嵌入式系統(tǒng)課程報(bào)告

廣東工業(yè)大學(xué)嵌入式系統(tǒng)課程報(bào)告嵌入式系統(tǒng)及基于ARMCORTEX的串口中

斷通信/程序查詢通信學(xué)院：自動(dòng)化學(xué)院專業(yè)：電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化班級(jí)：13電力（1）班姓名：學(xué)號(hào)：56成績(jī)：2021年4月24日目錄1嵌入式系統(tǒng)概念2嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)3嵌入式系統(tǒng)進(jìn)展歷程4經(jīng)常使用的嵌入式處置器及其特點(diǎn)5經(jīng)常使用的嵌入式操作系統(tǒng)及其特點(diǎn)6嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域7基于ARMCORTEX的串口中斷通信/程序查詢通信問(wèn)題描述程序流程程序及其注釋結(jié)果演示8總結(jié)9參考文獻(xiàn)（持續(xù)摘錄所參考文獻(xiàn)的文字不能超過(guò)200字）嵌入式系統(tǒng)的概念嵌入式系統(tǒng)是一種運(yùn)算機(jī)硬件和軟件的結(jié)合，或許該有機(jī)械裝置，用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定功能。在某些特定情形下，嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)大系統(tǒng)或產(chǎn)品的一部份。嵌入式系統(tǒng)特點(diǎn)嵌入式系統(tǒng)屬于運(yùn)算機(jī)系統(tǒng)，但不單獨(dú)以通用運(yùn)算機(jī)的面目顯現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)需要專用工具和特殊方式利用MCU設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)，數(shù)據(jù)與程序空間采納不同存儲(chǔ)介質(zhì)開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)涉及軟件、硬件及應(yīng)用領(lǐng)域的知識(shí)嵌入式系統(tǒng)通常專用于某一特定應(yīng)用領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)一樣要求更高的靠得住性和穩(wěn)固性相當(dāng)多嵌入式系統(tǒng)有實(shí)時(shí)性要求嵌入式系統(tǒng)通常極為關(guān)注本錢(qián)嵌入式系統(tǒng)要求低能耗嵌入式系統(tǒng)比通用運(yùn)算機(jī)生命周期長(zhǎng)嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)進(jìn)展歷程無(wú)操作系統(tǒng)時(shí)期f簡(jiǎn)單操作系統(tǒng)時(shí)期f實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)時(shí)期f面向Internet時(shí)期無(wú)操作系統(tǒng)時(shí)期嵌入式系統(tǒng)最初的應(yīng)用是基于單片機(jī)的，大多以可編程操縱器的形式顯現(xiàn)，具有監(jiān)測(cè)、伺服、設(shè)備指示等功能，通常應(yīng)用于各類工業(yè)操縱和飛機(jī)、導(dǎo)彈等武器裝備中，一樣沒(méi)有操作系統(tǒng)的支持，只能通過(guò)匯編語(yǔ)言對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行直接操縱，運(yùn)行終止后再清除內(nèi)存。這些裝置盡管已經(jīng)初步具有了嵌入式的應(yīng)用特點(diǎn)，但僅僅只是利用8位的CPU芯片來(lái)執(zhí)行一些單線程的程序，因此嚴(yán)格地說(shuō)還談不上〃系統(tǒng)〃的概念。這一時(shí)期嵌入式系統(tǒng)的要緊特點(diǎn)是：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能相對(duì)單一，處置效率較低，存儲(chǔ)容量較小，幾乎沒(méi)有效戶接口。