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嵌入式系統實(shí)習報告
一、嵌入式系統開(kāi)發(fā)與應用概述
在今日，嵌入式ARM 技術(shù)已經(jīng)成為了一門(mén)比較熱門(mén)的學(xué)科，無(wú)論是在電子類(lèi)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，那么實(shí)際上你已經(jīng)落下時(shí)代腳步了，ARM 嵌入式技術(shù)正以幾何的倍數高速發(fā)展，它幾乎滲透到了幾乎你所想到的領(lǐng)域。本章節就是將你領(lǐng)入ARM 的學(xué)習大門(mén)，開(kāi)始嵌入式開(kāi)發(fā)之旅。以嵌入式計算機為技術(shù)核心的嵌入式系統是繼網(wǎng)絡(luò )技術(shù)之后，又一個(gè)IT領(lǐng)域新的技術(shù)發(fā)展方向。由于嵌入式系統具有體積小、性能強、功耗低、可靠性高以及面向行業(yè)具體應用等突出特征， 目前已經(jīng)廣泛地應用于軍事國防、消費電子、信息家電、網(wǎng)絡(luò )通信、工業(yè)控制等各個(gè)領(lǐng)域。嵌入式的廣泛應用可以說(shuō)是無(wú)所不在。
嵌入式微處理器技術(shù)的基礎是通用計算機技術(shù)�，F在許多嵌入式處理器也是從早期的PC 機的應用發(fā)展演化過(guò)來(lái)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 端的嵌入式應用。在應用中，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(diǎn)。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(shí)際的嵌入式應用中，芯片選擇時(shí)往往以某一種微處理器內核為核心，在芯片內部集成必要的ROM/EPROM/Flash/EEPROM、SRAM、接口總線(xiàn)及總線(xiàn)控制邏輯、定時(shí)/計數器、WatchDog、I/O、串行口、脈寬調制輸出、A/D、D/A 等各種必要的功能和外設。
二、實(shí)習設備
硬件：Embest EduKit-IV實(shí)驗平臺、ULINK2仿真器套件、PC機
軟件：μVision IDE for ARM集成開(kāi)發(fā)環(huán)境、Windows 98/2000/NT/XP
三、實(shí)習目的
1.初步掌握液晶屏的使用及其電路設計方法;掌握S3C2410X處理器的LCD控制器的使用;掌握通過(guò)任務(wù)調用的方法把液晶顯示函數添加到uC/OS-II中;通過(guò)實(shí)驗掌握液晶顯示文本及圖形的方法與程序設計。
2.了解S3C2410X處理器UART相關(guān)控制寄存器的使用; 熟悉ARM處理器系統硬件電路中UART接口的設計方法：掌握ARM處理器串行通信的軟件編程方法。
3.掌握有關(guān)音頻處理的基礎知識;通過(guò)實(shí)驗了解IIS音頻接口的工作原理;通過(guò)實(shí)驗掌握對處理器S3C2410X中IIS模塊電路的控制方法;通過(guò)實(shí)驗掌握對常用IIS接口音頻芯片的控制方法。
4.了解μC/OS-II移植條件和內核基本結構;掌握將μC/OS-II內核移植到ARM9處理器上的方法和步驟。
四、實(shí)習要求
通過(guò)對μC/OS-II移植實(shí)驗、μC/OS-II LCD顯示實(shí)驗、串口通信實(shí)驗、IIS音頻實(shí)驗、液晶顯示實(shí)驗的學(xué)習，并將各部分內容合并，最終得出實(shí)習結果，實(shí)習要求在鍵盤(pán)上輸入學(xué)號，在液晶顯示屏上顯示相應的學(xué)生信息。學(xué)生信息包括顯示每個(gè)人的照片和姓名系別等，并用鍵控設置學(xué)生輸出的順序，輸入學(xué)號就顯示那個(gè)學(xué)生的信息，然后過(guò)一段時(shí)間就順序循環(huán)播放。
