嵌入式系统课程设计报告.docx
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嵌入式系统课程设计报告
嵌入式系统课程设计报告
指导教师：
学生班级：
学生姓名：
学号：
班内序号：
08
课设日期：
2011/7/6～2011/7/10
目录
一、课设目的3
二、设计要求3
2.1功能要求3
2.2设计所需设备与工具3
三、课设内容3
四、课设环境4
4.1WindowsCE的特点4
4.2WindowsCE主要模块及其功能4
4.3PlatformBuilder开发工具介绍5
五、设计步骤7
5.1安装XSBase270的BSP7
5.2实验平台的配置7
5.3超级终端的设置12
5.4使用jflash命令烧写Eboot13
5.5PlatformBuilder配置14
5.6ActiveSync的使用15
六、主要代码分析及结果18
七、总结20
一、课设目的
了解嵌入式系统、嵌入式操作系统，掌握基于嵌入式系统的应用开发基本知识。
了解嵌入式操作系统WindowsCE的特点，WindowsCE的主要模块及各自的功能。
掌握嵌入式操作系统WindowsCE的配置、编译、移植方法。
了解VisualStudio.NET开发环境，掌握基于WindowsCE平台的应用程序设计方法。
二、设计要求
2.1功能要求
安装XSBase270实验开发平台的BSP；
在嵌入式操作系统WindowsCE平台定制的集成开发环境PlatformBuilder（PB）上定制内核，编译和调试并生成内核映像文件，下载并运行编译好的WindowsCE系统；
在VS.NET中编写对XSBase270目标板上LED和七段数码管的控制程序，下载运行程序。
2.2设计所需设备与工具
①装有PlatformBuilder、VisualStudio.NET开发环境，有并口、串口和USB接口的PC机一台。
②XSBase270实验开发平台一套。
三、课设内容
嵌入式操作系统WindowsCE平台的搭建
安装XSBase270实验开发平台的BSP。
根据XSBase270实验开发平台的特点和系统需求，利用PlatformBuilder集成开发环境配置WindowsCE操作系统的特性和功能。
编译、链接操作系统内核，生成系统映像文件。
下载并运行编译好的WindowsCE系统。
七段数码管和LED显示控制程序设计
了解WindowsCE下I/O访问机制和原理。
了解LED和七段数码管的显示和控制原理。
掌握WindowsCE下访问硬件I/O寄存器的方法，以及使用VisualStudio.NET对硬件设备编程的一般方法。
四、课设环境
4.1WindowsCE的特点
WindowsCE是微软开发的一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设备操作，它是精简的Windows95。
WindowsCE的图形用户界面相当出色。
WinCE具有模块化、结构化和基于Win32应用程序接口以及与处理器无关等特点。
4.2WindowsCE主要模块及其功能
WindowsCE被分成不同的模块，其中最主要的模块有内核模块（Kernel）、对象存储模块、图形窗口事件子系统（GWES）模块以及通信（Communication）模块。
内核模块
内核模块是WindowsCE操作系统的核心，它为任何基于WindowsCE的设备提供处理器调度、内存管理、异常处理以及系统内通信等系统功能，并为应用程序使用这些核心功能提供内核服务。
WindowsCE的内核模块通过CoreDLL模块表示。
所有的操作系统定制设计都必须包含这个模块，但并不是这个模块的所有组件都必需的，有一些内核组件是可选的。
对象存储模块
对象存储是WindowsCE的默认文件系统，它相当WindowsCE设备上的硬盘。
对象存储是由共享一个内核堆的文件系统、系统数据库和系统注册表组成，即使在没有系统主电源时，对象存储也能维持应用程序及相关数据不会丢失。
图形窗口和事件系统模块
图形窗口和事件系统模块（GWES）包含大部分的核心WindowsCE功能，它集成了图形设备接口（GDI）、窗口管理器和事件管理器。
GWES模块时WindowsCE操作系统高度组件化的部分，它分别由USER和GDI两部分组成，USER用来处理消息、事件及鼠标和键盘等用户输入，而GDI用于处理图形的屏幕和打印输出等。
4.3PlatformBuilder开发工具介绍
PlatformBuilder（PB）是微软提供给WindowsCE开发人员进行基于WindowsCE平台下嵌入式操作系统定制的集成开发环境。
它提供了所有进行设计、创建、编译、测试和调试WindowsCE操作系统平台的工具。
它运行在桌面Windows下，开发人员可以通过交互式的环境来设计和定制内核、选择系统特性，然后进行编译和调试。
该工具能够根据用户的需求，选择构建具有不同内核功能的CE系统。
同时，它也是一个集成的编译环境，可以为所有。
CE支持的CPU目标代码编译C/C++程序。
一旦成功地编译了一个CE系统，就会得到一个名为nk.bin的映像文件。
将该文件下载到目标板中，就能够运行CE了。
该工具能够根据用户的需求，选择构建具有不同内核功能的CE系统。
同时，它也是一个集成的编译环境，可以为所有CE支持的CPU目标代码编译C/C++程序。
一旦成功地编译了一个CE系统，就会得到一个名为nk.bin的映像文件。
将该文件下载到目标板中，就能够运行CE了。
