嵌入式系统课程设计

1、嵌入式系统课程设计宋超信息工程学院1、为期两周：18周和19周。2、出勤3次： 18周周一。 19周周一。 19周周五进行课设答辩。3、19周周日之前提交课设报告： 纸质版和网络教学平台。时间安排一、设计题目：基于STM32和uC/OS-II的多任务设计二、设计内容： 使用uC/OS-II的任务管理函数和STM32库函数控制相应的寄存器，完成一个多任务设计。整个设计共有3个任务，包括驱动一个LED指示灯闪烁、由3个LED指示灯组成的流水灯和驱动蜂鸣器。三、设计要求 理解和熟练使用KEIL软件、STM32寄存器、STM32库函数和uC/OS-II任务管理函数；用KEIL软件完成编程和调试，下载到

2、开发板中实现3个设定的任务；完成课程设计报告。一、设计任务书A组要求：1、LED1闪烁，间隔为5s。2、LED2LED4为流水灯，从LED2到LED4依次点亮，时间间隔0.5s。3、蜂鸣器响1.5s，停0.5s。B组要求：1、LED2闪烁，间隔为3s。2、LED1、LED3、LED4为流水灯，从LED1到LED3到LED4依次点亮，时间间隔1s。3、蜂鸣器响0.5s，停1s。C组要求：1、LED3闪烁，间隔为1s。2、LED1、LED2、LED4为流水灯，从LED1到LED2到LED4依次点亮，时间间隔1.5s。3、蜂鸣器响1s，停1.5s。考核方法：按一下几个方面进行考核1、实现设计目标：按

3、照设计的完成程度进行考核，包括设计功能完成的完整度和程序设计的合理性。2、课程设计报告：不少于3000字、是否独立完成（抄袭后果自负）、报告格式是否合理完整。3、课程设计答辩：现场演示完成的课程设计，包括新建工程、加入文件、编译、下载等；对课程编程中的部分语句进行提问，考察学生对实际编程中用到的函数和系统知识的理解程度。4、出勤：共出勤3次。二、考核方法1、实现设计目标成绩分成5档：A档30分，B档25分，C档20分，D档15分，E档10分2、课程设计报告成绩分成5档：A档30分，B档25分，C档20分，D档15分，E档10分3、课程设计答辩成绩分成5档：A档30分，B档25分，C档20分，D

4、档15分，E档10分4、出勤3次，共10分三、评分标准1使用KEIL软件创建工程并编译下载。2、解释整个程序代码的含义。3、解释用到的寄存器、库函数和uC/OS-II任务管理函数的作用。四、答辩内容（一）设计步骤（二）时间进度安排（三）参考文献五、设计指导书1、理解设计题目，理清学习和设计思路。2、掌握KEIL、STM32寄存器、库函数和uC/OS-II任务管理函数用法。3、使用STM32函数库和uC/OS-II任务管理函数编程，完成整个设计。4、完善和优化整个系统设计，编写课程设计报告。5、课程设计答辩。（一）设计步骤（二）时间进度安排序号 设计阶段工作内容时间分配1理解题目，理清思路，安装

5、软件。1天2学习Keil软件、STM32寄存器和函数库、uC/OS-II任务管理函数的用法。4天 3编写3个任务模块，编写uC/OS-II任务管理模块，完成整个设计，画出系统流程图。5天4完善和优化整个系统，编写设计报告3天5设计答辩1天1STMciroelectronics.STM32F107VC datasheet. .2ARM.MDK-ARM .3STMicroelectronics.RM00008 Reference mannual. .4STMicroelectronics.UM0427 User mannual. .5 . 广 州 佳 佳 . S T M 3 2 神 舟 I V 好

6、 嵌 入 式 开 发 板 初 学 宝 典 . .6.任哲.嵌入式实时操作系统uC/OS-II原理及应用.2005.北京航空航天大学出版社.7J.Labrosse.嵌入式实时操作系统uC/OS-II(2nd).2002.（三）参考文献六、参考资料清单1.示例、库文件、参考文档、课设说明和软件；2.课设材料：分组清单、报告模板、评分标准、任务书、指导书；3.参考资料：开发板用户手册、stm32数据手册、参考手册（寄存器）、固件库使用手册（库函数）、uC/OS-II书籍4.软件：KEIL软件和JLINK驱动1 新建工程 2 管理工程目录以及源文件 3 建立文件 4 编译和链接工程 5 程序下载和仿真

