061316 叶尔多斯 嵌入式系统实验报告.docx

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061316叶尔多斯嵌入式系统实验报告

嵌入式系统设计实验报告

班级：

090616

学号：

2009061316

姓名：

叶尔多斯·海拉提

成绩：

指导教师：

孟昭林赵国冬

1.实验一

1.1实验名称

博创UP-3000实验台基本结构及使用方法

1.2实验目的

要求通过本次课程对各个外设的了解，为今后各个接口实验打下基础。

1.3实验环境

博创UP-3000实验台

1.4实验内容及要求

熟悉UP-net3000实验平台的核心硬件电路和外设

ARMJTAG的安装与使用

通过操作系统自带的通讯软件超级终端，检验各个外设的工作状态。

1.5实验设计与实验步骤

熟悉UP-net3000实验平台的核心硬件电路和外设。

1.6实验过程与分析

略

1.7实验结果总结

通过本次试验，熟悉了UP-net3000实验平台的核心硬件电路和外设。

1.8心得体会

良好的实验感觉以及对实验台的熟悉是做好后续试验的基础。

2.实验二

2.1实验名称

ADS1.2软件开发环境使用方法

2.2实验目的

熟悉ADS1.2开发环境，学会ARM仿真器的使用。

使用ADS编译、下载、调试并跟踪

一段已有的程序，了解嵌入式开发的基本思想和过程。

2.3实验环境

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。

2.4实验内容及要求

本次实验使用ADS集成开发环境。

新建一个简单的工程文件，并编译这个工程文件。

学习ARM仿真器的使用和开发环境的设置。

下载已经编译好的文件到嵌入式控制器中运行。

学会在程序中设置断点，观察系统内存和变量，为调试应用程序打下基础。

2.5实验设计与实验步骤

1）建立工程

（1）运行ADS1.2集成开发环境（CodeWarriorforARMDeveloperSuite）。

选择File｜

New…菜单，在对话框中选择Project，如图1B-1所示，新建一个工程文件。

图中示例的工

程名为Exp6.mcp。

点set…按钮可为该工程选择路径如图1B-2所示，选中CreatFolder选项

后将以图1B-1中的ProjectName或图1B-2中的文件名为名创建目录，这样可以将所有与该

工程相关的文件放到该工程目录下，便于管理工程。

在图1B-1中工程模板列表中的44B0ARMExecutableImage是专为本嵌入式开发板设置

的工程模板，后文有具体说明。

在此也可选择ARMExecutableImage通用模板。

图1B－1新建工程

图1B-2保存工程

（2）在新建的工程中，如图1B-3所示，选择Debug版本，使用Edit|DebugSettings

菜单对Debug版本进行参数设置。

（3）在DebugSettings对话框中选择TargetSettings项，如图1B-4所示。

在Post-linker

一栏中选择ARMfromELF。

（4）在DebugSettings对话框中选择ARMLinker项，如图1B-5。

在Output选项卡的

Simpleimage框中设置连接的Read-Only（只读）和Read-Write（读写）地址。

地址0x0c080000

是开发板上SDRAM的真实地址，是由系统的硬件决定的；0x0c200000指的是系统可读写的

内存地址。

也就是说，在0x0c080000∼0xC1fffff之间是只读区域，存放程序的代码段，在

0xC200000开始是程序的数据段。

图1B-5所示的设置只是一种简单设置，如果程序需要用到标准C库函数的话需要按图

1B-6进行连接地址的设置。

标准C中如果使用malloc及其相关的函数，需要使用系统的堆（Heap）空间，可以通

过scatter文件来描述系统HEAP段的位置。

针对44B0开发板，把程序的入口定位在

0xc080000，并定义scatter文件为scat_ram.scf。

在图1B-6中选择LinkType为Scattered，输

入scatter文件名scat_ram.scf；然后切换到Options选项卡在ImageEntryPoint框中输入

0xc080000。

也可以在图1B-6的CommandLine框中直接输入-entry0xc080000-scatter

scat_ram.scf进行上述设置。

（6）在第四步中如果选择简单的地址连接设置，在DebugSettings对话框中选择ARM

Linker项，如图1B-9。

在Layout选项卡的Placeatbeginningofimage框中设置程序的入口模

块。

指定在生成的代码中，程序是从44binit.s开始运行的。

Object设为44binit.o，section设

为init。

（7）在DebugSettings对话框中选择ARMfromELF项，如图1B-10。

在Outputfilename

框中设置输出文件名为system.bin，这就是要下载到开发板的嵌入式应用程序文件。

（8）回到如图1B-3所示的工程窗口中，选择Release版本，使用Edit|ReleaseSettings

菜单对Release版本进行参数设置。

（9）参照第（3）、（4）、（5）、（6）、（7）步在ReleaseSettings对话框中设置Release

版本的Post-linker、连接地址范围、入口模块和输出文件。

（10）回到如图1B-3所示的工程窗口中，选择Targets选项卡，如图1B-11所示。

选中

DebugRel版本，按Del键将其删除。