PlatformBuilder提供的主要特性包括：
平台开发向导（PlatformWizard）和BSP开发向导：
开发向导用于引导开发人员区创建一个简单的系统平台或BSP（板级支持软件包），然后再根据要求进一步修改。
开发向导提高了平台和BSP创建效率；
特性目录（Catalog）：
操作系统可选特性均在特性目录（Catalog）中列出，开发人员可以选择相应的特性来定制操作系统；
导出向导（ExportWizard）。
可以向其他PlatformBuilder用户导出自定义的目录（Catalog）特性；
导出SDK向导（ExportSDKWizard）：
使用户可以导出一个自定义的软件开发工具（SDK），可以将客户定制的SDK导出到特定的开发环境中（如EVC）。
远程工具：
可以执行同基于WindowsCE的目标设备有关的各种调试任务和信息收集任务；
仿真器（Emulator）：
通过硬件仿真加速和简化了系统的开发，使用户可以在开发工作站上对平台和应用程序进行调试，大大简化了系统的开发流程，缩短了开发时间。
应用程序调试器：
可以在自定义的操作系统映像上对应用程序进行调试；
内核调试器：
可以对自定义的操作系统映像进行调试，并且向用户提供有关映像性能的信息；
驱动测试工具包（WindowsCE.netTestKit）：
系统为驱动程序开发提供了基本的测试工具集；
基础配置：
为各种流行的设备类别预置的可操作系统基础平台，为自定义操作系统的创建提供了一个起点。
五、设计步骤
5.1安装XSBase270的BSP
为了使PlatformBuilder支持XSBase270开发板的硬件资源系统，在安装WindowsCE之后需要安装XSBase270的板级支持软件包（BSP）。
5.2实验平台的配置
新建一个目标平台
a）选择菜单项“File”->“NewPlatformWizard.”；
b）输入目标平台名称和保存的位置
c）为目标平台选择所支持的BSP，XSBase270开发板选择选择“EMDOORSYSTEMXSBASE270:
ARMV4I”平台
d）为新建的目标平台选择一个合适的模板配置
e）在“Application&Media”选择有关特性（本实验选则默认项）；
f）在“Networking&Communications”中选择可用特性（默认项）；
g）完成“NewPlatformWizard.”。
平台的配置
a）选择菜单项“Platform”－>“Setting”。
b）在“PlatformSettings”对话框中设置“General”选项卡。
选中“Release”，如下图
c）在“PlatformSettings”对话框中设置“BuildOptions”选项卡；
配置系统组件和特性
a）添加XSBase270实验平台提供的设备驱动程序
XSBase270实验平台的驱动程序由平台BSP提供，其中包括输入设备（InputDevices）、网络设备（Networking）、PC卡（PCCard）、SD卡、串口、触摸屏、USB设备等；另外还包括EmdoorOEM驱动程序（主要包括：
CAN总线驱动、IDE接口驱动、LED显示驱动、电机接口驱动等）。
如果用户想向新建平台添加设备驱动程序，通过右击选项再选择“AddtoOSDesign”即可。
b）添加系统功能组件
系统的功能组件属于平台无关部分，由PlatformBuilder开发环境统一提供。
它们均是在CoreOs目录下进行添加，用户可以根据实验的需要添加系统功能组件，本实验中添加以下系统功能组件：
①添加数据同步的组件：
CoreOS—>WindowsCEdevices—>Applications-EndUser—>ActiveSync—>FileSync；
②图片浏览器的添加：
CoreOS－WindowsCEdevices－Applications-EndUser—FileViewers—MicrosoftImageViewer；
③大的软键盘组件的添加：
CoreOS—>WindowsCEdevices—ShellandUserInterface—>SoftwareInputPanel—>Software-basedInputPanel（SIP）（Choose1ormore）—>SIPforLargeScreens；
④文件系统的添加：
CoreOS—>WindowsCEdevices—>FileSystemsandDataStore—>StorageManager—>FATFileSystem；
⑤配置信息保存模块添加：
CoreOS—>WindowsCEdevices—>FileSystemsandDataStore—RegistryStorage（Choose1）—>Hive-basedRegistry；
⑥CF卡模块的添加：
Catalog—>DeviceDrivers—StorageDevices—>CompactFlash/PCCardStorage（ATADISK）；
⑦添加802.11b无线CF卡：
CoreOS－>WindowsCEdevices—>CommunicationServicesandNetworking—>Networking-LocalAreaNetwork（LAN）—>WirelessLAN（802.11）STA-AutomaticConfigurationand802.1x；
⑧EVC调试程序组件模块的添加：
Catalog—>PlatformManager—>PlatformManager。
