嵌入式课程设计实验报告.docx
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嵌入式课程设计实验报告
《嵌入式系统开发技术》
——课程设计(实习)报告
信息工程学院编制
任务项目2按键中断控制串口3
1.目的3
2.内容3
3.要求3
任务项目3PWM控制蜂鸣器以及通过串口控制其频率6
1.目的6
2.内容6
3.要求6
任务项目4看门狗定时器编程9
1.目的9
2.内容9
3.要求9
任务项目5u-boot源码详细分析12
1.目的12
2.内容12
3.要求12
4.附录12
5.代码注释15
心得体会18
任务项目2按键中断控制串口
1.目的
(1)熟悉裸机按键中断的发生及通过串口输出字符过程。
2.内容
独立编写程序实现:
(1)当按下按键SW7时发生中断,设计中断服务函数使得蜂鸣器鸣响同时串口输出SW7。
(2)当按下按键SW8时发生中断,设计中断服务函数使得蜂鸣器结束鸣响同时串口输出SW8;
3.要求
请将实验过程截图黏贴到下面的空白处。
任务项目3PWM控制蜂鸣器以及通过串口控制其频率
1.目的
(1)熟悉裸机下PWM定时器、串口程序的编写。
2.内容
(1)参照课本程序调试运行使得PWM定时器能控制蜂鸣器;
(2)加入串口程序使得当在串口输入“A”和“B”时蜂鸣器能以不同的频率鸣响。
提示:
可参看教材中断这一章编写程序。
3.要求
请将实验过程截图黏贴到下面的空白处。
任务项目4看门狗定时器编程
1.目的
(1)熟悉裸机下看门狗定时器程序的编写、测试及运行。
2.内容
(1)参看课本程序,调试运行,实现通过定时器精确控制蜂鸣器延时1秒钟;
(2)控制蜂鸣器鸣响使之模仿简单歌曲《读书郎》。
提示:
参看系统时钟和定时器这一章编写程序。
3.要求
请将实验过程截图黏贴到下面的空白处。
任务项目5u-boot源码详细分析
1.目的
(1)熟悉u-boot工程的总体结构。
(2)熟悉u-boot的流程、主要的数据结构、内存分配。
(3)熟悉u-boot的重要细节,主要分析流程中各函数的功能。
2.内容
S5PV210u-boot源码分析
3.要求
请添加u-boot源码注释,查看相关数据手册,添加代码注释,以实验台为基数,每组完成i部分的50行代码。
注释添加示例:
Start.S中一段程序:
.globl_start
_start:
b reset //b是跳转指令,即跳转到reset标签处。
接着返回到此处。
ldr pc,_undefined_instruction//设置中断向量表 0x00x4.....0x80xc
ldr pc,_software_interrupt
ldr pc,_prefetch_abort
ldr pc,_data_abort
ldr pc,_not_used
ldr pc,_irq
ldr pc,_fiq
4.附录
1.u-boot启动流程
1.1启动阶段分为3个,bl0,bl1,bl2。
下面只是就功能方面对它们做说明,实际设计的时候,也许会对其具体功能做出调整,也就是说,这几个阶段的划分是就功能而言的,不能看得太死。
bl0:
出厂的时候就固化在irom中一段代码,主要负责拷贝8kb的bl1到s5pv210的一个96kb大小内部sram(InternalSRAM)中运行。
值得注意的是s5pv210的InternalSRAM支持的bl1的大小可以达到16kb,容量的扩增是为了适应bootloder变得越来复杂而做的。
虽然如此,但目前我们制作出来的bl1的大小仍然可以保持在8kb以内,同样能满足需求。
bl1:
u-boot的前8kb代码(s5pv210也支持16kb大小,原因上一点提过了),除了初始化系统时钟和一些基本的硬件外,主要负责完成代码的搬运工作(我设计成搬运bl1+bl2,而不仅仅是bl2),也就是将完整的u-boot代码(bl1+bl2)从nandflash或者mmcSD等的存储器中读取到内存中,然后跳转到内存中运行u-boot。
bl2:
完成全面的硬件初始化和加载OS到内存中,接着运行OS。
上述几个阶段的流程描述在s5pv210_irom_application手册中有详细描述。
见下图1:
图1
1.2首先把启动部分的代码分为3部分,以start.S为主,另外还有lowlevel_init.S,mem_setup.S,ctr0.S。
其中lowlevel_init.S主要是一部分硬件的初始化,尤其是系统时钟和DRAM的初始化。
如果u-boot一旦被搬运到内存中运行,那么是必须要跳过时钟和DRAM的初始化的,因为这在搬运之前已经做过了。
并且如果代码在内存中运行的时侯你却去初始化DRAM,那必然导致崩溃!
