嵌入式系统原理与应用.docx

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嵌入式系统原理与应用

嵌入式系统原理与应用

实验报告

班级：

学号：

姓名：

实验一Linuxshell基本命令的使用

一、实验目的和要求

a）掌握用户系统常用命令。

b）掌握文件目录常用命令。

c）掌握压缩打包常用命令。

d）掌握网络相关命令。

二、实验内容和原理

a）登录系统，查看系统相关信息；

b）查询和更新系统用户数据；

c）创建文件目录和文件，并实现文件操作；

d）打包并解压文件

e）查询系统网络状态，并设置和更新

三、实验环境

a）硬件：

PC机

b）软件：

LINUX操作系统、虚拟机

四、算法描述及实验步骤

a）启动系统，打开终端；

b）查看系统信息，并将以下查看内容重定向添加到文件systemInfo.txt，最后清屏：

1、查看系统当前所有进程；

2、查看当前系统信息

3、查看硬盘分区情况

4、查看/etc/fstab文件

5、查看系统当前的网络地址

c）系统用户数据:

1、切换到root状态

2、创建用户（姓名拼间首字母加学号后两位，如张飞ZF01），密码是123456

3、进入新用户，并查看默认所在主目录及所有登录系统的用户

d）文件操作：

1、在当前用户的主目录下，创建文件夹Labl

2、进入Lab1文件夹，新建文件welcome.txt，写入“HelloZhangFei!

”保存退出

3、将b步骤生成的文件SystemInfo.txt，移动到Lab1文件夹，并设置文件权限为：

文件所有者可读写，其它为只读;并查看文件列表，权限是否设置

4、返回到当前用户的主目录

5、将Lab1文件夹打包生成tar.gz文件，并删除原文件夹

五、实验报告要求:

按实验步骤执行，在纸质实验报告上详细描述执行流程（使用命令及操作流程），并在电子版的实验报告上要求另加适当截图描述；

a）启动系统，打开终端；或使用putty连接系统（如果未安装ssh，可以使用sudoapt-getinstallssh）：

运行Applications→Terminal

图1.1启动终端

b）查看系统信息，并将以下查看内容重定向添加到文件systemInfo.txt，最后清屏：

1、查看系统当前所有进程：

运行Terminal→ps→ps>>SystermInfo.txt

图1.2查看系统当前所有进程

2、查看当前系统信息：

运行Terminal→uname-a→uname–a>>SystermInfo.txt

图1.3查看当前系统信息

3、查看硬盘分区情况：

运行Terminal→fdisk

图1.4查看硬盘分区情况

4、查看/etc/fstab文件：

运行Terminal→cat/etc/fstab→cat/etc/fstab>>SystermInfo.txt

图1.5查看/etc/fstab文件

5、查看系统当前的网络地址：

运行Terminal→ifconfig→ifconfig>>SystermInfo.txt→clear

图1.6查看系统当前网络地址

c）系统用户数据:

1、切换到root状态：

运行Terminal→su-root→输入密码登录

图1.7切换到root状态

2、创建用户（姓名拼间首字母加学号后两位，如张飞ZF01），密码是123456：

运行Terminal→useradd–mdhy27→passwddhy27→输入并确定密码

图1.8创建用户

3、进入新用户，并查看默认所在主目录及所有登录系统的用户：

运行Terminal→su–dhy27→ls→who

图1.9进入新用户

d）文件操作：

1、在当前用户的主目录下，创建文件夹Labl：

运行Terminal→mkdirLabl

图1.10创建文件Labl

2、进入Lab1文件夹，新建文件welcome.txt，写入“HelloZhangFei!

