔ)題目的訓(xùn)練任務(wù)，我信心滿滿，迎來了我的下一個任務(wù)——電子琴。剛開始選題的時候覺得電子琴蠻有趣的，可以彈奏可以錄音可以播放，而且原理看起來也比較簡單。但是其實(shí)不是這樣的，拿到元器件的時候，我發(fā)現(xiàn)，LCD液晶顯示屏有16個管腳！矩陣鍵盤有8個管腳！但是有了前面對付ATmega16芯片的經(jīng)驗(yàn)，我沉住氣，查閱了有關(guān)LCD液晶顯示屏和矩陣鍵盤的技術(shù)文檔，以及一些經(jīng)驗(yàn)之作，初步定下了鍵盤接到A端口，LCD的8個數(shù)據(jù)口接到B端口，D端口用于LCD的讀寫控制使能端以及揚(yáng)聲器的輸入端。至此，硬件的連接工作就完成了，根據(jù)硬件的連接，我們開始了程序的編寫。鍵盤檢測函數(shù)、播放函數(shù)、液晶顯示函數(shù)，彈奏功能，錄制功能??一步一步，一個完整的系統(tǒng)漸漸完善。由于有硬件，因此我們編寫的程序可以馬上下載到板子里驗(yàn)證效果，并及時修改，大大方便了我們排錯和系統(tǒng)優(yōu)化。期間由于JTAG下載器和AVR Studio總是出現(xiàn)連接失敗的情況，浪費(fèi)了我們許多寶貴的時間，個人總結(jié)原因是驅(qū)動可能用了一段時間會失效，解決辦法是重新啟動計(jì)算機(jī)，并將WINAVR這個環(huán)境卸載后再次裝上，并且是裝到與上一次不同的盤中，同時編譯AVR程序的時候先接上JTAG下載器，試驗(yàn)了許多次，這個方法很管用，之后就沒有出現(xiàn)該問題了。最終，電子琴的功能基本完成，并且達(dá)標(biāo)，能實(shí)現(xiàn)彈奏、播放、錄制、變速等最初設(shè)想的功能，但是可能還有一些小BUG沒有調(diào)出來，導(dǎo)致電子琴在運(yùn)行的過程中有不穩(wěn)定的現(xiàn)象，第31頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 也不能排除是板子的問題。 最終，單片機(jī)小學(xué)期圓滿結(jié)束了！9天的時間，完全的自己動手實(shí)驗(yàn)，不僅增加了自己對單片機(jī)的理解，提高了自己的編程能力，而且在這個過程中，我覺得團(tuán)隊(duì)的合作至關(guān)重要，自己連接的電路或者自己編寫的程序，在自己看來都是對的，但是旁觀者清，隊(duì)友能很容易地幫你找出其中的錯誤；在和隊(duì)友的討論中，我能了解對方的想法和思路，多種想法和思路的碰撞能讓我收獲更多新的東西；組內(nèi)的分工能讓每個人都盡到自己的責(zé)任，發(fā)揮自己所長。 總之，這次單片機(jī)小學(xué)期是一次難忘的過程，一次豐富知識、提升技能的歷程，也激起了我對單片機(jī)的興趣，我今后會多多研究單片機(jī)，爭取更上一層樓！ 八、參考文獻(xiàn)： 1.AVR C庫函數(shù)介紹.pdf 2.AVR C語言開發(fā)入門指導(dǎo).pdf 3.AVR單片機(jī)原理及應(yīng)用.pdf 4.AVR高速嵌入式單片機(jī)原理及應(yīng)用（修訂版）.pdf 5.深入淺出AVR單片機(jī).pdf 6.1602液晶說明.pdf 7.AVR系統(tǒng)板說明.doc 8.cn_mega16-16L.pdf 9.EN_TC1602.pdf 第32頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 10.字符手冊.pdf 11.百度百科《樂理》 12.AVR單片機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)視頻教程-入門篇-第二講-AVR硬件電路設(shè)計(jì)教程 13.AVR單片機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)視頻教程-入門篇-第三講-AVR開發(fā)基礎(chǔ)知識 14.AVR單片機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)視頻教程-入門篇-第四講-C語言的流水燈驗(yàn)證 15.AVR單片機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)視頻教程-入門篇-第五講-按鍵與數(shù)碼管的程序設(shè)計(jì) 16.AVR單片機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)視頻教程-入門篇-第六講-中斷與定時器 九、意見與建議: 1.建議老師能稍微講解一下實(shí)驗(yàn)室AVR軟件的用法（視頻中講的是沒有JTAG下載器的，與實(shí)驗(yàn)室不同，剛開始還以為是板子有問題）； 2.實(shí)驗(yàn)室的元器件老舊，個別元器件特別是單片機(jī)芯片有問題之后，調(diào)BUG好久都不知道錯在哪里，建議更新。 第33頁 面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)與實(shí)踐 c++實(shí)驗(yàn)總結(jié)報告 ——網(wǎng)絡(luò)工程14班饒思哲 ——學(xué)號：2013211574 實(shí)驗(yàn)一簡單C＋＋程序設(shè)計(jì) 1.猜價格游戲 編寫C++程序完成以下功能： （1）假定有一件商品，程序用隨機(jī)數(shù)指定該商品的價格（1-1000的整數(shù)）； （2）提示用戶猜價格，并輸入：若用戶猜的價格比商品價格高或低，對用戶作出相應(yīng)的提示； （3）直到猜對為止，并給出提示。 題目1-1總結(jié)： 1)本題需要隨機(jī)生成整數(shù)，我開始只使用rand()，即price=rand();來生成隨機(jī)整數(shù) 但這樣只是一個偽隨機(jī)函數(shù)，每一次重新打開程序生成的數(shù)都是一致的。因此加入時間隨機(jī)種子：srand((unsigned)time(NULL))2)個人改進(jìn)1：定義最大值最小值，在每次猜測數(shù)字時顯示應(yīng)猜的數(shù)字范圍，作為提示。 想到這個是因?yàn)橛幸淮尾铝撕芏啾槎紱]猜到，一時突然忘記猜到什么范圍，然后往前翻猜過的數(shù)字和大小感覺相當(dāng)麻煩，所以就添上了應(yīng)猜范圍，方便再一次猜數(shù)。3)個人改進(jìn)2：本來有一個判斷條件判斷生成的隨機(jī)數(shù)是不是1~1000范圍內(nèi)，而后更進(jìn)為隨機(jī)生成整數(shù)對1000取余得到0~999整數(shù)，再+1得到1~1000的整數(shù)。 實(shí)驗(yàn)二類與對象 1.矩形 編寫C++程序完成以下功能： （1）定義一個Point類，其屬性包括點(diǎn)的坐標(biāo)，提供計(jì)算兩點(diǎn)之間距離的方法；（2）定義一個矩形類，其屬性包括左上角和右下角兩個點(diǎn)，提供計(jì)算面積的方法；（3）創(chuàng)建一個矩形對象，提示用戶輸入矩形左上角和右下角的坐標(biāo)；（4）觀察矩形對象以及Point類成員的構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用；（5）計(jì)算其面積，并輸出。 題目2-1總結(jié)： 1)這一題是第一次用到class類的題目，開始并不明白為何要定義class，然后還需要區(qū)分public和private。而后來去圖書館借了書看到c＋＋最大特色就是可以封裝，定義私有屬性和公有函數(shù)，以確保有些函數(shù)和參數(shù)不會被輕易訪問到，降低錯誤率。2)class類在最起初定義時總是在class Rectangle那一行報錯，經(jīng)查書發(fā)現(xiàn)class定義最后一個大括號后有分號，開始并沒有加上。 3)起初在調(diào)用class中函數(shù)時用c調(diào)用的方式，沒有跟面向的對象結(jié)合，導(dǎo)致編譯出錯，而后從distance()改為p.distance()就正確了。 4)計(jì)算兩點(diǎn)距離和面積運(yùn)用開方和絕對值函數(shù)，前面若沒有加頭文件math.h則會報錯。5)輸入左上角右下角坐標(biāo)時，若輸入不當(dāng)，可能會出現(xiàn)面積為負(fù)值的情況，所以加上絕對值函數(shù)保證面積非負(fù)。 6)起初不知道構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的定義和用法，經(jīng)翻閱書籍和運(yùn)行程序得知構(gòu)造函數(shù)在創(chuàng)建對象時調(diào)用，可以有多個。而析構(gòu)函數(shù)則在釋放對象時調(diào)用，一般每一個class中都只有一個默認(rèn)析構(gòu)函數(shù)。且構(gòu)造函數(shù)與類名稱一致，析構(gòu)函數(shù)則在類名稱前加~。 2.友元 編寫C++程序完成以下功能： （1）定義一個Boat和Car兩個類，他們都具有私用屬性——重量； （2）編寫一個函數(shù)，計(jì)算兩者的重量和。double TotalWeight(Boat& b, Car& c); 題目2-3總結(jié)： 1)友元函數(shù)：在兩個對象中都使用到時，可以使用友元函數(shù)，并在類外單獨(dú)定義。 友元函數(shù)是允許在類外訪問類中的任何成員的。開始在類外單獨(dú)定義時跟類的成員函數(shù)單獨(dú)定義混淆，寫成了double Boat::TotalWeight(),導(dǎo)致編譯錯誤，而后發(fā)現(xiàn)友元函數(shù)直接用函數(shù)名和函數(shù)返回值類型定義即可，不需要加上class類的名稱。 2)起初定義完class Boat和class Car后發(fā)現(xiàn)編譯錯誤，在友元函數(shù)的聲明那一行出錯，而后發(fā)現(xiàn)在這行之前沒有定義Car類，于是將其在最開頭聲明出來，通過。 3)起初并沒有加上boat和car類的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)，可是經(jīng)上網(wǎng)查閱，默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)可以系統(tǒng)自動生成，但析構(gòu)函數(shù)只能刪除成員指針，并不能釋放指針指向的空間，所以若沒有申請動態(tài)內(nèi)存，析構(gòu)函數(shù)可不寫出，若申請，則需自行在析構(gòu)函數(shù)中delete。 實(shí)驗(yàn)三數(shù)組與指針 1.矩陣 （一）編寫C++程序完成以下功能： （1）假定矩陣大小為4×5（整型數(shù)組表示）； （2）定義矩陣初始化函數(shù)，可以從cin中輸入矩陣元素；（3）定義矩陣輸出函數(shù)，將矩陣格式化輸出到cout； （4）定義矩陣相加的函數(shù)，實(shí)現(xiàn)兩個矩陣相加的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣中；（5）定義矩陣相減的函數(shù)，實(shí)現(xiàn)兩個矩陣相減的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣中；（6）定義三個矩陣：A1、A2、A3；（7）初始化A1、A2； （8）計(jì)算并輸出：A3 = A1加A2，A3 = A1減A2。 題目3-1總結(jié)： 1)起初在矩陣相加相減的賦值中所用語句為：m.matrix[i][j]=a.matrix[i][j]+b.matrix[i][j] 但是運(yùn)行程序發(fā)現(xiàn)m矩陣所有元素都是0。經(jīng)單步調(diào)試，發(fā)現(xiàn)并沒有賦值成功。經(jīng)查閱書籍，了解到this指針是指向類的對象的地址，便改用this->matrix[i][j]作為賦值對象，最后程序正確。 2)個人改進(jìn)：將行數(shù)列數(shù)在文件開頭用define定義，可以隨時更改。 3)經(jīng)多次調(diào)試后，程序運(yùn)行結(jié)果正確，但矩陣看起來非常混亂，因?yàn)椴]有行列對齊，于是在打印矩陣中每列直接用table空格隔開，保證美觀。2.