嵌入式实验报告.docx

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嵌入式实验报告

南京邮电大学通达学院

实验报告

实验名称：

____实验一基于ADS开发环境的程序设计

实验二开发板的认知和GPIO实验____

实验三串行口实验

实验四Linux交叉开发环境的建立___

实验五Makefile编程实验

课程名称嵌入式系统A

班级学号12000401

姓名王婷婷

开课时间2014/2015学年第2学期

实验一基于ADS开发环境的程序设计

一、实验目的

1、学习ADS开发环境的使用；

2、学习和掌握ADS环境下的汇编语言及C语言程序设计；

3、学习和掌握汇编语言及C语言的混合编程方法。

二、实验内容

1、编写和调试汇编语言程序；

2、编写和调试C语言程序；

3、编写和调试汇编语言及C语言的混合程序；

4、编写程序测试多寄存器传送指令的用法。

三、实验原理

汇编语言的基础知识、C语言编程的基础知识

四、实验过程与关键代码分析

例3-5在汇编中使用C定义的全局变量

实验程序：

C程序：

Asm程序：

实验结果：

五、实验小结

通过本次试验，我基本了解了ADS开发环境的使用方法，掌握了如何在ADS开发环境下建立工程、添加C源程序到工程、编译链接和调试C程序，对之前学过的C语言有了更进一步的理解。

实验二开发板的认知和GPIO实验

LED跑马灯

一、实验目的

1、熟悉ADS开发环境。

2、掌握S3C2440A内部相关寄存器的操作方法，最终实现对外部设备的控制。

3、熟悉在ARM裸机环境下的C语言编程。

二、实验设备

FL2440开发板、PC机、JTAG调试板。

三、实验内容

1、建立ADS开发环境。

2、编程实现对开发板上发光二极管LED的跑马灯控制。

四、实验原理

从电路图上我们可以看到，发光二极管LED的一端连接到了ARM的GPIO，另一端经过一个限流电阻接电源VCC。

当GPIO口为低电平时，LED两端产生电压降，这时LED有电流通过并发光。

反之当GPIO为高电平时，LED将熄灭。

注意亮灭之间要有一定的延时，以便人眼能够区分出来。

五、实验过程

实验步骤：

1.准备好实验环境，将JTAG调试板的一端与PC的并口相连，另一端连接到开发板的JTAG接口（在串口0附近）。

2.将串口线的一端插在PC的串口上，另一端插在开发板的‘COM0’上。

打开DNW.EXE软件，给开发板上电，使Bootloader停在菜单处（在系统引导时按空格键）。

3.打开软件‘ADSCodeWarrior’,新建工程‘led.mcp’，并添加两个程序文件‘led.c’和‘init.S’（汇编文件）。

4.对工程文件进行相应设置（参考《开发板准备实验》1.7节）

5.编译该工程，成功后将生成映像文件‘led.axf’。

打开AXD，装载映像文件‘led.axf’。

6.运行程序，观察结果。

实验电路：

如上图所示，通过控制4个GPIO口GPB5、GPB6、GPB8、GPB10,来实现对四个发光二极管LED0、LED1、LED2、LED3亮灭的控制。

实验程序：

/*

本实验接口说明

GPB5------LED0

GPB6------LED1

GPB8------LED2

GPB10------LED3

*/

/*------------------------地址声明---------------------------*/

#defineGPBCON（*（volatileunsigned*）0x56000010）

#defineGPBDAT（*（volatileunsigned*）0x56000014）

#defineGPBUP（*（volatileunsigned*）0x56000018）

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

/*-----------------------定义全局变量------------------------*/

/*-----------------------函数声明----------------------------*/

voidDelay（intx）;

/*------------------------------------------------------------/

函数名称：

Delay

功能描述：

延时函数

传参：

intx

返回值：

无

-------------------------------------------------------------*/

voidDelay（intx）

{

intk,j;

while（x）

{

for（k=0;k<=0xff;k++）

for（j=0;j<=0xff;j++）;

x--;

}

}

/*-------------------------------------------------------------

函数名称：

ledMain

功能描述：

入口程序

初始化后，进入跑马灯死循环

传参：

无

返回值：

int0

-------------------------------------------------------------*/

intledMain（void）

{

GPBCON=0x1dd7fc;//GPB5,GPB6,GPB8,GPB10设置为输出

GPBDAT=（（1<<5）|（1<<6）|（1<<8）|（1<<10））;//使LED全灭

GPBDAT&=0xffe;//关闭蜂鸣器

GPBUP=0x00;

while

（1）//死循环

{

GPBDAT=~（1<<5）;//LED0亮

Delay（500）;

GPBDAT=~（1<<6）;//LED1亮

Delay（500）;

GPBDAT=~（1<<8）;//LED2亮

Delay（500）;

GPBDAT=~（1<<10）;//LED3亮

Delay（500）;

}

return0;

