重庆大学倪晓嵌入式作业.docx

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重庆大学倪晓嵌入式作业

嵌入式系统

基于浏览器的远程电机运转控制设计

指导教师：

倪晓

学院：

自动化学院

学生：

学号：

2013、1

基于浏览器的远程电机运转控制设计

摘要：

本设计构建基于ARM的嵌入式web服务器，通过互联网、远端计算机通过浏览器浏览试验箱网页，试验箱网页上的控制按钮能够控制试验箱电机的运转和停止。

利用网页的表单与CGI技术相结合，最终实现使用浏览器远程控制电机的运转。

由于本次课程设计任务量较大，为了方便学习和更好地完成任务，我和田正民、瑞娜组成小组，每个人都做了分工，平时相互学习、讨论。

大部分工作是我们一起完成的，我主要负责文件系统的制作，Busybox的移植，CGI脚本的制作。

1嵌入式系统开发环境

1.1硬件开发环境介绍

像计算机，嵌入式系统应该有：

在硬件方面：

中央处理器CPU,RAM,ROM（Flash）,端口，总线，用户界面和输入输出设备，等等。

在软件方面：

BIOS，Boot-loader，操作系统，文件系统和用户应用程序，等等。

开发主机：

它是标准计算机，其上可运行交叉工具链来开发用户代码。

用户代码可以从开发主机通过JTAG口或串口下载到目标板，然后再对代码进行调试。

目标机：

具有特定处理器的开发板。

目标重定向机：

因为通常目标机没有键盘和显示器，目标机的输入和输出通过串口被重定向到另外一台计算机，开发人员通过运行特定的软件（如windows的超级终端或Linux的minicom）在重定向机上操作目标板上的软件运行。

本次课程设计采用的是一款基于ARM2410试验箱。

板载以太网口，因此可以满足课程设计的需要。

串口作为终端输入与输出，USBDevice接口配合DNW用于下载程序。

基本开发模型示意图如图1.1所示：

图1.1嵌入式基本开发模型示意图

ARM2410试验箱如图1.2所示：

图1.2ARM2410试验箱

1.2虚拟机中安装红帽企业版

安装Vmware8.0虚拟机

其安装方法和其他软件类似，运行其安装程序，按照提示一步一步进行下去就是了。

安装好后运行此程序，如下：

安装RedHatEnterpriseLinux5（RHEL5）

起动Vmare后，点击“CreateaNewVirtualMachine”，选择用户自定义安装：

按照提示，到加载ISO镜像这步：

在网络类型处，选择Usebridgednetworking。

最后，完成NewVirtualMachineWizard：

点击Finish后，将安装刚才的RHL5，安装如下步骤：

1.选择安装方式（这里我选择图形界面安装）。

2.回车后继续。

3.点击Next继续。

4.这里要求选择安装过程中所用的语言，默认的为英文，我选择该选项，点击Next继续。

5.这里选择键盘类型，使用默认的，点击Next继续。

6.由于该Linux版本为REDHATENTERPRISELINUX5.1Server,在此要求输入序列号，该步骤可以跳过不输入序列号（不输入序列号有些软件包不会被安装，但在进入系统后可自己添加软件包），输入序列号确认无误后，点击Next继续。

