北邮电子院嵌入式实验报告大四上.doc

嵌入式实验报告学院： 电子工程学院一、实验目的1、 了解嵌入式系统及其相关基础知识。2、 了解宿主PC机与PXA270目标版，能正确连接宿主PC机与PXA270目标版。3、 学会在宿主机上安装Linux操作系统RedHat9.0。、4、 学会建立宿主PC机端的开发环境。5、 学会配置宿主PC机端的超级终端。6、 配置宿主PC机端的TFTP服务，并开通此服务。7、 配置宿主PC机端的NFS服务，并开通此服务。8、 学会简单Linux驱动程序的设计。二、 实验内容（一） 基本实验实验一到六为基础实验， 主要是为了在熟悉实验操作平台的同时为后续实验搭建好软、硬件环境，配置好相关的协议、服务。其中实验一是各个硬件的互联，搭建好了实验的硬件环境。实验二是在宿主PC端安装虚拟机，提供了实验需要的Linux操作系统。实验三是宿主PC端开发环境的安装与配置。实验四是配置宿主PC机端的超级终端，使PC机与PXA270目标板之间可以通过串口通讯。在每次重启宿主PC机时，都需要重新将超级终端挂载到虚拟机上，挂载之前须通过ifconfig命令查看该机的IP地址，若其已经复位，须用命令：ifconfig eth0 00 up重置宿主PC机的IP地址。挂载虚拟机的代码为：rootifconfig eth0 0 upmount o nolock 00:/ /mnt实验五是配置宿主PC机的TFTP服务。TFTP是简单文件传输协议。每次重启宿主PC机时，都要重启该服务，重启命令为：service xinetd restart。实验六是配置宿主PC机端NFS服务。NFS是指网络文件系统，它实现了文件在不同的系统间使用。当使用者想用远端档案时，只需调用“mount”就可以远端系统挂接在自己的档案系统之下。每次重启宿主PC机时，也都要重启该服务，重启命令为:service nfs restartservice nfs restart(二)基本接口实验实验十二、简单设备驱动程序本次实验的目的是让我们动手实践一个简单的字符型设备驱动程序，学习Linux驱动程序构架，学习在应用程序中调用驱动。驱动程序代码及注释为：/ 头文件#include #include #include #include #include #include #include #define SIMPLE_HELLO_MAJOR96 / 定义主设备号HELLO DEVICE MAJOR#define OURS_HELLO_DEBUG / 定义标识符#define VERSION PXA2700EP-SIMPLE_HELLO-V1.00-060530 / 定义版本号void showversion(void) /显示版本的函数printk(*);printk(t %s tn,VERSION);printk(*);/* - read:用于在指定文件描述符中读取数据file：是文件指针buf：读取数据缓存区count：请求传输的字节数f_ops：文件当前偏移量当读取标识符OURS_HELLO_DEBUG时，打印信息，然后返回count-*/ssize_t SIMPLE_HELLO_read (struct file * file ,char * buf, size_t count, loff_t * f_ops)#ifdef OURS_HELLO_DEBUGprintk(SIMPLE_HELLO_read-kernel-n);#endifreturn count;/* -write:用于向打开的文件写数据file：是文件指针buf：写入数据缓存区count：求传输的字节数f_ops：文件当前偏移量当读取标识符OURS_HELLO_DEBUG时，打印信息，然后返回count-*/ssize_t SIMPLE_HELLO_write (struct file * file ,const char * buf, size_t count, loff_t * f_ops)#ifdef OURS_HELLO_DEBUGprintk(SIMPLE_HELLO_write-kernel-n);#endifreturn count;/* - ioctl:对设备的I/O通道进行管理的函数inode:设备节点flip：打开的一个文件cmd：驱动程序的特殊命令编号data：接收剩余参数-*/ssize_t SIMPLE_HELLO_ioctl (struct inode * inode ,struct file * file, unsigned int cmd, long data)#ifdef OURS_HELLO_DEBUGprintk(SIMPLE_HELLO_ioctl-kernel-n);#endifreturn 0;/*-open:打开函数inode：打开文件所对应的i节点，获取从设备号flip：打开的一个文件open()方法最重要的是调用了宏MOD_INC_USE_COUNT，这个宏主要用来使驱动程序使用计数器，避免不正确卸载程序-*/ssize_t SIMPLE_HELLO_open (struct inode * inode ,struct file * file)#ifdef OURS_HELLO_DEBUGprintk(SIMPLE_HELLO_open-kernel-n);#endifMOD_INC_USE_COUNT;return 0;/* -released：关闭函数Inode：打开文件所对应的i节点，主要获取从设备号flip：打开的一个文件release()方法最重要的是调用了宏MOD_DEC_INC_USE_COUNT，这个宏主要用来减少驱动程序使用计数器-*/ssize_t SIMPLE_HELLO_release (struct inode * inode ,struct file * file)#ifdef