矩陣 （二）編寫C++程序完成以下功能： （1）假定矩陣大小為4×5（整型）； （2）矩陣空間采用new動態(tài)申請，保存在指針中； （3）定義矩陣初始化函數(shù)，可以從cin中輸入矩陣元素；（4）定義矩陣輸出函數(shù)，將矩陣格式化輸出到cout； （5）定義矩陣相加的函數(shù)，實(shí)現(xiàn)兩個矩陣相加的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣中；（6）定義矩陣相減的函數(shù)，實(shí)現(xiàn)兩個矩陣相減的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣中；（7）動態(tài)申請三個矩陣：A1、A2、A3；（8）初始化A1、A2； （9）計(jì)算并輸出A3 = A1加A2，A3 = A1減A2；（10）釋放矩陣空間。 題目3-2總結(jié)： 1)與3-1題目的區(qū)別在int main中用new函數(shù)動態(tài)申請內(nèi)存，然后析構(gòu)函數(shù)需要釋放申請的空間而不只是自動刪除指向空間的指針。析構(gòu)函數(shù)如圖。 一開始并不知道該怎么動態(tài)申請內(nèi)存，在c中使用malloc可是c＋＋中并不一樣。經(jīng)查閱書籍，發(fā)現(xiàn)c＋＋中申請釋放內(nèi)存用new和delete非常簡便。2)指針調(diào)用類成員函數(shù)一開始不知道該怎么寫，寫成A1.input()結(jié)果編譯錯誤。經(jīng)查閱書籍，得知指針調(diào)用成員函數(shù)需寫成A1->input()的形式。 3)在釋放動態(tài)內(nèi)存時，用到delete函數(shù)。但開始的時候?qū)慸elete matrix時候會出問題。上網(wǎng)查詢后得到以下delete用法。 Delete用法：當(dāng)釋放內(nèi)部類型，如int double型時，直接delete a 即可。若是釋放自己定義的class類型，需用delete[]matrix來釋放內(nèi)存。3.矩陣 （三）編寫C++程序完成以下功能： （1）用類來實(shí)現(xiàn)矩陣，定義一個矩陣的類，屬性包括： ? 矩陣大小，用 lines, rows（行、列來表示）； ? 存貯矩陣的數(shù)組指針，根據(jù)矩陣大小動態(tài)申請（new）。（2）矩陣類的方法包括： ? 構(gòu)造函數(shù)，參數(shù)是矩陣大小，需要動態(tài)申請存貯矩陣的數(shù)組； ? 析構(gòu)函數(shù)，需要釋放矩陣的數(shù)組指針； ? 拷貝構(gòu)造函數(shù)，需要申請和復(fù)制數(shù)組； ? 輸入，可以從cin中輸入矩陣元素； ? 輸出，將矩陣格式化輸出到cout； ? 矩陣相加的函數(shù)，實(shí)現(xiàn)兩個矩陣相加的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣類，但必須矩陣大小相同； ? 矩陣相減的函數(shù)，實(shí)現(xiàn)兩個矩陣相減的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣類，但必須矩陣大小相同。 （3）定義三個矩陣：A1、A2、A3；（4）初始化A1、A2； （5）計(jì)算并輸出A3 = A1加A2，A3=A1減A2； （6）用new動態(tài)創(chuàng)建三個矩陣類的對象：pA1、pA1、pA3；（7）初始化pA1、pA2； （8）計(jì)算并輸出pA3=pA1加pA2，pA3=pA1減pA2；（9）釋放pA1、pA1、pA3。 題目3-3總結(jié)： 1)拿到這道題我認(rèn)為要定義一個矩陣類對象，其中包括3-1和3-2一樣的input函數(shù)，print函數(shù)，plus函數(shù)，subtract函數(shù)，還有新增的構(gòu)造函數(shù)析構(gòu)函數(shù)。一上來我認(rèn)為class中屬性不再是之前的某行某列的數(shù)值，而是行數(shù)和列數(shù)還有矩陣的頭指針。根據(jù)輸入的行數(shù)列數(shù)來申請內(nèi)存，再將數(shù)值存入不同的位置。然后在主函數(shù)中分為兩個部分，一個是直接創(chuàng)建對象，另一個是創(chuàng)建矩陣數(shù)組指針。 2)第一部分跟前兩題類似，所以很快就調(diào)試完成并且得到了正確的結(jié)果，但是指針部分一直出現(xiàn)問題。最開始是三個矩陣分別申請內(nèi)存，這樣的后果就是要輸入三次行數(shù)和列數(shù)的數(shù)值，有可能出現(xiàn)行列數(shù)不相等的情況，給之后的加減操作帶來麻煩。因此想到讓A1矩陣申請內(nèi)存，而讓A2、A3矩陣都與A1相等，就可以避免多次輸入行列數(shù)，且保證了矩陣大小相等。但這樣輸入第一個矩陣數(shù)值后，矩陣元素獲取正常。可當(dāng)輸入第二個矩陣的數(shù)值以后，A1和A2矩陣的元素都變?yōu)榈诙€矩陣的元素，即第一個矩陣的元素被覆蓋掉。導(dǎo)致和矩陣為第二個矩陣的2倍，差矩陣都是零。經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，曾經(jīng)試過將含參構(gòu)造函數(shù)中輸入行列數(shù)改到主函數(shù)中，再給A1申請動態(tài)內(nèi)存。但是因?yàn)锳2和A3還是初始化跟A1相等，結(jié)果并沒有改變，還是錯誤的。而后想到用含參構(gòu)造函數(shù)來申請動態(tài)內(nèi)存，輸入固定的行列數(shù)后，用確定的行列數(shù)來new Matrix(x,y)，這樣一來不僅矩陣大小相等，而且也不會存在前一個矩陣的值被后一個覆蓋掉的問題。經(jīng)過調(diào)試，終于得到了正確的結(jié)果。 3)調(diào)試過程中我了解到指針初始化和賦值過程中是容易發(fā)生樹脂覆蓋的，所以盡量不要將指針初始化成跟某個指針相等。 實(shí)驗(yàn)四繼承與派生 1、形狀 （一）編寫C++程序完成以下功能： （1）聲明一個基類Shape（形狀），其中包含一個方法來計(jì)算面積；（2）從Shape派生兩個類矩形和圓形；（3）從矩形派生正方形； （4）分別實(shí)現(xiàn)派生類構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)和其他方法； （5）創(chuàng)建派生類的對象，觀察構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)調(diào)用次序；（6）不同對象計(jì)算面積。 題目4-1總結(jié)： 1)這一題主要是函數(shù)的派生方法使用，經(jīng)過查閱書籍，得知在class定義后加上:: public(基類名稱)便是作為一個派生類的定義，可以沿用基類中的成員函數(shù)。 2)并且經(jīng)過對構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)調(diào)用，得知是先調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)，再調(diào)用派生類的構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建派生類對象，在程序結(jié)束時，先調(diào)用派生類的析構(gòu)函數(shù)釋放派生類對象，再調(diào)用基類的析構(gòu)函數(shù)釋放基類對象。 2、形狀 （二）——虛函數(shù)（1）將【形狀 （一）】中的基類計(jì)算面積的方法定義為虛函數(shù)，比較與【形狀 （一）】程序的差異； （2）將【形狀 （一）】中的基類定義抽象類，比較與【形狀 （一）】程序的差異。 題目4-2總結(jié)： 1)起初并不知道虛函數(shù)的作用，后來經(jīng)過查閱書籍得知在基類中定義虛函數(shù)，是為了在派生類中定義這一函數(shù)的不同操作方式。并且起初只改變了基類中area函數(shù)，在其前面加了virtual，但并沒有體現(xiàn)出虛函數(shù)的運(yùn)用。而后看到書上虛函數(shù)的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)虛函數(shù)是可以讓一個基類指針調(diào)用派生類相應(yīng)函數(shù)的。于是經(jīng)過改進(jìn)，在主函數(shù)中定義了3個基類指針，分別指向派生矩形類對象、派生圓形類對象、派生正方形對象，然后并非通過對象名稱調(diào)用成員函數(shù)，而是用基類指針調(diào)用派生類中的area函數(shù)，充分體現(xiàn)出對虛函數(shù)的應(yīng)用。 2)這一題雖然跟上一題相似，但卻因?yàn)檫\(yùn)用了虛函數(shù)而變得不同。這一題讓我對虛函數(shù)有了更加深入的了解。也了解到調(diào)用類中的成員函數(shù)不一定非要用對象名或者對象指針調(diào)用，也可以用其基類的指針通過虛函數(shù)調(diào)用。 實(shí)驗(yàn)五多態(tài)性 1、對Point類重載＋＋和――運(yùn)算符 編寫C++程序完成以下功能： （1）Point類的屬性包括點(diǎn)的坐標(biāo)（x，y）；（2）實(shí)現(xiàn) Point類重載＋＋和――運(yùn)算符： ? ++p，--p，p++，p--。 ? ＋＋和――分別表示x，y增加或減少1。 題目5-1總結(jié)： 1)對于符號的重載開始并不理解什么意思，后來得知是重新定義一下++、--操作的過程，包括自加自減和賦值。 2)通過這一道題，對于自加符號的前后置的區(qū)別又有了更深的印象。起初在—p和++p的時候都只是將x和y加一，并沒有賦值，導(dǎo)致在主函數(shù)中寫q=++p和q=--p時q保持原值，造成結(jié)果錯誤。單步調(diào)試后發(fā)現(xiàn)這一錯誤，及時改正過來。3)程序結(jié)果正確后編寫菜單界面，使其操作步驟更加清晰明了。實(shí)驗(yàn)六流式IO 1、流式IO （一）編寫C++程序完成以下功能： （1）使用ofstream向一個文本文件中輸出各種類型的數(shù)據(jù)，并打開文件觀察結(jié)果： ? 整數(shù)、無符號整型、長整型、浮點(diǎn)型、字符串、…… （2）用十進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制方式向文本文件中輸出整數(shù)；（3）使用控制符和成員函數(shù)來控制輸出的格式： ? set（）precision()...題目6-1總結(jié)： 1)文件流主要是向文件中輸入信息和從文件讀取信息。而跟c語言不同的是c需要fopen來打開一個文件，而c++中只需要用fstream函數(shù)。且文件輸入方式也比c語言簡便很多。2)轉(zhuǎn)換進(jìn)制開始想到的是用數(shù)學(xué)的方法算出不同進(jìn)制下的數(shù)值，再輸入文件中，但非常的麻煩。后經(jīng)查閱書籍，看到有指定進(jìn)制的函數(shù)，可以用來修改默認(rèn)的十進(jìn)制：oct和hex。3)最后程序正確后，編輯menu顯示菜單，使操作更加清晰明了。 2、流式 （三）編寫C++程序完成以下功能：（1）輸入一個文本文件名； （2）打開文件名，在該文件的每一行前面加上一個行號，保存在另外一個文本文件中。 題目6-3總結(jié)： 1)因?yàn)榈谝活}流式已經(jīng)嘗試過向文件中輸入信息，而經(jīng)過翻閱書籍得知從文件中可以用getline整行讀取字符串，便可以輕易的將文件內(nèi)容加上行數(shù)，并輸出到另一個文本文件中。 2)本題我覺得最大的困難在于輸入文本文件名，并打開文件名。書上也并沒有關(guān)于打開文件名的相關(guān)資料，于是上網(wǎng)查詢，發(fā)現(xiàn)可以用string.h中的c_str()函數(shù)來獲取鍵盤輸入的文件名字符串，并打開文件名。 3)因?yàn)槲募幚聿]有在屏幕上有所顯示，為了讓每一步操作更加明了，在復(fù)制完一行后會在屏幕上打出某某行復(fù)制成功，使程序運(yùn)行過程更清晰。實(shí)驗(yàn)七 C＋＋程序設(shè)計(jì)應(yīng)用 1、電話本 編寫C++程序完成以下功能： （1）實(shí)現(xiàn)簡單電話本功能，用姓名來搜索電話號碼；（2）用戶輸入姓名，程序查找并輸出結(jié)果；（3）用戶可以通過輸入，添加姓名和電話號碼；（4）用戶可以刪除姓名和電話號碼；（5）電話本可以保存在指定文件中；（6）電話可被從指定文件中讀入到內(nèi)存。 