嵌入式系统设计与实现试验教学大纲专业方向课.docx

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嵌入式系统设计与实现试验教学大纲专业方向课

《微型计算机系统与接口技术》实验教学大纲

计算机科学与技术专业（专业基础课）第七学期

一、嵌入式系统教学实验平台配置

1．平台的硬件配置

MICETEKEV44B0II是一个适用于手持设备和一般应用的S3C44B0X处理器的教学开发平台。

它包括采用ARM7TDMI的S3C44B0X处理器、8位LCD连接器和触摸屏接口、10MHz外部时钟、1M×16位的FLASH、4M×16位的SDRAM，2个RS232串行口、一个JTAG接口、1个并行调试接口、1个RTC、1个I²CE²PROM、1个10/100MB网络接口、1个USB接口、1个具有扬声器和麦克的音频接口、一位8段码显示器、1个4×4键盘、特殊功能引脚和总线扩展接口。

2．软件开发环境

操作系统和图形界面API采用开源的μCLinux和MicroWindows（GUI）等。

开发工具采用上海祥佑数码公司提供的LinuxView软件。

它是在WINDOWS环境下用于嵌入式Linux内核调试和应用程序调试的集成开发环境。

试和调试硬件和BSP。

二、实验目的

《嵌入式系统设计与实现（实验课）》的实验内容分为2个层次。

基本部分目的是让学生了解（认识）嵌入式软件和硬件的一般开发环境与流程；让学生熟悉实验开发工具；掌握实验开发工具的操作方法及使用，熟悉软件编程环境，根据《实验指导书》的内容进行基本的嵌入式程序开发。

