嵌入式系统实验报告.docx
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嵌入式系统实验报告
大连理工大学
本科实验报告
课程名称：
嵌入式系统实验
学院（系）：
电子信息与电气工程学部
专业：
自动化
班级：
0804
学号：
学生姓名：
何韬
2011年11月18日
大连理工大学实验报告
学院（系）：
电信专业：
自动化班级：
0804
姓名：
何韬学号：
组：
___
实验时间：
2011-11-12实验室：
d108实验台：
指导教师签字：
成绩：
实验二ARM的串行口实验
一、实验目的和要求
见预习报告
二、实验原理和内容
见预习报告
三、主要仪器设备
硬件：
ARM嵌入式开发平台、用于ARM7TDMI的JTAG仿真器、PC机Pentium100以上、串口线。
软件：
PC机操作系统win98、Win2000或WinXP、ARMSDT2.51或ADS1.2集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序。
四、实验步骤
见预习报告
五、核心代码
在主函数中实现将从串口0接收到的数据发送到串口0（Main.c）
intmain（void）
{
charc1[1];
charerr;
ARMTargetInit（）;//开发版初始化
LCD_Init（）;
LCD_ChangeMode（DspTxtMode）;//转换LCD显示模式为文本显示模式
LCD_Cls（）;//文本模式下清屏命令
while
（1）
{
Uart_SendByte（0,0xa）;//换行
Uart_SendByte（0,0xd）;//回车
err=Uart_Getch（c1,0,0）;//从串口采集数据
Uart_SendByte（0,c1[0]）;//显示采集的数据
LCD_printf（c1）;//向液晶屏输出
}
return0;
}
六、实验结果与分析
1.ARM串口实验超级终端上显示：
当输入一个字符，会在超级终端中显示出来，如下图所示。
2.ARM串口实验Debug运行显示：
七、实验心得
该实验展示了ARM的串行口通讯过程及控制方式，使我基本掌握了ARM的串行口工作原理、编程实现ARM的UART通讯及CPU利用串口通讯的方法，对之前所学知识有了明确的理解和认识，能够在正确操作下准确做出实验现象，并在实验箱上显示出实验结果，使我收获很多。
大连理工大学实验报告
学院（系）：
电信专业：
自动化班级：
0804
姓名：
何韬学号：
组：
___
实验时间：
2011-11-12实验室：
d108实验台：
指导教师签字：
成绩：
实验九uC/OS-II在ARM平台的移植
一、实验目的和要求
见预习报告
二、实验原理和内容
见预习报告
三、主要仪器设备
硬件：
ARM嵌入式开发平台、用于ARM7TDMI的JTAG仿真器、PC机Pentium100以上、串口线。
软件：
PC机操作系统win98、Win2000或WinXP、ARMSDT2.51或ADS1.2集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序。
四、实验步骤
见预习报告
五、核心代码
所涉及到的函数：
汇编函数
OSStartHighRdy（）
OSCtxSw（）
OSIntCtxSw（）
OSTickISR（）
C语言函数
void*OSTaskStkInit（void（*task）（void*pd）,void*pdata,void*ptos,INT16Uopt）
voidOSTaskCreateHook（OS_TCB*ptcb）
voidOSTaskDelHook（OS_TCB*ptcb）
voidOSTaskSwHook（void）
voidOSTaskStatHook（void）
voidOSTimeTickHook（void）
后5个函数为接口函数，可以不加代码
cut/OS-II的启动：
voidmain（void）
{
OSInit（）;//初始化uC/OS-II
.
通过调用OSTaskCreate（）或OSTaskCreateExt（）创建至少一个任务;
.