7.选择YES，点击Next继续。

8.这里建立分区，有三种方案可供选择。

9.根据实际情况是否保留原有分区或者数据选择，这里选择在选定的驱动器上移除LINUX分区，并由系统自动分区，比较有经验的可以自定义分区，点击Next继续。

10.确认在选定的驱动器上移除所有的LINUX分区后，点击Next继续。

11.这里可以看到系统各分区的类型和大小（要在第9步中将Reviewandmodifypartitioninglayout前的复选框勾上），点击Next继续。

12.这里配置引导装载程序的安装位置和相关信息，使用默认即可，点击Next继续。

13.这里可以设置BootLoader的密码，以防止单用户进入系统时不需要密码，点击Next继续。

14.这里配置IP的相关信息，可以自动从DHCP服务器获得，也可自己配置，点击Next继续。

15.这里可以设置主机名及DNS相关信息，点击Next继续。

16.这里选择时区，点击Next继续。

17.这里设置根用户的密码，也即超级用户密码，设定好后，点击Next继续。

18.这里选择软件包的安装方式，为了减少麻烦，可以自定义安装，将所有的软件包都装上，点击Next继续。

19.左边是软件包的类型，右边是相应的软件包，将其都选上，所有的软件包依次如下所示。

20.到此在安装前所有的配置完成，这也是最后反悔的机会，点击Next将开始安装系统。

21.开始格式化/文件系统，接着是/boot文件系统。

22.传输安装映像到硬盘。

23.开始安装进程。

24.稍等一会儿，系统继续安装。

25.以下是在安装过程中的几个时间段，所用安装时间取决于硬件配置和存的大小。

26.安装完成系统重启。

27.系统重新启动时的界面。

28.可以看到系统启动时的个进程的详细信息。

29.第一次启动系统时要做相应的配置，会有如下的配置向导。

30.点击Forward继续。

31.同意许可协议，点击Forward继续。

32.如果要添加端口，可以详细的配置，同时在TrustedServices右侧可以选择可信任的服务，配置好后，点击Forward继续。

33.点击YES，然后点击Forward继续。

34.点击Forward继续。

34.该选项可以不选，点击Forward继续。

35.OK后，点击Forward继续。

36.选了Kdump后，在这一步需要重启系统，OK后，系统重;若没有选择Kdump,点击Forward继续。

37.这里设置日期和时间，设定好好，点击Forward继续。

38.这里暂时不注册系统的相关信息，选择以后注册后点击Forward继续。

39.在上一步骤中可以选择WhyshouldIIconnectRAN……？

，出现上图的界面，点击Forward继续。

40.这里选择以后，点击Forward继续。

41.点击Forward继续。

42.创建普通用户的相关信息后，点击Forward继续。

43.如果需要网络登录，也可以配置相关的用户信息，配置好后，点击Forward继续。

44.配置声卡相关信息，配置好后，点击Forward继续。

45.如不需要插入CD，点击Finish完成所用相关信息的配置，至此整个系统的安装初始配置完成。

46.重启系统，使刚才的相关设置生效。

启动界面如下。

47.默认进入图形登录界面，这里输入用户名和密码后，终于进入了图形桌面。

48.按Ctrl+Alt+Fn（n=1,2,3,4,5,6）可进入命令行操作界面，也即真正的终端，按Ctrl+Alt+F7可返回到图形界面。

49.输入用户名和密码后登录了系统，这里在输入密码时没有任何显示。

50.执行几个命令。

51.图形桌面下的菜单。

52.图形界面下的命令行窗口，即虚拟终端。

53.关闭系统时个进程依次终止。

54.完毕。

安装vmware-tools

为了方便编译，为了更好的解决虚拟机与主机的共享问题，VMware公司有一个VMWare－tools，来实现文件共享。

VMWare－tools步骤如下：

1.启动并进入Linux系统。

2.然后选择虚拟机菜单中的“虚拟机/安装VMware-Tools”,此时就会有把VMware-tools文件映像到CD－ROM中（就是将VM安装目录下的linux.iso镜像加载到虚拟系统的光驱中，如果提示VM安装目录没有linux.iso文件，需要自己下载一个放到该目录下）。

3.进入linux操作系统，/mnt/cdrom/目录下就可以看到安装文件了，把VMwareTools-文件复制到自己的需要的位置中，。

4.解压#tar-zxvfVMwareTools-。

5.进入cdVMtool/vmware-tools-distrib目录中。

6.输入./vmware-install.pl进行安装，在安装过程中根据提示进行选择，在此我一路选择回车即可。

经过以上安装，最终ware环境下的Linux系统开发环境如下图：

2交叉工具链的安装

在Vmware虚拟机开发环境下，我们要把交叉编译工具链安装到：

$CROSSDIR目录下，安装步骤如下：

把工具代码包arm-linux-gcc-.tar拷贝到/tmp/目录下，运行vmware，执行命令cd/tmp/,进入tmp文件夹，然后执行，解压压缩包，具体指令如下：

