嵌入式系统实验报告.docx
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嵌入式系统实验报告
文件排版存档编号：
[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
嵌入式系统实验报告
大连理工大学
本科实验报告
课程名称：
嵌入式系统实验
学院（系）：
电子信息与电气工程学部
专业：
自动化
班级：
0804
学号：
学生姓名：
何韬
2011年11月18日
大连理工大学实验报告
学院（系）：
电信专业：
自动化班级：
0804
姓名：
何韬学号：
组：
___
实验时间：
2011-11-12实验室：
d108实验台：
指导教师签字：
成绩：
实验二ARM的串行口实验
一、实验目的和要求
见预习报告
二、实验原理和内容
见预习报告
三、主要仪器设备
硬件：
ARM嵌入式开发平台、用于ARM7TDMI的JTAG仿真器、PC机Pentium100以上、串口线。
软件：
PC机操作系统win98、Win2000或WinXP、ARMSDT或集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序。
四、实验步骤
见预习报告
五、核心代码
在主函数中实现将从串口0接收到的数据发送到串口0（）
intmain（void）
{
charc1[1];
charerr;
ARMTargetInit（）;通过调用OSTaskCreate（）或OSTaskCreateExt（）创建至少一个任务;
.
OSStart（）;/ucos-ii/"/*uC/OSinterface*/
#include"../ucos-ii/add/"
#include"../inc/"
#include"../inc/sys/"
#include"../src/gui/"
#include<>
#include<>
#pragmaimport（__use_no_semihosting_swi）.\n"）;
.\n"）;
.\n"）;
于task2挂起时间为3秒，所以在
task2挂起期间task1能执行两次，而当第三次时由于task1与task2同时处于
就绪态，由优先级次序，还是先执行task1在执行task2.然后就这样周而复始
的循环下去。
为验证ucos的强实时性，可以去掉task2（）的“OSTimeDly（3000）;”然后
令task1（）中的“OSTimeDly（1000）;”改为“OSTimeDly（10）;”。
观察到的实
验现象是在超级终端上显示被“runtask1”打断的”“runtask2”，反之把task1
和task2的优先级交换则在超级终端上只显示“runtask2”。
这说明ucos的强
实时性得到了验证，因为在任何时候只要高优先级的任务都可以打断正在执行的
低优先级任务，反之低优先级任务却不可打断正在执行的高优先级的任务。
七、实验心得
该实验使我了解了uCOS-II内核的主要结构，对所学知识有了加深刻的理解和认识，基本掌握了将uCOS-II内核移植到ARM920T处理器上的方法，能够正确完成基本操作得出正确结果。
大连理工大学实验预习报告
学院（系）：
电信专业：
自动化班级：
0804
姓名：
何韬学号：
组：
___
实验时间：
2011-11-12实验室：
d108实验台：
指导教师签字：
成绩：
实验二ARM的串行口实验
一、实验目的和要求
１．掌握ARM的串行口工作原理。
２．学习编程实现ARM的UART通讯。
３．掌握CPU利用串口通讯的方法。
二、实验原理和内容
实验原理：
1.硬件电路图
核心板电路接口:
硬件电路图—MAX3232:
接口连线:
2．异步串行I／O
异步串行方式是将传输数据的每个字符一位接一位（例如先低位、后高位）地传送。
数据的各不同位可以分时使用同一传输通道，因此串行I／O可以减少信号连线，最少用一对线即可进行。
接收方对于同一根线上一连串的数字信号，首先要分割成位，再按位组成字符。
为了恢复发送的信息，双方必须协调工作。
在微型计算机中大量使用异步串行I／O方式，双方使用各自的时钟信号，而且允许时钟频率有一定误差，因此实现较容易。
但是由于每个字符都要独立确定起始和结束（即每个字符都要重新同步），字符和字符间还可能有长度不定的空闲时间，因此效率较低。
图2-1串行通信字符格式
图2-1给出异步串行通信中一个字符的传送格式。
开始前，线路处于空闲状态，送出连续“1”。
传送开始时首先发一个“０”作为起始位，然后出现在通信线上的是字符的二进制编码数据。
每个字符的数据位长可以约定为5位、6位、7位或8位，一般采用ASCII编码。
后面是奇偶校验位，根据约定，用奇偶校验位将所传字符中为“1”的位数凑成奇数个或偶数个。
也可以约定不要奇偶校验，这样就取消奇偶校验位。
最后是表示停止位的“1”信号，这个停止位可以约定持续1位、位或2位的时间宽度。
至此一个字符传送完毕，线路又进入空闲，持续为“1”。
经过一段随机的时间后，下一个字符开始传送才又发出起始位。
每一个数据位的宽度等于传送波特率的倒数。
微机异步串行通信中，常用的波特率为50，
95，110，150，300，600，1200，2400，4800，9600，119200等。
接收方按约定的格式接收数据，并进行检查，可以查出以下三种错误：
1）奇偶错：
在约定奇偶检查的情况下，接收到的字符奇偶状态和约定不符。
2）帧格式错：
一个字符从起始位到停止位的总位数不对。
3）溢出错：
若先接收的字符尚未被微机读取，后面的字符又传送过来，则产生溢出错。
每一种错误都会给出相应的出错信息，提示用户处理。
3．ARM自带的串行口寄存器