综合应用部分目的是让学生综合运用前面所学到的知识，按照指定的题目，自行设计开发嵌入式应用程序。

三、基本型和研究性实验

（一）基本实验

实验一HitoolsforuClinux开发环境

1．实验目的及意义：

　熟悉HitoolsforuClinux开发环境，学会JEDI仿真器的使用。

了解使用HitoolsforuClinux进行uClinux开发的基本过程。

2．实验要求：

必修

3．实验步骤：

（1）安装HitoolforARMsupportinguClinux

（2）建立开发环境

（3）配置内核和必要的应用程序

（4）编译内核和根文件系统

（5）调试内核

4．试验类型：

设计

5．需开实验组数：

30组

6．消耗材料金额

实验二44B0初始化

1．实验目的及意义：

　完成S3C44B0的初试化配置，顺利进入C程序。

2．实验要求：

必修

3．实验步骤：

（1）连接EV44B0-II和PC（JTAG或并口，），超级终端也可连上。

（2）运行HitoolforARM,建立项目并加入四个源文件，编译。

（3）加载目标文件，运行。

4．试验类型：

设计

5．需开实验组数：

30组

6．消耗材料金额

实验三JTAG调试和MDB调试

1．实验目的及意义：

　学会使用HitoolsforuClinux进行系统级调试和任务级调试。

2．实验要求：

必修

3．实验步骤：

（1）创建一个新工程，添加源文件hello.c，编译。

（2）使用JTAG调试应用。

（3）使用MDB调试应用程序。

4．试验类型：

设计

5．需开实验组数：

30组

6．消耗材料金额

实验四Timer调试

1．实验目的及意义：

　用中断方式，定时改变8-SEG的某段的显示时间。

2．实验要求：

必修

3．实验步骤：

（1）连接EV44B0-II和PC（JTAG或并口，），超级终端也可连上。

（2）运行HitoolforARM,建立项目并加入四个源文件，编译。

（3）加载目标文件，运行。

4．试验类型：

设计

5．需开实验组数：

30组

6．消耗材料金额

实验五FLASH操作调试

1．实验目的及意义：

　熟悉Flash的基本操作方法，完成对BOOTFlash的擦除及烧入。

2．实验要求：

必修

3．实验步骤：

（1）连接EV44B0-II和PC（JTAG或并口），超级终端和EV44B0-II的UART0相连。

（2）运行HitoolforARM,建立项目并加入四个源文件，编译。

（3）把要烧入的文件下载到SDRAM（注意不要和你所建项目的地址重合）。

（4）加载目标文件，运行。

4．试验类型：

设计

5．需开实验组数：

30组

6．消耗材料金额

实验六Keyboard调试

1．实验目的及意义：

利用其I/O口和外部中断，构成一个键盘扫描电路。

2．实验要求：

必修

3．实验步骤：

（1）连接EV44B0-II和PC（JTAG或并口，），超级终端也可连上。

（2）运行HitoolforARM,建立项目并加入四个源文件，编译。

（3）加载目标文件，运行。

4．试验类型：

设计

5．需开实验组数：

30组

6．消耗材料金额

实验七UART调试

1．实验目的及意义：

用中断和BDMA方式，在UART0输出一串字符，然后把在键盘上键入的在超级终端上显示出来。

2．实验要求：

必修

3．实验步骤：

（1）连接EV44B0-II和PC（JTAG或并口，），超级终端也可连上。

（2）运行HitoolforARM,建立项目并加入四个源文件，编译。

（3）加载目标文件，运行。

4．试验类型：

设计

5．需开实验组数：

30组

6．消耗材料金额

实验八RTC&WDT调试

1．实验目的及意义：

用RTC功能，在超级终端和LCD上显示小时，分，秒，就象一个时钟，还结合WDT的RESET功能，当在超级终端键入一时，系统重启。

2．实验要求：

必修

3．实验步骤：

（1）连接EV44B0-II和PC（JTAG或并口）,依附录连接超级终端和UART0。

（2）运行HitoolforARM,建立项目并加入五个源文件，编译。

（3）加载目标文件，运行，在超级终端上会要求依次输入年，月，日，星期，小时，分和秒。

然后在超级终端显示全部，并在LCD显示小时，分和秒，并实时更新。

（4）在PC键盘摁“1”，评估板进入WDT测试，在超级终端上显示0~10，然后在2秒种后重起。

4．试验类型：

设计

5．需开实验组数：

30组

6．消耗材料金额

实验九ADC&TOUCHPANEL调试

1．实验目的及意义：

利用S3C44B0的I/O和ADC，做一个触摸屏的实验。

2．实验要求：

必修

3．实验步骤：

（1）连接EV44B0-II和PC（JTAG或并口，），超级终端也可连上。

（2）运行HitoolforARM,建立项目并加入四个源文件，编译。

（3）加载目标文件，运行。

4．试验类型：

设计

5．需开实验组数：

30组

6．消耗材料金额

实验十LCD调试

1．实验目的及意义：

EV44B0-II现配有160*240的黑白的显示屏，本实验就是在其上面显示一个160*240的图片出来，是4bit单扫描的。

2．实验要求：

必修

3．实验步骤：

（1）连接EV44B0-II和PC（JTAG或并口，），超级终端也可连上。

（2）运行HitoolforARM,建立项目并加入四个源文件，编译。

（3）加载目标文件，运行。

4．试验类型：

设计

5．需开实验组数：

30组

6．消耗材料金额

实验十一IIS调试

1．实验目的及意义：

EV44B0-II利用IIS接口和PHILIPS的UDA1341TS，完成音频的线路，并结合S3C44B0的BDMA，实现声音的录放。

2．实验要求：

必修

3．实验步骤：

（1）连接EV44B0-II和PC（JTAG或并口），超级终端和EV44B0-II的UART0相连。

（2）运行HitoolforARM,建立项目并加入四个源文件，编译。

（3）加载目标文件，运行，在超级终端会依次提示。

4．试验类型：

设计

5．需开实验组数：

30组

6．消耗材料金额

实验十二uClinux下串口设备的使用

1．实验目的及意义：

学习在uClinux系统中使用串口设备，通过读写该设备对应的设备文件与其他设备通信；同时了解uClinux系统中设备文件与设备驱动程序的关系，以及系统读写调用与驱动程序读写函数的关系。

2．实验要求：

必修

3．实验步骤：

（1）将44b0上的uClinux系统启动，在超级终端上运行。

（2）按照MDB的起动步骤，使HitoolForuCinuxARM在MDB方式下调试。

（3）用另一条串口线将44b0评估板的com2与计算机的com2连接。

新建一超级终端。

（4）启动HitoolForuClinuxARM将编译好的elf文件down下去。

（5）运行程序。

4．试验类型：

设计

5．需开实验组数：

30组

6．消耗材料金额

（二）综合应用实验

实验一USB调试

1．实验目的及意义：

利用EV44B0-II上的USB的线路，进行基本的操作，以此来熟悉USB和S3C44BO。

2．实验要求：

必修

3．实验步骤：

（1）连接EV44B0-II和PC（JTAG或并口，），超级终端和EV44B0的UART0相连（见附录）。

（2）运行HitoolforARM,建立项目并加入四个源文件，编译。

（3）加载目标文件，运行，在超级终端出现下图。

4．试验类型：

设计

5．需开实验组数：

30组

6．消耗材料金额

实验二ETHERNET调试

1．实验目的及意义：

利用EV44B0-II上的乙太网的线路，进行基本的操作，以此来熟悉以太网和S3C44BO。

2．实验要求：

必修

3．实验步骤：

（1）连接EV44B0-II和PC（JTAG或并口，），超级终端和EV44B0的UART0相连（见附录）。

（2）运行HitoolforARM,建立项目并加入四个源文件，编译。

（3）加载目标文件，运行，在超级终端出现下图。

4．试验类型：

设计

5．需开实验组数：

30组

6．消耗材料金额

实验三TCP/IP网络

1．实验目的及意义：

熟悉uClinux环境下TCP/IP协议栈的使用，学习如何实现TCP/IP操作，编写CS（client－server）结构的程序，掌握uClinux下TCP/IP编程，学会在HitoolsforuClinux环境下使用MDB调试TCP/IP程序。