”保存退出：

运行Terminal→viwelcome.txt

图1.11进入Labl文件

在vi模式下创建文件

图1.12在vi模式在创建文件

3、将b步骤生成的文件SystemInfo.txt，移动到Lab1文件夹，并设置文件权限为：

文件所有者可读写，其它为只读;并查看文件列表，权限是否设置：

运行Terminal→mv/home/dhy/SystermInfo.txt/home/dhy27/Labl

图1.13移动文件

运行Terminal→chmod644/home/dhy27/Labl/SystermInfo.txt→ls–l/home/dhy27/Labl

图1.14更改权限

4、返回到当前用户的主目录：

运行Terminal→sudhy27→pwd→cd→pwd

图1.15返回主目录

5、将Lab1文件夹打包生成tar.gz文件，并删除原文件夹：

运行Terminal→tar–cvftar.gz/home/dhy27/Labl→ls→rm–rLabl

图1.16打包文件

实验二GCC及GDB的使用

一、实验目的和要求

1．掌握VI编译环境。

2．掌握GCC编译命令。

3．掌握多个文件共同编译方法。

4．掌握GDB调试命令。

二、实验内容和原理

1.在VI编辑器里编写简单的“hello，world，Iam13050141XXXXX”，利用GCC编译为可执行文件，执行，观察运行结果。

2.在VI编辑器里编写多个文件（至少两个，其中一个为主程序，一个为需要调用的子程序），为其书写头文件，共同编译为可执行文件，执行，观察运行结果。

学习书写MAKEFILE文件，编译，执行，观察结果。

3.编写循环结构的程序，利用GCC编译（加参数-g）为可执行文件，利用GDB调试，学习GDB调试命令。

三．实验环境

1.硬件：

PC机

2.软件：

LINUX操作系统、虚拟机

四．实验步骤

　　1.用vi编辑器新建hello.c文件，并用gcc编译器编译，执行，显示结果

图2.1执行hello

　　2.makefile文件的编写，多文件编译执行

1）主程序部分

图2.2主程序

1）子程序部分

图2.3子程序

2）头文件部分

图2.4头文件

3）makefile的程序

图2.5Makefile的程序

　　　　５）查看makefile的内容

图2.6查看makefile的内容

６）主程序，子程序的编译执行输出结果

图2.7执行结果

３．gdb的调试

　１）用vi编辑器新建tst.c文件

图2.8tst源程序

　　　２）使用gdbtst命令启动gdb调试

图2.9启动gdb调试

　　　３）使用gdbl命令列出源代码

图2.10使用gdbl命令列出源代码

　　　４）使用break16命令设置断点位置在16行；使用breakfunc，设置断点，在func函数入口处；使用infobreak查看断点信息；使用r命令，运行程序；使用n命令，单条语句执行；

图2.11使用断点

　　　５）使用c命令继续运行程序，使用pi命令打印变量i的值，print命令简写

图2.12使用继续指令

　　　６）使用bt命令查看函数堆栈

图2.13查看函数堆栈

　　　７）使用finish命令退出函数，使用q退出gdb调试。

图2.14使用ｆｉｎｉｓｈ命令退出函数

实验三交叉编译环境配置

一、实验目的和要求

熟悉Linux开发环境，学会基于S3C2410的Linux开发环境的配置和使用。

使用Linux的armv4l-unknown-linux-gcc编译，使用基于NFS方式的下载调试，了解嵌入式开发的基本过程。

二、实验内容

e）配置网络，包括配置IP地址、NFS服务、防火墙。

f）安装交叉编译器

g）配置超级终端，下载文件到目标机上。

三、实验设备及工具（包括软件调试工具）

硬件：

UP-TECHS2410/P270DVP嵌入式实验平台、PC机Pentium500以上,硬盘10G以上。

软件：

REDHATLINUX9.0＋超级终端＋ARM-LINUX开发环境

四、实验步骤

1、虚拟机设置为桥接模式。

图3.1虚拟机设置为桥接模式

2、配置IP地址，设置为192.168.0.121

图3.2IP设置

图3.3配制以太网

3、关闭防火墙

操作如下：

点击红帽子开始菜单，选择安全级别设置，选中无防火墙。

图3.4关闭防火墙

4、打开桌面超级终端，配置COM1，115200波特率，8N1，实验箱插上电源线，网线与主机相连，串口线与主机串口1相连，开机，看bootloader程序VIVI是否自动加载，回车后进入命令提示符。

5、宿主机和目标机互相PING，看是否PING通

宿主机Ping192.168.0.121

超级终端Ping192.168.0.123

图3.5ping检验是否联通

6、安装NFS服务器，点击主菜单运行系统设置->添加/删除应用程序->服务器->服务器配置工具->system-config-nfs,system-config-samba,安装

图3.6安装ＮＦＳ服务器

7、安装交叉编译器

利用U盘将提供的文件夹拷入系统中,虚拟机->可移动设备中将你的U盘连接上

建议的代码

fdisk-l（看SDB1出现没有）

mkdir/mnt/usb

mount-tvfat/dev/sdb1/mnt/usb-codepage=936,iocharset=cp936

cd/mnt/usb

./install.sh

运行完后卸载U盘

umount/dev/sdb1

图3.7安装交叉编译器

8、在超级终端下挂载文件夹

mount-tnfs-onolock192.168.0.103:

