嵌入式实验报告88069.doc

精品文档江苏科技大学嵌入式实验报告专业名称： 计算机科学与工程 班 级： 学 号： 姓 名: 指导教师: 小组成员: 2017年 6 月 9 日 实验一 搭建嵌入式系统开发环境一、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 Redhat Linux 9.0 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 硬件：UP-TECH S2410/P270 DVP 嵌入式实验平台、PC 机Pentium 500 以上, 硬盘10G以上。 软件：PC 机操作系统REDHAT LINUX 9.0超级终端（或X-shell）ARM-LINUX 开发环境。五、实验步骤：1、建立工作目录2、编写程序源代码在 Linux 下的文本编辑器有许多，常用的是vi 和Xwindow 界面下的gedit 等，我们在开发过程中推荐使用vi，用户需要学习vi 的操作方法，请参考相关书籍中的关于vi 的操作指南。 Kdevelope、anjuta 软件的界面与vc6.0 类似，使用它们对于熟悉windows 环境下开发的用户更容易上手。实际的hello.c 源代码较简单，如下：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：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。4. 编译应用程序vi编辑器,编写代码，并使用armv4l-unknown-linux-gcc编译器进行编译Hello.c源代码为5. 下载调试1)主机设置NFS共享选中NFS- 设置共享文件夹2）实验箱终端输入：Mount-tnfs192.168.0.3:/lx/mnt/nfs运行编译后程序 五、实验心得： 通过这次试验配置，让我了解了对这个试验的流程，让我知道怎样配置Linux开发环境，也让我对知识进一步的加深理解，了解嵌入式开发的基本过程，在试验里做这些很有好处。实验二 s3c2410处理器A/D模块硬件设计一、实验目的：1熟悉硬件电路设计2掌握简单的S3c2410处理器的电路设计。3. 掌握protel软件的使用二、实验设备及工具：硬件：UP-NETARM2410-S嵌入式实验仪、PC机pentumn500以上、硬盘40G以上、内存大于256M。软件：PC机操作系统REDHAT LINUX 9.0 、MINICOM 、AMRLINUX开发环境三、实验内容：使用protel 99se 做s3c2410处理器最小系统电路设计，A/D数据采集模块电路设计。四、实验原理：1.安装protel 99SE软件2.学习使用protel电路原理图设计新建。SCH文件创新芯片封装3.学习使用protel进行PCB设计新建。PCB文件创新芯片封装A/D 转换器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。S3C2410A的A/D转换器包含一个8通道的模拟输入转换，可以将模拟输入信号转换成10位数字编码。在AD转换时钟为2.5MHz时，其最大转换率为500KSPS，输入电压范围是03.3v 与A/D转换相关的寄存器：ADC控制寄存器（ADCCON）ADC触摸屏控制寄存器（ADCTSC）ADC启动延时寄存器（ADCDLY）ADC转换数据寄存器（ADCDATn）五、实验步骤1、定义与A/D转换相关的寄存器#define rADCCON (*(volatile unsigned *)0x58000000)#define rADCTSC (*(volatile unsigned *)0x58000004)#define rADCDLY (*(volatile unsigned *)0x58000008)#define rADCDAT0 (*(volatile unsigned *)0x5800000c)#define Radcdat1 (*(volatile unsigned *)0x58000010)2、对A/D转换器进行初始化。这里的参数ch表示选择的通道号Void AD_Init(unsigned char ch)Radcdly =100;Radctsc =0；rADCCON =(114|(496)|(ch3)|(02)|(07) return 0;For(i=0;i16;i+)rADCCON |= 0x1;Radccon = Radccon & 0xffc7 | (ch4);4. 原理图5、 实验心得：通过本次实验，我学习了 A/D 接口原理，了解实现A/D 系统对于硬件要求。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。还了解在 linux 环境下对S3C2410 芯片的8通道10 位A/D模块的硬件设计。实验三Kernel与root的设计和烧写一、实验目的： 1掌握Linux内核配置与裁剪的方法 2理解根文件系统配置。 3. 掌握嵌入式系统内核和根文件系统的烧写的过程二、实验设备及工具 ： 硬件：UP-NETARM2410-S嵌入式实验仪、PC机pentumn500以上、硬盘40G以上、内存大于256M。 软件：PC机操作系统REDHAT LINUX 9.0 、MINICOM 、AMRLINUX开发环境三、实验内容 : 对嵌入式Linux系统进行裁剪、配置和编译，生成自己需要的操作系统映像文件，并将其烧写到flash中。