#tar-jxvfarm-linux-gcc-.tar.bz2

解压过程需要一段时间，解压后的文件形成了usr/local/文件夹，vmware中操作如图3.1。

进入该文件夹，将arm文件夹拷贝到/usr/local/下#cdusr/local/

#cp-rvarm/usr/local/

现在交叉编译程序集都在/usr/local/arm//bin下面了。

vmware中操作如图3.2所示。

修改环境变量，把交叉编译器的路径加入到PATH。

（有三种方法，强烈推荐使用法一）

　　方法一：

修改/etc/bash.bashrc文件

#vim/etc/bash.bashrc

在最后加上：

exportPATH＝$PATH:

/usr/local/arm//bin（如果不能编辑，先修改相关文件的权限使用chmod命令。

）

方法二：

修改/etc/profile文件：

#vim/etc/profile

增加路径设置，在末尾添加如下,保存/etc/profile文件：

exportPATH＝$PATH:

/usr/local/arm//bin

　　方法三：

#exportPATH＝注：

（这只能在当前的终端下才是有效的！

）。

本实验用的是方法3，vmware中操作如图3.3

3）立即使新的环境变量生效，不用重启电脑：

　对应方法一：

#source/root/.bashrc

　对应方法二：

#source/etc/profile

4）检查是否将路径加入到PATH：

#echo$PATH

　　显示的容中有/usr/local/arm/bin，说明已经将交叉编译器的路径加入PATH。

至此，交叉编译环境安装完成。

5）测试是否安装成功

#arm-linux-gcc-v

上面的命令会显示arm-linux-gcc信息和版本。

本实验测试结果如图3.4.

图3.1解压压缩包arm-linux-gcc-.tar

图3.2将arm文件夹拷贝到/usr/local/下

图3.3修改环境变量

图3.4测试是否安装成功

3核的编译

1.首先从.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/获得最新的核的版本。

tarzxvflinux-.tar.gz

ln-slinux-linux（创建软连接，方便查找文件）

cdlinux

makeclean

清除之前的核编译残留的源代码树上的所有文件

makemrproper

在源代码目录树的顶层擦除所有的.config文件

2.配置核

一般开发板都给了默认的配置文件，使用默认的即可。

将其命名为“.config”。

执行makemenuconfig，编译指令见图3.1，出现配置核界面见图3.2。

图3.1编译指令结果

图3.2核配置界面

这时不用做任何更改，在主菜单里选择退出，这样做是为了生成相应配置的头文件。

3.编译核

1）修改Makefile中的CPU体系结构和交叉编译工具。

ARCH?

=arm

CROSS_COMPILE?

=arm-linux-

添加对NandFlash的支持

修改arch/arm/plat-s3c24xx/common-smdk.c

修改结构体smdk_default_nand_part[]

修改为：

staticstructmtd_partitionsmdk_default_nand_part[]={

[0]={

.name=“Clover_Board_uboot”

.offset=0x00000000,

.size=0x00040000,

[1]={

.name=“Clover_Board_Kernel”,

.offset=0x00200000,

.size=0x00200000,

[2]={

.name=“Clover_Board_yaffs2”,

.offset=0x00400000,

.size=0x03BF8000,

}

};

添加对yaffs2文件系统的支持

b）cdcvs/yaffs2

c）./patch-ker.shc/opt/linux-.4/

制作配置单

由于S3C2440与S3C2410有很多相同的地方，因此可以在S3C2410的基础上修改

导入arch/arm/configs/s3c2410_defconfig

在SystemType->S3C2440Machines中将SMDK2440与SMDK2440withS3C2440CPUmodule选中。

添加NandFlash驱动

在DeviceDrivers->MemoryTechnologyDevice（MTD）Support中选中NANDFlashsupportforS3C2410/S3C2440SoC

添加对yaffs2文件系统的支持

在Filesystems->Miscellaneousfilesystems中分别选中YAFFS2filesystemsupport，Autoselectyaffs2format,CacheshortnamesinRAM