OSStart（）;//开始多任务调度，永不返回
}
基于uC/OS的应用开发：
voidYourTask（void*pdata）
{
/*用户代码*/
OSTaskDel（OS_PRIO_SELF）;
}
main函数，ucos-ii初始化等定义：
#include"../ucos-ii/includes.h"/*uC/OSinterface*/
#include"../ucos-ii/add/osaddition.h"
#include"../inc/drivers.h"
#include"../inc/sys/lib.h"
#include"../src/gui/gui.h"
#include
#include
#pragmaimport（__use_no_semihosting_swi）//ensurenofunctionsthatusesemihosting
///******************任务定义***************///
/*OS_STKSYS_Task_Stack[STACKSIZE]={0,};//systemtask刷新任务堆栈
#defineSYS_Task_Prio1
voidSYS_Task（void*Id）;*/
OS_STKtask1_Stack[STACKSIZE]={0,};//Main_Test_Task堆栈
voidTask1（void*Id）;//Main_Test_Task
#defineTask1_Prio12
OS_STKtask2_Stack[STACKSIZE]={0,};//test_Test_Task堆栈
voidTask2（void*Id）;//test_Test_Task
#defineTask2_Prio15
/**************已经定义的OS任务*************
#defineSYS_Task_Prio1
#defineTouch_Screen_Task_Prio9
#defineMain_Task_Prio12
#defineKey_Scan_Task_Prio58
#defineLcd_Fresh_prio59
#defineLed_Flash_Prio60
***************************************
intmain（void）
{
ARMTargetInit（）;//dotarget（uHALbasedARMsystem）initialisation//
OSInit（）;//neededbyuC/OS-II//
//OSInitUart（）;
//initOSFile（）;
//#ifUSE_MINIGUI==0
//initOSMessage（）;
//initOSDC（）;
//LoadFont（）;
//#endif
//loadsystemParam（）;
//createthetasksinuC/OSandassignincreasing//
//prioritiestothemsothatTask3attheendof//
//thepipelinehasthehighestpriority.//
//LCD_printf（"CreatetaskonuCOS-II...\n"）;
//OSTaskCreate（SYS_Task,（void*）0,（OS_STK*）&SYS_Task_Stack[STACKSIZE-1],SYS_Task_Prio）;
OSTaskCreate（Task1,（void*）0,（OS_STK*）&task1_Stack[STACKSIZE-1],Task1_Prio）;
OSTaskCreate（Task2,（void*）0,（OS_STK*）&task2_Stack[STACKSIZE-1],Task2_Prio）;
OSAddTask_Init（0）;
//LCD_printf（"StartinguCOS-II...\n"）;
//LCD_printf（"Enteringgraphmode...\n"）;
//LCD_ChangeMode（DspGraMode）;
OSStart（）;//starttheOS//
//neverreached//
return0;
}//main
voidTask1（void*Id）
{
for（;;）{
printf（"runtask1\n"）;
OSTimeDly（1000）;
}
}
voidTask2（void*Id）
{
for（;;）{
printf（"runtask2\n"）;
OSTimeDly（3000）;
}
}
六、实验结果与分析
超级终端上交替显示runtask1，runtask2，runtask1，run
task1，runtask1，runtask2，runtask1，runtask1，runtask1。
表明由于
task1的优先级为12，而task2的优先级为15，所以系统在task1和task2同
时就绪时总是先执行task1后执行task2.由于task2挂起时间为3秒，所以在
task2挂起期间task1能执行两次，而当第三次时由于task1与task2同时处于
就绪态，由优先级次序，还是先执行task1在执行task2.然后就这样周而复始
的循环下去。
为验证ucos的强实时性，可以去掉task2（）的“OSTimeDly（3000）;”然后
令task1（）中的“OSTimeDly（1000）;”改为“OSTimeDly（10）;”。
观察到的实
验现象是在超级终端上显示被“runtask1”打断的”“runtask2”，反之把task1
和task2的优先级交换则在超级终端上只显示“runtask2”。
这说明ucos的强
实时性得到了验证，因为在任何时候只要高优先级的任务都可以打断正在执行的