題目7-1總結(jié)： 1)電話本分為幾大部分：讀到內(nèi)存、輸出到文件、新增聯(lián)系人、刪除聯(lián)系人、查找聯(lián)系人。因?yàn)槭亲x到內(nèi)存，就想到了可以用數(shù)組或者鏈表來構(gòu)成電話本的框架。而這兩種方式在c語言用過，所以邏輯方便很熟悉，于是選擇了比較簡便的數(shù)組，這樣不易出現(xiàn)指針錯誤的情況。 2)個人改進(jìn)1: 新增聯(lián)系人函數(shù)中，就是將聯(lián)系人信息從鍵盤逐項(xiàng)讀入，然后選擇將聯(lián)系人插入到什么位置。若一共6個聯(lián)系人，插入位置輸入3，則插入第三個位置，后面的聯(lián)系人依次向后移一位。但若是一共6個聯(lián)系人，插入位置輸入8，則會提醒輸入位置不當(dāng)，直接將聯(lián)系人插入到最后一個位置，即第七。 3)刪除、查找、修改函數(shù)中都用到了用姓名查找，于是將其單獨(dú)摘出來定義findposition，找到聯(lián)系人位置。起初寫的是將輸入的字符串逐個跟name比較，即a == name，但卻發(fā)現(xiàn)這樣程序查找出來聯(lián)系人永遠(yuǎn)不存在。經(jīng)上網(wǎng)查閱，發(fā)現(xiàn)字符串相等不能直接像字符一樣用==來判斷，而是用><來判斷，于是將其改為>=&&<=。但一開始由于疏忽，將&&且關(guān)系寫成||或關(guān)系，導(dǎo)致查找出來永遠(yuǎn)是第一個聯(lián)系人。后來單步調(diào)試發(fā)現(xiàn)錯誤，改正過來。 4)個人改進(jìn)2: 刪除、查找、修改中，若是聯(lián)系人不存在，需要輸出提示。而我另外又加了一句，并不是說不存在就直接返回，而是讓用戶自己選擇是繼續(xù)輸入姓名還是返回主菜單。也讓手誤的時候不再把前面的操作進(jìn)行一遍，留有手誤的余地。5)修改聯(lián)系人模塊，一開始class類中只有setPhone函數(shù)，并沒有setname,setmobile等等，而是直接將所有屬性值組合起來構(gòu)建聯(lián)系人。這樣的后果就是在修改聯(lián)系人的時候，只修改了一項(xiàng)，但是并不能賦值進(jìn)去。表面上雖然修改了，可查找后發(fā)現(xiàn)聯(lián)系人的信息并沒有改變。后來將每一項(xiàng)信息都分別set，經(jīng)過調(diào)試最終結(jié)果正確。 6)從指定文件將電話本讀入內(nèi)存，就跟實(shí)驗(yàn)6第三題的流式很相似，都是逐行讀取信息，只是讀取后是存入數(shù)組的不同屬性值中。開始不知道該怎么確定文本文件中不再有聯(lián)系人信息，而后上網(wǎng)查資料發(fā)現(xiàn)當(dāng)文件中不再有信息可以讀的時候，infile>>name>>mobile…的值就是0，便可停止操作。而姓名等信息也可以逐個賦值到phone類數(shù)組里。 7)個人改進(jìn)3: 電話本不需要手動保存在指定文件中，主菜單也不再顯示這一操作，而是當(dāng)選擇退出電話本時自動保存到輸出的output.txt中。 8)最后程序執(zhí)行結(jié)果正確，編寫menu菜單界面，美化界面并且讓操作編號更加清晰。 單片機(jī)學(xué)習(xí)心得 電子工程學(xué)院 其實(shí)就在不久前，我對單片機(jī)的認(rèn)識還只是停留在它是一塊能夠進(jìn)行有限運(yùn)算和控制的，小型化的，成本低的芯片還有一些外設(shè)口的集合，通常用于一些低端的家電產(chǎn)品，因?yàn)槲矣薪佑|過計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)，例如運(yùn)用C語言、C++、Java語言開發(fā)一些簡單的小程序，在我的直觀印象里，單片機(jī)的運(yùn)用和程序設(shè)計(jì)應(yīng)該不會比計(jì)算機(jī)軟件的設(shè)計(jì)與開發(fā)難，畢竟計(jì)算機(jī)比單片機(jī)要復(fù)雜得多。可是，當(dāng)我真正接觸到單片機(jī)，真正觸碰并且嘗試讓它按照我的要求運(yùn)轉(zhuǎn)起來的時候，往往事與愿違，這時候開始我才真正感受到單片機(jī)程序設(shè)計(jì)與開始的看法大相近庭，也是從這時候起，我才算真正理解并且體會到單片機(jī)的魅力。 單片機(jī)的誕生可以追朔到20實(shí)際70年代，在1970—1974年之間，誕生了第一代4位單片機(jī)，這一類單片機(jī)就已經(jīng)具有了并行I/O（輸入輸出）接口以及一些常用的A/D(模擬信號到數(shù)字信號轉(zhuǎn)換)和D/A（數(shù)字信號到模擬信號轉(zhuǎn)換）等資源。隨后，潘多拉的盒子邊打開，人能認(rèn)識到單片機(jī)的潛在能力和市場價值，在1974—1978年，單片機(jī)進(jìn)入8位時代，此后，單片機(jī)進(jìn)入了高速發(fā)展的時代，在此后短短10年內(nèi)，單片機(jī)的工作頻率、硬件資源和RAM/ROM容量等都有極大的突破，創(chuàng)新地加入了串口通信接口及多級中斷處理系統(tǒng)，其中以Intel公司的MCS-51為代表，51系列單片機(jī)以其強(qiáng)大的可重復(fù)編程能力和高的性價比等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用，在家電產(chǎn)品，例如電視、電話、冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)、家用防盜報警器等，還有隨身影音設(shè)備，例如MP3、MP4、錄音筆等，以及電子玩具、幾點(diǎn)一體化設(shè)備、數(shù)據(jù)通信、測控設(shè)備等領(lǐng)域都能見到它的身，所以掌握單片機(jī)已經(jīng)成為學(xué)習(xí)、從事電子專業(yè)的必備能力。 單片機(jī)的發(fā)展到現(xiàn)在，稱其為一個小型的計(jì)算機(jī)已經(jīng)一點(diǎn)也不為過了，單片機(jī)集成了一個計(jì)算機(jī)應(yīng)有的各個模塊，但是它的使用方法和計(jì)算機(jī)有著很大的區(qū)別，在學(xué)習(xí)之處，由于沒有注意到這一點(diǎn)，而仍然簡單的按照自己之前運(yùn)用C語言在計(jì)算機(jī)上編程的思想與方法去操作它，發(fā)現(xiàn)它就像不受控制一樣，完全不能按照自己程序設(shè)定的套路運(yùn)行，讓我很是頭疼，這個問題困擾了我很久，知道我了解了單片機(jī)的工作原理之后。 單片機(jī)雖然是“微型計(jì)算機(jī)”，但是它畢竟不是計(jì)算機(jī)，它的編程方法自然與我們現(xiàn)在接觸到的計(jì)算機(jī)不同，單片機(jī)可以看成是一臺資源“極其”有限的計(jì)算機(jī)，正由于這個原因，單片機(jī)的運(yùn)行機(jī)理和控制與普通的軟件編程有著天壤之別。 首先，我第一個覺得單片機(jī)編程與計(jì)算機(jī)編程有著很大不同的是：單片機(jī)的系統(tǒng)時鐘，時鐘是單片機(jī)的生命，而在計(jì)算機(jī)軟件編程中，我們從來不用考慮時鐘這一回事，這讓我第一次接觸單片機(jī)編程時候很是茫然，時鐘它就像單片機(jī)的心臟，規(guī)定了單片機(jī)運(yùn)行的節(jié)拍，所以任何單片機(jī)程序編程的設(shè)計(jì)中，時鐘如何設(shè)置，應(yīng)該是首要考慮的事情，單片機(jī)的時鐘分為主系統(tǒng)時鐘、輔助系統(tǒng)時間、外部時鐘等，而且每一個模塊的時鐘都可以再經(jīng)過分頻器分頻產(chǎn)生各種不同的時鐘組合，時鐘的快慢直接影響到單片機(jī)的性能、運(yùn)行速度和精度，尤其是在采樣的時候，選擇一個合適的時鐘是我們得到可靠的采樣數(shù)據(jù)的最基礎(chǔ)的保障，也是讓單片機(jī)工作在一個既滿足工作需求又能節(jié)約能耗的基礎(chǔ)。 再者，單片機(jī)的程序結(jié)構(gòu)也與計(jì)算機(jī)軟件程序結(jié)構(gòu)有著很大的不同，單片機(jī)的程序一般為初始化加上一個死循環(huán)，這起初讓我很那一理解，一個死循環(huán)，并且死循環(huán)里一般都沒有多少操作語句，這樣單片機(jī)怎么能完成那么強(qiáng)大的功能能呢，而且讓程序進(jìn)入一個死循環(huán)，這在計(jì)算機(jī)編程中都是極力避免的，然后，后來才發(fā)現(xiàn)單片機(jī)程序主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為這樣的奇妙之處，這也是單片機(jī)為何能被稱為低功耗，甚至超低功耗的原因，也是模塊化程序結(jié)構(gòu)的精華所在，而單片機(jī)如此美妙的締造者，就是它的：中斷。 真正懂得單片機(jī)的人都稱，如果你不會用中斷，那么你就根本不會單片機(jī)，單片機(jī)主程序里就是一個簡單的死循環(huán)，那么它是如何完成那么多強(qiáng)大的功能（例如A/D、D/A、計(jì)時、通信等）呢？這多虧了單片機(jī)的中斷機(jī)制，中斷的概念來自于現(xiàn)實(shí)生活，某人正在打掃房間，突然電話響了，這個人便要接電話，接完電話后再回來打掃房間。這個過程便是“執(zhí)行主程序（打掃房間）——中斷（電話響，接電話）——中斷返回（繼續(xù)打掃房間）”的過程，單單片機(jī)CPU正在執(zhí)行程序的過程中，如果外部硬件或內(nèi)部組件有緊急的請求，此時中斷系統(tǒng)可以將當(dāng)前的程序暫停，優(yōu)先處理中斷請求。當(dāng)中斷請求處理完畢的時候，再返回來繼續(xù)執(zhí)行主程序。有了中斷系統(tǒng)，便可以使單片機(jī)具備對外部的異步事件進(jìn)行處理的能力。所以，主程序雖然是個死循環(huán)，但是每當(dāng)外界有中斷請求的時候，它就跳轉(zhuǎn)到中斷程序中去執(zhí)行，所以我們看到，大部分，也是最主要的程序一般都位于中斷服務(wù)程序中，這樣，單片機(jī)的各個模塊既能單獨(dú)地并行地互不干擾地運(yùn)行，又能夠保證主程序順序執(zhí)行，這樣就發(fā)揮了模塊化程序設(shè)計(jì)思想的高效特點(diǎn)，并且既充分利用了各個硬件的資源，又能減少能量損耗。 最后，單片機(jī)中的對各個硬件資源的控制有嚴(yán)格的控制寄存器來控制，并且各個單片機(jī)都不同，所以在設(shè)計(jì)單片機(jī)并且運(yùn)用它的某些硬件功能的時候，一定要仔細(xì)閱讀單片機(jī)的用戶手冊，充分了解各個控制寄存器的設(shè)定方法時候才能正確使用其硬件，并且還要時刻注意各個硬件之間的中斷的相互影響關(guān)系，否則程序運(yùn)行后極容易出現(xiàn)讓人不知所源的錯誤。 總之，在這一學(xué)期的51單片機(jī)的學(xué)習(xí)過程中，我對于單片機(jī)的編程思想以及方法有了初步的入門，并且自己也動手編寫并且下載到單片機(jī)上運(yùn)行，雖然都是一些最簡單的程序，但是對于我學(xué)習(xí)單片機(jī)的入門有極大的幫助，讓我有很大的收獲，同時也激起了我對單片機(jī)的濃厚興趣，單片機(jī)的強(qiáng)大功能一直讓我著迷，如何能夠使單片機(jī)在利用最少的硬件資源，能量資源的條件下完成我們所需要的功能，一直是讓許許多多電子工程師為之努力的方向，這也是我今后繼續(xù)學(xué)習(xí)單片機(jī)所要重視的方面。 北京郵電大學(xué) 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)報告 學(xué)院： 班級： 姓名： 學(xué)號： 序號： 目錄 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.............................................................................................1 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備..............................................................................................1 三、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)一~實(shí)驗(yàn)七）............................................................1 1.