嵌入式實(shí)驗(yàn)報(bào)告計(jì)算機(jī)專業(yè)類課程

計(jì)算機(jī)專業(yè)類課程試驗(yàn)匯報(bào)日期：

電子科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、試驗(yàn)室名稱：計(jì)算機(jī)學(xué)院軟件試驗(yàn)室二、試驗(yàn)項(xiàng)目名稱：試驗(yàn)系統(tǒng)介紹及入門匯編程序?qū)崿F(xiàn)stycopy復(fù)制學(xué)號(hào)三、試驗(yàn)課時(shí)：4課時(shí)四、試驗(yàn)原理NUC951開發(fā)板介紹：NUC951開發(fā)板MCU為基于ARM企業(yè)ARM926EJS關(guān)鍵32位低功耗RISC處理器，帶MMU，提供8K-byte指令Cache和8K-byte數(shù)據(jù)Cache，內(nèi)置10/100M以太網(wǎng)控制器。NUC951開發(fā)板外觀如圖所表示。ADS1.2集成開發(fā)環(huán)境介紹：ADS是ARM企業(yè)集成開發(fā)環(huán)境軟件，他前身是SDT，SDT是ARM企業(yè)曾經(jīng)開發(fā)環(huán)境軟件，現(xiàn)在SDT早已經(jīng)不再升級(jí)。ADS包含了四個(gè)模塊分別是：SIMULATOR；C編譯器；實(shí)時(shí)調(diào)試器；應(yīng)用函數(shù)庫。ADS編譯器調(diào)試器較SDT都有了非常大改觀，ADS1.2提供完整WINDOWS界面開發(fā)環(huán)境。C編譯器效率極高，支持c以及c++，使工程師能夠很方便使用C語言進(jìn)行開發(fā)。提供軟件模擬仿真功效，使沒有Emulators學(xué)習(xí)者也能夠熟悉ARM指令系統(tǒng)。ADS1.2提供強(qiáng)大實(shí)時(shí)調(diào)試跟蹤功效,片內(nèi)運(yùn)行情況盡在掌握。ADS1.2需要硬件支持才能發(fā)揮強(qiáng)大功效。ADS由命令行開發(fā)工具，ARM實(shí)時(shí)庫，GUI開發(fā)環(huán)境(CodeWarrior和AXD),適用程序和支持軟件組成。有了這些部件，用戶就能夠?yàn)锳RM系列RISC處理器編寫和調(diào)試自己開發(fā)應(yīng)用程序了。uC/OS-II介紹：uC/OS-II是一個(gè)搶占式實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核。uC/OSuC/OSuC/OS-II是用ANSIANSIANSIC語言編寫，語言編寫，包含一小部分匯編語言代碼，使之能夠提供給不一樣架構(gòu)微處理器用。至今從8位到64位，uC/OSuC/OSuC/OS-II已經(jīng)在40多個(gè)不一樣架構(gòu)微處理器上使用。在各個(gè)領(lǐng)域中使用uC/OSuC/OSuC/OS-II，這些領(lǐng)域包含：攝影機(jī)行業(yè)、航空醫(yī)療器械、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備自動(dòng)提款機(jī)以及工業(yè)人等。uC/OSuC/OSuC/OS-II全部以源代碼方式提供給讀者，大約有550055005500行。CPU相關(guān)部分使用相關(guān)部分使用是針對(duì)ARMCortexARMCortexARMCortexARMCortexARMCortex-M0關(guān)鍵代碼。即使關(guān)鍵代碼。即使uC/OSuC/OSuC/OSuC/OS-II能夠在PC機(jī)上開發(fā)和測(cè)試，不過能夠很輕易地移植到不一樣架構(gòu)嵌入式微處理器上。五、試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)1.經(jīng)過此試驗(yàn)系統(tǒng)，讀者能夠了解嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)uC/OS-II內(nèi)核機(jī)制和運(yùn)行原理。本試驗(yàn)系統(tǒng)展示了uC/OS-II各方面管理功效，包含信號(hào)量、隊(duì)列、內(nèi)存、時(shí)鐘等。在各個(gè)試驗(yàn)中詳細(xì)介紹了uC/OS-II相關(guān)函數(shù)。讀者在做試驗(yàn)同時(shí)能夠結(jié)合理論知識(shí)加以分析，了解各個(gè)函數(shù)作用和嵌入式應(yīng)用程序設(shè)計(jì)方法，最終對(duì)整個(gè)uC/OS-II和嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用有較為清楚認(rèn)識(shí)。