DebugRel子树是一个折衷版本，通常用不到，所以在

这里删除。

（11）设置完成后，可以将该新建的空工程文件作为模板保存以便以后使用。

将工程文

件名改为44B0ARMExecutable.mcp。

然后在ADS1.2软件安装目录下的Stationery目录下新

建名为44B0ARMExecutableImage的模板目录，再将刚设置完的44B0ARMExecutable.mcp工程模板文件存放到该目录下即可。

这样以后新建工程的时候如图1B-1所示就能看到以

44B0ARMExecutableImage为名字的模板了。

（12）新建工程后，可以执行菜单Project|AddFiles把和工程相关的所有文件包括init

和startup子目录加入到工程中。

ADS1.2不能自动按文件类别对这些文件进行分类，需要的

话用户可以执行菜单Project|CreateGroup创建文件组，然后分别将不同类的文件加入到不

同的组，以方便管理。

如图1B-12所示。

更为简单的办法是，在新建工程时ADS创建了和

工程同名的目录，在该目录下按类别创建子目录并存放工程文件。

选中所有目录拖动到任务

栏上的ADS任务条上，不要松开鼠标当ADS窗口恢复后再拖动到工程文件窗口，松开鼠标。

这样ADS将以子目录名建立同名文件组并以此对文件分类。

（13）双击图1B-12中的Main.c打开该文件，可以看到Main（）函数的内容：

{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

LCD_printf（"Helloworld!

\n"）;//向液晶屏输出

Uart_Printf（"\nHelloworld!

\n"）;//向串口输出

while

（1）;

}

读者可以查看其他源文件的内容以对系统运行有所了解。

可以发现ADS的文本编辑器

已经有了很大的改善，文本按语法分颜色显示，读者可以根据喜好在Edit菜单下的Preferences

（14）窗口中进行设置。

并可以很好的支持中文注释。

2）进行程序的在线仿真、调试

（1）回到图1B-12所示的工程窗口选中Debug版本，执行菜单Project|Make对工程进

行编译连接。

在出现的错误/警告窗口中选择某错误/警告信息，ADS会自动打开相应源文件

并用箭头指向出错的文本行。

如果某个源文件被修改，重新编译时ADS会自动同步各文件

的日期信息。

（2）在ADS中执行菜单Project|Debug启动ADS1.2的调试工具AXD。

（3）在AXD中执行菜单Options|ConfigureTarget对AXD进行设置。

如图1B-13所示。

（15）选择ADP即远程调试，点Configure按钮进一步设置具体参数，如图1B-14所示。

（16）

（4）在图1B-14中点Select按钮选择远程连接为ARMethernetdriver，点Configure按

（17）钮输入仿真器的IP地址。

如果用户使用的是并行口仿真器，请输入127.0.0.1即可。

（5）等待程序装载完毕以后，通过Execute|Go菜单以及Execute|Stop（或者工具栏中

的相应按钮）运行或暂停程序。

程序暂停后在窗口中将显示出程序暂停的位置。

（6）通过Execute|Step菜单（或者工具栏中的相应按钮）可以单步运行程序。

也可以

使用StepIn、StepOut菜单命令进入或者跳出函数的调用。

RunToCursor命令运行到光标位

置。

（7）程序停止后可以通过ProcessorViews|Sources菜单查看源文件，并可在适当位置

按F9设置端点。

（8）使用在ProcessorView菜单下的Registers、Variables和Memory命令可以查看工作

（18）寄存器或者内存变量。

读者可以逐一地尝试，为以后调试程序打下基础。

2.6实验过程与分析

1）程序移植到ADS后，程序最开始首先执行用汇编写的初始化代码——包括中断

向量和内存空间的初始化。

在该段代码中使用

IMPORT__main;注意main前面是两个下划线

B__main

进行系统内部的标准C函数初始化，然后调用用户在C中定义的main（）函数（注意：

两个main都是小写），并且在嵌入式应用中用户C的main函数中不能有参数（int

main（void））。

2）不能有系统定义的软中断，在汇编中可以使用

IMPORT__use_no_semihosting_swi

来检测，在C中使用

#pragmaimport（__use_no_semihosting_swi）//ensurenofunctionsthatuse

semihosting

3）scatter文件内容如下，创建了一个RAM_LOAD的程序和数据的装载区域，起

始地址0xc080000。

RAM_LOAD0xc080000

{RAM_EXEC0xc080000

{

44binit.o（init,+First）

*（+RO）

}

RAM0x0c200000

{

*（+RW,+ZI）

}

HEAP+0UNINIT

{

heap.o（+ZI）

}

STACKS0xc7ff000UNINIT

{

stack.o（+ZI）

}

ISR_STARTADDRESS0xc7fff00;SDRAMbottom

{

isr_address.o（+ZI）

}

}

在图1B-7中说明了这个装载区域的划分。

4）定义retarget.c函数，重新定位标准C库中stdio的一些相关函数。

主要有：

struct__FILE{inthandle;/*Addwhateveryouneedhere*/};