低优先级任务，反之低优先级任务却不可打断正在执行的高优先级的任务。
七、实验心得
该实验使我了解了uCOS-II内核的主要结构，对所学知识有了加深刻的理解和认识，基本掌握了将uCOS-II内核移植到ARM920T处理器上的方法，能够正确完成基本操作得出正确结果。
大连理工大学实验预习报告
学院（系）：
电信专业：
自动化班级：
0804
姓名：
何韬学号：
组：
___
实验时间：
2011-11-12实验室：
d108实验台：
指导教师签字：
成绩：
实验二ARM的串行口实验
一、实验目的和要求
１．掌握ARM的串行口工作原理。
２．学习编程实现ARM的UART通讯。
３．掌握CPU利用串口通讯的方法。
二、实验原理和内容
实验原理：
1.硬件电路图
核心板电路接口:
硬件电路图—MAX3232:
接口连线:
2．异步串行I／O
异步串行方式是将传输数据的每个字符一位接一位（例如先低位、后高位）地传送。
数据的各不同位可以分时使用同一传输通道，因此串行I／O可以减少信号连线，最少用一对线即可进行。
接收方对于同一根线上一连串的数字信号，首先要分割成位，再按位组成字符。
为了恢复发送的信息，双方必须协调工作。
在微型计算机中大量使用异步串行I／O方式，双方使用各自的时钟信号，而且允许时钟频率有一定误差，因此实现较容易。
但是由于每个字符都要独立确定起始和结束（即每个字符都要重新同步），字符和字符间还可能有长度不定的空闲时间，因此效率较低。
图2-1串行通信字符格式
图2-1给出异步串行通信中一个字符的传送格式。
开始前，线路处于空闲状态，送出连续“1”。
传送开始时首先发一个“０”作为起始位，然后出现在通信线上的是字符的二进制编码数据。
每个字符的数据位长可以约定为5位、6位、7位或8位，一般采用ASCII编码。
后面是奇偶校验位，根据约定，用奇偶校验位将所传字符中为“1”的位数凑成奇数个或偶数个。
也可以约定不要奇偶校验，这样就取消奇偶校验位。
最后是表示停止位的“1”信号，这个停止位可以约定持续1位、1.5位或2位的时间宽度。
至此一个字符传送完毕，线路又进入空闲，持续为“1”。
经过一段随机的时间后，下一个字符开始传送才又发出起始位。
每一个数据位的宽度等于传送波特率的倒数。
微机异步串行通信中，常用的波特率为50，
95，110，150，300，600，1200，2400，4800，9600，119200等。
接收方按约定的格式接收数据，并进行检查，可以查出以下三种错误：
1）奇偶错：
在约定奇偶检查的情况下，接收到的字符奇偶状态和约定不符。
2）帧格式错：
一个字符从起始位到停止位的总位数不对。
3）溢出错：
若先接收的字符尚未被微机读取，后面的字符又传送过来，则产生溢出错。
每一种错误都会给出相应的出错信息，提示用户处理。
3．ARM自带的串行口寄存器
ARM自带两个串行口，各带有16字节的FIFO（先入先出寄存器），最大波特率115.2K。
每个UART有7种状态：
溢出错误、校验错误、帧错误、暂停态、接收缓冲区准备好、发送缓冲区空、发送移位缓冲器空，这些状态可以由相应的UTRSTATn/UERSTATn表示，并且与发送接收缓冲区相对应的有错误缓冲区。
波特率的可以通过控制波特率寄存器（UBRDIVn）控制。
与UART有关的寄存器主要有以下几个：
（1）UART线性控制寄存器ULCONn
该寄存器的第6位决定是否使用红外摸式，位5～3决定校验方式，位2决定停止位长度，位1和０决定每帧的数据位数。
参考：
普通模式，无奇偶校验，1位停止位，8为数据长度。
（2）UART控制寄存器UCONn，该寄存器决定UART的各种摸式。
UARTFIFO控制寄存器UFCONn，UARTMODEM控制寄存器，分别决定UARTFIFO和MODEM的模式。
其中UFCONn的第0位决定是否启用FIFO，UMCONn的第0位是请求发送位，对我们来说是比较重要的。
参考：
Tx电平触发，Rx边沿触发，禁止接收超时中断，允许接收错误中断，发送和接受模式均为01。
（3）读写状态寄存器UTRSTAT以及错误状态寄存UERSTAT，可以反映芯片目前的读写状态以及错误类型。
FIFO状态寄存器UFSTAT和MODEM状态寄存器UMSTAT，通过前者可以读出目前FIFO是否满以及其中的字节数；通过后者可以读出目前MODEM的CTS状态。
（4）发送寄存器UTXH和接收寄存器URXH，这两个寄存器存放着发送和接收的数据，当然只有一个字节８位数据。
需要注意的是在发生溢出错误的时候，接收的数据必须要被读出来，否则会引发下次溢出错误。
（5）最后是波特率引子寄存器UBRDIV。
该寄存器为十六位，算法参见上页的部分。
计算公式如下：
UBRDIVn=（round_off）（MCLK/（bps×16））-1
其中MCLK是系统频率，例如在40MHz的情况下，当波特率取115200时，
×16）+0.5）-1
=（int）（21.7+0.5）-1
=22-1=21
注意：
由于ARM工作时存在小端和大端两种工作模式，所以同样一个寄存器在不同模式时地址也不一样，需要加以区别。
实验内容：
学习串行通讯原理，了解串行通讯控制器，阅读ARM芯片文档，掌握ARM的UART相关寄存器的功能，熟悉ARM系统硬件的UART相关接口。
编程实现ARM和计算机实现串行通讯：
ARM监视串行口，将接收到的字符再发送给串口（计算机与开发平台是通过超级终端通讯的），即按PC键盘通过超级终端发送数据，开发平台将接收到的数据再返送给PC，在超级终端上显示。
三、实验步骤
1．新建工程，将“Exp2ARM串口实验”中的文件添加到工程中，这些是启动时所需要的文件。
2．定义与UART有关的各个寄存器地址和一些特殊的位命令。
主要有以下各寄存器（44b.h）：
/*UART的全部功能寄存器*/