添加交叉编译器的支持

在KernelFeatures中选中usetheARMEABItocomilethekernel

5）然后执行makezImage编译核。

编译结束后，会在arch/arm/boot目录下生成linux核映象文件：

zImage。

4制作yaffs2文件系统

文件系统的制作主要由我完成。

文件系统是对一个存储设备上的数据和元数据进行组织的机制。

与其他linux开发一样，制作文件系统是必要的。

其实文件系统的制作已经差不多模式化，从网上可以搜索到很多资料，关键是跟自己的核，busybox等环境相适应，还要考虑到移植及使用方便。

1）编译BusyBox

可以在

首先创建一个名字为root_的文件夹，在其中创建如下文件夹

etcbinvardevhomelibmntprocrootsbinsystmpusropt共14个文件夹。

然后解压BusyBox：

#tarjxvfbusybox-.tar.bz2–C/opt

进入源目录，修改Makefile

第164行，CROSS_COMPILE=arm-linux-

第190行，ARCH=arm

编译安装：

#make；#makeinstall

然后就会在上一级目录下生成rootfs文件夹，里面包含几个文件夹/bin/sbin/usrlinuxrc把这些文件全部复制到刚建好的root_目录下，

#cp–rf*../root_

在dev目录下，创建两个设备节点:

#mknodconsolec51

#mknodnullc13

然后进入自己建立的etc目录，拷贝Busybox-/examples/bootfloopy/etc/*到当前目录下。

#cp-r../../busybox-/examples/bootfloopy/etc/*./

包括文件:

fstabinit.dinittabprofile

拷贝/etc/passwd,/etc/group,/etc/shadow到当前目录下。

#cp/etc/passwd./

#cp/etc/group./

#cp/etc/shadow./

2）构建文件系统

1.新建文件系统目录：

#mkdirroot_web

2.复制_install中的bin，sbin，usr,linuxrc到root_web

3.在root_web中新建dev、etc、home、lib、mnt、opt、proc、root、sys、tmp、var、

4.在各个目中添加相应容。

5busybox的移植

这部分主要由我和田正民同学完成。

busybox的配置程序和linux核菜单配置方式简直一模一样.在前面已经用make menuconfig方式配置linux的核，所以很容易上手。

1）Busybox是一个轻型的linux命令工具集，在此使用的是busybox-版本。

用户可以从其官方下载最新版本（）。

2）解压：

#tarzxvfboa-.tar.gz–C/opt

3）生成配置文件：

#./configure

修改Makefile：

viMakefile

将CC=gcc和CPP=gcc–E修改为:

CC=arm-linux-gccCPP=arm-linux-g++-E

4）修改src/boa.c

注释掉：

if（setuid（0）!

=-1）{

DIE（“ickyLinuxkernelbug!

”）;

}

修改src/compat.h

将#defineTIMEZONE_OFFSET（foo）foo##->tm_gmtoff

修改为：

#defineTIMEZONE_OFFSET（foo）foo->tm_gmtoff

5）编译并优化

#make，#arm-linux-stripboa

6）移植cgic库

a）解压：

b）修改Makefile：

viMakefile

将：

CC=gccAR=arRANLIB=ranlib

修改为CC=arm-linux-gccAR=arm-linux-arRANLIB=arm-linux-ranlib

将install:

libcgic.a

cplibcgic.a/usr/local/lib

cpcgic.h/usr/local/include

修改为

install:

libcgic.a

cplibcgic.a/opt/arm-2011.03/arm-none-linux-gnueabi/libc/armv4t/lib

cpcgic.h/opt/arm-2011.03/arm-none-linux-gnueabi/libc/usr/include

7）编译并优化

#make，#arm-linux-stripcapture

配置web服务器

修改boa.conf

主要修改容：

Userroot

Grouproot

ServerNameClover

DocumentRoot/web

DirectoryIndexindex.html

ScriptAlias/cgi-bin//web/cgi-bin/

8）配置cgic库

在root_web中新建目录：

mkdirweb；cdweb；mkdircgi-bin

复制cgic库：

cp/opt/cgic205/capture/opt/root_web/web/cgi-bin

6嵌入式web服务器boa的移植

6.1Boa的编译

1.下载Boa源码

下载地址:

.boa.org/，或者