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嵌入式系統(tǒng)實習(xí)報告
一、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用概述
在今日，嵌入式ARM 技術(shù)已經(jīng)成為了一門比較熱門的學(xué)科，無論是在電子類的什么領(lǐng)域，你都可以看到嵌入式ARM 的影子。如果你還停留在單片機級別的學(xué)習(xí)，那么實際上你已經(jīng)落下時代腳步了，ARM 嵌入式技術(shù)正以幾何的倍數(shù)高速發(fā)展，它幾乎滲透到了幾乎你所想到的領(lǐng)域。本章節(jié)就是將你領(lǐng)入ARM 的學(xué)習(xí)大門，開始嵌入式開發(fā)之旅。以嵌入式計算機為技術(shù)核心的嵌入式系統(tǒng)是繼網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后，又一個IT領(lǐng)域新的技術(shù)發(fā)展方向。由于嵌入式系統(tǒng)具有體積小、性能強、功耗低、可靠性高以及面向行業(yè)具體應(yīng)用等突出特征， 目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于軍事國防、消費電子、信息家電、網(wǎng)絡(luò)通信、工業(yè)控制等各個領(lǐng)域。嵌入式的廣泛應(yīng)用可以說是無所不在。
嵌入式微處理器技術(shù)的基礎(chǔ)是通用計算機技術(shù)�，F(xiàn)在許多嵌入式處理器也是從早期的PC 機的應(yīng)用發(fā)展演化過來的，如早期PC 諸如TRS-80、Apple II 和所用的Z80 和6502 處理器，至今仍為低 端的嵌入式應(yīng)用。在應(yīng)用中，嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高的優(yōu)點。嵌入式處理器目前主要有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM 等系列。
在早期實際的嵌入式應(yīng)用中，芯片選擇時往往以某一種微處理器內(nèi)核為核心，在芯片內(nèi)部集成必要的ROM/EPROM/Flash/EEPROM、SRAM、接口總線及總線控制邏輯、定時/計數(shù)器、WatchDog、I/O、串行口、脈寬調(diào)制輸出、A/D、D/A 等各種必要的功能和外設(shè)。
二、實習(xí)設(shè)備
硬件：Embest EduKit-IV實驗平臺、ULINK2仿真器套件、PC機
軟件：μVision IDE for ARM集成開發(fā)環(huán)境、Windows 98/2000/NT/XP
三、實習(xí)目的
1.初步掌握液晶屏的使用及其電路設(shè)計方法；掌握S3C2410X處理器的LCD控制器的使用；掌握通過任務(wù)調(diào)用的方法把液晶顯示函數(shù)添加到uC/OS-II中；通過實驗掌握液晶顯示文本及圖形的方法與程序設(shè)計。
2.了解S3C2410X處理器UART相關(guān)控制寄存器的使用； 熟悉ARM處理器系統(tǒng)硬件電路中UART接口的設(shè)計方法：掌握ARM處理器串行通信的軟件編程方法。
3.掌握有關(guān)音頻處理的基礎(chǔ)知識；通過實驗了解IIS音頻接口的工作原理；通過實驗掌握對處理器S3C2410X中IIS模塊電路的控制方法；通過實驗掌握對常用IIS接口音頻芯片的控制方法。
4.了解μC/OS-II移植條件和內(nèi)核基本結(jié)構(gòu)；掌握將μC/OS-II內(nèi)核移植到ARM9處理器上的方法和步驟。
四、實習(xí)要求
通過對μC/OS-II移植實驗、μC/OS-II LCD顯示實驗、串口通信實驗、IIS音頻實驗、液晶顯示實驗的學(xué)習(xí)，并將各部分內(nèi)容合并，最終得出實習(xí)結(jié)果，實習(xí)要求在鍵盤上輸入學(xué)號，在液晶顯示屏上顯示相應(yīng)的學(xué)生信息。學(xué)生信息包括顯示每個人的照片和姓名系別等，并用鍵控設(shè)置學(xué)生輸出的順序，輸入學(xué)號就顯示那個學(xué)生的信息，然后過一段時間就順序循環(huán)播放。
移植μC/OS-II內(nèi)核到ARM處理器S3C2410,在IDE中觀察其運行狀況編寫S3C2410X處理器的串口通信程序；監(jiān)視串行口UART1動作；將從UART1接收到的字符串回送顯示。將從UART1接收到的字符串回送顯示。
通過使用Embest EduKit-IV實驗板的彩色液晶屏（800*480）進(jìn)行電路設(shè)計，掌握液晶屏作為人機接口界面的設(shè)計方法，并編寫任務(wù)函數(shù)在uC/OS-II系統(tǒng)中實現(xiàn)位圖顯示。在uC/OS-II中建立五個任務(wù)Tast1和Tast2，其中Tast1順序熄滅四個LED，延遲一會在順序點亮四個LED。Tast2在LCD屏幕上循環(huán)顯示三幅圖片，并打印一些文字信息和背景音樂。過使用Embest EduKit-III實驗板的256 色彩色液晶屏（320x240）進(jìn)行電路設(shè)計，掌握液晶屏作為人機接口界面的設(shè)計方法，并編寫程序?qū)崿F(xiàn)：畫出多個矩形框；顯示ASCII字符；顯示漢字字符；顯示彩色位圖。
