嵌入式系统实验报告.docx
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嵌入式系统实验报告
嵌入式系统实验报告
专业：
计算机科学与技术
报告日期：
2012-6-26
目录
实验一：
bootloader（ads、引导）3
一、实验任务3
二、实验内容3
三、实验步骤4
四、实验过程中遇到的问题及解决方案6
实验二：
linuxkernel（gcc、make）7
一、实验任务7
二、实验内容7
三、实验步骤8
四、实验中遇到的主要问题及解决方法8
实验三：
linuxdriver（uart）9
一、实验任务9
二、实验内容9
三、实验步骤10
四、实验中遇到的问题及解决方法12
实验四：
linuxdriver（touchscreen）13
一、实验任务13
二、实验内容13
三、实验步骤13
四、实验中出现的主要问题和解决方法17
实验五六：
GPRS综合试验（framebuffer）GPRS综合试验18
一、实验任务18
二、实验过程18
三、实验步骤21
实验体会25
实验一：
bootloader（ads、引导）
一、实验任务
1、熟悉ADS1.2开发工具
创建、编译、下载、调试工程
2、串口通讯
串口控制器初始化、收/发数据
3、配置主机端的nfs服务器
配置主机端的nfs服务器，以连接linux核心
4、下载并运行linux核心
使用自己的串口程序下载并运行linux核心
二、实验内容
1.编写串口接收数据函数
2.编写串口发送数据函数
3.打印菜单，等待用户输入
4.下载并运行linux核心
5.配置主机的nfs服务器，与linux核心连接
三、实验步骤
（1）修改bootloader：
菜单、串口收发、命令行；
Bootloader的main（）函数：
intmain（void）
{
ARMTargetInit（）;//目标板初始化;
//接收用户命令，传递linux核心；
Uart_puts（"Menu:
\n\r"）;
Uart_puts（"1.LoadkernelviaXmodem;\n\r"）;
Uart_puts（"2.Bootlinux;\n\r"）;
Uart_puts（"3.Loadkernelfromflashandboot;\n\r"）;
Uart_puts（"Makeyourchoice.\n\r"）;
do{
ch=Uart_getc（）;
}while（ch!
='1'&&ch!
='2'&&ch!
='3'）;
return0;
}//main;
接收串口数据并做相应处理：
while
（1）
{
打印菜单并等待用户输入;
switch（ch）//根据用户输入做相应处理
{
case'1':
imgsize=xmodem_receive（（char*）KERNEL_BASE,MAX_KERNEL_SIZE）;
if（imgsize==0）//下载出错;
else//下载成功;
break;
case'3':
nand_read（（unsignedchar*）KERNEL_BASE,0x00030000,4*1024*1024）;
case'2':
BootKernel（）;//这里是不会返回的，否则出错;
break;
default:
break;
}
}
串口读写：
voidUart_putc（charc）
{
while（!
SERIAL_WRITE_READY（））;
（（UTXH0）=（c））;
}
unsignedcharUart_getc（）
{
while（!
SERIAL_CHAR_READY（））;
returnURXH0;
}
（2）使用ads1.2编译bootloader；
（3）使用uarmjtag下载、调试bootloader；
（4）使用axd查看变量、内存，单步跟踪；
（5）配置超级终端，与bootloader通讯；
（6）使用超级终端下载Linux核心映像；
（7）启动Linux核心运行，察看结果；
（8）linux核心能够运行到加载root步骤，说明bootloader正常运行；
（9）将bootloader烧写到flash中，重启目标板电源，察看bootloader是否烧写正常，下载核心测试；
（10）主机重启到Fedora，配置nfs；
编辑/etc/export文件：
/home/arm_os/filesystem/rootfs目标板ip（rw,sync）
/home/arm_os/filesystem/rootfs主机ip（rw,sync）
重新启动nfs服务器：
/etc/init.d/nfsrestart
测试nfs服务器是否正常运行：
mount主机ip:
/home/arm_os/filesystem/rootfs/mnt
（11）以root用户启动cutecom，将cutecom配置成115200bps，8位，1位停止位，无校验，xmodem，nolineend；
（12）使用bootloader重新下载Linux核心映像，启动核心运行后，察看是否成功加载nfs上的root文件系统；
目标板linux系统正常运行到命令行模式下，能够正常输入linux命令，说明实验成功。
四、实验过程中遇到的问题及解决方案
问题一：
cmd命令行下烧写bootloader时出现错误,ERROR:
K9S1208ISNOTDETECTED.
