嵌入式课程设计实验报告

嵌入式系统开发技术课程设计（实习）报告信息工程学院编制任务项目2 按键中断控制串口31. 目的32. 内容33. 要求3任务项目3 PWM控制蜂鸣器以及通过串口控制其频率61. 目的62. 内容63. 要求6任务项目4看门狗定时器编程91. 目的92. 内容93. 要求9任务项目5 u-boot源码详细分析121. 目的122. 内容123. 要求124. 附录125.代码注释15心得体会18任务项目2 按键中断控制串口1. 目的（1）熟悉裸机按键中断的发生及通过串口输出字符过程。2. 内容独立编写程序实现：（1） 当按下按键SW7时发生中断，设计中断服务函数使得蜂鸣器鸣响同时串口输出SW7。（2） 当按下按键SW8时发生中断，设计中断服务函数使得蜂鸣器结束鸣响同时串口输出SW8；3. 要求请将实验过程截图黏贴到下面的空白处。任务项目3 PWM控制蜂鸣器以及通过串口控制其频率1. 目的（1）熟悉裸机下PWM定时器、串口程序的编写。2. 内容 （1）参照课本程序调试运行使得PWM定时器能控制蜂鸣器；（2）加入串口程序使得当在串口输入“A”和“B”时蜂鸣器能以不同的频率鸣响。提示：可参看教材中断这一章编写程序。3. 要求请将实验过程截图黏贴到下面的空白处。任务项目4看门狗定时器编程1. 目的（1）熟悉裸机下看门狗定时器程序的编写、测试及运行。2. 内容 （1）参看课本程序，调试运行，实现通过定时器精确控制蜂鸣器延时1秒钟； （2）控制蜂鸣器鸣响使之模仿简单歌曲读书郎。提示：参看系统时钟和定时器这一章编写程序。3. 要求请将实验过程截图黏贴到下面的空白处。任务项目5 u-boot源码详细分析1. 目的（1）熟悉u-boot工程的总体结构。（2）熟悉u-boot的流程、主要的数据结构、内存分配。（3）熟悉u-boot的重要细节，主要分析流程中各函数的功能。2. 内容 S5PV210 u-boot源码分析 3. 要求请添加u-boot源码注释，查看相关数据手册，添加代码注释，以实验台为基数，每组完成i部分的50行代码。注释添加示例：Start.S中一段程序：.globl _start_start:breset/ b是跳转指令，即跳转到reset标签处。接着返回到此处。ldrpc, _undefined_instruction /设置中断向量表0x0 0x4.0x8 0xcldrpc, _software_interruptldrpc, _prefetch_abortldrpc, _data_abortldrpc, _not_usedldrpc, _irqldrpc, _fiq4. 附录1. u-boot启动流程1.1 启动阶段分为3个，bl0，bl1，bl2。下面只是就功能方面对它们做说明，实际设计的时候，也许会对其具体功能做出调整，也就是说，这几个阶段的划分是就功能而言的，不能看得太死。 bl0：出厂的时候就固化在irom中一段代码，主要负责拷贝8kb的bl1到s5pv210的一个96kb大小内部sram(Internal SRAM)中运行。值得注意的是s5pv210的Internal SRAM支持的bl1的大小可以达到16kb，容量的扩增是为了适应bootloder变得越来复杂而做的。虽然如此，但目前我们制作出来的bl1的大小仍然可以保持在8kb以内，同样能满足需求。 bl1：u-boot的前8kb代码(s5pv210也支持16kb大小，原因上一点提过了)，除了初始化系统时钟和一些基本的硬件外，主要负责完成代码 的搬运工作(我设计成搬运bl1+bl2，而不仅仅是bl2)，也就是将完整的u-boot代码(bl1+bl2)从nand flash或者mmcSD等的存储器中读取到内存中，然后跳转到内存中运行u-boot。 bl2：完成全面的硬件初始化和加载OS到内存中，接着运行OS。上述几个阶段的流程描述在s5pv210_irom_application手册中有详细描述。见下图1：图11.2 首先把启动部分的代码分为3部分，以start.S为主，另外还有lowlevel_init.S，mem_setup.S，ctr0.S。 其中lowlevel_init.S主要是一部分硬件的初始化，尤其是系统时钟和DRAM的初始化。如果u-boot一旦被搬运到内存中运行，那么是必须要跳过时钟和DRAM的初始化的，因为这在搬运之前已经做过了。并且如果代码在内存中运行的时侯你却去初始化DRAM，那必然导致崩溃！ mem_setup.S：DRAM初始化代码和MMU相关代码放在这个文件中。 ctr0.S：u-boot自带的代码文件，存放汇编函数main。