實(shí)驗(yàn)五..................................................................................................1 2.實(shí)驗(yàn)六..................................................................................................1 3.實(shí)驗(yàn)七..................................................................................................1 四、驅(qū)動程序..............................................................................................5 1.設(shè)備驅(qū)動程序的概念..........................................................................5 2.驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)......................................................................................6 3.設(shè)備注冊和初始化..............................................................................7 4.設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)過程..................................................................8 五、基本接口實(shí)驗(yàn)......................................................................................8 1.實(shí)驗(yàn)十二簡單設(shè)備驅(qū)動程序..............................................................9 2.實(shí)驗(yàn)十三 CPU GPIO驅(qū)動程序設(shè)計(jì)...................................................9 3.實(shí)驗(yàn)十四中斷實(shí)驗(yàn)...........................................................................10 4.實(shí)驗(yàn)十五數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)................................................................12 5.實(shí)驗(yàn)十六 LED點(diǎn)陣驅(qū)動程序設(shè)計(jì)...................................................19 6.實(shí)驗(yàn)十七 AD驅(qū)動實(shí)驗(yàn)....................................................................23 7.實(shí)驗(yàn)十八 DA驅(qū)動實(shí)驗(yàn)....................................................................26 六、實(shí)驗(yàn)中遇到的問題及解決方法........................................................30 七、實(shí)驗(yàn)總結(jié)及心得................................................................................31 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p> 通過實(shí)驗(yàn)熟悉Linux環(huán)境，并掌握一些基本接口驅(qū)動的寫法和用C語言編寫簡單的實(shí)驗(yàn)程序。學(xué)習(xí)LINUX開發(fā)環(huán)境的搭建，通訊配置等。并熟練掌握LINUX驅(qū)動程序的編寫及開發(fā)流程。對嵌入式系統(tǒng)有進(jìn)一步的了解。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 1.一套PXA270EP嵌入式實(shí)驗(yàn)箱 2.安裝Redhat9的宿主PC機(jī)，并且配置好ARM Linux的開發(fā)環(huán)境 三、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)一~實(shí)驗(yàn)七） 實(shí)驗(yàn)一～七為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，目的是為后續(xù)實(shí)驗(yàn)搭建好軟、硬件環(huán)境，配置好相關(guān)的協(xié)議、服務(wù)，并通過編寫最簡單的HelloWorld程序進(jìn)行測試。由于后面的實(shí)驗(yàn)都要依靠前面實(shí)驗(yàn)的配置，故本段只著重敘述實(shí)驗(yàn)七的具體實(shí)現(xiàn)。 1.實(shí)驗(yàn)五 實(shí)驗(yàn)五為宿主PC機(jī)配置了TFTP服務(wù)。TFTP(Trivial File Transfer Protocol)是簡單文件傳輸協(xié)議，由于特定開發(fā)環(huán)境的制約，這一服務(wù)是必須的。在配置完成后，每次重啟宿主PC機(jī)時，都須先輸入命令：service xinetd restart，以啟動TFTP服務(wù)。 2.實(shí)驗(yàn)六 實(shí)驗(yàn)六為宿主PC機(jī)配置了NFS服務(wù)。NFS(Network File System)指網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，它實(shí)現(xiàn)了文件在不同的系統(tǒng)間使用。當(dāng)我們想用遠(yuǎn)端檔案時，只需調(diào)用“mount”就可以遠(yuǎn)端系統(tǒng)掛接在自己的檔案系統(tǒng)之下。每次重啟宿主PC機(jī)時，都須先輸入命令：service nfs restart，以啟動nfs服務(wù)。 3.實(shí)驗(yàn)七 實(shí)驗(yàn)七通過用c語言編寫的簡單程序HelloWorld，測試前面幾個實(shí)驗(yàn)是否成功配置好環(huán)境，從超級終端可以看到HelloWorld程序的運(yùn)行結(jié)果。 實(shí)驗(yàn)步驟如下： 1)硬件連接： 連接宿主 PC 機(jī)和一臺 PXA270-RP目標(biāo)板。2)打開宿主PC 機(jī)電源，進(jìn)入 Linux操作系統(tǒng)。 3)啟動RedHat 9.0 的圖形界面，如下圖，若您是以 root 身份登陸在文本模式下，則輸入命令startx啟動圖形界面。進(jìn)入RedHat 9.0 圖形界面后，打開一個終端窗（Terminal）。 4)輸入minicom然后回車，minicim設(shè)置為115200 8NI無流控。 5)打開PXA270_RP目標(biāo)板電源，按目標(biāo)板上的BOOT鍵，在minicom中應(yīng)該會看到如下圖： 6)在minicom終端窗口中，如圖，輸入下列四條命令 root ifconfig eth 192.168.0.50 up mount-o nolock 192.168.0.100：/ /mnt cd /mnt 此時，先將該窗口最小化，在后面的第 10 操作步驟中還將會回到該窗口中進(jìn)行操作。 7)宿主機(jī)上打開一個終端窗口（Terminal），點(diǎn)擊【紅帽/System Tools/Terminal】啟動終端窗口，輸入下列 4 條命令： ① cd /home ②mkdir HW ③ cd HW ④ vi HelloWorld.c /*請您輸入程序 7.1 程序清單*/ 此時會顯示一個空白的屏幕，這條命令的含義是，使用 Vi 編輯器，對一個名叫HelloWorld.c的文件進(jìn)行編輯，我們看到的空白窗口是對文件進(jìn)行編輯的窗口，如下圖。就像在 Windows系統(tǒng)下面使用寫字板等一樣道理。 在 vi 里面先單擊鍵盤 A 鍵，然后左下角會變成—INSER。輸入程序的時候和其他編輯器是一樣的，如下圖。 當(dāng)輸入程序完畢后，單擊鍵盤 Esc 鍵，然后按“：”（冒號）此時左下角會出現(xiàn)冒號然后輸入“wq”最后按“Enter”確認(rèn)存盤退出 vi 編輯器，如下圖。 8)在上面同一個終端窗口中，輸入下列 2 條命令交叉編譯HelloWorld.c源程序，并查看生成的.o 目標(biāo)文件，如圖 7-10，圖7-11： ① arm-linux-gcc–oHelloWorldHelloWorld.c ②ls 等到再次出現(xiàn)提示符，代表程序已經(jīng)正確編譯。如果此步出現(xiàn)錯誤信息，請查看錯誤信息，并且重新編輯原來的 C文件，修改錯誤。直到正確編譯。 9)重新打開第 7 步最小化的開有minicom的終端窗口，即到 PXA270-RP 目標(biāo)板的mnt目錄下，請您輸入下列 3 條命令，運(yùn)行HelloWorld編譯成功的HelloWorld目標(biāo)程序： ① cd home/HW /*回到minicom中目標(biāo)板的/mnt/home/HW目錄下*/ ②ls ③./ HelloWorld /*此時會看到如下圖*/ 四、驅(qū)動程序 1.設(shè)備驅(qū)動程序的概念 設(shè)備驅(qū)動程序?qū)嶋H是處理和操作硬件控制器的軟件，從本質(zhì)上講，是內(nèi)核中具有最高特權(quán)級的、駐留內(nèi)存的、可共享的底層硬件處理例程。驅(qū)動程序是內(nèi)核的一部分，是操作系統(tǒng)內(nèi)核與硬件設(shè)備的直接接口，驅(qū)動程序屏蔽了硬件的細(xì)節(jié)，完成以下功能： ?對設(shè)備初始化和釋放； ?對設(shè)備進(jìn)行管理，包括實(shí)時參數(shù)設(shè)置，以及提供對設(shè)備的操作接口； ?讀取應(yīng)用程序傳送給設(shè)備文件的數(shù)據(jù)或者回送應(yīng)用程序請求的數(shù)據(jù)； ?檢測和處理設(shè)備出現(xiàn)的錯誤。 Linux操作系統(tǒng)將所有的設(shè)備全部看成文件，并通過文件的操作界面進(jìn)行操作。對用戶程序而言，設(shè)備驅(qū)動程序隱藏了設(shè)備的具體細(xì)節(jié)，對各種不同設(shè)備提供了一致的接口，一般來說，是把設(shè)備映射為一個特殊的設(shè)備文件，用戶程序可以像對其他文件一樣對此設(shè)備文件進(jìn)行操作。這意味著： ?由于每一個設(shè)備至少由文件系統(tǒng)的一個文件代表，因而都有一個“文件名”。?應(yīng)用程序通常可以通過系統(tǒng)調(diào)用open()打開設(shè)備文件，建立起與目標(biāo)設(shè)備的連接。 ?打開了代表著目標(biāo)設(shè)備的文件，即建立起與設(shè)備的連接后，可以通過read()、write()、ioctl()等常規(guī)的文件操作對目標(biāo)設(shè)備進(jìn)行操作。 設(shè)備文件的屬性由三部分信息組成：第一部分是文件的類型，第二部分是一個主設(shè)備號，第三部分是一個次設(shè)備號。