解决方法：
询问助教，忽略此错误。
问题二：
最后一步使用bootloader重新下载linux核心映像之后，目标板linux系统始终无法正常运行到linux命令模式下。
解决方法：
重新到xp下，设置bootlinux.c中的Linux核心启动命令行：
char*linux_cmd="noinitrdinit=/initroot=/dev/nfsnfsroot=172.16.68.25:
/home/arm_os/filesystem/rootfs,tcpip=172.16.68.24console=ttySAC0";
通过此设置指定root在nfs服务器上，保持nfs：
ip地址的一致。
实验二：
linuxkernel（gcc、make）
一、实验任务
1、熟悉基本的linux命令
文件操作、文件编辑
串口工具、程序开发
2、配置linux核心
makemenuconfig
3、交叉编译linux核心
makezImage
二、实验内容
●熟悉基本的linux命令
●配置linux核心
●交叉编译linux核心
●调试自己编译的核心
●挂载nfs上的root（根目录）
●编写一个小程序在目标板上运行
三、实验步骤
1.登陆Fedora，在终端进入管理员模式；
2.解压缩源码包到/home/下；
3.察看解压缩后的/home/arm_os目录：
Linux核心、编译器、rootfs等；
4.配置并测试nfs；
5.配置cutecom：
115200，XModem，Nolineend；
6.配置核心：
makemenuconfig；
7.编译核心：
make；
8.下载并运行核心，加载root文件系统；
9.重新设置cutecom为LFlineend；
10.熟悉基本的Linux命令；
11.编写一个小程序hello.c在目标板上运行，察看结果。
#include
Intmain（）{
Printf（“hello”）;
Return0;
}
四、实验中遇到的主要问题及解决方法
问题一：
核心的配置和编译都成功了，但是打开cutecom不能进入命令行模式，说明加载root文件系统失败，不能调试自己编译的核心。
解决方法：
观察mount之后的/mnt目录下是空的，进入XP下发现D盘是空的，于是重新拷贝核心映像文件，重复实验一的工作，最后成功加载root文件系统，进入cutecom命令行。
问题二：
写成的hello.c程序用gcc编译之后不能在目标板上运行。
解决方法：
编译的命令不对，应该用arm-gcc-linux进行交叉编译，而不是用gcc，得到的可执行文件可以用命令./hello成功运行。
实验三：
linuxdriver（uart）
一、实验任务
1、Linux驱动编程
基本接口
常用函数
2、串口驱动
申请中断处理
串口数据读、写
二、实验内容
编写串口驱动初始化、释放函数；
编写串口驱动接收数据函数；
编写串口驱动发送数据函数；
编写串口驱动中断处理函数；
编写串口访问应用程序；
使用模块方式编译驱动；
使用模块方式调试驱动；实现基本的串口数据收发。
三、实验步骤
（1）填写函数：
uart_init、uart_exit、uart_open、uart_release，实现串口设备初始化、释放、打开、关闭；
串口设备初始化函数：
intret;
dev_tdevno=MKDEV（uart_major,0）;
if（uart_major）{
ret=register_chrdev_region（devno,1,"uart"）;
}else{
ret=alloc_chrdev_region（&devno,0,1,"uart"）;
uart_major=MAJOR（devno）;
}
if（ret<0）{printk（"Registerchrdevregionfailed!
\n"）;returnret;}
cdev_init（&uart_cdev,&uart_fops）;
ret=cdev_add（&uart_cdev,devno,1）;
if（ret）{printk（"Addcdevicefailed!
\n"）;returnret;}
uart=ioremap（S3C2410_PA_UART1,0x4000）;
device_init（）;
ret=request_irq（IRQ_S3CUART_RX1,irq_rev_uart,IRQF_DISABLED,"uart",NULL）;
if（ret）{printk（"Requestirqfailed!
\n"）;returnret;}
loop_buffer_init（&readb,UART_SIZE）;printk（"Uartmoduleinit.\n"）;
return0;
串口设备释放函数：
loop_buffer_free（&readb）;
free_irq（IRQ_S3CUART_RX1,NULL）;
cdev_del（&uart_cdev）;
unregister_chrdev_region（MKDEV（uart_major,0）,1）;
printk（"Uartmoduleexit.\n"）;
（2）填写函数：
irq_rev_uart、uart_write、uart_read，实现串口设备中断处理、读、写；
串口设备中断处理函数：
charc;
while（!
