嵌入式实验指导书解析.docx
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嵌入式实验指导书解析
嵌入式实验
指导书
2016.5
嵌入式实验是学习嵌入式系统原理及应用课程的一个重要环节。
通过实验加深嵌入式系统原理的认识，训练学生嵌入式系统应用及开发的基本技能，培养学生合理选择嵌入式处理器和接口芯片、正确设计嵌入式系统的接口电路、学会程序调试的基本方法以及解决实验中所遇到问题的能力，同时，培养学生理论联系实际、严谨认真的科学态度和良好的工作作风。
实验一搭建嵌入式开发环境实验4
实验二编译下载ubootkernelyaffs218
实验三GPIO模块驱动程序及测试23
实验四编写串口通信程序27
实验一搭建嵌入式开发环境实验
一、实验目的
1、掌握嵌入式开发环境的搭建
2、掌握嵌入式开发常用工具的使用
3、掌握嵌入式交叉编译环境的搭建
二、实验内容及原理
1.vmware虚拟机的安装及配置
2.ubuntu操作系统的安装及配置
3.windows环境中常用工具的安装及使用
三、实验步骤
（一）、vmware虚拟机的安装及配置
1）打开VMware-8.0.2-591240.exe安装程序。
2）之后操作按图进行。
3）安装完成后打开刚安装的VMware程序。
4）虚拟机使用固定IP地址的网络方式
默认情况下，虚拟机安装完成后与宿主机共享一个IP地址，没有属于自己的IP，这里首先需要设置虚拟机的网络联系方式为桥接方式。
单击VM菜单下面的Settings项，弹出虚拟机设置对话框，如下图：
选择Bridged连接，确定即可。
（二）、ubuntu的安装及配置
1）安装Ubuntu
首先准备一张Ubuntu12.04的安装光盘。
将光盘插入光驱，在PC的bios中把PC启动方式设置为光驱启动，启动PC。
启动PC后，安装盘会提示选择安装语言种类。
使用PC键盘的方向键选择在安装过程中显示的语言，在这里我们选择English>>点击“InstallUbuntu”按钮。
选择“ErasediskandinstallUbuntu”>>点击“Continue”按钮
硬盘空间以及挂载点的分配。
这里选择默认。
也可根据个人需要来进行设置.单击“InstallNow”
选择键盘布局，默认即可，单击“Continue”
选择所在地,上海,Continue
输入系统用户名和密码，这里输入的用户名:
forlinx,密码:
123456仅作为事例.点击“Continue”按钮,系统会完成安装。
2）Ubuntu12.04root用户登录设置
ubuntu12.04默认是不允许root登录的，在登录窗口只能看到普通用户和访客登录。
以普通身份登陆Ubuntu后我们需要做一些修改。
普通用户登录后，修改系统配置文件需要切换到超级用户模式，在终端窗口里面输入命令后回车:
#sudo-s
然后输入安装Ubuntu12.04时设置的系统密码，即可进入root用户权限模式。
在终端窗口中执行
#gedit/etc/lightdm/lightdm.conf
步骤4：
在文本全部内容删除并粘贴以下七行内容：
[SeatDefaults]
allow-guest=false
autologin-user=root
autologin-user-timeout=0
autologin-session=lightdm-autologin
user-session=ubuntu
greeter-session=unity-greeter
然后我们启动root帐号：
#sudopasswdroot
根据提示输入root帐号密码。
（注意：
Linux中输入密码无符号显示）
重启ubuntu，不需要手动输入root用户名密码，系统会自动进入root用户。
3）设置Ubuntu网络参数
因为每个PC的网络环境不一定一样，所以需要您根据自己的实际情况来设置Ubuntu的网络，如果设置不成功，可以去Ubuntu的官方论坛上咨询。
本手册PCLinux网络的设置方法，仅供参考。
启动Ubuntu，root用户登陆系统，单击桌面最右上端的按钮，弹出如下选项：
选择SystemSettings，双击Network进入网络设置项：
单击Options按钮
选择IPV4设置，输入您的IP地址、子网掩码、网关、DNS，点击Save...，网络设置成功。
测试一下，笔者的宿主机IP为192.168.0.30，用虚拟机来ping宿主机:
4）安装tftp服务器
检查Linux服务器是否已经安装TFTP服务器，在控制台执行以下命令检查：
Host#whichtftp↙
如果没有安装tftpserver用户使用如下命令安装：
Host#apt-getinstalltftpd-hpatftp-hpaxinetd↙
配置tftpserver：
Host#gedit/etc/default/tftpd-hpa↙
对其内容修改如下：
TFTP_DIRECTORY="/opt/DVRRDK_02.00.00.23/tftphome"
TFTP_OPTIONS="-l-c-s"
重启tftpserver：
Host#servicetftpd-hparestart↙
测试tftpserver是否配置成功：
Host#echo'hellotftpservice！
'>/opt/DVRRDK_02.00.00.23/tftphome/tftp↙
Host#tftp###.###.###.###↙