移植μC/OS-II內核到ARM處理器S3C2410,在IDE中觀(guān)察其運行狀況編寫(xiě)S3C2410X處理器的串口通信程序;監視串行口UART1動(dòng)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(guò)使用Embest EduKit-IV實(shí)驗板的彩色液晶屏(800*480)進(jìn)行電路設計，掌握液晶屏作為人機接口界面的設計方法，并編寫(xiě)任務(wù)函數在uC/OS-II系統中實(shí)現位圖顯示。在uC/OS-II中建立五個(gè)任務(wù)Tast1和Tast2，其中Tast1順序熄滅四個(gè)LED，延遲一會(huì )在順序點(diǎn)亮四個(gè)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(lè )。過(guò)使用Embest EduKit-III實(shí)驗板的256 色彩色液晶屏(320x240)進(jìn)行電路設計，掌握液晶屏作為人機接口界面的設計方法，并編寫(xiě)程序實(shí)現：畫(huà)出多個(gè)矩形框;顯示ASCII字符;顯示漢字字符;顯示彩色位圖。
五、實(shí)習步驟
1. 準備實(shí)驗環(huán)境
使用ULINK2仿真器連接Embest EduKit-IV實(shí)驗平臺的主板JTAG接口;使用Embest EduKit-IV實(shí)驗平臺附帶的交叉串口線(xiàn)，連接實(shí)驗平臺主板上的COM2和PC機的串口(一般PC只有一個(gè)串口，如果有多個(gè)請自行選擇，筆記本沒(méi)有串口設備的可購買(mǎi)USB轉串口適配器擴充);使用Embest EduKit-IV實(shí)驗平臺附帶的電源適配器，連接實(shí)驗平臺主板上的電源接口。
2. 串口接收設置
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(shí)驗平臺附帶光盤(pán)內設置好了的超級終端，設置超級終端：波特率115200、1位停止位、無(wú)校驗位、無(wú)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用戶(hù)的PC串口硬件不同，請自行選擇，如果PC機只有一個(gè)串口，一般是COM1)
3. 打開(kāi)實(shí)驗例程
1)打開(kāi)實(shí)驗程序
2)運行μVision IDE for ARM軟件
3)默認打開(kāi)的工程在源碼編輯窗口會(huì )顯示實(shí)驗例程的說(shuō)明文件readme.txt，詳細閱讀并理解實(shí)驗內容。
4)工程提供了兩種運行方式：一是下載到SDRAM中調試運行，二是固化到Nor Flash中運行。用戶(hù)可以在工具欄Select Target下拉框中選擇在RAM中調試運行還是固化Flash中運行。下面實(shí)驗將介紹下載到SDRAM中調試運行，所以我們在Select Target下拉框中選擇UART_Test IN RAM。
5)接下來(lái)開(kāi)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(gè)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“".SDRAMUART_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(dòng)實(shí)驗平臺電源開(kāi)關(guān)，給實(shí)驗平臺上電，單擊菜單欄Debug->Start/Stop Debug Session項將編譯出來(lái)的映像文件下載到SDRAM中，或者單擊工具欄“”按鈕來(lái)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(lái)全速運行程序。用戶(hù)也可以使用進(jìn)行單步調試程序。
9)全速運行后，用戶(hù)可以在超級終端看到程序運行的信息。
10)用戶(hù)可以Stop程序運行，使用μVision IDE for ARM的一些調試窗口跟蹤查看程序運行的信息。 注：如果在第4)步用戶(hù)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(shí)驗平臺的主板拔出JTAG線(xiàn)，給實(shí)驗平臺重新上電，程序將自動(dòng)運行。
部分程序圖：
串口通信實(shí)驗：
IIS音頻實(shí)驗：
六、實(shí)習體會(huì )
在嵌入式系統中，除了課本上的基礎知識外，還學(xué)會(huì )了軟件編程的基本思路，掌握了液晶屏的使用及其電路設計方法;掌握有關(guān)音頻處理的基礎知識;掌握液晶顯示文本及圖形的方法與程序設計。
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