FILE__stdout;//文件的定义

intfputc（intch,FILE*f）//fputc函数

intferror（FILE*f）//ferror函数

void_sys_exit（intreturn_code）//系统退出函数

void_ttywrch（intch）

__value_in_regsstruct__initial_stackheap__user_initial_stackheap（unsignedR0,

unsignedSP,unsignedR2,unsignedSL）//用户的堆空间和栈空间函数

具体定义，可以参考init/retarget.c

（5）在第（4）步中如果不选择简单的连接地址设置，则需按图1B-8所示设置C编译

器。

在DebugSettings对话框中选择ARMCCompiler项，在ATPCS选项卡中选择ARM/Thump

interwork，或者在命令行中添加-apcs/interwork。

2.7实验结果总结

熟悉了ADS1.2开发环境，学会了ARM仿真器的使用。

使用了ADS编译、下载、调试并跟踪

一段已有的程序，了解嵌入式开发的基本思想和过程。

2.8心得体会

这也是一次基础性试验，为以后的实验打下基础，虽然过程繁琐复杂，但要仔细认真。

3.实验三

3.1实验名称

键盘及LED驱动实验

3.2实验环境

硬件：

ARM嵌入式开发平台、用于ARM7TDMI的JTAG仿真器、PC机Pentium100以

上。

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。

3.3实验内容及要求

通过ZLG7289芯片驱动17键的键盘和8个共阴极LED，将按键值在LED上显示出来。

3.4实验设计与实验步骤

1．新建工程，将“Exp3键盘及LED驱动实验”中的文件添加到工程。

2．定义ZLG7289寄存器（ZLG7289.h）

3．编写ZLG7289驱动函数（ZLG7289.c）

4．定义键盘映射表：

（Keyboard16.c）

5．定义键值读取函数。

6．编写主函数，将按键值在数码管上显示。

3.5实验过程与分析

#defineZLG7289_CS（0x20）//GPB5

#defineZLG7289_KEY（0x10）//GPG4

#defineZLG7289_ENABLE（）do{ZLG7289SIOBand=rSBRDR;ZLG7289SIOCtrl=rSIOCON;

rSIOCON=0x31;rSBRDR=0xff;rPDATB&=（~ZLG7289_CS）;}while（0）

#defineZLG7289_DISABLE（）do{rPDATB|=ZLG7289_CS;rSBRDR=ZLG7289SIOBand;

rSIOCON=ZLG7289SIOCtrl;}while（0）

关闭zlg7289

ZLG7289_DISABLE（）

3.6实验结果总结

ZLG7289A是一片具有串行接口的，可同时驱动8位共阴式数码管（或64只独立LED）

的智能显示驱动芯片，该芯片同时还可连接多达64键的键盘矩阵，单片即可完成LED显

示﹑键盘接口的全部功能。

ZLG7289A内部含有译码器，可直接接受BCD码或16进制码，并同时具有2种译码方

式。

此外，还具有多种控制指令，如消隐﹑闪烁﹑左移﹑右移﹑段寻址等。

ZLG7289A具有片选信号可方便地实现多于8位的显示或多于64键的键盘接口。

3.7心得体会

1．掌握在ARMSDT2.5或ADS1.2集成开发环境中编写和调试程序的基本过程。

2．了解ARM应用程序的框架结构。

3．了解UC/OS-II多任务的原理。

4.实验四

4.1实验名称

D/A接口试验

4.2实验环境

硬件：

ARM嵌入式开发平台、用于ARM7TDMI的JTAG仿真器、PC机Pentium100以

上。

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。

4.3实验内容及要求

学习D/A接口原理，了解实现D/A系统对于系统的软件和硬件要求。

阅MAX504芯片

文档，掌握其使用方法，编程实现正弦波信号的输出，利用示波器实验输出。

4.4实验设计与实验步骤

1．新建工程，将“Exp4D/A实验”中的文件添加到工程。

2．定义宏（Max504.c）

3．编写D/A输出函数（Max504.c）

4．编写主函数（main.c），输出方波信号。

4.5实验过程与分析

#defineMAX504_CS0x2//EXIO1

#defineMAX504_CLR0x1//EXIO0

#defineSIOLSB0x40

#defineMAX504_ENABLE（）do{CLREXIOBIT（MAX504_CS）;}while（0）

#defineMAX504_DISABLE（）do{SETEXIOBIT（MAX504_CS）;}while（0）

#defineMAX504_CLEAR（）do{CLREXIOBIT（MAX504_CLR）;Delay

（1）;