选择菜单项BuildOS—>Sysgen对平台进行编译，生成映像文件。
5.3超级终端的设置
在XSBase270中，调试信息是通过FFUART串口输出的。
（1）运行超级终端
（2）键入一个新的连接的名称
（3）选择串口1（或串口2）作连接用，然后按下OK按钮。
（4）参照下图配置串口1的特性，然后按下OK按钮。
5.4使用jflash命令烧写Eboot
将JTAG线连接到目标板；
打开Jflash所在文件夹，运行cmd.bat；
打开目标板电源；
运行jflashmmpxa270eboot.nb0；
关闭ARM电源；
设置PC机本地IP;
在桌面上找到超级终端图标，双击启动超级终端;
打开ARM电源，检查是否有Bootloader输出信息;（如果没有信息输出，请检查串口线缆的连接和超级终端的设置）
选择D，ARM上的WINCE烧录后可自己启动，其他不用设置。
5.5PlatformBuilder配置
（1）选择菜单项Target—>ConnectivityOptions进行连接选项配置，如图所示。
（2）下载方式采用以太网下载，单击“Settings”按钮，对以太网进行配置，如下左图所示。
（3）下载测试
选择菜单项Target—>AttachDevice，进行设备连接，如果设备连接正常，PlatformBuilder将编译好的映像文件NK.bin通过以太网下载到目标板中，如上右图为PlatformBuilder下载过程。
同时超级终端显示映像文件下载情况，当超级终端出现下面的字样的时候，表示映像文件已经下载到目标板的Flash存储器中。
5.6ActiveSync的使用
ActiveSync用来实现PC上的应用程序和ARM上的应用程序保持同步。
（1）打开目标机（ARM）电源，进入“网络和拨号连接”。
（2）双击“新建连接”，建立一个新连接。
点击“下一步”。
（3）选择“直接连接”。
点击“下一步”。
（4）选择设备“COM2”，点击“配置”，如下图进行配置。
（5）“我的连接”已经创建完毕。
（6）在ARM机的WINCE系统中选择“控制面板”→“PC连接”。
，
（7）出现图27对话框后，选择“更改”。
（8）选择“我的连接”。
确定，ARM中“我的连接”创建完成。
（9）插上USB线，微机会自动识别USB设备，并启动ActiveSync。
（10）选择“下一步”。
（11）选择上图中的同步文件夹。
选中“确定”，然后点击“下一步”到完成。
最后出现如上图画面，就可以在主机和XSBase270间传输和接收文件。
六、主要代码分析及结果
LED灯主要程序：
设置数码管计数数字
voidCLedDlg:
:
SetLedValue（unsignedintindata）
{//数码管要显示的数值
USHORTData;
UINTbuf;
buf=indata;
//
buf=buf%1000000;
Data=NumData[buf/100000];//十万位数字
buf=buf%100000;
Data|=NumData[buf/10000]<<8;//万位数字
WRITE_PORT_USHORT（v_pLEDBaseAddr1,~（Data|BIT7|BIT15））;
//本次课设平台支持显示四位数
buf=buf%10000;
Data=NumData[buf/1000];//千位数字
buf=buf%1000;
Data|=NumData[buf/100]<<8;//百位数字
WRITE_PORT_USHORT（v_pLEDBaseAddr2,~（Data|BIT7|BIT15））;
buf=buf%100;
Data=NumData[buf/10];//十位数字
buf=buf%10;
Data|=NumData[buf]<<8;//个位数字
WRITE_PORT_USHORT（v_pLEDBaseAddr3,~（Data|BIT7|BIT15））;
}
计时器回调函数OnTimer
voidCLedDlg:
:
OnTimer（UINT_PTRnIDEvent）
{
switch（nIDEvent）
{
case1:
//设置LED灯
count++;
if（count<8）
{
if（m_LeftShift.GetCheck（））
outdata=outdata>>1;
else
outdata=outdata<<1;
}
else
{
count=0;
if（m_LeftShift.GetCheck（））
outdata=0x80;
else
outdata=0x01;
}
*pLightReg=~outdata;
break;
case2:
//设置LED数码管
m_LedValue++;
SetLedValue（m_LedValue）;
UpdateData（FALSE）;
break;
}
}
实验运行结果如下图所示
七、总结
通过这次课程设计，对嵌入式系统开发过程有了一个全面认识。
在本次设计中，掌握了嵌入式操作系统WindowsCE的配置、编译、移植方法；学会了在嵌入式操作系统WindowsCE平台定制的集成开发环境PlatformBuilder（PB）上定制内核，编译和调试并生成内核映像文件，下载并运行编译好的WindowsCE系统；同时也学会了基于VisualStudio.NET开发环境下的WindowsCE平台的应用程序设计方法；了解WindowsCE下I/O访问机制和原理；掌握了LED和七段数码管的显示和控制原理。
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