掌握嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境建立過程；初步掌握嵌入式程序編譯和調(diào)試過程。2.編寫一個(gè)完整匯編函數(shù)，實(shí)現(xiàn)strcopy復(fù)制學(xué)號(hào)，并在以上搭成環(huán)境上運(yùn)行，達(dá)成現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用目標(biāo)。六、試驗(yàn)內(nèi)容將嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境搭建起來，并運(yùn)行試驗(yàn)提供用例程序；編寫一個(gè)完整匯編函數(shù)，實(shí)現(xiàn)strcopy復(fù)制學(xué)號(hào)，并在以上搭成環(huán)境上運(yùn)行。七、試驗(yàn)器材（設(shè)備、元器件）NUC951開發(fā)板、ADS1.2、J-Link調(diào)試器、BSP、PC一臺(tái)八、試驗(yàn)步驟ADS工程建立：在CodeWarrior工具欄"File"菜單中選擇"New"菜單。這么就會(huì)打開一個(gè)對(duì)話框，如圖所表示。選擇默認(rèn)標(biāo)簽project下第一個(gè)選項(xiàng)ARMExecutableImage，在Projectname中填寫工程名稱，Location中填寫工程保留路徑，點(diǎn)擊“確定”即可創(chuàng)建對(duì)應(yīng)工程。創(chuàng)建工程文件完成后，會(huì)在CodeWarrior窗口中打開創(chuàng)建工程*.mcp，有三個(gè)標(biāo)簽，默認(rèn)第一個(gè)標(biāo)簽file，如圖所表示。單擊工具欄NewTextFile按鈕，能夠新建文件，編寫試驗(yàn)代碼，如圖。試驗(yàn)代碼編輯完成后，選擇File-Save或者單擊工具欄上圖標(biāo)保留為指定格式，如圖。此時(shí)在*.mcp窗口中點(diǎn)擊右鍵，選擇AddFiles?選項(xiàng)，在彈出框中選擇保留程序文件，然后單擊確定添加，在彈出對(duì)話框中勾選DebugRel選項(xiàng)，如圖所表示。配置、編譯和鏈接工程：在進(jìn)行編譯和鏈接前，首先進(jìn)行生成目標(biāo)配置。選擇Edit\DebugRelSettings命令或直接單擊工具欄上DebugRelSettings圖標(biāo)，彈出DebugRelSettings窗口，能夠?qū)ι赡繕?biāo)文件進(jìn)行配置，如圖所表示。TargetSetting選項(xiàng)：在這個(gè)選項(xiàng)中，我們僅需要將Post-Linker選項(xiàng)設(shè)置為ARMfromELF。選擇在鏈接完成后，還要對(duì)輸出文件進(jìn)行操作。通常情況下，希望生成一個(gè)能夠燒寫到Flash中去二進(jìn)制代碼（bin文件），所以在這里選擇ARMfromELF，表示在鏈接生成映像文件后，再調(diào)用FromELF命令將含有調(diào)試信息ELF格式映像文件轉(zhuǎn)換成包含但不限于plainbinary(BIN格式映像文件)格式文件。LanguageSettings選項(xiàng)：在本工程源代碼中，使用到了ARM匯編語言和C語言，而這些源代碼在編譯過程中，都必須與對(duì)應(yīng)處理器型號(hào)對(duì)應(yīng)。所以，需要將ARMAssembler和ARMCCompiler這兩個(gè)選項(xiàng)中Target下ArchitecutreorProcessor選擇為ARM926EJS。其余保持為默認(rèn)值即可。Linker選項(xiàng)：在TargetSettingPanels列表框中選擇Linker選項(xiàng)，再選擇其下ARMLinker,即可得到連接器設(shè)置選項(xiàng)對(duì)話框。如圖1-17所表示，該對(duì)話框中選項(xiàng)較多，而且對(duì)最終生成目標(biāo)文件有直接影響。選擇Simple模式，ROBase默認(rèn)值為0x8000，采取默認(rèn)設(shè)置。R0Base地址是開發(fā)板上SDRAM真實(shí)地址，是由系統(tǒng)硬件決定。在Options選項(xiàng)卡中，需要注意是Imageentrypoint文本框，它指定了映像文件初始入口點(diǎn)地址值，當(dāng)映像文件被加載程序加載時(shí)，加載程序會(huì)跳轉(zhuǎn)到該地址處開始執(zhí)行。這里填入值與ROBase中地址值相同0x8000。