五、實習(xí)步驟
1. 準(zhǔn)備實驗環(huán)境
使用ULINK2仿真器連接Embest EduKit-IV實驗平臺的主板JTAG接口；使用Embest EduKit-IV實驗平臺附帶的交叉串口線，連接實驗平臺主板上的COM2和PC機的串口（一般PC只有一個串口，如果有多個請自行選擇，筆記本沒有串口設(shè)備的可購買USB轉(zhuǎn)串口適配器擴充）；使用Embest EduKit-IV實驗平臺附帶的電源適配器，連接實驗平臺主板上的電源接口。
2. 串口接收設(shè)置
在PC機上運行windows自帶的超級終端串口通信程序，或者使用實驗平臺附帶光盤內(nèi)設(shè)置好了的超級終端，設(shè)置超級終端：波特率115200、1位停止位、無校驗位、無硬件流控制，或者使用其它串口通信程序。（注：超級終端串口的選擇根據(jù)用戶的PC串口硬件不同，請自行選擇，如果PC機只有一個串口，一般是COM1）
3. 打開實驗例程
1）打開實驗程序
2）運行μVision IDE for ARM軟件
3）默認(rèn)打開的工程在源碼編輯窗口會顯示實驗例程的說明文件readme.txt，詳細(xì)閱讀并理解實驗內(nèi)容。
4）工程提供了兩種運行方式：一是下載到SDRAM中調(diào)試運行，二是固化到Nor Flash中運行。用戶可以在工具欄Select Target下拉框中選擇在RAM中調(diào)試運行還是固化Flash中運行。下面實驗將介紹下載到SDRAM中調(diào)試運行，所以我們在Select Target下拉框中選擇UART_Test IN RAM。
5）接下來開始編譯鏈接工程，在菜單欄“Projiet”選擇“Build target”或者“Rebuild all target files”編譯整個工程。
6編譯完成后，在輸出窗口可以看到編譯提示信息，比如“".\SDRAM\UART_Test.axf" - 0 Error(s), 1 Warning(s).”，如果顯示“0 Error(s)”即表示編譯成功。
7）撥動實驗平臺電源開關(guān)，給實驗平臺上電，單擊菜單欄Debug->Start/Stop Debug Session項將編譯出來的映像文件下載到SDRAM中，或者單擊工具欄“”按鈕來下載。
8）下載完成后，單擊菜單欄Debug->Run項運行程序，或者單擊工具欄“”按鈕來全速運行程序。用戶也可以使用進(jìn)行單步調(diào)試程序。
9）全速運行后，用戶可以在超級終端看到程序運行的信息。
10）用戶可以Stop程序運行，使用μVision IDE for ARM的一些調(diào)試窗口跟蹤查看程序運行的信息。 注：如果在第4）步用戶選擇在Flash中運行，則編譯鏈接成功后，單擊菜單欄Flash->Download項將程序固化到NorFlash中，從實驗平臺的主板拔出JTAG線，給實驗平臺重新上電，程序?qū)⒆詣舆\行。
部分程序圖：
串口通信實驗：
IIS音頻實驗：
六、實習(xí)體會
在嵌入式系統(tǒng)中，除了課本上的基礎(chǔ)知識外，還學(xué)會了軟件編程的基本思路，掌握了液晶屏的使用及其電路設(shè)計方法；掌握有關(guān)音頻處理的基礎(chǔ)知識；掌握液晶顯示文本及圖形的方法與程序設(shè)計。
通過這次設(shè)計，掌握了液晶顯示實驗、μC/OS-II移植、μC/OS-IILCD顯示的工作原理及串口通信實驗的工作過程，學(xué)會了使用仿真軟件Embest EduKit-IV實驗平臺及ULINK2仿真器套件，并學(xué)會通過應(yīng)用軟件仿真來實現(xiàn)各種通信系統(tǒng)的設(shè)計，對以后的學(xué)習(xí)和工作都起到了一定的作用，加強了動手能力和學(xué)業(yè)技能。雖然花了很長時間編寫軟件程序設(shè)計，但這一切還是理論上的。希望學(xué)校能提供機會和條件，讓我們能夠去真正地將理論和實踐相結(jié)合。通過這次程序，感覺自己所掌握的知識是那么的有限，還有許多需要改進(jìn)和不足的地方，同時也幫助了我怎樣學(xué)好這門課程，增加了我對這門學(xué)科的興趣�？傮w來說，這次實習(xí)我受益匪淺。在摸索該如何設(shè)計電路使之實現(xiàn)所需功能的過程中特別有趣，培養(yǎng)了我的設(shè)計思維，增加了實際操作能力。在讓我體會到了設(shè)計電路的艱辛的同時，更讓我體會到成功的喜悅和快樂。通過這次實習(xí)通信系統(tǒng)的設(shè)計，使我更加清楚以后的發(fā)展及學(xué)習(xí)的方向。
最后感謝老師這個學(xué)期的指導(dǎo)和幫助！
七、參考文獻(xiàn)
《ARM9嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)應(yīng)用》熊茂華、楊震倫編著 清華大學(xué)出版社
《ARM9嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)教程》于明編著 電子工業(yè)出版社
《Linux嵌入式系統(tǒng)教程》馬忠梅 北京航空航天大學(xué)出版社
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