（__raw_readb（uart+S3C2410_UTRSTAT）&0x1））;
c=（char）__raw_readl（uart+S3C2410_URXH）;
loop_buffer_add（&readb,c）;
return0;
串口设备读函数：
inti=0;
if（*ppos>=UART_SIZE）return-EIO;
if（*ppos+size>UART_SIZE）size=UART_SIZE-*ppos;
do
{
charc;
if（!
loop_buffer_del（&readb,&c））
{
copy_to_user（buf+i,&c,1）;
i++;
}
else
schedule_timeout（10）;
}while（ireturnsize;
串口设备写函数：
inti;charwmem[UART_SIZE];
if（*ppos>=UART_SIZE）return-EIO;
if（*ppos+size>UART_SIZE）
size=UART_SIZE-*ppos;
copy_from_user（wmem,buf,size）;
for（i=0;iwhile（!
（__raw_readl（uart+S3C2410_UTRSTAT）&0x4））;
__raw_writel（*（wmem+i）,uart+S3C2410_UTXH）;
}
returnsize;
串口访问应用程序：
#include
#include
intmain（）
{
intuart_fd,i;charc;
uart_fd=open（"/dev/uart",O_RDWR）;
if（uart_fd<0）
{printf（"Opendeviceerror!
\n"）;return-1;}
for（i=0;i<50;i++）{
read（uart_fd,&c,1）;printf（"%c",c）;
write（uart_fd,&c,1）;
if（c=='q'）break;
}
close（uart_fd）;
return0;
}
（3）用模块方式编译Linux核心，生成uart.ko，启动目标板Linux核心，用insmod、rmmod等命令操作模块；用printk打印调试串口驱动，包括中断相应，读写等；
（4）编写应用程序：
uart.c，实现打开串口设备、读写等，把主机端由cutecom发过来的串口数据回传给主机；
（5）将目标板上串口线连到串口1；
（6）编译应用程序uart.c，实现和主机间的串口通讯。
四、实验中遇到的问题及解决方法
问题一：
在超级终端下打开cutecom失败
解决方法：
由于没有使用交换机，网络需要重新激活，激活网络之后，cutecom打开成功。
问题二：
对模块化编译方法不太了解，对其过程不清楚。
解决方法：
经老师点拨，逐渐明白其过程：
首先修改uart.c中的波特率，然后拷贝驱动，把：
/home/arm_os/test/st/test3/driver/下的makefile和uart.c拷贝到：
/home/arm_os
/kernel/linux-2.6.29.8/driver/char下，再拷贝应用程序：
把:
/home/arm_os/test/st/tes
T3/下的makefile和uart.c拷贝到自己的文件夹，用于测试。
实验四：
linuxdriver（touchscreen）
一、实验任务
1、触摸屏驱动
初始化
坐标值
2、触摸屏、图形系统协调工作
触摸屏校准
拨号键盘
二、实验内容
●编写触摸屏驱动初始化、释放函数；
●编写触摸屏驱动读取数据函数；
●编写触摸屏驱动中断处理函数；
●使用模块方式调试驱动；
●编写触摸屏读取应用程序；
●编写简单图形系统绘制应用程序，绘制一个数字键盘；
●实现基本的触摸键盘程序。
三、实验步骤
（1）函数：
ts_init、ts_exit、ts_open、ts_release，实现触摸屏设备初始化、释放、打开、关闭；
触摸屏设备初始化函数：
intret;
dev_tdevno=MKDEV（ts_major,0）;
if（ts_major）{
ret=register_chrdev_region（devno,1,“ts_ads7843"）;
}else{
ret=alloc_chrdev_region（&devno,0,1,"ts_ads7843"）;
ts_major=MAJOR（devno）;
}
if（ret<0）{printk（"Registerchrdevregionfailed!
\n"）;returnret;}
cdev_init（&ts_cdev,&ts_fops）;
ret=cdev_add（&ts_cdev,devno,1）;
if（ret）{printk（"Addcdevicefailed!