其中類型和主設(shè)備號結(jié)合在一起惟一地確定了設(shè)備文件驅(qū)動程序及其界面，而次設(shè)備號則說明目標(biāo)設(shè)備是同類設(shè)備中的第幾個。 由于Linux 中將設(shè)備當(dāng)做文件處理，所以對設(shè)備進(jìn)行操作的調(diào)用格式與對文件的操作類似，主要包括open()、read()、write()、ioctl()、close()等。應(yīng)用程序發(fā)出系統(tǒng)調(diào)用命令后，會從用戶態(tài)轉(zhuǎn)到核心態(tài)，通過內(nèi)核將open()這樣的系統(tǒng)調(diào)用轉(zhuǎn)換成對物理設(shè)備的操作。 2.驅(qū)動程序結(jié)構(gòu) 一個設(shè)備驅(qū)動程序模塊的基本框架 在系統(tǒng)內(nèi)部，I/O設(shè)備的存取通過一組固定的入口點(diǎn)來進(jìn)行，入口點(diǎn)也可以理解為設(shè)備的句柄，就是對設(shè)備進(jìn)行操作的基本函數(shù)。字符型設(shè)備驅(qū)動程序提供如下幾個入口點(diǎn)： ? open入口點(diǎn)。打開設(shè)備準(zhǔn)備I/O操作。對字符設(shè)備文件進(jìn)行打開操作，都會調(diào)用設(shè)備的open入口點(diǎn)。open子程序必須對將要進(jìn)行的I/O操作做好必要的準(zhǔn)備工作，如清除緩沖區(qū)等。如果設(shè)備是獨(dú)占的，即同一時刻只能有一個程序訪問此設(shè)備，則open子程序必須設(shè)置一些標(biāo)志以表示設(shè)備處于忙狀態(tài)。 ? close入口點(diǎn)。關(guān)閉一個設(shè)備。當(dāng)最后一次使用設(shè)備完成后，調(diào)用close子程序。獨(dú)占設(shè)備必須標(biāo)記設(shè)備方可再次使用。 ? read入口點(diǎn)。從設(shè)備上讀數(shù)據(jù)。對于有緩沖區(qū)的I/O操作，一般是從緩沖區(qū)里讀數(shù)據(jù)。對字符設(shè)備文件進(jìn)行讀操作將調(diào)用read子程序。 ? write入口點(diǎn)。往設(shè)備上寫數(shù)據(jù)。對于有緩沖區(qū)的I/O操作，一般是把數(shù)據(jù)寫入緩沖區(qū)里。對字符設(shè)備文件進(jìn)行寫操作將調(diào)用write子程序。 ?ioctl入口點(diǎn)。執(zhí)行讀、寫之外的操作。 select入口點(diǎn)。檢查設(shè)備，看數(shù)據(jù)是否可讀或設(shè)備是否可用于寫數(shù)據(jù)。select系統(tǒng)調(diào)用在檢查與設(shè)備文件相關(guān)的文件描述符時使用select入口點(diǎn)。 3.設(shè)備注冊和初始化 設(shè)備的驅(qū)動程序在加載的時候首先需要調(diào)用入口函數(shù)init_module()，該函數(shù)最重要的一個工作就是向內(nèi)核注冊該設(shè)備，對于字符設(shè)備調(diào)用register_chrdev()完成注冊。register_chrdev的定義為：intregister_chrdev(unsigned int major, const char *name, struct file_ operations *fops);其中，major是為設(shè)備驅(qū)動程序向系統(tǒng)申請的主設(shè)備號，如果為0，則系統(tǒng)為此驅(qū)動程序動態(tài)分配一個主設(shè)備號。name是設(shè)備名，fops是對各個調(diào)用的入口點(diǎn)說明。此函數(shù)返回0時表示成功；返回-EINVAL，表示申請的主設(shè)備號非法，主要原因是主設(shè)備號大于系統(tǒng)所允許的最大設(shè)備號；返回-EBUSY，表示所申請的主設(shè)備號正在被其他設(shè)備程序使用。如果動態(tài)分配主設(shè)備號成功，此函數(shù)將返回所分配的主設(shè)備號。如果register_chrdev()操作成功，設(shè)備名就會出現(xiàn)在/proc/dvices文件中。 Linux在/dev目錄中為每個設(shè)備建立一個文件，用ls–l命令列出函數(shù)返回值，若小于0，則表示注冊失敗；返回0或者大于0的值表示注冊成功。注冊以后，Linux將設(shè)備名與主、次設(shè)備號聯(lián)系起來。當(dāng)有對此設(shè)備名的訪問時，Linux通過請求訪問的設(shè)備名得到主、次設(shè)備號，然后把此訪問分發(fā)到對應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動，設(shè)備驅(qū)動再根據(jù)次設(shè)備號調(diào)用不同的函數(shù)。 當(dāng)設(shè)備驅(qū)動模塊從Linux內(nèi)核中卸載，對應(yīng)的主設(shè)備號必須被釋放。字符設(shè)備在cleanup_ module()函數(shù)中調(diào)用unregister_chrdev()來完成設(shè)備的注銷。unregister_chrdev()的定義為：intunregister_chrdev(unsigned int major, const char *name);包括設(shè)備注冊在內(nèi)，設(shè)備驅(qū)動的初始化函數(shù)主要完成的功能是有以下5項(xiàng)。（1）對驅(qū)動程序管理的硬件進(jìn)行必要的初始化。 對硬件寄存器進(jìn)行設(shè)置。比如，設(shè)置中斷掩碼，設(shè)置串口的工作方式、并口的數(shù)據(jù)方向等。 （2）初始化設(shè)備驅(qū)動相關(guān)的參數(shù)。 一般說來，每個設(shè)備都要定義一個設(shè)備變量，用以保存設(shè)備相關(guān)的參數(shù)。在這一步驟里對設(shè)備變量中的項(xiàng)進(jìn)行初始化。 （3）在內(nèi)核注冊設(shè)備。 調(diào)用register_chrdev()函數(shù)來注冊設(shè)備。（4）注冊中斷。 如果設(shè)備需要IRQ支持，則要使用request_irq()函數(shù)注冊中斷。（5）其他初始化工作。 初始化部分一般還負(fù)責(zé)給設(shè)備驅(qū)動程序申請包括內(nèi)存、時鐘、I/O端口等在內(nèi)的系統(tǒng)資源，這些資源也可以在open子程序或者其他地方申請。這些資源不用時，應(yīng)該釋放，以利于資源的共享。 若驅(qū)動程序是內(nèi)核的一部分，初始化函數(shù)則要按如下方式聲明： int __initchr_driver_init(void);其中__init是必不可少的，在系統(tǒng)啟動時會由內(nèi)核調(diào)用chr_driver_init，完成驅(qū)動程序的初始化。 當(dāng)驅(qū)動程序是以模塊的形式編寫時，則要按照如下方式聲明： intinit_module(void)當(dāng)運(yùn)行后面介紹的insmod命令插入模塊時，會調(diào)用init_module函數(shù)完成初始化工作。 4.設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)過程 由于嵌入式設(shè)備由于硬件種類非常豐富，在默認(rèn)的內(nèi)核發(fā)布版中不一定包括所有驅(qū)動程序。所以進(jìn)行嵌入式Linux系統(tǒng)的開發(fā)，很大的工作量是為各種設(shè)備編寫驅(qū)動程序。除非系統(tǒng)不使用操作系統(tǒng)，程序直接操縱硬件。嵌入式Linux系統(tǒng)驅(qū)動程序開發(fā)與普通Linux開發(fā)沒有區(qū)別。可以在硬件生產(chǎn)廠家或者Internet上尋找驅(qū)動程序，也可以根據(jù)相近的硬件驅(qū)動程序來改寫，這樣可以加快開發(fā)速度。實(shí)現(xiàn)一個嵌入式Linux設(shè)備驅(qū)動的大致流程如下。 （1）查看原理圖，理解設(shè)備的工作原理。一般嵌入式處理器的生產(chǎn)商提供參考電路，也可以根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)。 （2）定義設(shè)備號。設(shè)備由一個主設(shè)備號和一個次設(shè)備號來標(biāo)識。主設(shè)備號惟一標(biāo)識了設(shè)備類型，即設(shè)備驅(qū)動程序類型，它是塊設(shè)備表或字符設(shè)備表中設(shè)備表項(xiàng)的索引。次設(shè)備號僅由設(shè)備驅(qū)動程序解釋，區(qū)分被一個設(shè)備驅(qū)動控制下的某個獨(dú)立的設(shè)備。 （3）實(shí)現(xiàn)初始化函數(shù)。在驅(qū)動程序中實(shí)現(xiàn)驅(qū)動的注冊和卸載。（4）設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的文件操作，定義file_operations結(jié)構(gòu)。（5）實(shí)現(xiàn)所需的文件操作調(diào)用，如read、write等。 （6）實(shí)現(xiàn)中斷服務(wù)，并用request_irq向內(nèi)核注冊，中斷并不是每個設(shè)備驅(qū)動所必需的。 （7）編譯該驅(qū)動程序到內(nèi)核中，或者用insmod命令加載模塊。（8）測試該設(shè)備，編寫應(yīng)用程序，對驅(qū)動程序進(jìn)行測試。 五、基本接口實(shí)驗(yàn) 在完成了基本實(shí)驗(yàn)后，我們開始著手基本接口實(shí)驗(yàn)。在這些實(shí)驗(yàn)中，我們學(xué)習(xí)如何編寫設(shè)備驅(qū)動程序，及如何用測試程序檢驗(yàn)驅(qū)動程序是否正確，并通過改寫測試程序正常地對驅(qū)動程序進(jìn)行相關(guān)操作。 1.實(shí)驗(yàn)十二 簡單設(shè)備驅(qū)動程序 本次實(shí)驗(yàn)的任務(wù)是編寫一個字符型設(shè)備驅(qū)動程序，并學(xué)習(xí)在應(yīng)用程序中調(diào)用驅(qū)動。考慮到我們初次接觸驅(qū)動程序的編寫，對此還十分陌生，因此指導(dǎo)書中提供了本次實(shí)驗(yàn)所要用到的程序源代碼。雖然這樣一個字符型設(shè)備驅(qū)動程序并沒有任何實(shí)際作用，但是它讓我們輕松掌握了嵌入式驅(qū)動的編寫過程，因?yàn)閺?fù)雜繁瑣的驅(qū)動，其骨架都是相同的。因此，看懂本實(shí)驗(yàn)的源代碼，學(xué)習(xí)并模仿其編寫方法，對于后續(xù)實(shí)驗(yàn)有著非常重要的意義。 2.實(shí)驗(yàn)十三 CPU GPIO驅(qū)動程序設(shè)計(jì) 在本實(shí)驗(yàn)中，我們要編寫第一個針對實(shí)際硬件的驅(qū)動程序。我們知道，凡是操作系統(tǒng)控制外部設(shè)備，即使是最簡單的硬件電路，也是需要驅(qū)動的。本實(shí)驗(yàn)涉及的外部硬件只有電阻和發(fā)光二極管。我們使用自己編寫的驅(qū)動程序與應(yīng)用程序控制 GPIO96的電平，通過 LED 的亮滅來判斷，是否 CPU 做出了正確的響應(yīng)。 