2．实验要求：

必修

3．实验步骤：

（1）编译好一个带MDB的uClinux内核，将linux_bootrom.bin通过Hitools烧录到评估板。

（2）查看系统的路由信息。

（3）在Hitools环境下创建一个新工程，添加nettime.c文件，编译。

（4）配置Hitools的调试协议为MDB，启动主机的TargetServer。

（5）启动服务端程序，选择Hitools菜单Project下的InitDebugger。

（6）启动客户端程序，在超级终端中，进入目录/var/tmp,键入./nettime–c10.10.16.220–o8888回车。

4．试验类型：

设计

5．需开实验组数：

30组

6．消耗材料金额

实验四文件系统操作

1．实验目的及意义：

熟悉uClinux环境下文件系统，了解uClinux中文件系统的体系结构，编写文件系统处理程序。

知道如何添加文件系统到内核中。

2．实验要求：

必修

3．实验步骤：

（1）编译好一个带MDB的uClinux内核，将linux_bootrom.bin通过Hitools烧录到评估板。

（2）配置启动评估板，利用ifconfig命令配置以太网口，启动MDB。

（3）在Hitools环境下创建一个新工程，添加fileop.c文件，编译，配置Hitools的调试协议为MDB，启动主机的TargetServer。

（4）下载程序，并指定参数/etc/test.tmp。

（5）开始调试，观察console中的操作结果。

（6）重复1－4，并指定参数为/tmp/test.tmp

（7）开始调试，观察console中的操作结果。

4．试验类型：

设计

5．需开实验组数：

30组

6．消耗材料金额

实验五uClinux下的web服务器

1．实验目的及意义：

熟悉Web服务器的工作原理，了解uClinux环境下的Web技术，添加一个Web服务器到uClinux系统中。

2．实验要求：

必修

3．实验步骤：

（1）在按实验内容对程序进行修改后，重新编译uClinux内核，使用HITOOLS中的编程工具，将linux_bootrom.bin通过JEDI烧写到EV44B0II评估板。

（2）使用ifconfig命令，确认EV44B0II的IP地址。

（3）运行boa-c/tmp/&，启动web服务器。

（4）打开PC上的浏览器（如IE6或Netscape）输入EV44B0II的IP作为网址，例如http:

//192.168.1.125/，这时就可以看到要测试的网页内容。

网页内容是/tmp/index.html文件。

（5）在lampnumber文本框中，写入“1”，然后点击“display”。

（6）在浏览器上显示“DemoWebPage”。

4．试验类型：

设计

5．需开实验组数：

30组

6．消耗材料金额

实验六uClinux下的声音设备的使用

1．实验目的及意义：

了解S3C44B0提供的IIS总线接口的功能特性，熟悉IIS总线标准，熟悉WAV文件的格式和EV44B0II实验板声音部分的原理，最后通过一个实验程序了解uClinux下声音设备的使用。

2．实验要求：

必修

3．实验步骤：

（1）首先配置HitoolforARMuClinux，使其以MDB方式调试。

（2）运行Hitool。

选择Project菜单下的New，新建一工程。

（3）增加源文件到新建的sound工程。

（4）对工程进行编译。

（5）将程序下载到实验版上进行调试。

（6）本例程序首先将同一目录下的Test.wav播放出来，然后进行3秒的录音。

4．试验类型：

设计

5．需开实验组数：

30组

6．消耗材料金额

实验七uClinux下的LCD显示

1．实验目的及意义：

了解LCD显示原理，学习S3C44B0的LCD控制器特性，熟悉LCD控制器与LCD驱动器的连接接口，了解uClinux下framebuffer显示驱动的使用。

2．实验要求：

必修

3．实验步骤：

（1）首先配置HitoolforARMuClinux，使其以MDB方式调试。

（2）运行Hitool。

选择Project菜单下的New，新建一工程。

（3）在workspace中我们可以看到一个名为lcd的Project已经建立。

下面需要将源程序加入到sourcefiles中。

鼠标右健点击sourcefiles文件夹，选择AddsourceFiles。

（4）对工程进行编译。

（5）将程序下载到实验版上进行调试。

4．试验类型：

设计

5．需开实验组数：

30组

6．消耗材料金额