/liqing/host

实验四熟悉Linux开发环境

一、实验目的

熟悉Linux开发环境，学会基于S3C2410的Linux开发环境的配置和使用。

使用Linux的armv4l-unknown-linux-gcc编译，使用基于NFS方式的下载调试，了解嵌入式开发的基本过程。

二、实验内容

本次实验使用RedhatLinux9.0操作系统环境,安装ARM-Linux的开发库及编译器。

创建一个新目录，并在其中编写hello.c和Makefile文件。

学习在Linux下的编程和编译过程，以及ARM开发板的使用和开发环境的设置。

下载已经编译好的文件到目标开发板上运行。

三、预备知识

C语言的基础知识、程序调试的基础知识和方法，Linux的基本操作。

四、实验设备及工具（包括软件调试工具）

硬件：

UP-CUPS2410经典平台、PC机Pentium500以上,硬盘10G以上。

软件：

PC机操作系统REDHATLINUX9.0＋MINICOM＋ARM-LINUX开发环境

五、实验步骤

1、建立工作目录

4.1建立工作目录

2、编写程序源代码

我们可以是用下面的命令来编写hello.c的源代码，进入hello目录使用vi命令来编辑代码：

图4.2编辑代码

按“i”或者“a”进入编辑模式，将上面的代码录入进去，完成后按Esc键进入命令状态，再用命令“：

wq”保存并退出。

这样我们便在当前目录下建立了一个名为hello.c的文件。

3、编写Makefile

要使上面的hello.c程序能够运行，我们必须要编写一个Makefile文件，Makefile文件定义了一系列的规则，它指明了哪些文件需要编译，哪些文件需要先编译，哪些文件需要重新编译等等更为复杂的命令。

使用它带来的好处就是自动编译，你只需要敲一个“make”命令整个工程就可以实现自动编译，当然我们本次实验只有一个文件，它还不能体现出使用Makefile的优越性，但当工程比较大文件比较多时，不使用Makefile几乎是不可能的。

下面我们介绍本次实验用到的Makefile文件。

CC=armv4l-unknown-linux-gcc

EXEC=hello

OBJS=hello.oCFLAGS+=–g

LDFLAGS+=–static

all:

$（EXEC）

$（EXEC）:

$（OBJS）

$（CC）$（LDFLAGS）-o$@$（OBJS）

clean:

-rm-f$（EXEC）*.elf*.gdb*.o

下面我们来简单介绍这个Makefile文件的几个主要部分：

eCC指明编译器

eEXEC表示编译后生成的执行文件名称

eOBJS目标文件表eCFLAGS编译参数eLDFLAGS连接数eall:

编译主入口

eclean：

清除编译结果

与上面编写hello.c的过程类似，用vi来创建一个Makefile文件并将代码录入其中

4、编译应用程序

在上面的步骤完成后，我们就可以在hello目录下运行“make”来编译我们的程序了。

如果进行了修改，重新编译则运行:

图4.3编译应用程序

5、下载调试

在宿主PC计算机上启动NFS服务，并设置好共享的目录，具体配置请参照前面第一章第四节中关于嵌入式Linux环境开发环境的建立。

在建立好NFS共享目录以后，我们就可以进入超级终端中建立开发板与宿主PC机之间的通讯了。

再进入/mnt目录运行刚刚编译好的hello程序，查看运行结果。

图4.4运行结果

实验五串行端口程序设计

一、实验目的

了解在linux环境下串行程序设计的基本方法。

掌握终端的主要属性及设置方法，熟悉终端I/O函数的使用。

学习使用多线程来完成串口的收发处理。

二、实验内容

学习终端I/O函数的使用方法，学习将多线程编程应用到串口的接收和发送程序设计中。

发送自己的学号给串口。

三、预备知识

有C语言基础。

掌握在Linux下常用编辑器的使用。

掌握Makefile的编写和使用。

掌握Linux下的程序编译与交叉编译过程

四、实验设备及工具

硬件：

UP-CUPS2410经典平台、PC机Pentium500以上,硬盘10G以上。

软件：

PC机操作系统REDHATLINUX9.0＋MINICOM＋ARM-LINUX开发环境

五、程序分析

本实验的程序流程图如下：

图5.1实验流程图

本实验的代码如下：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#defineBAUDRATEB115200

#defineCOM1"/dev/ttyS0"

#defineCOM2"/dev/ttyS1"

#defineENDMINITERM27

#defineFALSE0

#defineTRUE1

volatileintSTOP=FALSE;volatileintfd;

voidchild_handler（ints）

{

printf（"stop!

!

!