1.3 启动代码相关的几个文件在u-boot中的路径 start.S： /arch/arm/cpu/armv7/start.S (需要自己修改) lowlevel_init.S：/board/samsung/zsy210/lowlevel_init.S (需要自己修改) mem_setup.S: /board/samsung/zsy210/mem_setup.S (u-boot没有，需要自己添加) ctr0.S： /arch/arm/lib/ctr0.S (u-boot自带,一般不需要修改)2. 启动过程原理 必 须要明白的一点是，当代码从存储介质(nand flash，SD，norflash，onenand等)中搬运到了DRAM中后随即会跳转到内存中运行u-boot，接着会有一个重定位 (relocate_code)的过程，relocate_code子函数在start.S中，而给relocate_code子函数传参数的是 crt0.S中的main子函数。当判断到当前u-boot在内存的低地址处，那么relocate_code就会工作，把u-boot代码从低地址处再 搬运到内存地址的顶端，然后跳转到新的位置去继续运行u-boot。而搬运的目标地址是在board_init_f()函数(此函数在/arch/arm/lib/board.c中)中计算出来的，见图2。 图2 下面，以start.S为主线，画出了其程序流程图，图中同样也表现出启动的整个流程和启动代码文件间的组织关系。所以后面直接贴出start.S的完整代码，大家结合流程图相信都可以看明白，至于逐句汇编的分析不是本文的重点。见图3.图35.代码注释relocate_done:/ 搬迁完成1.2. 3. bxlr /即跳转到lr中存放的地址处。4. 5. _rel_dyn_start_ofs:/*r2-reldynstartofs*/r2=0x64854(反汇编)6. .word _rel_dyn_start - _start/*r2-reldynstartofs*/r2=0x64854(反汇编)7. _rel_dyn_end_ofs:/*r3-reldynendofs*/r3=0x6d104(反汇编)8. .word _rel_dyn_end - _start9. _dynsym_start_ofs:/*r10-symtableofs*/r10=0x6d104(反汇编)10. .word _dynsym_start - _start11. ENDPROC(relocate_code)12. 13. #endif/预编译14. 15. ENTRY(c_runtime_cpu_setup)/进入CPu启动16. /*17. * If I-cache is enabled invalidate it18. */19. #ifndef CONFIG_SYS_ICACHE_OFF /结束预编译mcrp15, 0, r0, c7, c5, 0 invalidate icache/ARM的协处理命令20.mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4 DSB/ARM的协处理命令21.mcr p15, 0, r0, c7, c5, 4 ISB/ARM的协处理命令22.23. #endif/预编译24. /*25. * Move vector table/移动向量表26. */27. #if !defined(CONFIG_TEGRA20)/结束预编译28. /* Set vector address in CP15 VBAR register */29. ldr r0, =_start/从内存中读出30. add r0, r0, r9 /三项相加31. mcr p15, 0, r0, c12, c0, 0 Set VBAR/协处理32. #endif /* !Tegra20 */结束预编译33. 34. bxlr/跳转到lr35. 36. ENDPROC(c_runtime_cpu_setup)/cpu开始37. 38. /*39. *40. * void save_boot_params(u32 r0, u32 r1, u32 r2, u32 r3)/无效启动参数保存41. *_attribute_(weak);42. *43. * Stack pointer is not yet initialized at this moment/堆栈指针尚未初始化44. * Dont save anything to stack even if compiled with -O0/不保存任何堆栈即使编译45. *46. */47. ENTRY(save_boot_params)/48. bxlr back to my caller49. ENDPROC(save_boot_