補(bǔ)充代碼（1） //-------------------WRITE-----------------------ssize_tSIMPLE_GPIO_LED_write(struct file * file ,const char * buf, size_t count, loff_t * f_ops){ #ifdef OURS_GPIO_LED_DEBUG printk(“SIMPLE_GPIO_LED_write [--kernel--]n”); #endif return count;} 補(bǔ)充代碼（2） //-------------------OPEN------------------------ssize_tSIMPLE_GPIO_LED_open(structinode * inode ,struct file * file){ #ifdef OURS_GPIO_LED_DEBUG printk(“SIMPLE_GPIO_LED_open [--kernel--]n”); #endif MOD_INC_USE_COUNT; return 0;} 補(bǔ)充代碼（3） //------------------structfile_operationsGPIO_LED_ctl_ops ={ open:SIMPLE_GPIO_LED_open, read:SIMPLE_GPIO_LED_read, write:SIMPLE_GPIO_LED_write, ioctl:SIMPLE_GPIO_LED_ioctl, release:SIMPLE_GPIO_LED_release, };實(shí)驗(yàn)作業(yè) 要求在目標(biāo)板上LED閃爍產(chǎn)生亮7秒，滅2秒的效果 在測試程序中有這樣一段代碼： while(1){ ioctl(fd,LED_OFF);sleep(1); sleep(1);while(1){ ioctl(fd,LED_OFF);sleep(2); sleep(7);} 3.實(shí)驗(yàn)十四 中斷實(shí)驗(yàn) // 滅2秒 // 亮7秒 ioctl(fd,LED_ON);} // 休眠1秒 ioctl(fd,LED_ON);只需將上面的代碼改為如下代碼即可： 在理論課中，我們學(xué)習(xí)了許多中斷方面的知識，包括中斷向量、中斷優(yōu)先級、中斷過程等。在PXA270系統(tǒng)里，中斷控制器分外部設(shè)備和 PXA270X 處理器設(shè)備產(chǎn)生的兩個層次的中斷，前者是初級的中斷源，后者是次級中斷源，大量的次級中斷源通常被映射為一個初級中斷源。 補(bǔ)充代碼1 voidshowversion(void){ printk(“*********************************************n”); printk(“t %s tn”, VERSION); printk(“*********************************************nn”); } static intSimpleINT_temp_count = 0;補(bǔ)充代碼2 //-------------------READ------------------------ssize_tSIMPLE_INT_read(struct file * file ,char * buf, size_t count, loff_t * f_ops){ #ifdef OURS_INT_DEBUG #endif return count;printk(“SIMPLE_INT_read [--kernel--]n”);} 補(bǔ)充代碼3 //-------------------WRITE-----------------------ssize_tSIMPLE_INT_write(struct file * file ,const char * buf, size_t count, loff_t * f_ops){ #ifdef OURS_INT_DEBUG } 補(bǔ)充代碼4 //------------------structfile_operationsINT_ctl_ops ={ open: SIMPLE_INT_open, read: SIMPLE_INT_read, #endif return count;printk(“SIMPL_INT_write [--kernel--]n”);write:SIMPLE_INT_write, ioctl:SIMPLE_INT_ioctl, release:SIMPLE_INT_release, }; 通過此實(shí)驗(yàn)，我了解了硬件中斷管腳與中斷號的對應(yīng)關(guān)系，以及中斷號與中斷處理程序的對應(yīng)關(guān)系，對于今后編寫更為復(fù)雜的中斷程序打下基礎(chǔ)。 4.實(shí)驗(yàn)十五 數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn) 在此實(shí)驗(yàn)中，我們要編寫針對 74LV164 的驅(qū)動程序，并用其串并轉(zhuǎn)換功能來控制八段LED數(shù)碼管的顯示。 補(bǔ)充代碼1 voidshowversion(void){ printk(“*********************************************n”); printk(“t %s tn”, VERSION); printk(“*********************************************nn”); } 補(bǔ)充代碼2 //-------------------READ------------------------ssize_tSERIAL_LED_read(struct file * file ,char * buf, size_t count, loff_t * f_ops){ #ifdef OURS_HELLO_DEBUG } 補(bǔ)充代碼3 //-------------------WRITE-----------------------ssize_tSERIAL_LED_write(struct file * file ,const char * buf, size_t count, loff_t * f_ops)return count;printk(“SERIAL_LED_read [--kernel--]n”);#endif { #ifdef OURS_HELLO_DEBUG } 補(bǔ)充代碼4 //-------------------IOCTL-----------------------ssize_tSERIAL_LED_ioctl(structinode * inode ,struct file * file, unsigned intcmd, long data){ #ifdef OURS_HELLO_DEBUG #endif } 補(bǔ)充代碼5 //-------------------OPEN------------------------ssize_tSERIAL_LED_open(structinode * inode ,struct file * file){ #ifdef OURS_HELLO_DEBUG #endif return 0;} MOD_INC_USE_COUNT;printk(“SERIAL_LED_open [--kernel--]n”);return 0;printk(“SERIAL_LED_ioctl [--kernel--]n”);return count;#endif write_byte(* buf);printk(“SERIAL_LED_write [--kernel--]n”);補(bǔ)充代碼6 //-------------------RELEASE/CLOSE---------------ssize_tSERIAL_LED_release(structinode *inode ,struct file * file){ #ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“SERIAL_LED_release [--kernel--]n”); #endif MOD_DEC_USE_COUNT;return 0;} 補(bǔ)充代碼7 //------------------structfile_operationsSERIAL_LED_ops ={ open: SERIAL_LED_open，read: SERIAL_LED_read，write:SERIAL_LED_write，ioctl:SERIAL_LED_ioctl，release:SERIAL_LED_release, };補(bǔ)充代碼8 staticint __initHW_SERIAL_LED_init(void){ int ret =-ENODEV; ret = devfs_register_chrdev(SERIAL_LED_MAJOR, &SERIAL_LED_ops); showversion();if(ret < 0)“serial_led_ctl”，} { } else { } return ret;printk(“ pxa270 serial_led_driver register success！![--kernel--]n”);printk(“ pxa270 init_module failed with %dn [--kernel--]”, ret);return ret;補(bǔ)充代碼9 staticint __init pxa270_SERIAL_LED_init(void){ int ret =-ENODEV; printk(“pxa270_SERIAL_LED_init [--kernel--]n”); #endif ret = HW_SERIAL_LED_init();if(ret)return ret;return 0;} 補(bǔ)充代碼10 static void __exit cleanup_SERIAL_LED(void){ #ifdef OURS_HELLO_DEBUG #ifdef OURS_HELLO_DEBUG #endif } 補(bǔ)充代碼11 MODULE_DESCRIPTION(“serial_led driver module”); MODULE_AUTHOR(“l(fā)iduo”); MODULE_LICENSE(“GPL”); module_init(pxa270_SERIAL_LED_init);module_exit(cleanup_SERIAL_LED);使用測試程序看到的測試結(jié)果是數(shù)碼管按0-9顯示輸出。實(shí)驗(yàn)作業(yè)要求在上述基礎(chǔ)上，分別實(shí)現(xiàn)一下兩個功能： ①要求您再編寫一個測試程序，實(shí)現(xiàn) PXA270-EP 目標(biāo)板上的 LED 數(shù)碼管循環(huán)顯示的數(shù)字9-0。 ②要求您再編寫一個測試程序，實(shí)現(xiàn) PXA270-EP 目標(biāo)板上的 LED 數(shù)碼管循環(huán)顯示的數(shù)字02468。 由于在測試程序中定義了數(shù)組buf[10]分別存儲了0-9是個數(shù)，因此上述功能的實(shí)現(xiàn)方法是，分別對測試程序做如下修改： 原測試程序： while(1){ for(count=0;count<10;count++){ data[0] = buf[count];ret=write(fd,data,1);sleep(1);} } 實(shí)現(xiàn)功能①： while(1){ for(count=9;count>=0;count--)} } 結(jié)果顯示 // 倒序顯示數(shù)字 { data[0] = buf[count];ret=write(fd,data,1);sleep(1);devfs_unregister_chrdev(SERIAL_LED_MAJOR, “serial_led”);printk(“cleanup_SERIAL_LED [--kernel--]n”);實(shí)現(xiàn)功能②： while(1){ for(count=0;count<9;count=count+2)} } 結(jié)果顯示 // 更改顯數(shù)順序 { data[0] = buf[count];ret=write(fd,data,1);sleep(1); 通過更改顯數(shù)的順序，很容易實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)作業(yè)里要求的功能。 5.實(shí)驗(yàn)十六 LED點(diǎn)陣驅(qū)動程序設(shè)計(jì) 通過本實(shí)驗(yàn)的操作，我們將 8X8 的點(diǎn)陣 LED 驅(qū)動起來并通過編寫測試程序，使其能夠按照您的意圖進(jìn)行顯示。