7、 6 几个使用技巧 1、KEIL软件用法 七、相关知识 2、硬件说明 芯片引脚开发板模块PD2LED1PD3LED2PD4LED3PD7LED4PA3蜂鸣器n设计中，只用到时钟和GPIO相关的寄存器。（1）STM32F107VC的GPIO分成A、B、C、D、E组，通过各个寄存器来控制GPIO输出高电平或低电平。其中寄存器CRL和CRH用来确定IO管脚的方向和速率以及何种驱动模式，BSRR可直接修改某一个GPIO引脚的高低电平，BRR可将GPIO置零。（2）在使用配置GPIO寄存器之前，都要先配置GPIO的时钟。通过RCC寄存器当中的CR、CFGR来设置系统时钟。GPIO挂在APB2总线上，可对

8、APB2ENR寄存器来使能所用到的GPIO时钟。（3）uC/OS-II用Cortex-M3的SysTick定时器产生操作系统需要的滴答中断，作为整个系统的根基。SysTick定时器的4个寄存器控制每隔一定时间产生一个中断使uC/OS-II系统能进行多任务控制。3、STM32F107寄存器（1）直接配置寄存器开发，可读性差。ST开发软件封装库，开发者可调用函数接口（API）来完成相应的开发工作，配置寄存器的工作由接口函数完成。（2）库目录和文件简介Libraries文件夹下是驱动库的源代码及启动文件。在使用库开发时，需要把libraries目录下的相关库函数文件添加到工程中。关于内核与外设的库文

9、件分别存放在CMSIS和STM32F10 x_StdPeriph_ Driver文件夹中。（3）用到的库函数：SysTick_Config 、SystemInit、 RCC_APB2PeriphClockCmd、 GPIO_Init 、GPIO_SetBits、GPIO_ResetBits。 3、STM32库函数（1） uC/OS-II是一个可裁减的、抢占式、实时多任务内核，具有高度可移植性，特别适合于微处理器和控制器，已经移植到近40多种处理器体系上。 （2）一个uC/OS-II任务的代码就是一个C语言函数，但这些函数是由主函数main()来负责创建和启动，然后由操作系统负责调度和运行，而不

10、是调用的关系。 （3）设计中用到的任务管理函数包括任务的创建、uC/OS-II的初始化和任务的启动。（4）每个任务都应该配有自己的堆栈。任务堆栈是任务的重要组成部分。使用数据类型OS_STK来定义任务堆栈大小。具体过程：首先调用初始化函数OSInit()，对uC/OS-II自身的运行环境进行初始化；然后用OSTaskCreate()创建任务，OSStart()来启动任务。使用OSStart()之后，任务就交由操作系统来管理和调度。用任务延时函数OSTimeDlyHMSM()进行延时操作。4、uC/OS-II任务管理函数 #include includes.h#include stm32f10

11、x.h #include stm32f10 x_rcc.h const uint32_t SystemFrequency = 72000000; GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;#define START_TASK_PRIO 5 #define START_TASK_STK_SIZE 100 static OS_STK start_task_stkSTART_TASK_STK_SIZE; /定义栈void Task_LED(void *arg) while (1)GPIO_ResetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2); /点亮LED1OSTim

12、eDlyHMSM(0, 0,0,500); /此处不能自己定义一个delay函数 GPIO_SetBits(GPIOD,GPIO_Pin_2);/熄灭LED1OSTimeDlyHMSM(0, 0,0,500);示例：uC/OS-II单任务int main(void) SystemInit();/* 配置系统时钟为72M */ SysTick_Config(SystemFrequency/OS_TICKS_PER_SEC); /* 使能SysTick定时器 */ RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD, ENABLE); /*使能LED使用的GPIO时钟*/ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure); /*LED灯相关GPIO口初始化*/ GPIO_SetBits(G