ARMfromELF選項(xiàng)：在該對(duì)話框中，我們能夠指定經(jīng)過ARMfromELF工具將.AXF文件轉(zhuǎn)化為那種格式文件，以及轉(zhuǎn)化后得到文件名稱及保留路徑。在outputformat下拉列表框中，我們使用默認(rèn)值Plainbinary，表示生成二進(jìn)制格式可執(zhí)行文件；在Outputfilename文本框中，我們能夠重新指定生成二進(jìn)制文件名稱及保留路徑，假如不填寫，表示默認(rèn)生成在工程路徑下..\*_Data\DebugRel中。到此，工程文件設(shè)置完成，點(diǎn)擊OK保留設(shè)置。接下來單擊Project下make即可完成對(duì)工程編譯和鏈接，如圖所表示。在工程Demo所在目錄下，會(huì)生成一個(gè)名為Demo_data目錄，在這個(gè)目錄下不一樣類別目標(biāo)對(duì)應(yīng)不一樣目錄。在本例中因?yàn)槲覀兪褂檬荄ebugRel目標(biāo)，所以生成最終文件都應(yīng)該在該目錄下。進(jìn)入到DebugRel目錄中去，讀者會(huì)看到編譯鏈接后生成映像文件和二進(jìn)制文件，映像文件用于調(diào)試，二進(jìn)制文件能夠直接燒寫到FLASH中運(yùn)行。調(diào)試運(yùn)行工程：將J-Link調(diào)試器一端經(jīng)過USB線連接到PC，另一端連接到NUC951開發(fā)板JTAG口。在CodeWarrior工程窗口中單擊debug按鈕開啟AXD進(jìn)行調(diào)試，如圖所表示。（注意：因?yàn)閃in7系統(tǒng)兼容性問題，可能會(huì)報(bào)錯(cuò)誤“errorstartingexternalprocess,Processerrorcode87(0x57)”（參數(shù)錯(cuò)誤），此時(shí)需要設(shè)置ADS兼容模式）首次使用AXD+J-LINK調(diào)試時(shí)，需要對(duì)AXD進(jìn)行以下配置。單擊AXD窗口Options-ConfigureTarget選項(xiàng)，彈出一個(gè)TargetEnvironment選項(xiàng)窗口。這個(gè)窗口中有幾個(gè)系統(tǒng)加載選項(xiàng)，如圖所表示。單擊右上角Add按鈕，在彈出對(duì)話框中選擇J-Link驅(qū)動(dòng)安裝文件夾下JLinkRDI.dll文件，在默認(rèn)安裝路徑情況下，JLinkRDI.dll文件在C:\ProgramFiles\SEGGER\JLinkARM_V434文件夾。此時(shí)單擊右側(cè)Configure按鈕，在彈出對(duì)話框中選擇CPU標(biāo)簽進(jìn)行配置，其余標(biāo)簽選擇默認(rèn)配置。CPU標(biāo)簽配置如圖所表示。配置完成后，即可在AXD環(huán)境下進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。調(diào)試時(shí)，能夠單擊上對(duì)應(yīng)按鈕選擇單步運(yùn)行、設(shè)置斷點(diǎn)等操作。而且能夠經(jīng)過存放器窗口和內(nèi)存窗口查看對(duì)應(yīng)存放器值和內(nèi)存值。九、試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析試驗(yàn)提供實(shí)例運(yùn)行部分截圖：實(shí)現(xiàn)strcopy復(fù)制學(xué)號(hào)匯編程序：AREASCopy,CODE,READONLY EXPORTSTART ENTRYSTART LDRr0,=str LDRr1,=str1strcopy LDRBr2,[r1],#1 STRBr2,[r0],#1 CMPr3,#0 BNEstrcopy MOVpc,lr END strDCB"" str1DCB"0"下面是程序運(yùn)行截圖：學(xué)號(hào)能夠在ASCII碼中很直觀看出來，依照存放器r1地址，也能夠查出來學(xué)號(hào)對(duì)應(yīng)八進(jìn)制表示。十、試驗(yàn)結(jié)論經(jīng)過幾個(gè)實(shí)例程序和自己寫strcopy程序，發(fā)覺ADS集成開發(fā)環(huán)境加上NUC951開發(fā)板硬件支持，能夠提供強(qiáng)大實(shí)時(shí)調(diào)試跟蹤功效，能夠很清楚看出片內(nèi)存放器等運(yùn)行情況，做到了很真實(shí)地模擬仿真。