\n"）;STOP=TRUE;

}

void*receive（void*data）

{

intc;

printf（"readmodem\n"）;while（STOP==FALSE）

{

read（fd,&c,1）;/*comport*/write（1,&c,1）;/*stdout*/

}

printf（"exitfromreadingmodem\n"）;returnNULL;

}

intmain（intargc,char**argv）

{

structtermiosoldtio,newtio,oldstdtio,newstdtio;structsigactionsa;

intok;

pthread_tth_a,th_b,th_c;void*retval;

if（argc>1）

fd=open（COM2,O_RDWR）;else

fd=open（COM1,O_RDWR）;//|O_NOCTTY|O_NONBLOCK）;

if（fd<0）{

error（COM1）;exit（-1）;

}

tcgetattr（0,&oldstdtio）;

tcgetattr（fd,&oldtio）;

tcgetattr（fd,&newstdtio）;

newtio.c_cflag=BAUDRATE|CRTSCTS|CS8|CLOCAL|CREAD;

newtio.c_iflag=IGNPAR;

newtio.c_oflag=0;

newtio.c_lflag=0;

newtio.c_cc[VMIN]=1;

newtio.c_cc[VTIME]=0;

tcflush（fd,TCIFLUSH）;

tcsetattr（fd,TCSANOW,&newtio）;

sa.sa_handler=child_handler;

sa.sa_flags=0;

sigaction（SIGCHLD,&sa,NULL）;

pthread_create（&th_a,NULL,keyboard,0）;

pthread_create（&th_b,NULL,receive,0）;

pthread_create（&th_c,NULL,send,0）;

pthread_join（th_a,&retval）;

pthread_join（th_b,&retval）;

pthread_join（th_c,&retval）;

tcsetattr（fd,TCSANOW,&oldtio）;

tcsetattr（0,TCSANOW,&oldstdtio）;

close（fd）;

exit（0）;

}

六、实验步骤

1、打开串口

在Linux下串口文件位于/dev下，一般在老版本的内核中串口一为/dev/ttyS0，串口二为/dev/ttyS1，在我们的开发板中串口设备位于/dev/tts/下，因为开发板中没有ttyS0这个设备，所以我们要建立一个连接，方法如下：

[/mnt/yaffs]cd/dev

[/dev]ln–sf/dev/tts/0ttyS0

2、编写代码（如上）

3、编译连接

图5.3编译链接

4、下载调试

[/mnt/yaffs]mount-tnfs-onolock192.168.0.103/arm2410cl/host

[/mnt/yaffs]cd/host/exp/basic/03_tty/

[/host/exp/basic/03_tty]./term

七、实验结果

图5.4实验结果

实验六A/D接口实验

一、实验目的

了解在linux环境下对S3C2410芯片的8通道10位A/D的操作与控制。

二、实验内容

学习A/D接口原理，了解实现A/D系统对于系统的软件和硬件要求。

阅读ARM芯片文档，掌握ARM的A/D相关寄存器的功能，熟悉ARM系统硬件的A/D相关接口。

利用外部模拟信号编程实现ARM循环采集全部前4路通道，并且在超级终端上显示。

三、预备知识

有C语言基础。

掌握在Linux下常用编辑器的使用。

掌握Makefile的编写和使用。

掌握Linux下的程序编译与交叉编译过程。

四、实验设备及工具

硬件：

UP-CUPS2410经典平台、PC机Pentium500以上,硬盘10G以上。

软件：

PC机操作系统REDHATLINUX9.0＋MINICOM＋ARM-LINUX开发环境

五、程序代码

ad驱动对用户来说只是下面的一个文件结构。

在用户程序里只需要用到open、read、write、release等内核函数即可。

本实验采用的是模块方式加载，可以在实验箱的/mnt/yaffs/ad/中找到AD的驱动程序。

main.c的代码如下：

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include

#include"s3c2410-adc.h"

#defineADC_DEV"/dev/adc/0raw"staticintadc_fd=-1;

staticintinit_ADdevice（void）

{

if（（adc_fd=open（ADC_DEV,O_RDWR））<0）{

printf（"Erroropening%sadcdevice\n",ADC_DEV）;return-1;

}

}

staticintGetADresult（intchannel）

{

intPRESCALE=0XFF;

intdata=ADC_WRITE（channel,PRESCALE）;write（adc_fd,&data,sizeof（data））;read（adc_fd,&data,sizeof（data））;

returndata;

}

staticintstop=0;

staticvoid*comMonitor（void*data）

{

getchar（）;stop=1;returnNULL;

}

intmain（void）

{

inti;floatd;

pthread_tth_com;void*retval;

//sets3c44b0ADregisterandstartADif（init_ADdevice（）<0）

return-1;

/*Createthethreads*/

pthread_create（&th_com,NULL,comMonitor,0）;printf（"\nPressEnterkeyexit!

\n"）;

while（stop==0）{

for（i=0;i<=2;i++）{//采样0~2路A/D值d=（（float）GetADresult（i）*3