嵌入式系统设计性实验报告.doc

实验项目名称：基于ucOS的多任务系统一、实验目的(1) 掌握LPC2200(for MagicARM2200)专用工程模板的使用；(2) 能够在MagicARM2200-S 上运行基于C/OS-II 操作系统的程序；(3) 掌握基于C/OS-II 操作系统的用户程序的编写格式。二、实验内容及要求建立三个或三个以上的C/OS-II 的任务，一个任务用于检测KEY1 按键输入，称之为按键检测任务，另一个任务用于控制蜂鸣器，就称之为蜂鸣器控制任务。还有LED灯任务和电机任务。要求各个任务之间不是独立的，而是有相互关联的，达到多任务间的数据通信和同步的实验要求。三、实验设备及软件 硬件：PC 机 一台MagicARM2200-S 教学实验开发平台 一套 软件：Windows98/XP/2000 系统，ADS 1.2 集成开发环境C/OS-II 操作系统(V2.52)四、设计方案方案一： 建立四个任务：LED灯、按键、电机、蜂鸣器LED任务：LED灯有不同的花样，由数组中的十六进制数据决定。可通过设计数组的数据来设计出很多的花型。按键任务：按键任务主要是对按下的键在0到4内计数，再将所计的数通过邮箱发送给LED、电机任务，来控制任务间的通信。电机任务：电机的转速会不断的改变，电机的转速也是靠按键任务里发送的广播邮箱的值确定的，有五种转速。每次按下一次按键，转速就会改变一次。蜂鸣器任务：蜂鸣器的响灭是由LED任务里发送的信号量控制的，当LED灯亮完一个周期后就发送一个信号让蜂鸣器响起来，响完后蜂鸣器自己删除信号量，等着LED灯再一次并且发送信号。这四个任务间都有着相互的交互关系。方案二：建立三个任务：LED灯、蜂鸣器、按键LED任务：LED灯花样在数组中确定，方法很简单，只要改变数组内十六进制的数据后，就可以很简单的控制灯的闪烁方式了， LED显示完一个周期就会继续执行下一个周期，往复循环，直到按下REST键就会停止。蜂鸣器任务：蜂鸣器可由按键控制，当按键1按下后，蜂鸣器开始鸣叫，鸣叫的次数可由程序控制，延时也同样可控，在本人的设计中，我把鸣响次数设为10.，同样按下REST键就会停止鸣响。按键任务：按键任务其实就是进行等待按键按下，然后发送信号量给LED任务、蜂鸣器任务。方案选择：在我的这个设计中任务之间的联系并不是很紧密，而且每一个状态都很简单的，通过设置优先级来控制优先发生次序，但是四个功能都是很好的实现了的，但是在调试方案一时，程序老是出不来，电机总是不转，检查了程序，但是最后因为时间有限就放弃了四个任务的，选择了稍微简单的三个任务的程序，虽然简单了一些，但是道理都是一样的。为了更完美一些，我设计了很多种LEDA灯的花型 。相对而言程序比较简单，易懂！适合我们这些初学者。五实验步骤在MagicARM2200-S 上运行基于C/OS-II 操作系统的程序的具体操作步骤如下。 安装ADS 1.2 (PC) 了解ADS 1.2 (PC) 连接EasyJTAG 仿真器和MagicARM2200-S (硬件) 安装EasyJTAG 驱动程序 (PC) 添加工程模板 (PC) 建立项目目录并添加C/OS源代码和移植代码 (PC) 用工程模板建立工程 (PC) 仿真调试工程 (PC+硬件) (1) 安装ADS 1.2运行在ADS 目录下Setup.exe，开始安装ADS1.2。(若已安装过，此步省略)按照安装软件的提示安装，与其它软件安装操作方法基本一致。(2) 了解ADS 1.2使用ADS1.2 建立工程，编译链接设置，调试操作等，更详细的使用方法参考ADS1.2的在线帮助文档或相关资料。(若已熟悉ADS 1.2，此步省略)(3) 连接EasyJTAG 仿真器和MagicARM2200-S将EasyJTAG 仿真器的25 针接口通过并口延长线与PC 机的并口连接，先给MagicARM2200-S 实验箱供电，再将EasyJTAG 仿真器的20 针接口通过20 PIN 连接电缆接到MagicARM2200-S 的J3 上。(若已连接好，此步省略)(4) EasyJTAG 仿真器的安装与应用若已安装过，此步省略。(5) 添加工程模板若已添加过，此步省略。(6) 建立项目目录并添加C/OS源代码和移植代码建立一个项目目录，比如uCOS-II。将C/OS源代码Source(目录)复制到项目目录，将移植代码ARM(目录) 复制到项目目录。将移植的PC 服务代码Arm_Pc 复制到项目目录，使用移植的PC 服务代码，就可以通过串口向PC 发送显示数据(由EasyARM 软件的DOS 字符窗口显示)。C/OS 源代码可以从参考文献4的附带光盘上获得。移植代码ARM 和移植的PC 服务代码Arm_Pc 可以从MagicARM2200-S 的产品配套光盘上获得。(7) 用工程模板建立工程使用LPC2200(for MagicARM2200)专用工程模板建立工程(比如“ARM Executable Imagefor UCOSII(MagicARM2200)”工程模板)，工程存放路径为项目目录下，建立源文件并加入工程，然后编写程序代码。更改Os_cfg.h 文件，配置C/OS-II 操作系统。编译链接工程，若有错误，则修改程序，然后再次编译。 (8) 仿真调试工程正确设置MagicARM2200-S 的跳线；启动AXD 进行仿真调试。