OURS_HELLO_DEBUGprintk(SIMPLE_HELLO_release-kernel-n);#endifMOD_DEC_INC_USE_COUNT;return 0;struct file_operations HELLO_ops = / SIMPLE_HELLO设备向系统注册open:SIMPLE_HELLO_open,read: SIMPLE_HELLO_read,write:SIMPLE_HELLO_write,ioctl:SIMPLE_HELLO_ioctl,release:SIMPLE_HELLO_release,;/* -INIT：驱动程序初始化devfs_register_chrdev(SIMPLE_HELLO_MAJOR,hello_serial_ctl,& HELLO_ops)最为主要devfs_register_chrdev注册设备驱动程序，包括主设备号、驱动程序名、结构体指针-*/static int _init HW_ HELLO_init(void)int ret = -ENODEV;ret = devfs_register_chrdev(SIMPLE_HELLO_MAJOR, hello_serial_ctl,& HELLO_ops);showversion();if(ret0)printk(pxa270 init_module failed with %d n-kernel-,ret);elseprintk(pxa270 hello_driver register success!-kernel-n);return ret; static int _init pxa270_ HELLO_init(void) /模块初始化函数，调用HW_ HELLO_init 函数int ret = -ENODEV;#ifdef OURS_HELLO_DEBUGprintk(pxa270_ HELLO_init-kernel-n);#endif ret = HW_ HELLO_init(); if (ret) return ret; return 0;/*-模块卸载函数devfs_unregister_chrdev(SIMPLE_HELLO_MAJOR,hello _ctl)最为主要devfs_unregister_chrdev卸载设备驱动程序，包括主设备号、驱动程序名-*/static void _exit cleanup_ HELLO_ctl(void)#ifdef OURS_HELLO_DEBUGprintk(cleanup_HELLO_ctl-kernel-n);#endifdevfs_unregister_chrdev (SIMPLE_HELLO_MAJOR, hello_ctl );MODULE_DESCRIPTION(simple hello driver module);/描述信息MODULE_AUTHOR(liduo);/驱动程序作者姓名MODULE_LICENSE(GPL);module_init(pxa270_HELLO_init);/指定驱动程序初始化函数module_exit(cleanup _HELLO_ctl);/指定驱动程序卸载函数Makefile文件代码：#TOPDIR:=$(shell cd .; pwd)TOPDIR:=.KERNELDIR=/pxa270_linux/linuxINCLUDEDIR=$(KERNELDIR)/includeCROSS_COMPILE=arm-linux-AS =$( CROSS_COMPILE)asLD =$( CROSS_COMPILE)ldCC =$( CROSS_COMPILE)gccCPP =$( CC) -EAR =$( CROSS_COMPILE)arNM =$( CROSS_COMPILE)nmSTRIP =$( CROSS_COMPILE)stripOBJCOPY=$( CROSS_COMPILE)objcopyOBJDUMP=$( CROSS_COMPILE)objdumpCFLAGS+=-I.CFLAGS+=-Wall O D_KERNEL_ -DMODULE I$(INCLUDEDIR)TARGET = pxa270_hello_drv.omodules: $(TARGET)all: $(TARGET)pxa270_hello_drv.o:pxa270_hello_drv.c$(CC) -c $(CFLAGS) $ -o $clean:rm -f *.o * core .dependMakefile文件的内容用于执行编译工作，一个Makefile文件包括： 由make工具创建的目标体（target），通常是目标文件或可执行文件； 要创建目标体所依赖的文件（dependency_file）； 创建每个目标需要运行的命令（command）。以上两个文件编辑完成后后，用make modules编译驱动程序，编写测试文件simple_test_driver.c，然后GCC编辑器编译测试程序生成测试文件。成功生成测试文件后用超级终端开始挂载，加载驱动程序，使用命令./test测试，观察测试结果，实验完成。实验十三 CPU GPIO驱动程序设计本实验是让我们在linux系统中插入自己的驱动程序，调用它。实现用CPU GPIO控制外部LED,利用PXA270核心板上的LED验证我们的工作。驱动程序代码：驱动程序代码与实验十二无大区别，下面列出需要补充的代码。