由于這種嵌入式系統(tǒng)利用簡(jiǎn)便、價(jià)錢(qián)低廉，因此曾經(jīng)在工業(yè)操縱領(lǐng)域中取得了超級(jí)普遍的應(yīng)用，但卻無(wú)法知足現(xiàn)今對(duì)執(zhí)行效率、存儲(chǔ)容量都有較高要求的信息家電等場(chǎng)合的需要。.簡(jiǎn)單操作系統(tǒng)時(shí)期20世紀(jì)80年代，隨著微電子工藝水平的提高，IC制造商開(kāi)始把嵌入式應(yīng)用中所需要的微處置器、I/O接口、串行接口和RAM、ROM等部件通通集成到一片VLSI中，制造出面向I/O設(shè)計(jì)的微操縱器，并一舉成為嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域中異軍突起的新秀。與此同時(shí)，嵌入式系統(tǒng)的程序員也開(kāi)始基于一些簡(jiǎn)單的〃操作系統(tǒng)〃開(kāi)發(fā)嵌入式應(yīng)用軟件，大大縮短了開(kāi)發(fā)周期、提高了開(kāi)發(fā)效率。這一時(shí)期嵌入式系統(tǒng)的要緊特點(diǎn)是：顯現(xiàn)了大量高靠得住、低功耗的嵌入式CPU（如PowerPC等），各類簡(jiǎn)單的嵌入式操作系統(tǒng)開(kāi)始顯現(xiàn)并取得迅速進(jìn)展。現(xiàn)在的嵌入式操作系統(tǒng)盡管還比較簡(jiǎn)單，但已經(jīng)初步具有了必然的兼容性和擴(kuò)展性，內(nèi)核精致且效率高，要緊用來(lái)操縱系統(tǒng)負(fù)載和監(jiān)控應(yīng)用程序的運(yùn)行。實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)時(shí)期20世紀(jì)90年代，在散布操縱、柔性制造、數(shù)字化通信和信息家電等龐大需求的牽引下，嵌入式系統(tǒng)進(jìn)一步飛速進(jìn)展，而面向?qū)崟r(shí)信號(hào)處置算法的DSP產(chǎn)品那么向著高速度、高精度、低功耗的方向進(jìn)展。隨著硬件實(shí)時(shí)性要求的提高，嵌入式系統(tǒng)的軟件規(guī)模也不斷擴(kuò)大，慢慢形成了實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)（RTOS），并開(kāi)始成為嵌入式系統(tǒng)的主流。這一時(shí)期嵌入式系統(tǒng)的要緊特點(diǎn)是：操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性取得了專門(mén)大改善，已經(jīng)能夠運(yùn)行在各類不同類型的微處置器上，具有高度的模塊化和擴(kuò)展性?，F(xiàn)在的操作系統(tǒng)已經(jīng)具有了文件和目錄治理、設(shè)備治理、多任務(wù)、網(wǎng)絡(luò)、圖形用戶界面GUI）等功能，并提供了大量的應(yīng)用程序接口（API），從而使得應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)變得加倍簡(jiǎn)單。面向Internet時(shí)期21世紀(jì)無(wú)疑將是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)期，將嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用到各類網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中去的呼聲自然也愈來(lái)愈高。目前大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)還孤立于Internet之外，隨著Internet的進(jìn)一步進(jìn)展，和Internet技術(shù)與信息家電、工業(yè)操縱技術(shù)等的結(jié)合日趨緊密，嵌入式設(shè)備與Internet的結(jié)合才是嵌入式技術(shù)的真正以后。信息時(shí)代和數(shù)字時(shí)代的到來(lái)，為嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展帶來(lái)了巨大的機(jī)遇，同時(shí)也對(duì)嵌入式系統(tǒng)廠商提出了新的挑戰(zhàn)。