Linux 内核移植与编译实验下载Linux内核源码到用户开发目录make menuconfigmake cleanmake depmake zImage在arch/arm/boot目录下得到zImage在windows的超级终端中,启动bootloader,根据vivi提供的命令行现在新的kernel和root到实验箱的flash中，从而更新系统。load flash kernel x load flash root x1. 串口下载烧写2. 烧写vivi3. 烧写内核映象zImage四、实验结果五、实验心得： 通过本次实验，我初步掌握了Linux内核配置与裁剪的方法，更深的理解了根文件系统配置，也掌握了嵌入式系统内核和根文件系统的烧写的过程。 实验四、嵌入式软件设计与交叉编译一、实验目的： 1掌握嵌入式Linux软件设计方法原理 2掌握Makefile文件设计方法。 3. 熟悉Linux下静态库和共享库的设计 二、实验设备及工具：硬件：UP-NETARM2410-S嵌入式实验仪、PC机pentumn500以上、硬盘40G以上、内存大于256M。软件：PC机操作系统REDHAT LINUX 9.0 、MINICOM 、AMRLINUX开发环境 三、实验内容： (1)编写一个带输入、输出的由5个文件组成的嵌入式软件； (2)写好makefile文件，并上机调试； (3)用变量指明两种编译器。四、实验步骤：1.在宿主机（PC）上建立用户开发目录，编写嵌入式程序文件，3个C文件+2个头文件。cd/mkdir shiyaninput.h#defineN10Voidinput(char *s)input.c#include#includeVoidinput(char *s)Printf(“inputyournameplease:”);Scanf(“%s”,s);output.h#defineM5Voidoutput(char *s)output.c#include#includeVoidoutput(char*s)Printf(“hello%s!n”,s);main.c#include#include#include“input.h”#include“output.h”Intmain()inti=0；charnameN;input(name);for(i=0;iM;i+)output(name);return0；2.编写Makefile文件，要求Makefile文件实现这5个文件的编译，有clean 和intall 选项，用变量选择86和arm编译器指明 CC= gcc或 CC= armv4l-unknown-linux-gcc 。#makefile#cc=arm4vl-unknown-linux-gcccc=gccmain:main.oinput.ooutput.o$(cc) o mainmain.oinput.ooutput.omain.o:main.cinput.houtput.h$(cc)cmain.cinput.o:input.c$(cc)cinput.coutput.o:output.c$(cc)coutput.cClean:rmmainmain.oinput.ooutput.o3.编译程序，并下载到实验箱上执行 mount t nfs 主机ip:/开发目录 /host。 在主机上运行： 挂载到目标板上运行：五、实验心得： 通过此次实验我认识了嵌入式系统上C语言编程与普通PC机上C语言编程的不同点，掌握了使用交叉编译环境编译嵌入式系统程序的方法。掌握了Makefile文件设计方法。实验五 嵌入式驱动程序设计一、 实验目的：1.学习在LINUX 下进行驱动设计的原理2.掌握使用模块方式进行驱动开发调试的过程二、 实验设备及工具：硬件：UP-NETARM2410-S嵌入式实验仪、PC机pentumn500以上、硬盘40G以上、内存大于256M。软件：PC机操作系统REDHAT LINUX 9.0 、MINICOM 、AMRLINUX开发环境三、 实验内容： 在PC 机上编写简单的虚拟硬件驱动程序并进调试，实验驱动的各个接口函数的实现,分析并理解驱动与应用程序的交互过程。在PC（宿主机）上编译调试驱动程序。1、阅读和理解源代码进入/arm2410cl/exp/drivers/01_demo，使用vi 编辑器或其他编辑器阅读理解源代码。2、编译驱动模块及测试程序上面介绍了在Makefile 中有两种编译方法，可以在本机上使用gcc 也可以使用交叉编确定# KERNELDIR = /arm2410cl/kernel/linux-2.4.18-2410clKERNELDIR = /usr/src/linux3、测试驱动程序如果使用gcc 编译的话，需要通过下面的命令来建立设备节点，如果使用交叉编译器的话，不需要建立设备节点。#mknod /dev/demo c 254 0首先要插入驱动模块demo.o，然后可以用lsmod 命令来查看模块是否已经被插入，在不使用该模块的时候还可以用rmmod 命令来将模块卸载。insmod demo.o lsmod demo.o./test_demo四、 实验结果分析：5、 实验心得： 经过本次实验，我初步实现了实验驱动的各个接口函数,分析并理解驱动与应用程序的交互过程。并学习了在LINUX下进行驱动设计的原理，掌握了使用模块方式进行驱动开发调试的过程。实验六 嵌入式A/D接口程序设计一、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1、有C 语言基础。2、掌握在Linux 下常用编辑器的使用。3、掌握Makefile 的编写和使用。4、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-TECH S2410/P270 DVP 嵌入式实验平台、PC 机Pentium 500 以上, 硬盘10G 以上。