}

AREA|DATA|,CODE,READONLY

ENTRY

ldrr13,=0x1000

IMPORTledMain

bledMain

END

实验结果：

四个发光二极管LED轮流闪烁，最终实现流水灯效果。

修改程序中Delay函数调用的值将改变它们显示的速度，值越大，显示越慢。

六、实验小结

本次实验是第一次做有关开发板的实验，我对实验器材和实验步骤都不太了解，在实验的过程中遇到很多问题。

后来，在老师和同学的帮助下，我连接好开发板，运行程序，观察到实验板上的四个发光二极管轮流闪烁。

除此之外，我还掌握了S3C2440A内部相关寄存器的操作方法，实现了对外部设备的控制。

实验三串行口实验

一、实验目的

1、掌握ARM处理器的串行通信原理

2、通过编程，实现开发板与PC机之间的串行收发数据

二、实验设备

FL2440开发板、ADS1.2开发环境、JTAG调试板、串口连接线。

三、实验内容

编写串口程序，使开发板收到数据后再把数据发回。

四、实验原理

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，然后出现在通信线桑的时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，后面时奇偶校验位，根据约定，用奇偶校验位将所传的字符中为“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。

最后时表示停止位的“1”信号，这个停止位可以约定连续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。

传输速率:

每一个数据位的宽度定于发送波特率的倒数。

微机异步串行通信中，常用的波特率为110、150、300、600、1200、2400、4800、9600、57600、115200等。

波特率发生器

每个UART的波特率发生器为传输提供了串行移位时钟。

波特率产生器的时钟源可以从S3C2440A的内部系统时钟或UEXTCLK中来选择。

波特率由时钟源（PCLK、FCLK或UEXTCLK）16分频和UART波特率除数寄存器（UBRDIVn）指定的16位除数决定。

UBRDIVn的置可以按照下式确定：

UBRDIVn＝（int）（UARTclock/（bps*16））－1

（UARTclock:

PCLK、FCLK或UEXTCLK）

除数的范围为1到（216－1）。

例如，如果波特率为115200bps，UART为40MHz，则UBRDIVn为：

UBRDIVn＝（int）（40000000/（115200×16））－1

＝（int）（21.7）－1

＝22－1

＝21

五、实验过程

实验电路：

实验步骤：

1.准备实验环境，将JTAG调试板的25针端与PC的并口相连，另一端（WIGGLER口）通

过20P排线与开发板的JTAG接口（在串口0附近）相连。

2.将串口线的一端插在PC的串口上，另一端插在开发板的COM0上。

打开DNW.EXE软件，

进行相应设置。

给开发板上电并在Bootloader启动时停在菜单处。

3.打开‘ADSCodeWarrior’，在ADSCodeWarrior中打开实验工程serial.mcp.

4.对工程文件进行相应设置（参考《开发板准备实验》1.7节）,并对工程进行编译。

5.打开ARM的开发环境AXDDebugger，在AXDDebugger中加载可执行映象文件

‘serial.Axf’。

6.执行映象文件，观察实验结果。

实验程序：

#defineULCON0（*（volatileunsigned*）0X50000000）//UART线控制寄存器

#defineUCON0（*（volatileunsigned*）0X50000004）//UART控制寄存器

#defineUFCON0（*（volatileunsigned*）0X50000008）//FIFO控制寄存器

#defineUTRSTAT0（*（volatileunsigned*）0X50000010）//UART状态寄存器

#defineUBRDIV0（*（volatileunsigned*）0X50000028）//波特率

#defineUTXH0（*（volatileunsigned*）0X50000020）

#defineURXH0（*（volatileunsigned*）0X50000024）

#defineGPBDAT（*（volatileunsigned*）0X58000054）

intTSmain（）

{

charbuf;

ULCON0&=0XFFFFFF00;

ULCON0|=0X03;//1位起始位，8位数据位

UCON0=0X0805;//串口时钟PCLK,查询方式

UBRDIV0=0X1A;//波特率115200

while

（1）

{

if（UTRSTAT0&0X01）//接收是否完毕=1结束

{

buf=URXH0;//读取数据

while（!

（UTRSTAT0&0X04））;//是否允许发送=1允许

UTXH0=buf;

}

}

return0;

}

AREA|DATA|,CODE,READONLY

ENTRY

ldrr13,=0x1000

IMPORTTSmain

bTSmain

END

实验结果：

六、实验小结

 通过本次试验，我了解了ARM处理器的串行通信的原理、传输格式和电气特性，掌握了相关寄存器的配置方法。

此外，我还通过编写串口程序，实现了开发板接收数据后又发回数据。

这为我以后的实验奠定了基础。

实验四Linux交叉开发环境的建立

一、实验目的

1、了解什么是交叉编译。

2、了解交叉编译工具。

3、学会安装及使用交叉编译器。

二、实验设备

PC机

三、实验内容

1、安装交叉编译器。

2、使用交叉编译器编译程序。

四、实验原理

什么是交叉编译

在一种计算机环境中运行的编译程序，能编译出在另外一种环境下运行的代码，我们就称这种编译器支持交叉编译。

这个编译过程就叫交叉编译。

简单地说，就是在一个平台上生成另一个平台上的可执行代码。

如keil软件，在keil上编译，但在单片机上运行，典型的交叉编译。

我们在开发板上运行的程序，是在PC机上编译的，所以是交叉编译。

安装交叉编译器

安装交叉编译器，只需将该编译器的解压缩文件放在指定的目录下边。

指定目录为：

/usr/local/arm/

若local下没有arm文件夹，则需要自己建一个。

在使用的时候有两种方式：

（以编译hello.c程序为例，生成可执行文件hello）

1.#/usr/local/arm/3.4.1/bin/arm-linux-gcchello.c–ohello

2.编辑/etc/bashrc文件，

在最后增加路径：

exportPATH=/usr/local/arm/3.4.1/bin:

$PATH，

这样就把/usr/local/arm/3.4.1/bin添加到命令的默认路径，在编译的时候则可直接用如下的命令

#arm-linux-gcchello.c–ohello

五、实验过程、

HelloWorld:

实验程序：

实验结果：

挂载：

六、实验小结

通过这次实验，我对Linux系统有了一个初步的了解，对于课堂学习的知识也有了一定的应用，因此，我实现了理论与实践相结合。

通过实验操作，我了解了嵌入式基本设置及其读写程序，我对硬件设备的设计也有了一定的了解。

在刚开始学习建立Linux交叉开发环境时，我遇到了不少的问题，对于较为复杂的编程以及Linux环境下的很多技巧都知道得很少，花费了很多时间。

我深知，这一块儿知识正是我所欠缺的，在以后的学习中要加强。

实验五Makefile编程实验

一、实验目的

1、了解make命令。

2、了解Makefile。

3、熟悉Makefile编程。

二、实验设备

PC机

三、实验内容

使用Makefile编译程序。

四、实验原理

Makefile文件包含了五部分内容：

显示规则、隐式规则、变量定义、文件指示和注释。

Makefile里的变量就像一个环境变量。

事实上，环境变量在make中也被解释成make的变量。

这些变量对大小写敏感，一般使用大写宇母。

几乎可以从任何地方引用定义的变量。

Makefile中的变量是用一个文本串在Makefile中定义的，这个文本串就是变量的值。

只要在一行的开始写下这个变量的名字，后面跟一个“＝”号，以及要设定这个变量的值即可定义变量，下面是定义变量的语法：

VARNAME=string

Make工作时的执行步骤：

（1）读入所有的makefile文件

（2）读入被include包括的其他的makefile文件

（3）初始化文件中的变量

（4）推到隐式规则，并分析所有规则

（5）为所有的目标文件创建依赖关键链

（6）根据依赖关系，决定哪些目标要重新生成

（7）执行生成命令

第

（1）~（5）步为第一个阶段，第（6）~（7）步为第二个阶段。

第一个阶段中，如果定义的变量被使用了，make会在它使用的位置把它展开。

但make并不会马上完全展开，make使用的是拖延战术。

如果变量出现在依赖关系的规则中，进当这条依赖关系决定要使用时，变量才会在其内部展开。

五、实验过程

实验步骤：

1.在某一目录下编辑上述l六个文件test.c、prog.c、code.c、prog.h、code.h、Makefile

2.运行命令#make,生成可执行文件test

3.运行程序./test

实验程序：

#include

externarea（float）;

externcircle（float）;

main（）

{

printf（"dgjdkfhgkjfdg\n"）;

area（2.5）;

circle（2.5）;

return0;

}

/*******************prog.c****************************************/

#include"prog.h"

#include"code.h"

#include

area（floatr）

{

printf（"r=%f\n",r）;

printf（format_area,PI*r*r）;

printf（"gfhfghfh\n"）;

}

/*************************code.c**********************************/

#include"code.h"

#include

voidcircle（floatr）

{

printf（format_circle,2*PI*r）;

}

/************************code.h*************************************/

#definePI3.1415926

#defineformat_circle"circle=%f\n"

/*******************************prog.h*********************************/

#defineformat_area"area=%f\n"

/******************************Makefile**********************************/

test:

prog.ocode.omain.o

gcc-otestprog.ocode.omain.o//注意是tab键缩进

main.o:

test.c

gcc-omain.o-ctest.c

prog.o:

prog.cprog.hcode.h

gcc-cprog.c-oprog.o

code.o:

code.ccode.h

gcc-ccode.c-ocode.o

clean:

rm-f*.o

/*******************makefile（利用预定义变量）另外一种写法*************************/

OBJS=prog.ocode.omain.o

CC=gcc

test：

${OBJS}

${CC}–o$@$^

main.otest.c

prog.o：

prog.cprog.hcode.h

code.o：

code.ccode.h

clean：

rm–f*.o

实验结果：

dgjdkfhgkjfdg

r=2.500000

area=19.634954

gfhfghfh

circle=15.707963

六、实验小结

经过这次实验，我了解了make命令工作时的运行过程，知道了Makefile文件的组成及其变量。

我还学习了Makefile编程，并且通过实验，我认识到，嵌入式系统上C语言编程与普通PC机上C语言编程是不同的。

除此之外，我还掌握了在交叉编译环境下编译嵌入式系统程序的方法。