目前，嵌入式技術(shù)與Internet技術(shù)的結(jié)合正在推動(dòng)著嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的研究和應(yīng)用產(chǎn)生了如下新的顯著變化：新的微處置器層出不窮，嵌入式操作系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)加倍便于移植，能夠在短時(shí)刻內(nèi)支持更多的微處置器。嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)成了一項(xiàng)系統(tǒng)工程，開(kāi)發(fā)廠商不僅要提供嵌入式軟硬件系統(tǒng)本身，同時(shí)還要提供壯大的硬件開(kāi)發(fā)工具和軟件支持包。通用運(yùn)算機(jī)上利用的新技術(shù)、新觀念開(kāi)始慢慢移植到嵌入式系統(tǒng)中，如嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)、移動(dòng)代理、實(shí)時(shí)CORBA等，嵌入式軟件平臺(tái)取得進(jìn)一步完善。各類嵌入式Linux操作系統(tǒng)迅速進(jìn)展，由于具有源代碼開(kāi)放、系統(tǒng)內(nèi)核小、執(zhí)行效率高、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完整等特點(diǎn)，很適合信息家電等嵌入式系統(tǒng)的需要，目前已經(jīng)形成了能與WindowsCE>PalmOS等嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行有力競(jìng)爭(zhēng)的局面。網(wǎng)絡(luò)化、信息化的要求隨著Internet技術(shù)的成熟和帶寬的提高而日趨突出，以往功能單一的設(shè)備如、電話、冰箱、微波爐等功能再也不單一，結(jié)構(gòu)變得加倍復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)成為必然趨勢(shì)。精簡(jiǎn)系統(tǒng)內(nèi)核，優(yōu)化關(guān)鍵算法，降低功耗和軟硬件成本。提供更加友好的多媒體人機(jī)交互界面。經(jīng)常使用的嵌入式處置器及其特點(diǎn)（AdvancedRISCMachines）4.1.1、 體積小、低功耗、低本錢(qián)、高性能；4.1.2、 支持Thumb（16位）/ARM（32位）雙指令集，能專門(mén)好的兼容8位/16位器件；4.1.3、 大量利用寄放器，指令執(zhí)行速度更快；4.1.4、 大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄放器中完成；4.1.5、 尋址方式靈活簡(jiǎn)單，執(zhí)行效率高；4.1.6、 指令長(zhǎng)度固定；MIPS盡可能利用軟件方法幸免流水線中的數(shù)據(jù)有關(guān)問(wèn)題在設(shè)計(jì)理念上強(qiáng)調(diào)軟硬件協(xié)同提高性能，同時(shí)簡(jiǎn)化硬件設(shè)計(jì)具有設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)周期更短PowerPC可伸縮性好、方便靈活是一個(gè)64位標(biāo)準(zhǔn)X86擁有無(wú)可比擬的性能價(jià)錢(qián)比與ARM架構(gòu)的產(chǎn)品相較，嵌入式X86處置器普遍擁有高得多的性能DSP在模擬信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)以后進(jìn)行高速實(shí)時(shí)處置的專用途理器處置速度比最快的CPU還快10?50倍具有兩條內(nèi)部總線：數(shù)據(jù)總線、程序總線取址和讀數(shù)能夠同時(shí)進(jìn)行，目前已達(dá)到90億次浮點(diǎn)運(yùn)算/秒具有獨(dú)立的DMA總線和操縱器使多個(gè)處置器能夠很方便的并行或串行工作以提高處置速度經(jīng)常使用的嵌入式操作系統(tǒng)及其特點(diǎn)嵌入式Linux其源代碼公布，人們能夠任意修改，以知足自己的應(yīng)用，而且查錯(cuò)也很容易。