一、 补充代码补充代码1：#ifdef OURS_GPIO_LED_DEBUG printk(“SIMPLE_GPIO_LED_write -kernel-n”);#endif return count;补充代码2：#ifdef OURS_GPIO_LED_DEBUG printk(“SIMPLE_GPIO_LED_open -kernel-n”);#endif补充代码3：open: SIMPLE_GPIO_LED_open,read: SIMPLE_GPIO_LED_read,write: SIMPLE_GPIO_LED_write,ioctl: SIMPLE_GPIO_LED_ioctl,release: SIMPLE_GPIO_LED_release,不同之处：GPIO_LED,主文件名、二、Makefile文件：将实验十二相关代码作如下修改即可：TARGET = pxa270_gpio_led_drv.omodules: $(TARGET)all: $(TARGET)pxa270_gpio_led_drv.o:pxa270_gpio_led_drv.c$(CC) -c $(CFLAGS) $ -o $三 、作业代码要求：使得目标板的核心板上的LED闪烁产生亮7秒，灭5秒的效果。作业主要代码：while(1)ioctl(fd,LED_OFF);sleep(5); /原来为sleep（1）； ioctl(fd,LED_ON);sleep(7); /原来为sleep（1）；不同之处：改变代码中加粗位置括号数字，可以改变灯亮和熄灭的时间比四 、测试显示测试时，超级终端上的显示如下：实验十四 中断实验本实验是让我们学习中断的相关概念，以及Linux系统是如何处理中断的，并且学会编写获取和处理外中断的驱动程序。一、补充代码补充代码1：printk(“*n”);printk(“t %s tn”,VERSION);printk(“*nn”);补充代码2：#ifdef OURS_GPIO_LED_DEBUG printk(“SIMPLE_GPIO_LED_read -kernel-n”);#endif return count;补充代码3：#ifdef OURS_GPIO_LED_DEBUG printk(“SIMPLE_GPIO_LED_write -kernel-n”);#endif return count;补充代码4：open: SIMPLE_INT_open,read: SIMPLE_INT_read,write: SIMPLE_INT_write,ioctl: SIMPLE_INT_ioctl,release: SIMPLE_INT_release,二 、Makefile文件如实验十三做相应修改。三、测试时，超级终端上显示如下： 实验十五 数码管显示驱动实验本实验中，我们要编驱动程序以实现在Linux系统下控制LED数码管的显示。一、补充代码补充代码1：printk(“*n”);printk(“t %s tn”,VERSION);printk(“*nn”);补充代码2:#ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“SERIAL_LED_read -kernel-n”);#endif return count;补充代码3:#ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“SERIAL_LED_write -kernel-n”);#endif return count;补充代码4:#ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“SERIAL_LED_ioctl -kernel-n”);#endif return 0;补充代码5:#ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“SERIAL_LED_open -kernel-n”);#endifMOD_INC_USE_COUNT; return 0;补充代码6:#ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“SERIAL_LED_release -kernel-n”);#endifMOD_DEC_USE_COUNT; return 0;补充代码7:open: SERIAL_LED_open,read: SERIAL_LED_read,write: SERIAL_LED_write,ioctl: SERIAL_LED_ioctl,release: SERIAL_LED_release补充代码8:int ret = -ENODEV;ret = devfs_register_chrdev(SERIAL_LED_MAJOR, “serial_led_ctl”,&SERIAL_LED_ops);Showversion();If(ret0) printk(“pxa270 init_module failed with %dn -kernel-”,ret); return ret;else printk(“pxa270 serial_led_driver register success! -kernel-n”);return ret;补充代码9:int ret = -ENODEV;#ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“pxa270_SERIAL_LED_init -kernel-n”);#endifret = HW_SERIAL_LED_init();if(ret)return ret;return 0;补充代码10:#ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“cleanup_SERIAL_LED -kernel-n”);#endifdevfs_unregister_chrdev(SERIAL_LED_MAJOR, “serial_led”);补充代码11:MODULE_DESCRIPTION(“serial_led driver module”);MODULE_AUTHOR(“liduo”);MODULE_LICENSE(“GPL”);module_init(pxa270_SERIAL_LED_init);module_exit(cleanup_SERIAL_LED);二、Makefile文件与实验十四相同，只需作相应修改即可三、作业代码1、实现目标板上的LED数码管循环显示数字9-0。 