软件：PC 机操作系统REDHAT LINUX 9.0MINICOMARM-LINUX 开发环境五、实验内容逐次逼近式A/D 转换器A/D 转换器在扩展板的连接A/D 转换器在扩展板的接法如图所示，前三路通过电位器接到3.3v 电源上。A/D 转换器在扩展板上的接法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。static struct file_operations s3c2410_fops = owner: THIS_MODULE,open: s3c2410_adc_open,read: s3c2410_adc_read,write:s3c2410_adc_write,release: s3c2410_adc_release,;下面我们对驱动部分重要函数进行说明。ad 驱动在内核里的代码我们放到了本次实验的src 文件下，s3c2410.h_chip.h 里为arm2410 头文件s3c2410.h 初始化ADC 的部分。所有代码也可以到内核里面去阅读。static int s3c2410_adc_open(struct inode *inode, struct file *file)init_MUTEX(&adcdev.lock);init_waitqueue_head(&(adcdev.wait);adcdev.channel=0;adcdev.prescale=0xff;MOD_INC_USE_COUNT;DPRINTK( adc openedn);return 0; /AD 通道和比例因子初始化static ssize_t s3c2410_adc_write(struct file *file, const char *buffer, size_t count, loff_t * ppos)int data;if(count!=sizeof(data)/error input data sizeDPRINTK(the size of input data must be %dn, sizeof(data);return 0;copy_from_user(&data, buffer, count);adcdev.channel=ADC_WRITE_GETCH(data);adcdev.prescale=ADC_WRITE_GETPRE(data);DPRINTK(set adc channel=%d, prescale=0x%xn, adcdev.channel, adcdev.prescale);return count; /告诉内核驱动读哪一个通道的数据和设置比例因子#define START_ADC_AIN(ch, prescale) do ADCCON = PRESCALE_EN | PRSCVL(prescale) | ADC_INPUT(ch) ; ADCCON |= ADC_START; while(0)/PRESCALE_EN 左移14使位比例因子有效；PRSCVL 左移6位设置比例因子；/ADC_INPUT 左移3 位选择通道；/ADCCON |= ADC_START; ADCCON 0 为置1，准备采集数据static ssize_t s3c2410_adc_read(struct file *filp, char *buffer, size_t count, loff_t *ppos)int ret = 0;if (down_interruptible(&adcdev.lock)return -ERESTARTSYS;START_ADC_AIN(adcdev.channel, adcdev.prescale);interruptible_sleep_on(&adcdev.wait);ret = ADCDAT0;ret &= 0x3ff; /把数据寄存器内容放入变量retDPRINTK(AIN%d = 0x%04x, %dn, adcdev.channel, ret, ADCCON & 0x80 ? 1:0);copy_to_user(buffer, (char *)&ret, sizeof(ret);/把ret 变量的内容传给用户缓冲区up(&adcdev.lock);return sizeof(ret); /由内核采集通道数据后把数据放回用户区main.c 的代码如下：#include #include #include #include #include #include #include #include s3c2410-adc.h#define ADC_DEV /dev/adc/0rawstatic int adc_fd = -1;static int init_ADdevice(void)if(adc_fd=open(ADC_DEV, O_RDWR)0)printf(Error opening %s adc devicen, ADC_DEV);return -1;static int GetADresult(int channel)int PRESCALE=0XFF;int data=ADC_WRITE(channel, PRESCALE);write(adc_fd, &data, sizeof(data);read(adc_fd, &data, sizeof(data);return data;static int stop=0;static void* comMonitor(void* data)getchar();s