#definerULCON0（*（volatileunsigned*）0x1d00000）
#definerULCON1（*（volatileunsigned*）0x1d04000）
#definerUCON0（*（volatileunsigned*）0x1d00004）
#definerUCON1（*（volatileunsigned*）0x1d04004）
#definerUFCON0（*（volatileunsigned*）0x1d00008）
#definerUFCON1（*（volatileunsigned*）0x1d04008）
#definerUMCON0（*（volatileunsigned*）0x1d0000c）
#definerUMCON1（*（volatileunsigned*）0x1d0400c）
#definerUTRSTAT0（*（volatileunsigned*）0x1d00010）
#definerUTRSTAT1（*（volatileunsigned*）0x1d04010）
#definerUERSTAT0（*（volatileunsigned*）0x1d00014）
#definerUERSTAT1（*（volatileunsigned*）0x1d04014）
#definerUFSTAT0（*（volatileunsigned*）0x1d00018）
#definerUFSTAT1（*（volatileunsigned*）0x1d04018）
#definerUMSTAT0（*（volatileunsigned*）0x1d0001c）
#definerUMSTAT1（*（volatileunsigned*）0x1d0401c）
#definerUBRDIV0（*（volatileunsigned*）0x1d00028）
#definerUBRDIV1（*（volatileunsigned*）0x1d04028）
#ifdef__BIG_ENDIAN//大端摸式
#definerUTXH0（*（volatileunsignedchar*）0x1d00023）
#definerUTXH1（*（volatileunsignedchar*）0x1d04023）
#definerURXH0（*（volatileunsignedchar*）0x1d00027）
#definerURXH1（*（volatileunsignedchar*）0x1d04027）
#defineWrUTXH0（ch）（*（volatileunsignedchar*）（0x1d00023））=（unsignedchar）（ch）
#defineWrUTXH1（ch）（*（volatileunsignedchar*）（0x1d04023））=（unsignedchar）（ch）
#defineRdURXH0（）（*（volatileunsignedchar*）（0x1d00027））
#defineRdURXH1（）（*（volatileunsignedchar*）（0x1d04027））
#defineUTXH0（0x1d00020+3）//byte_accessaddressbyBDMA
#defineUTXH1（0x1d04020+3）
#defineURXH0（0x1d00024+3）
#defineURXH1（0x1d04024+3）
#else//小端摸式
#definerUTXH0（*（volatileunsignedchar*）0x1d00020）
#definerUTXH1（*（volatileunsignedchar*）0x1d04020）
#definerURXH0（*（volatileunsignedchar*）0x1d00024）
#definerURXH1（*（volatileunsignedchar*）0x1d04024）
#defineWrUTXH0（ch）（*（volatileunsignedchar*）0x1d00020）=（unsignedchar）（ch）
#defineWrUTXH1（ch）（*（volatileunsignedchar*）0x1d04020）=（unsignedchar）（ch）
#defineRdURXH0（）（*（volatileunsignedchar*）0x1d00024）
#defineRdURXH1（）（*（volatileunsignedchar*）0x1d04024）
#defineUTXH0（0x1d00020）//byte_accessaddressbyBDMA
#defineUTXH1（0x1d04020）
#defineURXH0（0x1d00024）
#defineURXH1（0x1d04024）
#endif
3．编写串口驱动函数（MyUart.c）：
图2-4为串口初始化的实现流程。
图2-4串口初始化
4．在主函数中实现将从串口0接收到的数据发送到串口0（Main.c）：
图2-7为主函数流程图。
大连理工大学实验预习报告
学院（系）：
电信专业：
自动化班级：
0804
姓名：
何韬学号：
组：
___
实验时间：
2011-11-12实验室：
d108实验台：
指导教师签字：
成绩：
实验九uC/OS-II在ARM平台的移植
一、实验目的和要求
1．了解uCOS-II内核的主要结构。
2．掌握将uCOS-II内核移植到ARM920T处理器上的基本方法。
二、实验原理和内容
实验原理：
所谓移植，指的是一个操作系统可以在某个微处理器或者微控制器上运行。
虽然uCOS-II
的大部分源代码是用C语言写成的，仍需要用C语言和汇编语言完成一些与处理器相关的代
码。
比如：
uCOS-II在读写处理器、寄存器时只能通过汇编语言来实现。
因为uCOS-II在设
升级会员 