for(count=0;count10;count+) data0 = buf9-count; /原来为data0 = bufcount ret=write(fd,data,1); sleep(1); 修改之处：将显示的数有bufcount改为buf9-count，实现反向循环显示。 2、实现目标板上的LED数码管循环显示数字2、4、6、8、0或者8、6、4、2、0。代码： for(count=0;count10;count+=2) /原来为count+data0 = bufcount; ret=write(fd,data,1); sleep(1); 修改之处：修改count的变化方式，让其每次增加2，而不是1，使0、2、4、6、8循环显示，如要循环显示8、6、4、2、0的话，只要在上述代码中将bufcount改为buf8-count即可。四 、测试显示： 测试时，显示如下： 作业1： 作业2： 实验十六 LED点阵驱动程序设计本实验要求我们学会编写驱动程序，实现在Linux系统下控制LED点阵显示，并在此基础上稍加改进，实现对LED的控制。驱动程序代码：一、补充代码补充代码1：printk(“*n”);printk(“t %s tn”,VERSION);printk(“*nn”);补充代码2：#ifdef OURS_LED_DEBUG printk(“SIMPLW_LED_read -kernel-n”);#endif return count;补充代码3：#ifdef OURS_LED_DEBUG printk(“SIMPLE_LED_ioctl -kernel-n”);#endif return 0;补充代码4：open: SIMPLE_LED_open,read: SIMPLE_LED_read,write: SIMPLE_LED_write,ioctl: SIMPLE_LED_ioctl,release: SIMPLE_LED_release补充代码5：int ret = -ENODEV;#ifdef OURS_LED_DEBUG printk(“pxa270_LED_CTL_init -kernel-n”);#endifret = HW_LED_CTL_init();if(ret)return ret;return 0;补充代码6：#ifdef OURS_LED_DEBUG printk(“cleanup_LED_ctl -kernel-n”);#endifdevfs_unregister_chrdev(SIMPLE_LED_MAJOR, “led_ctl”);二、Makefile程序仍然可以用前一个实验的，只要把相关函数名改了就可以，此处不再赘述。三、作业代码1、按横方向隔行扫描led点阵数码管。代码：for (i=1;i=4;i+) /原来为i8buf0=c;buf1=r; / rowfor (j=1;j=8;j+) write(fd,buf,2);printf (buf0,buf1: %x,%xn,buf0,buf1);usleep(200000); / sleep 0.2 secondc = c1;buf0=c; / column c = 1; r = r2; /原来为r=r1 修改之处：外层for循环中间i8改为i4，同时，将else中的r=r1改为r2。这样就可以让点阵在显示时跳跃一行进行显示。2、按竖方向顺序扫描led点阵数码管。代码：for (i=1;i=8;i+) buf0=c;buf1=r; / rowfor (j=1;j=8;j+) write(fd,buf,2);printf (buf0,buf1: %x,%xn,buf0,buf1);usleep(200000); / sleep 0.2 secondr = r1; /原来此处为c=c1buf1=r;/原来此处为buf1=c r = 1; /原来此处为c=1 c = c1; /原来此处为r=r1 修改之处（现对于最初的测试程序，而不是作业1的测试程序）：将r和c 进行对调。实现将横和竖的对调，已达到竖方向扫描的目的。四 、测试显示测试时，超级终端显示如下：作业1： 作业2： 实验十七 AD驱动程序本实验要求我们学会编写驱动程序对模拟量输入进行采集，并转换为数字量显示在超级终端上，从而实现AD转换。驱动程序代码一、补充代码补充代码1：printk(“*n”);printk(“t %s tn”,VERSION);printk(“*nn”);补充代码2：#ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“SIMPLE_HELLO_read -kernel-n”);#endif return count;补充代码3：#ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“SIMPLE_HELLO_write -kernel-n”);#endif return count;补充代码4：#ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“SIMPLE_HELLO_open -kernel-n”);#endifMOD_INC_USE_COUNT; return 0;补充代码5：#ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“SIMPLE_HELLO_release -kernel-n”);#endifMOD_DEC_USE_COUNT; return 0;补充代码6：open: SIMPLE_HELLO_open,read: SIMPLE_HELLO_read,write: SIMPLE_HELLO_write,ioctl: SIMPLE_HELLO_ioctl,release: SIMPLE_HELLO_release补充代码7：ad_ucb = ucb1x00_get(); int ret = -ENODEV;ret = devfs_register_chrdev(ADCTL_MAJOR, “ad_ctl”,&adctl_ops);Showversion();If(ret0) printk(“pxa270 init_module failed with %dn -kernel-”,ret); return ret;else printk(“pxa270 serial_led_driver register success! -kernel-n”);return ret;补充代码8：int ret = -ENODEV;#ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“pxa270_AD_CTL_init -kernel-n”);#endifret = HW_AD_CTL_init();if(ret)return ret;return 0;补充代码9：#ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“cleanup_AD_ctl -kernel-n”);#endifdevfs_unregister_chrdev(ADCTL_MAJOR, “ad_ctl”);二、Makefile文件可以用前一个程序的文件，只要将相应部分的代码修改即可三、作业代码要求：将UCB_ADC_INP_AD0换为其他通道并观察。代码：for(i=0;i50;i+)Val0 = ioctl(fd,UCB_ADC_INP_AD1,0); usleep(100); val1 = ioctl(fd,UCB_ADC_INP_AD0,0); printf(“val0 = %dtval1 = %dn”,val0,val1; usleep(500000); 修改之处：只需交换AD1和AD0即可实现输出通道的改变。四 、测试时显示测试时、超级终端显示如下： 实验十八 DA驱动程序本实验要求我们编写驱动程序，实现将数字信号转换成模拟信号并在示波器上显示出模拟信号波形，即实现DA转换。驱动程序代码：一、补充代码补充代码1：#include“./AD/pxa_ad_drv.h” /引用AD驱动程序的头文件/补充代码2：printk(“*n”);printk(“t %s tn”,VERSION);printk(“*nn”);补充代码3：#ifdef OURS_DA_DEBUG printk(“SIMPLE_DA_read -kernel-n”);#endif return count;补充代码4：#ifdef OURS_DA_DEBUG printk(“SIMPLE_DA_write -kernel-n”);#endif return count;补充代码5：#ifdef OURS_DA_DEBUG printk(“SIMPLE_DA_ioctl -kernel-n”);#endif return 0;补充代码6：#ifdef OURS_DA_DEBUG printk(“SIMPLE_DA_open -kernel-n”);#endifMOD_INC_USE_COUNT; return 0;补充代码7：open: SIMPLE_DA_open,read: SIMPLE_DA_read,write: SIMPLE_DA_write,ioctl: SIMPLE_DA_ioctl,release: SIMPLE_DA_release补充代码8：int ret = -ENODEV;ret = devfs_register_chrdev(SIMPLE_DA_MAJOR, “DA_ctl”,&DA_ctl_ops);Showversion();If(ret0) printk(“pxa270 init_module failed with %dn -kernel-”,ret); return ret;else printk(“pxa270 serial_led_driver register success! -kernel-n”);return ret;补充代码9：int ret = -ENODEV;#ifdef OURS_DA_DEBUG printk(“pxa270_DA_CTL_init -kernel-n”);#endifret = HW_DA_CTL_init();if(ret)return ret;return 0;补充代码10：#ifdef OURS_DA_DEBUG printk(“cleanup_DA_ctl -kernel-n”);#endifdevfs_unregister_chrdev(SIMPLE_DA_MAJOR, “DA_ctl”);补充代码11：MODULE_DESCRIPTION(“serial_led driver module”);MODULE_AUTHOR(“liduo”);MODULE_LICENSE(“GPL”);module_init(pxa270_DA_CTL_init);module_exit(cleanup_DA_ctl);二、Makefile文件可以继续用前面程序Mekefile的代码，只需要将相应部分的代码修改即可。三、作业代码要求：输出三角波。代码：（需要修改部分）/-print-void da_create_sin(int fd) unsigned char buf(int)POINT; un