mem_setup.S:
DRAM初始化代码和MMU相关代码放在这个文件中。
ctr0.S:
u-boot自带的代码文件,存放汇编函数main。
1.3启动代码相关的几个文件在u-boot中的路径
start.S:
/arch/arm/cpu/armv7/start.S(需要自己修改)
lowlevel_init.S:
/board/samsung/zsy210/ lowlevel_init.S (需要自己修改)
mem_setup.S:
/board/samsung/zsy210/ mem_setup.S (u-boot没有,需要自己添加)
ctr0.S:
/arch/arm/lib/ctr0.S (u-boot自带,一般不需要修改)
2.启动过程原理
必须要明白的一点是,当代码从存储介质(nandflash,SD,norflash,onenand等)中搬运到了DRAM中后随即会跳转到内存中运行u-boot,接着会有一个重定位(relocate_code)的过程,relocate_code子函数在start.S中,而给relocate_code子函数传参数的是crt0.S中的main子函数。
当判断到当前u-boot在内存的低地址处,那么relocate_code就会工作,把u-boot代码从低地址处再搬运到内存地址的顶端,然后跳转到新的位置去继续运行u-boot。
而搬运的目标地址是在board_init_f()函数(此函数在/arch/arm/lib/board.c中)中计算出来的,见图2。
图2
下面,以start.S为主线,画出了其程序流程图,图中同样也表现出启动的整个流程和启动代码文件间的组织关系。
所以后面直接贴出start.S的完整代码,大家结合流程图相信都可以看明白,至于逐句汇编的分析不是本文的重点。
见图3.
图3
5.代码注释
relocate_done:
//搬迁完成
1.
2.
3.bxlr//即跳转到lr中存放的地址处。
4.
5._rel_dyn_start_ofs:
/* r2 <- rel dyn start ofs */ //r2=0x64854(反汇编)
6..word__rel_dyn_start-_start /* r2 <- rel dyn start ofs */ //r2=0x64854(反汇编)
7._rel_dyn_end_ofs:
/* r3 <- rel dyn end ofs */ //r3=0x6d104(反汇编)
8..word__rel_dyn_end-_start
9._dynsym_start_ofs:
/* r10 <- sym table ofs */ //r10=0x6d104(反汇编)
10..word__dynsym_start-_start
11.ENDPROC(relocate_code)
12.
13.#endif//预编译
14.
15.ENTRY(c_runtime_cpu_setup)//进入CPu启动
16./*
17.*IfI-cacheisenabledinvalidateit
18.*/
19.#ifndefCONFIG_SYS_ICACHE_OFF//结束预编译
mcrp15,0,r0,c7,c5,0@invalidateicache//ARM的协处理命令
20.
mcrp15,0,r0,c7,c10,4@DSB//ARM的协处理命令
21.
mcrp15,0,r0,c7,c5,4@ISB//ARM的协处理命令
22.
23.#endif//预编译
24./*
25.*Movevectortable//移动向量表
26.*/
27.#if!
defined(CONFIG_TEGRA20)//结束预编译
28./*SetvectoraddressinCP15VBARregister*/
29.ldrr0,=_start//从内存中读出
30.addr0,r0,r9//三项相加
31.mcrp15,0,r0,c12,c0,0@SetVBAR//协处理
32.#endif/*!
Tegra20*///结束预编译
33.
34.bxlr//跳转到lr
35.
36.ENDPROC(c_runtime_cpu_setup)//cpu开始
37.
38./*************************************************************************
39.*
40.*voidsave_boot_params(u32r0,u32r1,u32r2,u32r3)//无效启动参数保存
41.*__attribute__((weak));
42.*
43.*Stackpointerisnotyetinitializedatthismoment//堆栈指针尚未初始化
44.*Don'tsaveanythingtostackevenifcompiledwith-O0//不保存任何堆栈即使编译
45.*
46.*************************************************************************/
47.ENTRY(save_boot_params)//
48.bxlr@backtomycaller
49.ENDPROC(save_boot_params)//保存引导
50..weaksave_boot_params//
51.
52./************************************************************
心得体会
这次实验让我认识到了自己的不足。
还有许多可以改进。
看门狗定时器编程播放儿歌小二郎,对音乐节拍的把控不足,还有对程序延时的理解,使我走了很多弯路,但是也让我学习到了很多新东西。
按键中断控制串口因为SW7,SW8的地址不知道,尝试了很久才成功运行。
以上便是我在这次嵌入式技术与应用课程设计中国的心得体会。