十一、總結(jié)及心得體會(huì)了解了嵌入式軟件開發(fā)環(huán)境建立過程；初步掌握了嵌入式程序編譯和調(diào)試過；對(duì)整個(gè)uC/OSuC/OSuC/OS-II和嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用有了初步認(rèn)識(shí)。對(duì)于strcopy復(fù)制學(xué)號(hào)試驗(yàn)，觀察存放器地址改變時(shí)要仔細(xì)點(diǎn)，最好使用單步調(diào)試，一步步觀察。十二、對(duì)本試驗(yàn)過程及方法、伎倆改進(jìn)提議Strcopy復(fù)制學(xué)號(hào)試驗(yàn)不夠通?；?，只能針對(duì)這個(gè)試驗(yàn)，而且試驗(yàn)結(jié)果不易發(fā)覺，代碼需要做深入優(yōu)化。匯報(bào)評(píng)分：指導(dǎo)教師簽字：電子科技大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生姓名：宋林銳學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：丁旭陽試驗(yàn)地點(diǎn)：主樓A2-412試驗(yàn)時(shí)間：.5.10一、試驗(yàn)室名稱：計(jì)算機(jī)學(xué)院軟件試驗(yàn)室二、試驗(yàn)項(xiàng)目名稱：UART串口通訊試驗(yàn)三、試驗(yàn)課時(shí)：4課時(shí)四、試驗(yàn)原理UARTUARTUART英文全稱為UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter，即通用異，即通用異步收發(fā)傳輸器，是一個(gè)通用串行數(shù)據(jù)總線，簡稱串口，用于異步通信。該總線雙向通信，能夠?qū)崿F(xiàn)全雙工傳輸和接收。在嵌入式設(shè)計(jì)中，UART用來主機(jī)與輔助設(shè)備通信，如汽車音響與外接AP之間通信，與PC機(jī)通信包含與監(jiān)控調(diào)試器和其余器件，如EEPROM通信。串口通信概念非常簡單，串口按照位bit發(fā)送和接收字節(jié)，經(jīng)管比按字節(jié)并行通信慢，不過串口能夠在使用一根發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)用另一根線接收數(shù)據(jù)。他很簡單而且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。比如IEEE4888定義并行通行狀態(tài)時(shí)，要求設(shè)備線總長不得超出20米，而且任意兩個(gè)設(shè)備間長度不得超出2米，而對(duì)于串口而言，長度可達(dá)1200米。經(jīng)典地，串口用于ASCII碼字符傳輸。通信使用3根線完成：(1)地線，（2）發(fā)送，（3）接收。因?yàn)榇谕ㄐ攀钱惒?，端口能夠在一根線上發(fā)送數(shù)據(jù)同時(shí)在另一根線上接收數(shù)據(jù)。其余線用于握手，不過不是必須。串口通信最主要參數(shù)是波特率、數(shù)據(jù)位、停頓位和奇偶校驗(yàn)位。五、試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)能夠在開發(fā)板上一個(gè)無操作系統(tǒng)簡單程序；握基于輪詢模式串口通訊程序編寫；六、試驗(yàn)內(nèi)容本試驗(yàn)經(jīng)過使用試驗(yàn)系統(tǒng)提供串口操作函數(shù)，完成初始化、數(shù)據(jù)發(fā)送以及接收完整通信過程。經(jīng)過將目標(biāo)機(jī)串口與開發(fā)宿主機(jī)串口進(jìn)行連接，修改目標(biāo)機(jī)端串口驅(qū)動(dòng)軟件所使用參數(shù)，主機(jī)端完成串口通信參數(shù)設(shè)置，就能夠?qū)崿F(xiàn)二者串口通信過程，了解和掌握參數(shù)含義及設(shè)置方法，以深入掌握串口初始化函數(shù)編寫。串口數(shù)據(jù)發(fā)送和接收可主要采取兩種方式：輪詢或中止。在輪循工作方式下，設(shè)備操基本步驟如：1）查詢?cè)O(shè)備接口狀態(tài)存放器；2）依照數(shù)接收或發(fā)送要求，檢驗(yàn)狀態(tài)存放器中對(duì)應(yīng)標(biāo)識(shí)是否滿足數(shù)據(jù)傳輸條件；3）假如狀態(tài)標(biāo)識(shí)不滿足工作條件，回到第1）步繼續(xù)查詢；4）假如狀態(tài)標(biāo)識(shí)滿足工作條件，則由處理器從設(shè)備接口數(shù)據(jù)存放器讀數(shù)據(jù)或?qū)憯?shù)據(jù)，完成單次數(shù)據(jù)接收或發(fā)送，并將對(duì)應(yīng)狀態(tài)標(biāo)識(shí)去除，以準(zhǔn)備好下一次傳輸；5）判斷是否滿足傳輸結(jié)束條件，假如滿足則退出，假如不滿足則回到第1步進(jìn)行下一次數(shù)據(jù)傳輸。