六、部分主要代码方案一程序如下：#include config.h#include stdlib.h#define KEY1 (1 20) /* P0.20 为KEY1 */#define BEEP (1 7) /* P0.7 为蜂鸣器*/#define LED_OFF() IO1SET=LED_IOCON#define LED_DISP(dat) LED_OFF(); IO1CLR=(dat)LED_ADJ)#define LED_ADJ 16#define LED_IOCON (0xFFLED_ADJ)#define LEDCON 0x00ff0000 / LED 控制字#define CYCLE_DATA 200000 / 定义周期#define DUTY_CYCLE_DATA 20000 / 定义基本占空比参数#define LED1 116 / P1.16#define LED2 117 / P1.17#define LED3 118 / P1.18#define LED4 119 / P1.19#define LED5 120 / P1.20#define LED6 121 / P1.21#define LED7 122 / P1.22#define LED8 123 / P1.23#define TaskStkLengh 64 OS_STK TaskStk0TaskStkLengh; OS_STK TaskStk1TaskStkLengh; OS_STK TaskStk2TaskStkLengh; OS_STK TaskStk3TaskStkLengh; void Task0(void *pdata); /Task0 任务void Task1(void *pdata); /Task0 任务void Task2(void *pdata); /Task2 任务void Task3(void *pdata); /Task2 任务OS_EVENT *semled;OS_EVENT *sempwm;OS_EVENT *sembeep;int main(void)OSInit ();OSTaskCreate (Task0,(void *)0, &TaskStk0TaskStkLengh - 1,3);OSTaskCreate (Task2,(void *)0, &TaskStk2TaskStkLengh - 1,5);OSTaskCreate (Task3,(void *)0, &TaskStk3TaskStkLengh - 1,4);OSStart ();return 0;void Task0(void *pdata) INT8U err;const uint8 DISP_TAB24 = 0xFF,0xEE, 0xDD,0xCC, 0X55,0xBB,0xAA,0x99,0x88,0x77,0x66, 0x55,0xCC, 0x44,0x22,0x11,0x00 ,0xFF,0x18, 0x3C,0x7E, 0xFF,0x00,0xFF;uint8 i;pdata = pdata;semled=OSSemCreate(0);TargetInit ();PINSEL0 = 0x00000000; IO0DIR = BEEP; IO1DIR = LED_IOCON; LED_OFF();OSTaskCreate (Task1,(void *)0, &TaskStk1TaskStkLengh - 1,6);while (1)OSSemPend(semled,0,&err); for(i=0; i24; i+) LED_DISP(DISP_TABi); OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC); OSSemPost(sempwm);void Task1(void *pdata) INT8U err; pdata = pdata; sembeep=OSSemCreate(0); sempwm=OSSemCreate(0); while(1) OSSemPend(sembeep,0,&err); OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC/8); IO0CLR = BEEP; OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC/4); IO0SET = BEEP; OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC/2); IO0CLR = BEEP; OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC/4); IO0SET = BEEP; OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC/8); IO0CLR = BEEP; OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC/2); IO0SET = BEEP; void Task2(void *pdata) pdata = pdata; IO0DIR&=KEY1; while(1) while(IO0PIN & KEY1) != 0) OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC ); OSSemPost(sembeep);OSSemPost(sempwm);OSSemPost(semled); while (IO0PIN & KEY1) = 0) void Task3 (void *pdata) INT8U err; uint8 i = 0; pdata = pdata; PINSEL1 = 0x0110; IO1DIR = LEDCON; PWMPR = 0x00; PWMMCR = 0x02; PWMMR0 = CYCLE_DATA; PWMMR5 = DUTY_CYCLE_DATA; PWMLER = 1 0 | 1 5; PWMPCR = 1 13; PWMTCR = 0x09; while (1) OSSemPend(sempwm, 0, &err); PWMMR5 = DUTY_CYCLE_DATA*i; PWMLER = 1 0 | 1 5; PWMTCR = 0x09; i = (i+1)%5;OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC*3 );方案二程序如下：#include config.h#include stdlib.h/ P0.7 为蜂鸣器的控制I/O#define BEEP (17)#define KEY1 (120)/ LED 控制宏函数定义。LED1-LED8 的控制I/O 为P1.16-P1.23#define LED_ADJ 16#define LED_IOCON (0xFFLED_ADJ)#define LED_OFF() IO1SET=LED_IOCON#define LED_DISP(dat) LED_OFF(); IO1CLR=(dat)LED_ADJ)#define TaskStkLengh 100 /定义用户任务堆栈长度OS_STK TaskStk0TaskStkLengh; /Define the Task0 stack 定义用户任务0 的堆栈OS_STK TaskStk1TaskStkLengh; /Define the Task1 stack 定义用户任务1 的堆栈OS_STK TaskStk2TaskStkLengh; /Define the Task2 stack 定义用户任务2 的堆栈void Task0(void *pdata); /Task0 任务0void Task1(void *pdata); /Task1 任务1void Task2(void *pdata); /Task2 任务2OS_EVENT *Mbox;int dly;int main (void)OSInit();OSTaskCreate (Task0,(void *)0, &TaskStk0TaskStkLengh - 1, 4);/*创建LED任务*/OSTaskCreate (Task1,(void *)0, &TaskStk1TaskStkLengh - 1, 6); /*创建BEEP任务*/OSTaskCreate (Task2,(void *)0, &TaskStk2TaskStkLengh - 1, 2); /*创建KEY任务*/OSStart ();return 0;/* Task0 任务0*/void Task0(void *pdata) const uint8 DISP_TAB32 = 0x18,0x3C,0x7E,0xFF,0x7E,0x3C,0x18,0x00,0xAA,0x55,0xAA,0x55,0xCC,0x33,0xCC,0x33,0x99,0x66,0x99,0x66,0x18,0x3C,0x81,0xC3,0x00,0xC3,0x66,0x3C,0x18,0x3C,0x66,0xC3;/INT8U err;/INT16U *pd;uint8 i;/pdata = pdata;TargetInit ();PINSEL1=0x00000000;IO0DIR = BEEP; / 设置蜂鸣器控制口为输出IO0SET = BEEP;IO1DIR = LED_IOCON; / 设置LED1-LED8 的控制口为输出LED_OFF();Mbox=OSMboxCreate(NULL);while(1) / pd=(INT16U *)OSMboxPend(Mbox,0,&err); for(i=0;i32;i+) LED_DISP(DISP_TABi); / 输出LED 显示数据OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC/2); / 延时0.5S/*TASK1*/void Task1(void *pdata) int i; INT8U err;INT16U *pd; pdata=pdata; IO0DIR|=BEEP; while(1) pd=(INT16U *)OSMboxPend(Mbox,0,&err); for(i=0;i10;i+) IO0CLR=BEEP; OSTimeDly(50); IO0SET=BEEP; OSTimeDly(50); /*TASK2*/void Task2(void *pdata) pdata=pdata; IO0DIR&=KEY1; while(1) while(IO0PIN&KEY1)!=0) OSTimeDly(1); OSMboxPostOpt(Mbox,&dly,OS_POST_OPT_BROADCAST); while(IO0PIN&KEY1)=0) OSTimeDly(1); 六、测试结果方案一仿真测试后并没有实现理想的设计功能，电机没有转动，可能是软件设计有问题或者是试验箱