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嵌入式系统实验报告docx
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
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