七、試驗(yàn)器材（設(shè)備、元器件）NUC951開發(fā)板、ADS1.2、J-Link調(diào)試器、BSP、PC一臺(tái)八、試驗(yàn)步驟調(diào)試運(yùn)行及觀察存放器：按照本試驗(yàn)手冊(cè)第一部分所描述方法建立應(yīng)用項(xiàng)目并完成編譯。打開PC超級(jí)終端或者SecureCRT程序，將波特率設(shè)置為115200，連接到對(duì)應(yīng)com口。將開發(fā)板經(jīng)過調(diào)試器與PC連接，單擊Run按鈕經(jīng)過調(diào)試器運(yùn)行程序?；蛘邔⒕幾g好bin文件經(jīng)過文件經(jīng)過USB下載到開發(fā)板運(yùn)行。詳細(xì)過程以下，將開發(fā)板上JP1JP1跳線帽設(shè)置為跳線帽設(shè)置為H，JP2JP2跳線帽設(shè)置為L，即選擇USBISP模式，然后將開發(fā)板miniusb口連接到口連接到PC，將UART0經(jīng)過串口線連接到PC。打開PC超級(jí)終端或者SecureCRT程序，將波特率設(shè)置為115200，連接到對(duì)應(yīng)com口。運(yùn)行turbowriter.exe，點(diǎn)擊窗口右上角Re-Connect按鈕，將開發(fā)板與PC連接，連接成功會(huì)在Re-Connect按鈕左邊窗口中顯示：：Connected。單擊。單擊Choosefile右側(cè)Browse按鈕，選擇編譯生成二進(jìn)制bin文件，默認(rèn)路徑為…Experiment5\Experiment5_Data\DebugRel\Experiment5.bin。Option選項(xiàng)中擇Downloadandrun選項(xiàng)。配置完成后，選項(xiàng)。配置完成后，turbowriter.exe窗口如圖所表示。此時(shí)單擊Download按鈕，turbowriter.exe程序會(huì)自動(dòng)將編譯連接好bin文件下載到開發(fā)板上運(yùn)行，下載過程中因?yàn)榘姹炯嫒輪栴}可能會(huì)彈出Ackerror!錯(cuò)誤，能夠忽略不論。Download完成后，程序開始運(yùn)行。開始運(yùn)行時(shí)，在串口輸出字符提醒能夠輸入20個(gè)字符保留在內(nèi)存，輸入完成后會(huì)提醒按“Enter”輸出保留在內(nèi)存中字符。運(yùn)行結(jié)果經(jīng)過串口顯示結(jié)果，如圖所表示。九、試驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析UART串口程序：#include<stdio.h>#include<string.h>#include”wblib.h”#include”nuc900-uart.h”#defineuartprintfsysprintf#defineuartgetcharsysGetChar#defineSIZE20//設(shè)置接收字符數(shù)量StaticUINT8RX-Testt[500];StaticUART-Tparam;INTmain(VOID){Intrectal,ch;/*configureUART*/Param.uFreq=15000000;Param.uBaudRate=115200;Param.ucUartNo=0;Param.ucDataBits=DATA_BITS_8;Param.ucStopBits=STOP_BITS_1;Param.ucParity=PARITY_NONE;param.ucRxTriggerLevel=LEVEL_1_BYTE;retval=uartOpen(¶m);if(rectal!=0){Uartprintf(“OpenUARTerror!\n”);Return0;}/*setTXpollmode*/Retval=uartloctl(0,UART_IOC_SETTXMODE,UARTPOLLMODE,0);if(retval!=0){Uartprintf(“SetTXpollmodefail!\n”);Return0;}/*setRXpollmode*/Retval=uartloctl(0,UART_IOC_SETRXMODE,UARTPOLLMODE,0);If(retval!=0){Uartprintf(“SetTXpollmodefail!\n”);Return0;}While(1){/*RXtest*/Uartprintf(“\nPressAnykeystarttoRX