遵從GPL，不必為每例應(yīng)用交納許可證費(fèi)無(wú)需專門(mén)的人材，只要懂Unix/Linux和C語(yǔ)言即可穩(wěn)固，內(nèi)核精悍，運(yùn)行所需資源少支持的硬件數(shù)量龐大Linux體系提供實(shí)時(shí)性能需要添加實(shí)時(shí)軟件模塊代碼錯(cuò)誤可能會(huì)破壞操作系統(tǒng)從而阻礙整個(gè)系統(tǒng)的靠得住性VxWorks有良好的持續(xù)進(jìn)展能力、高性能的內(nèi)核和友好的用戶開(kāi)發(fā)環(huán)境高效的任務(wù)治理靈活的任務(wù)間通信微秒級(jí)的中斷處置支持POSIX1003.1b實(shí)時(shí)擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)；支持多種物理介質(zhì)及標(biāo)準(zhǔn)的、完整的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等由于操作系統(tǒng)本身和開(kāi)發(fā)環(huán)境都是專有的，價(jià)錢(qián)一樣都比較高對(duì)每一個(gè)應(yīng)用一樣還要另外收取版稅一樣不通供源代碼，只提供二進(jìn)制代碼需要專門(mén)的技術(shù)人員把握開(kāi)發(fā)技術(shù)和保護(hù)，因此軟件的開(kāi)發(fā)和保護(hù)本錢(qián)都超級(jí)高支持的硬件數(shù)量有限WindowsCEWindowsCE與Windows系列有較好的兼容性能在多種處置器體系結(jié)構(gòu)上運(yùn)行，而且通常適用于那些對(duì)內(nèi)存占用空間具有必然限制的設(shè)備整體上為有限資源的平臺(tái)設(shè)計(jì)的多線程、完整優(yōu)先權(quán)、多任務(wù)的操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)的大體內(nèi)核需要至少200KB的ROM沒(méi)有開(kāi)放源代碼，使應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員很難實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的定制在效率、功耗方面的表現(xiàn)并非超卓，而且和Windows一樣占用過(guò)的系統(tǒng)內(nèi)存，運(yùn)用程序龐大版權(quán)許可費(fèi)較高uC/OS一II專為嵌入式應(yīng)用設(shè)計(jì)，可用于8位，16位和32位單片機(jī)或數(shù)字信號(hào)處置器（DSP）公布源代碼，容易就能夠把操作系統(tǒng)移植到各個(gè)不同的硬件平臺(tái)上絕大部份源代碼是用C語(yǔ)言寫(xiě)的，便于移植到其他微處置器上有選擇的利用需要的系統(tǒng)效勞，以減少斗所需的存儲(chǔ)空間老是運(yùn)行就緒條件下優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)可治理64個(gè)任務(wù)，任務(wù)的優(yōu)先級(jí)必需是不同的，不支持時(shí)刻片輪轉(zhuǎn)調(diào)度法函數(shù)挪用與效勞的執(zhí)行時(shí)刻具有其可確信性，不依托于任務(wù)的多少具有有效性和靠得住性不像其他實(shí)時(shí)存在系統(tǒng)那樣提供給用戶的只是一些API函數(shù)接口，還有很多工作需要用戶自己去完成Nucleus產(chǎn)品只需一次性購(gòu)買(mǎi)Licenses就能夠夠取得操作系統(tǒng)的源碼，而且免產(chǎn)品版稅程序員不用寫(xiě)板級(jí)支持軟件包BSP對(duì)CPU的支持能力比較強(qiáng)，支持當(dāng)前流行的大多數(shù)RISC.CISC.DSP處置器內(nèi)核超級(jí)小巧，只有4K~20K之間，穩(wěn)固性高除提供功能壯大的內(nèi)核外，還提供種類豐碩的功能模塊除少數(shù)一些特殊情形外，不許諾從外部對(duì)組件內(nèi)的全局進(jìn)行訪問(wèn)OSE內(nèi)核中實(shí)時(shí)性嚴(yán)格的部份都由優(yōu)化的匯編來(lái)實(shí)現(xiàn)，特點(diǎn)是利用信號(hào)量指針，使數(shù)據(jù)處置超級(jí)迅速、快捷真正適合開(kāi)發(fā)復(fù)雜的散布式系統(tǒng)系統(tǒng)支持不中斷實(shí)時(shí)系統(tǒng)，許諾從硬件或軟件錯(cuò)誤中恢復(fù)OSE取得了普遍的認(rèn)證嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域目前已在國(guó)防、國(guó)民經(jīng)濟(jì)及社會(huì)生活各領(lǐng)域普及應(yīng)用，用于企業(yè)、軍隊(duì)、辦公室、實(shí)驗(yàn)室和個(gè)人家庭等各類場(chǎng)所。