ARM自带两个串行口，各带有16字节的FIFO（先入先出寄存器），最大波特率。
每个UART有7种状态：
溢出错误、校验错误、帧错误、暂停态、接收缓冲区准备好、发送缓冲区空、发送移位缓冲器空，这些状态可以由相应的UTRSTATn/UERSTATn表示，并且与发送接收缓冲区相对应的有错误缓冲区。
波特率的可以通过控制波特率寄存器（UBRDIVn）控制。
与UART有关的寄存器主要有以下几个：
（1）UART线性控制寄存器ULCONn
该寄存器的第6位决定是否使用红外摸式，位5～3决定校验方式，位2决定停止位长度，位1和０决定每帧的数据位数。
参考：
普通模式，无奇偶校验，1位停止位，8为数据长度。
（2）UART控制寄存器UCONn，该寄存器决定UART的各种摸式。
UARTFIFO控制寄存器UFCONn，UARTMODEM控制寄存器，分别决定UARTFIFO和MODEM的模式。
其中UFCONn的第0位决定是否启用FIFO，UMCONn的第0位是请求发送位，对我们来说是比较重要的。
参考：
Tx电平触发，Rx边沿触发，禁止接收超时中断，允许接收错误中断，发送和接受模式均为01。
（3）读写状态寄存器UTRSTAT以及错误状态寄存UERSTAT，可以反映芯片目前的读写状态以及错误类型。
FIFO状态寄存器UFSTAT和MODEM状态寄存器UMSTAT，通过前者可以读出目前FIFO是否满以及其中的字节数；通过后者可以读出目前MODEM的CTS状态。
（4）发送寄存器UTXH和接收寄存器URXH，这两个寄存器存放着发送和接收的数据，当然只有一个字节８位数据。
需要注意的是在发生溢出错误的时候，接收的数据必须要被读出来，否则会引发下次溢出错误。
（5）最后是波特率引子寄存器UBRDIV。
该寄存器为十六位，算法参见上页的部分。
计算公式如下：
UBRDIVn=（round_off）（MCLK/（bps×16））-1
其中MCLK是系统频率，例如在40MHz的情况下，当波特率取115200时，
×16）+）-1
=（int）+-1
=22-1=21
注意：
由于ARM工作时存在小端和大端两种工作模式，所以同样一个寄存器在不同模式时地址也不一样，需要加以区别。
实验内容：
学习串行通讯原理，了解串行通讯控制器，阅读ARM芯片文档，掌握ARM的UART相关寄存器的功能，熟悉ARM系统硬件的UART相关接口。
编程实现ARM和计算机实现串行通讯：
ARM监视串行口，将接收到的字符再发送给串口（计算机与开发平台是通过超级终端通讯的），即按PC键盘通过超级终端发送数据，开发平台将接收到的数据再返送给PC，在超级终端上显示。
三、实验步骤
1．新建工程，将“Exp2ARM串口实验”中的文件添加到工程中，这些是启动时所需要的文件。
2．定义与UART有关的各个寄存器地址和一些特殊的位命令。
主要有以下各寄存器（）：
/*UART的全部功能寄存器*/
#definerULCON0（*（volatileunsigned*）0x1d00000）
#definerULCON1（*（volatileunsigned*）0x1d04000）
#definerUCON0（*（volatileunsigned*）0x1d00004）
#definerUCON1（*（volatileunsigned*）0x1d04004）
#definerUFCON0（*（volatileunsigned*）0x1d00008）
#definerUFCON1（*（volatileunsigned*）0x1d04008）
#definerUMCON0（*（volatileunsigned*）0x1d0000c）
#definerUMCON1（*（volatileunsigned*）0x1d0400c）
#definerUTRSTAT0（*（volatileunsigned*）0x1d00010）
#definerUTRSTAT1（*（volatileunsigned*）0x1d04010）
#definerUERSTAT0（*（volatileunsigned*）0x1d00014）
#definerUERSTAT1（*（volatileunsigned*）0x1d04014）
#definerUFSTAT0（*（volatileunsigned*）0x1d00018）
#definerUFSTAT1（*（volatileunsigned*）0x1d04018）
#definerUMSTAT0（*（volatileunsigned*）0x1d0001c）
#definerUMSTAT1（*（volatileunsigned*）0x1d0401c）
#definerUBRDIV0（*（volatileunsigned*）0x1d00028）
#definerUBRDIV1（*（volatileunsigned*）0x1d04028）
#ifdef__BIG_ENDIAN译并下载移植后的uCOS-II
所有的源代码都准备好后就可以进行编译了。
在ADS环境下需要设置工程的
访问路径。
从菜单Edit|DebugSettings进入设置对话框，在Target|Access
Paths中选择UserPaths并选上Alwayssearchuserpaths。
然后点Add按钮
添加路径ucos-ii和arch。
这主要是设置编译器处理文件包含时的搜索范围。
按照实验一的方法可以对编译后的代码进行调试或下载到平台的电子硬盘中。
这
个实验从结构上看和其他的实验没有多大区别，同样生成可执行文件
。
可以在平台BIOS中激活电子硬盘，然后把拷贝进去，
重启平台，然后在超级终端上观察结果。
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