要求您還編寫更多的測試程序 補(bǔ)充代碼1 voidshowversion(void){ printk(“*********************************************n”);printk(“t %s tn”, VERSION);printk(“*********************************************nn”); } 補(bǔ)充代碼2 //-------------------READ------------------------ssize_tSIMPLE_LED_read(struct file * file ,char * buf, size_t count, loff_t * f_ops){ #ifdef OURS_LED_DEBUG #endif return count;printk(“SIMPLE_LED_read [--kernel--]n”);} 補(bǔ)充代碼3 //-------------------IOCTL-----------------------ssize_tSIMPLE_LED_ioctl(structinode * inode ,struct file * file, unsigned intcmd, long data){ #endif } 補(bǔ)充代碼4 //------------------structfile_operationsLED_ctl_ops ={ open: SIMPLE_LED_open, read: SIMPLE_LED_read, write: SIMPLE_LED_write, ioctl: SIMPLE_LED_ioctl, release:SIMPLE_LED_release, };補(bǔ)充代碼5 staticint __init pxa270_LED_CTL_init(void){ int ret =-ENODEV; printk(“pxa270_LED_CTL_init [--kernel--]n”); #endif ret = HW_LED_CTL_init();if(ret) return ret;#ifdef OURS_LED_DEBUG return 0;printk(“SIMPLE_LED_ioctl [--kernel--]n”);#ifdef OURS_LED_DEBUG return 0;} 補(bǔ)充代碼6 static void __exit cleanup_LED_ctl(void){ #ifdef OURS_LED_DEBUG #endif } ①要求您再編寫一個測試程序，實(shí)現(xiàn)按橫的方向隔行順序掃描 LED 點(diǎn)陣數(shù)碼管。 ②要求您再編寫一個測試程序，實(shí)現(xiàn)按豎的方向順序掃描 LED 點(diǎn)陣數(shù)碼管。作業(yè)一，隔行掃描： printk(“cleanup_LED_ctl [--kernel--]n”);outw(0x0000,ioremap_addr); devfs_unregister_chrdev(SIMPLE_LED_MAJOR, “l(fā)ed_ary_ctl”);for(i=1;i<=8;i2++){ buf[0]=c;buf[1]=~r;// row for(j=1;j<=8;j++){ } r = 1;c = c<<1; write(fd,buf,2); printf(“buf[0],buf[1]: [%x,%x]n”,buf[0],buf[1]);usleep(200000);// sleep 0.2 second r=r<<1; buf[1]=~r;// column 結(jié)果顯示 作業(yè)二，豎向掃描： for(i=1;i<=8;i++){ buf[0]=c;buf[1]=~r;// row for(j=1;j<=8;j++){ } r = 1;c = c<<1; write(fd,buf,2); printf(“buf[0],buf[1]: [%x,%x]n”,buf[0],buf[1]);usleep(200000);// sleep 0.2 second r=r<<1; buf[1]=~r;// column 結(jié)果顯示 6.實(shí)驗(yàn)十七 AD驅(qū)動實(shí)驗(yàn) 通過本實(shí)驗(yàn)的操作，我們將 AD 轉(zhuǎn)換器驅(qū)動起來并通過編寫測試程序，使其能夠?qū)⒛M信號量按照我們的要求轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號量。為了更加清楚地理解 AD 轉(zhuǎn)換器的工作過程，請您再編寫一個測試程序，將 UCB_ADC_INP_AD0 換成其他通道，來觀察其他 AD 通道情況。 補(bǔ)充代碼1 voidshowversion(void){ printk(“%sn”,VERSION);} struct ucb1x00 *ad_ucb; 補(bǔ)充代碼2 //-------------------READ------------------------staticssize_tadctl_read(struct file * file ,char *buf, size_t count, loff_t *offset){ } 補(bǔ)充代碼3 //-------------------WRITE-----------------------ssize_tadctl_write(struct file * file ,const char *buf, size_t count, loff_t *offset){ #ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“writen”); #endif } 補(bǔ)充代碼4 //-------------------OPEN------------------------ssize_tadctl_open(structinode * inode ,struct file * file){ #ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“openn”); #endif } 補(bǔ)充代碼5 //-------------------RELEASE/CLOSE---------------ssize_tadctl_release(structinode *inode ,struct file * file){ #ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“releasen”); #endif return 0;return 0;return count;#ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“readn”);#endif return count;} 補(bǔ)充代碼6 staticstructfile_operationsadctl_ops = { };補(bǔ)充代碼7 //-------------------INIT------------------------staticint __initHW_AD_CTL_init(void){ return ret;} 補(bǔ)充代碼8 staticint __init pxa270_AD_CTL_init(void){ int ret =-ENODEV;#ifdef OURS_HELLO_DEBUG int ret =-ENODEV;ret = devfs_register_chrdev(ADCTL_MAJOR, “adctl”, &adctl_ops);showversion();ad_ucb=ucb1x00_get();if(ret < 0){ } else { } adctl_dev_handle = devfs_register(NULL, “ad_ctl”, DEVFS_FL_DEFAULT, printk(“adctl driver register success!n”);printk(“fail %dn”,ret);return 0;read: ioctl: adctl_read, adctl_ioctl, write: adctl_write, open: adctl_open, release:adctl_release，ADCTL_MAJOR, 0, S_IFCHR, &adctl_ops, NULL);printk(“initn”);#endif ret=HW_AD_CTL_init();if(ret)} 補(bǔ)充代碼9 static void __exit cleanup_AD_ctl(void){ } 7.實(shí)驗(yàn)十八 DA驅(qū)動實(shí)驗(yàn) 通過本實(shí)驗(yàn)的操作，我們使用示波器看到了通過DA轉(zhuǎn)換而輸出的波形。在此基礎(chǔ)上，要求試寫一個實(shí)現(xiàn)輸出三角波的測試程序。 補(bǔ)充代碼1 #include } printk(“t %st n”,VERSION);printk(“*****************************n”);static long ioremap_addr;補(bǔ)充代碼3 //-------------------READ------------------------ssize_tSIMPLE_DA_read(struct file * file ,char * buf, size_t count, loff_t * f_ops){ #ifdef OURS_DA_DEBUG } 補(bǔ)充代碼4 //-------------------WRITE-----------------------ssize_tSIMPLE_DA_write(struct file * file ,const char * buf, size_t count, loff_t * f_ops){ printk(“SIMPLE_DA_write[--kernel--]n”); #endif return count;} 補(bǔ)充代碼5 //-------------------IOCTL-----------------------ssize_tSIMPLE_DA_ioctl(structinode * inode ,struct file * file, unsigned intcmd, outb(buf[0],ioremap_addr);#ifdef OURS_DA_DEBUG return count;#endif printk(“SIMPLE_DA_read[--kernel--]n”);long data){ #ifdef OURS_DA_DEBUG printk(“SIMPLE_DA_ioctl[--kernel--]n”); #endif return 0;} 補(bǔ)充代碼6 //-------------------OPEN------------------------ssize_tSIMPLE_DA_open(structinode * inode ,struct file * file){ #ifdef OURS_DA_DEBUG printk(“SIMPLE_DA_open [--kernel--]n”); MOD_INC_USE_COUNT;return 0; #endif } 補(bǔ)充代碼7 /------------------structfile_operationsDA_ctl_ops ={ read: SIMPLE_DA_read，}; 補(bǔ)充代碼8 release: SIMPLE_DA_release, ioctl: SIMPLE_DA_ioctl, write: SIMPLE_DA_write, //-------------------INIT------------------------staticint __initHW_DA_CTL_init(void){ int ret =-ENODEV; } 補(bǔ)充代碼9 staticint __init pxa270_DA_CTL_init(void){ int ret =-ENODEV; printk(“pxa270_DA_CTL_init [--kernel--]n”); #endif #ifdef OURS_DA_DEBUG } printk(“ pxa270 led_driver register success！![--kernel--]n”);{ else } return ret;printk(“ pxa270: init_module failed with %dn [--kernel--]”, ret);{ if(ret < 0)showversion();ret = devfs_register_chrdev(SIMPLE_DA_MAJOR, “da_ctl”, &DA_ctl_ops); ret = HW_DA_CTL_init();if(ret) return ret;return 0;} 補(bǔ)充代碼10 static void __exit cleanup_DA_ctl(void){ #endif } 補(bǔ)充代碼11 MODULE_DESCRIPTION(“DA_ctl driver module”);MODULE_AUTHOR(“l(fā)iduo”);MODULE_LICENSE(“GPL”);module_init(pxa270_DA_CTL_init);module_exit(cleanup_DA_ctl);printk(“cleanup_DA_ctl [--kernel--]n”);#ifdef OURS_DA_DEBUG 六、實(shí)驗(yàn)中遇到的問題及解決方法 每一次上課重新啟動后，當(dāng)需要將宿主PC機(jī)的根目錄掛在到PXA270-EP目標(biāo)板的mnt目錄下（即在超級終端中輸入命令“mount –o soft,timeo=100,rsize=1024 192.168.0.100:/ /mnt”）時，常顯示無法掛載。 