軍用各類武器操縱（操縱、導(dǎo)彈操縱、智能炸彈制導(dǎo)引爆裝置）、坦克、、等陸?？崭黝愜娪秒娮友b備，雷達(dá)、軍事通信裝備，野戰(zhàn)指揮作戰(zhàn)用各類專用設(shè)備等。我國(guó)各類信息家電產(chǎn)品，如機(jī)、、數(shù)碼相機(jī)、VCD、DVD、、、設(shè)備、洗衣機(jī)、電冰箱、等，普遍采納/及。隨著市場(chǎng)的需求和技術(shù)的進(jìn)展，傳統(tǒng)電話慢慢進(jìn)展成為融合了PDA、電子商務(wù)和娛樂(lè)等特性的智能電話，我國(guó)潛力龐大，進(jìn)展前景看好。工業(yè)操縱各類智能測(cè)量?jī)x表、數(shù)控裝置、、操縱機(jī)、、儀表及操縱系統(tǒng)、、、設(shè)備等，普遍采納/操縱器芯片級(jí)、標(biāo)準(zhǔn)總線的模板級(jí)及系統(tǒng)。Internet的進(jìn)展，產(chǎn)生了大量、、的市場(chǎng)需求，這些設(shè)備中大量利用。其他各類、POS系統(tǒng)、、閱讀機(jī)、商用終端、銀行、、取款機(jī)、、自動(dòng)效勞終端、、各類銀行專業(yè)和各類醫(yī)療，無(wú)一不用到?；贏RMCORTEX的串口中斷通信/程序查詢通信問(wèn)題描述基于ARMCORTEX的串口中斷與通信，編寫(xiě)c語(yǔ)言程序進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，了解入日沖CORTEX的串口中斷與通信的原理與進(jìn)程。程序流程先中斷通信，然后取消中斷，正常通信程序及其注釋〃*********************************************〃功能：的UART0演示〃內(nèi)容：PC以9600的波特率向發(fā)送一個(gè)字符//再返回該字符#include<>#defineFosc//#defineFcclkFosc*5//系統(tǒng)頻率#defineFpclkFcclk/4//PCLK#defineUART_bps9600//波特率#defineu8unsigned〃以下是voiduart_ini(void);u8get_(void);voidput_(u8);voidput_string(u8*);intmain()(u8zifu;uart_ini();//UART初始化put_string("Pleaseinputachar:");//輸出字符串while(1)(zifu=get_char();//接收一個(gè)字符put_string("\nYouhavesent:");}//UART初始化voiduart_ini()(unsignedshortFdiv;APBDIV=0;//Fpclk=Fcclk/4PINSEL0=0x05;〃選擇和為T(mén)XD0和RXD0U0LCR=0x80;〃除數(shù)鎖存訪問(wèn)位打開(kāi)Fdiv=(Fpclk/16)/UART_bps;//波特率bps=(Fpclk/16)/(U0DLM:U0DLL),計(jì)算(U0DLM:U0DLL)U0DLM=Fdiv/256;//U0DLM放除數(shù)高八位U0DLL=Fdiv%256;//U0DLL放除數(shù)低八位U0LCR=0x03;〃關(guān)閉除數(shù)鎖存訪問(wèn)位(這時(shí)RBR,THR處于可尋址狀態(tài))，并設(shè)定一個(gè)字符的位寬為8位}//接收一個(gè)字符while((U0LSR&0x01)==0);//等待接收完成return(U0RBR);//返回接收的字符}〃發(fā)送一個(gè)字符voidput_char(u8byte)(U0THR=byte;//發(fā)送一個(gè)字符while((U0LSR&0x40)==0);//等待發(fā)送完畢}〃發(fā)送字符串voidput_string(u8*p)(for(;*p!='\0';p++)//如果不是結(jié)束符，就發(fā)送put_char(*p);}//**********************************************************結(jié)果演示串口中斷通信是信號(hào)到中斷處便停止了，取消中斷后，信息正常發(fā)送?？偨Y(jié)嵌入式系統(tǒng)這門(mén)課程介紹了嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)和教誨咱們?cè)趺磳W(xué)習(xí)這門(mén)課程。這門(mén)課程還教咱們從簡(jiǎn)單的樣例程序和