tftp>gettftp↙
tftp>quit↙
Host#cattftp↙
hellotftpservice！
其中“###.###.###.###”为本机IP。
至此，SEED-SDK开发工具安装，配置完毕。
5）安装samba服务器
apt-getremovesamba-common
apt-getremovesmbclient
apt-getremovesamba
apt-getinstallsamba
apt-getinstallsmbfs
cp/etc/samba/smb.conf/etc/samba/smb.conf_backup
gedit/etc/samba/smb.conf
用这几行取代：
security=share
[Share]
comment=SharedFolderwithusernameandpassword
path=/opt
public=yes
writable=yes
browseable=yes
/etc/init.d/smbdrestart
6）安装NFS服务器
配置NFS服务
在Ubuntu上新建一个终端，依次输入以下命令：
#sudoapt-getinstallportmap
#sudoapt-getinstallnfs-kernel-server
#sudogedit/etc/exports
在弹出的文本编辑器中编辑exports文件，在最后一行添加
/forlinx*（rw,sync,no_root_squash）
启动NFS服务
#sudo/etc/init.d/portmaprestart
#sudo/etc/init.d/nfs-kernel-serverrestart
检查服务是否已经运行
#serviceportmapstatus
#servicenfs-kernel-serverstatus
7）安装交叉编译器
将文件cross-4.2.2-eabi.tar.bz2拷贝到Ubuntu主目录下
用户光盘:
\实用工具\cross-4.2.2-eabi.tar.bz2
在Ubuntu中新建一个终端，输入下面的命令安装交叉编译器：
#cd/（进入主目录）
#mkdir/usr/local/arm（创建目录，若目录已存在会提示错误，跳过即可）
#tarjxvfcross-4.2.2-eabi.tar.bz2-C/usr/local/arm（编译器解压到/usr/local/arm）
查看arm-2009q3是否解压成功
#ls-l/usr/local/arm/
如可以看到4.2.2-eabi文件夹即解压成功
添加环境变量到Profile，执行命令打开编辑Profile
#gedit/etc/profile
最后一行添加以下内容
exportPATH=/usr/local/arm/4.2.2-eabi/bin:
$PATH
exportTOOLCHAIN=/usr/local/arm/4.2.2-eabi
exportTB_CC_PREFIX=arm-none-linux-gnueabi-
exportPKG_CONFIG_PREFIX=$TOOLCHAIN/arm-none-linux-gnueabi
在终端里面执行以下命令，验证交叉编译器安装是否成功
#arm-linux-gcc-v
下图为安装成功提示
回车，就可以使用该编译器来编译Uboot代码和内核代码了.
注意：
以上操作均是以root用户登录系统操作为例；所修改的文件仅对当前用户有效，如果通过终端切换用户，以上修改的文件对新用户无效。
（二）、windows常用工具安装
Sourceinsight安装
Ultraedit安装
Beyondcompare安装
四、实验结果及问题
1、如何更改vmware网络配置？
实验二编译下载ubootkernelyaffs2
一、实验目的
1、掌握ubootkernel的编译，文件系统的制作方法
2、掌握使用sd卡烧写ubootkernel文件系统镜像
二、实验内容及原理
1、编译uboot生成uboot镜像
2、编译kernel生成kernel镜像
3、制作文件系统镜像
4、制作SD启动卡
5、烧写镜像到目标板闪存
三、实验步骤
（一）、编译uboot
将uboot源码压缩包‘uboot_1.3.4.tar.gz’拷贝到Ubuntu的根目录下
用户光盘:
\linux\U-boot源码\uboot_1.3.4.tar.gz
解压缩uboot源码，命令如下。
#tarzxvfuboot_1.3.4.tar.gz
进入uboot1.3.4源码的目录，命令如下。
#cdcduboot_1.3.4
删除以前编译的文件，命令如下。
（！
以下两步命令任何情况都必须执行，尽管之前没有做过编译）
#makedistclean
配置config，命令如下。
#makeforlinx2416_config
编译uboot
#make
编译成功后，将在‘uboot_1.3.4’目录下产生名为‘u-boot-nand.bin’的二进制文件。
该文件改名为u-boot.bin即我们需要烧写到Nandflash的U-boot映像文件。
名为‘mmc.bin’的二进制文件。
该文件即我们做SD卡引导时所需文件。
如下图所示：
（二）、编译kernel
将压缩包‘linux3.1.8.tar.gz’拷贝到你的工作目录下，解压缩：
#tarzxvflinux3.1.8.tar.gz
路径：