\n"）;returnret;}
spi0_base=ioremap（S3C2410_PA_SPI,0x20）;
device_init（）;
init_waitqueue_head（&wq）;
ret=request_irq（IRQ_EINT5,ts_isr,IRQF_DISABLED,"ts_ads7843",NULL）;
if（ret）{printk（"Requestirqfailed!
\n"）;returnret;}
TS_OPEN_INT（）;ts_time=jiffies;
printk（"Ts_ads7843moduleinit.\n"）;
return0;
触摸屏设备释放函数：
free_irq（IRQ_EINT5,NULL）;
cdev_del（&ts_cdev）;
unregister_chrdev_region（MKDEV（ts_major,0）,1）;
printk（"Ts_ads7843moduleexit.\n"）;
（2）填写函数：
ts_isr、ts_read，实现触摸屏读、中断处理
触摸屏设备中断处理函数：
if（jiffiesreturn0;
if（（s3c2410_gpio_getpin（S3C2410_GPF5）
&ADS7843_PIN_PEN）==0）
{
udelay（10）;
get_XY（）;
ts_time=jiffies;
wake_up_interruptible（&wq）;
udelay
（2）;
}
return0;
触摸屏设备读函数：
structts_retts_ret;
intsize=0;
while（count>=sizeof（structts_ret））
{
interruptible_sleep_on（&wq）;
ts_ret.x=x;
ts_ret.y=y;
ts_ret.pressure=PEN_DOWN;
copy_to_user（buffer,（char*）&ts_ret,sizeof（structts_ret））;count-=sizeof（structts_ret）;
size+=sizeof（structts_ret）;
}
returnsize;
（3）用模块方式编译Linux核心，生成ts_ads7843.ko，启动目标板Linux核心，用insmod、rmmod等操作模块；
（4）用printk打印调试触摸屏驱动，包括中断相应，读等；
（5）编写应用程序：
ts_ads7843.c，实现打开触摸屏设备、读等；
（6）根据该算法得到相应程序。
触摸屏访问应用程序：
#include
#include
#defineXmin500
#defineXmax2200
#defineYmin1400
#defineYmax3000
staticstructts_ret{
unsignedintpressure;
unsignedintx;
unsignedinty;
}ts_ret;
intmain（）
{
intx,y;
intts_fd,i;charc;structts_retts_ret;
ts_fd=open（"/dev/ts_ads7843",O_RDWR）;
if（ts_fd<0）{
printf（"Opentsdeviceerror!
\n"）;return-1;}
for（i=0;i<50;i++）{
if（read（ts_fd,&ts_ret,sizeof（structts_ret）））{
if（ts_ret.xif（ts_ret.x>Xmax）ts_ret.x=Xmax;
if（ts_ret.yif（ts_ret.y>Ymax）ts_ret.y=Ymax;
x=（ts_ret.x-Xmin）*640/（Xmax-Xmin）;
y=（ts_ret.y-Ymin）*480/（Ymax-Ymin）;}
printf（"%d,%d,%d\n",x,y,ts_ret.pressure）;
}
close（ts_fd）;
return0;
}
（7）在ts_ads7843.c中增加简单图形系统绘制函数，绘制数字键盘，对触摸屏设备数据进行校正，实现触摸键盘的功能。
四、实验中出现的主要问题和解决方法
问题一：
挂载网络文件系统上的root再次失败。
解决方法：
经过仔细观察总结，发现系统中的编辑/etc/export文件设置为：
/home/rootfs目标板ip（rw,sync）
/home/rootfs主机ip（rw,sync）
分析可能是上一次做实验的人用的主目录路径跟我们的不一样，于是我们重新以/home/rootfs为路径测试测试nfs服务器：
mount主机ip:
/homerootfs/mnt，在后续文件操作中也一直注意这个方面，解决了多次挂载失败的问题。
问题二：
主要是触摸屏校正的问题
解决方法：
按课件上的方法耐心地测试，多次实验后将所得到的值进行求平均数。
这样，可以让触摸屏稍微正确一点。
但是还是会有偏差。
如果用指尖去点，可以准确很多
实验五六：
GPRS综合试验（framebuffer）GPRS综合试验
一、实验任务
1、GPRS模块控制试验
串口控制GPRS模块
AT命令集
2、综合实验
电话拨号
短消息发送
二、实验过程
对应的命令集：
三、实验步骤
1、加载必要的模块和程序。
2、插入SIM卡到串口的GPRS模块，准备通信。
3、拨打电话和发送短
升级会员 