解決方法：在超級終端下的掛載命令應(yīng)該用”mount –o nolock 192.168.0.100:/ /mnt”，如果依然不能掛載需要重啟NFS服務(wù)，即在PC機(jī)終端中輸入命令”service nfs restart”兩遍后就可以掛載，當(dāng)然有時候也可能是因?yàn)榫W(wǎng)線沒插好。 在每次重啟機(jī)器之后都需要將PC機(jī)終端的IP地址和開發(fā)板中的系統(tǒng)的IP地址設(shè)定正確，不然也無法掛載。 七、實(shí)驗(yàn)總結(jié)及心得 本學(xué)期的所有實(shí)驗(yàn)均在宿主PC機(jī)與PXA270-EP目標(biāo)板上進(jìn)行。在實(shí)驗(yàn)中，我們先建立硬件實(shí)驗(yàn)平臺，又建立主機(jī)軟件開發(fā)環(huán)境，接著為實(shí)驗(yàn)進(jìn)行各項(xiàng)配置，最后完成了各個實(shí)驗(yàn)中的多種功能。值得注意的是，前期的硬件、軟件準(zhǔn)備必須完整無誤地實(shí)現(xiàn)，后續(xù)的實(shí)驗(yàn)才能順利進(jìn)行。所以，打基礎(chǔ)的工作一定要仔細(xì)謹(jǐn)慎。后續(xù)實(shí)驗(yàn)中雖然給出了驅(qū)動程序的框架，仍需要我們自己補(bǔ)充完整，并開動腦筋舉一反三，在原代碼的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定修改以實(shí)現(xiàn)新的功能。 通過這學(xué)期的實(shí)驗(yàn)，我逐步完成了建立實(shí)驗(yàn)軟件開發(fā)平臺，搭建實(shí)驗(yàn)編譯軟件環(huán)境，在PC上編輯、編譯一個應(yīng)用程序，并且在嵌入式系統(tǒng)上運(yùn)行和調(diào)試它的過程。在實(shí)驗(yàn)中，不難發(fā)現(xiàn)，編譯驅(qū)動程序大體框架都是一樣的，比如里面的讀函數(shù)、寫函數(shù)、ioctl函數(shù)、打開、關(guān)閉以及函數(shù)模塊的初始化并且在超級終端上顯示出等。但所不同的是，要根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)要求修改名稱，并且對其中必要的部分進(jìn)行修改。 除此之外，我認(rèn)為很多基礎(chǔ)知識對實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行也起著非常大的作用，例如數(shù)碼管的顯示原理。在掌握了基礎(chǔ)知識之后，上機(jī)的過程會顯得相對簡單，尤其是代碼框架已經(jīng)給出，我們所以需要做的就是根據(jù)需要稍作改動來得到我們想要的結(jié)果。 在實(shí)驗(yàn)過程中常常會遇到各種各樣的問題，剛開始時我不知如何是好，只能求助于老師和同學(xué)，后來隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，我對實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和虛擬機(jī)都有了一定的了解，遇到問題時也可以靜下心來思考其原因，自己嘗試各種方法去解決問題。整個實(shí)驗(yàn)讓我了解了一套完整的嵌入式系統(tǒng)驅(qū)動程序開發(fā)的全過程，學(xué)到的內(nèi)容非常豐富，相信在學(xué)習(xí)了這些內(nèi)容后，在今后的學(xué)習(xí)工作中接觸到類似內(nèi)容，我不會感到無從下手，而是能夠有條不紊。 感謝老師的辛勤指導(dǎo)！ 數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)報告 （三）姓名：學(xué)號：班級: 1.用Transact-SQL語句、數(shù)據(jù)導(dǎo)入、SQL Server Management Studio（企業(yè)管理器）輸入的方法對所給定的8張表的數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)庫中。自行決定每張表的數(shù)據(jù)導(dǎo)入辦法，但每種方法各針對二或三張表。 ? Transact-SQL語句： 導(dǎo)入department,student, student_course表。 insertinto department select*from openrowset ('microsoft.jep.oledb.4.0','excel 5.0;hdr=yes;database=D:課件數(shù)據(jù)庫database2.xls',department$); insertinto student select*from openrowset ('microsoft.jep.oledb.4.0','excel 5.0;hdr=yes;database=D:課件數(shù)據(jù)庫database2.xls',student$); insertinto student_course select*from openrowset ('microsoft.jep.oledb.4.0','excel 5.0;hdr=yes;database=D:課件數(shù)據(jù)庫database2.xls',student_course$); ? 數(shù)據(jù)導(dǎo)入： 操作：選中數(shù)據(jù)庫studentsdb，右鍵-任務(wù)-導(dǎo)入數(shù)據(jù)。導(dǎo)入book, class, course表。 SQL Server Management Studio： 操作：右鍵需要編輯的表，選擇編輯前200行。 Teacher: Teacher_course_class: 導(dǎo)入結(jié)果： Book： Class： Course： Department： Student： Student_course: Teacher: Teacher_course_class: 2.用Transact-SQL向Course表中插入一條記錄，course_name為空，看運(yùn)行的結(jié)果。 SQL語句： INSERTINTO course VALUES('dep02_s002', null，'dep02_s002', '72', '5', '4');運(yùn)行結(jié)果： 分析：course_name有not null的約束，因此這條語句不能執(zhí)行。 3.用Transact-SQL修改Course表中credit為5的記錄，將其credit改為7, credit小于4的改為2，看運(yùn)行的結(jié)果。 SQL語句： update course set credit=7 where credit=5;執(zhí)行結(jié)果： 分析：約束C1指定了credit的范圍為1至6.SQL語句： update course set credit=2 where credit<4;執(zhí)行結(jié)果： 4.刪除一條學(xué)生記錄，看運(yùn)行結(jié)果，對運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行分析。SQL語句： deletefrom student where student_id='g9940201';執(zhí)行結(jié)果： 分析：因?yàn)橛袇⒄胀暾约s束，不能刪除。 5.用Transact-SQL完成將編號為dep04_b001的課程的選修信息插入到一個新的選課信息表中。 SQL語句： Creattablestudent_course2(course_idchar(20), student_idchar(20)gradeint, creditint, semesterint，school_yearchar(20)，primarykey(course_id,student_id)); insertintostudent_course2 select*fromstudent_course wherecourse_id='dep04_b001';執(zhí)行結(jié)果： 6.用Transact-SQL完成刪除單片機(jī)原理課程的選課信息，分析運(yùn)行結(jié)果。 SQL語句： deletefrom student_course where course_id in(select course_id from course where course_name='單片機(jī)原理')執(zhí)行結(jié)果： 分析：所有課程號為dep04_s003的課程被刪除。 本實(shí)驗(yàn)中遇到的問題和解決方法： 本實(shí)驗(yàn)的順利完成需要預(yù)先作很多準(zhǔn)備工作。以下就是我在遇到缺少組件accessdatabaseengine時的解決過程的記錄。 AccessDatabaseEngine的安裝 accessdatabaseengine用于和office連接，導(dǎo)入導(dǎo)出數(shù)據(jù)，本實(shí)驗(yàn)中需要導(dǎo)入excel文件。安裝配合office的版本，我安裝的是accessdatabaseengine2017(English)版本。安裝32位版本，因office2016是32位。之前誤操作安裝了不能使用的老舊版本accessdatabaseengine2007，通過控制面板-應(yīng)用程序卸載將其卸載了。安裝accessdatabaseengine依然報錯，是因?yàn)閙icrosoftofficeclicktorun阻礙sqlserver的一些功能，需要將其卸載。這是微軟推出的用于減少office打開速度的應(yīng)用程序，安裝office2016時會自動安裝上，原理是開機(jī)時將一部分內(nèi)容放到內(nèi)存中，因此打開文件時會更快一些。檢測自己的office是通過clickto run 還是MSI安裝的，可以在word中點(diǎn)擊文件-賬戶，查看產(chǎn)品信息，如果有下圖中“office更新”這個選項(xiàng)，則說明安裝過click to run。這個程序在控制面板-應(yīng)用程序中找不到，因此用刪除注冊表的方式卸載。快捷鍵“win+R”輸入“regedit”打開注冊表編輯器，左邊HKEY_CLASSES_ROOT-Installer-Product-00006開頭的選項(xiàng)，有四個。單擊這幾個選項(xiàng)，在右側(cè)查看詳細(xì)信息，可以看到ProductNam是Microsoft Access database engine 2007（我原來誤安裝的老版本）。刪除之前先備份注冊表。方法一：選中要刪除的文件，右鍵-導(dǎo)出，保存。只保存了要刪除的文件。方法二：注冊表編輯器，文件-導(dǎo)出，保存。保存了注冊表所有信息。這是因?yàn)槿绻`刪了重要文件會導(dǎo)致嚴(yán)重后果，可能需要重裝系統(tǒng)，留此備份是為了可以恢復(fù)系統(tǒng)。 備份完之后，選中要刪除的文件（00006開頭的四個），右鍵-刪除即可。回到Access database engine 32位的程序安裝包，安裝。我無法安裝64位，可能是因?yàn)閛ffice是32位。安裝成功之后就可以在sqlserver中導(dǎo)入excel文件了。第二篇：北郵小學(xué)期c++實(shí)驗(yàn)報告
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第四篇：北郵嵌入式實(shí)驗(yàn)報告
第五篇：北郵數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)報告
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