2416用户光盘:
\Linux\内核源码\linux3.1.8.tar.gz
1）配置内核
首先需要复制FL2416_linux_config到.config以方便你配置你的内核，命令如下。
#makedistclean
#cpFL2416_linux_config.config
开始配置内核，命令如下。
#makemenuconfig
完成配置内核，选择exit保存退出：
2）编译内核
#make
编译结束后将在内核源码目录的arch/arm/boot中得到Linux内核映像文件：
zImage作为烧写文件。
（三）、制作文件系统镜像
将yaffs2制作工具‘mkyaffs2imag’拷贝到Ubuntu的根目录下
用户光盘:
\Linux\文件系统\mkyaffs2image
mkyaffs2image制作出的映像，适用于FL2416开发板
将文件系统源文件‘FL2416Yaffs2.tar.gz’拷贝到Ubuntu的根目录下用户光盘:
\Linux\文件系统源码\FL2416Yaffs2.tar.gz
解压文件系统源文件
#tarzxvfFL2416Yaffs2.tar.gz
开始制作yaffs2文件系统，制作命令：
#chmodu+xmkyaffs2image
#./mkyaffs2imageFL2416Yaffs2root.bin
最后生成root.bin是可以下载到开发板nandflash中的yaffs2文件系统映像。
（四）SD卡引导制作与烧写方法
把SD读卡器插在PC机的USB口中，等到PC机能够正常识别出SD卡;
格式化SD卡
通过SD_Writer.exe将mmc.bin烧写到SD卡中。
打开SD_Writer.exe。
用户光盘:
\实用工具\SD_Writer.exe
注意：
如果"Scan"没有正确设置SD卡所在盘符，就需要手动调整SDVolume，把盘符号调整为SD卡所在盘（如PC的USB口接了两个或者两个以上的U盘或者SD卡，就有可能扫描到错误的SD卡盘符）。
点击”Program”后，出现”It’sOK”表示操作成功；成功后如下图。
点击”确定”，然后点击”Quite”，退出SD_Writer.exe。
将root.bin,u-boot.bin,zImage文件拷贝到SD卡中；默认的zImage为LCD4.3吋对应zImage，由于SD一键烧写内核文件名固定为zImage，其他尺寸的LCD需将与LCD尺寸对应的映像改名，例如LCD尺寸为5.6吋，则需zImage56改名为zImage；
（五）烧写Linux到开发板的NandFlash中
将4.1.1制作好的SD卡插入开发板SD的插槽。
接好5V直流电源（请使用飞凌提供的电源）。
开发板电源连接如下图：
把核心板上（注意不是底板上）的拨码开关，设置为1（OFF）2（ON）3（OFF）4（OFF）进入SD卡启动，拨码开关位置如图：
使用串口连接控制板与电脑；
控制板上电；
继电器响两声后烧写完成。
串口打印信息如图：
关闭电源开关，开发板断电，将拨码开关设置为1（OFF）2（OFF）3（ON）4（ON）进入NandFlash启动。
重新开启电源,系统可以正常启动了。
四、实验结果及问题
1、内核各配置的意义？
2、uboot环境变量？
实验三GPIO模块驱动程序及测试
一、实验目的
1、掌握gpio驱动模块的编写方法
2、掌握Makefile的编写
3、掌握gpio驱动模块的编译加载方法
4、掌握使用gpio驱动的应用程序编写
二、实验内容及原理
1、编写gpio模块驱动程序
2、编写驱动模块的Makefile程序
3、编译驱动模块并动态加载模块
4、编写应用程序测试驱动模块
三、实验步骤
（一）编写gpio驱动程序
参考代码如下：
staticlongs3c2440_leds_ioctl（
structfile*file,
unsignedintcmd,
unsignedlongarg）
{
intgpioValue;
switch（cmd）{
case0:
case1:
#if0//bob
if（arg>10）{
return-EINVAL;
}
#endif
s3c2410_gpio_setpin（led_table[arg],cmd）;
return0;
case5:
#if1//bob
if（cmd==5）
{
gpioValue=s3c2410_gpio_getpin（led_table[arg]）?
1:
0;
//printk（KERN_ERR"giovalue:
%d\n",gpioValue）;
returngpioValue;
}
#endif
default:
return-EINVAL;
}
}
（二）编写Makefile
参考代码
（三）编译驱动，生产*.ko文件
（四）加载驱动模块
insmod***.ko
lsmod
（五）编写app测试程序
参考代码
四、结论及问题
1、如何点亮板子的led灯
实验四编写串口通信程序
一、实验目的
1、掌握串口通信程序的编写方法
2、掌握蓝牙工作原理
二、实验内容及原理
1、编写串口通信程序
2、测试理解蓝牙通信原理
三、实验与步骤
1、编写蓝牙测试程序
参考代码
2、测试
使用485连接开发板与蓝牙模块，使用配置程序配置蓝牙模块，成功后使用手机扫描蓝牙设备。
五、实验结果及问题
实现蓝牙数据接收？
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