SETEXIOBIT（MAX504_CLR）;}while（0）

#defineMax504_FULL4.096f

将数据左移两位关闭MAX504

MAX504_DISABLE（）将DAC寄存器设为0

MAX504_CLEAR（）发送低8位

SendSIOData（）延时

开启MAX504发送高8位

MAX504_ENABLE（）SendSIOData（）

将数据左移两位关闭MAX504

MAX504_DISABLE（）

将DAC寄存器设为0

MAX504_CLEAR（）发送低8位

SendSIOData（）延时

开启MAX504发送高8位

MAX504_ENABLE（）SendSIOData（）

4.6实验结果总结

DA转换器的内部电路构成无太大差异，一般按输出是电流还是电压、能否作乘法运算

等进行分类。

大多数DA转换器由电阻阵列和n个电流开关（或电压开关）构成。

按数字输入

值切换开关，产生比例于输入的电流（或电压）。

1）电压输出型（如TLC5620）

电压输出型DA转换器虽有直接从电阻阵列输出电压的，但一般采用内置输出放大器以

低阻抗输出。

直接输出电压的器件仅用于高阻抗负载，由于无输出放大器部分的延迟，故常

作为高速DA转换器使用。

2）电流输出型（如THS5661A）

电流输出型DA转换器很少直接利用电流输出，大多外接电流—电压转换电路得到电压

输出，转换有两种方法：

一是只在输出引脚上接负载电阻而进行电流—电压转换，二是外接

运算放大器。

用负载电阻进行电流—电压转换的方法，虽可在电流输出引脚上出现电压，但必须在规定的输出电压范围内使用，而且由于输出阻抗高，所以一般外接运算放大器使用。

此外，大部分CMOSDA转换器当输出电压不为零时不能正确动作，所以必须外接运算放大

器。

当外接运算放大器进行电流电压转换时，则电路构成基本上与内置放大器的电压输出型

相同，这时由于在DA转换器的电流建立时间上加入了运算放入器的延迟，使响应变慢。

此

外，这种电路中运算放大器因输出引脚的内部电容而容易起振，有时必须作相位补偿。

4.7心得体会

1．学习了D/A转换原理

2．掌握了MAX504D/A转换芯片的使用方法

3．掌握了不带有D/A/的CPU扩展D/A功能的主要方法。

5.实验五

5.1实验名称

ARM的A/D接口实验

5.2实验环境

硬件：

ARM嵌入式开发平台、用于ARM7TDMI的JTAG仿真器、PC机Pentium100以

上。

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。

5.3实验内容及要求

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。

5.4实验设计与实验步骤

1．新建工程，将“Exp5ARMA/D接口实验”种的文件添加到工程。

2．编写获取转换结果函数（main.c）

3．主函数（main.c）

5.5实验过程与分析

ARMS3C440BX芯片自带一个８路10位A/D转换器，该转换器可以通过软件设置

Sleep摸式，可以节电减少功率损失，最大转换率为500K，非线性度为正负１位，其转换时间可以通过下式计算：

如果系统时钟为66MHz，比例值为9，则为66MHz/2（9+1）/16（完成转换至少需要16个时钟周期）=205.25KHz（相当于4.85us）ARM芯片与A/D功能有关的引脚为以下几个，其中AIN[7:

0]为8路模拟采集通道，

AREFT为参考正电压，AREFB为参考负电压，AVCOM为模拟共电压。

5.6实验结果总结

A/D转换器是模拟信号源和CPU之间联系的接口，它的任务是将连续变化的模拟信号

转换为数字信号，以便计算机和数字系统进行处理、存储、控制和显示。

在工业控制和数据

采集及许多其他领域中，A/D转换是不可缺少的。

A/D转换器有以下类型：

逐位比较型、积分型、计数型、并行比较型、电压－频率型，

主要应根据使用场合的具体要求，按照转换速度、精度、价格、功能以及接口条件等因素来

决定选择何种类型。

5.7心得体会

1．熟悉了ARM本身自带的八路十位A/D控制器及相应寄存器。

2．编程实现了ARM系统的A/D功能。

3．掌握了带有A/D的CPU编程实现A/D功能的主要方法

6.实验六

6.1实验名称

电机转动控制实验

6.2实验环境

硬件：

ARM嵌入式开发平台、用于ARM7TDMI的JTAG仿真器、PC机Pentium100以

上。

软件：

PC机操作系统win98、Win2000