嵌入式实验报告.docx

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嵌入式实验报告

《嵌入式系统》实验报告

学生姓名：

专业班级：

08级计算机科学与技术二班

指导教师：

完成时间：

2011年05月31日

湖南科技大学计算机科学与工程学院

实验一ARMSDT2.5开发环境简介和配置

一、实验目的

熟悉ARMSDT2.5开发环境，学会ARM并行口仿真器的使用。

使用ARMSDT2.5编译、下载、调试并跟踪一段已有的程序。

了解嵌入式开发的基本思想和过程。

二、实验内容

本次实验配置ARMSDT2.5集成开发环境。

新建一个简单的工程文件，并编译这个工程文件。

学习ARM并行口仿真器的使用和开发环境的设置。

下载已经编译好的文件到嵌入式控制器中运行。

学会在程序中设置断点，观察系统内存和变量，为调试应用程序打下基础。

三、预备知识

C语言的基础知识、程序调试的基础知识和方法。

四、实验设备及工具（包括软件调试工具）

硬件：

ARM嵌入式开发平台、JTAG仿真器、PC机Pentium100以上、串口线。

软件：

WinXP、ARMSDT2.5集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序。

五、实验步骤

1、运行ARMSDT2.5集成开发环境（ARMProjectManager）.选择File|New菜单，在对话框中选择Project，并新建一个工程文件（work1.apj）.

2、在新建的工程中，如下图所示，选中工程树的“根部”。

使用菜单Project|ToolConfigurationforwork1.apj|=armasm|Set，对整个工程的汇编进行配置。

3、因为开发板上的嵌入式处理器ARM7TDMI没有浮点处理器，所以在弹出的对话框中设置FloatingPointProcessor为none。

注意，要保持其他的设置不变。

4、选中工程树的“根部”，通过菜单Project|ToolConfigurationforwork1.apj|asmlink|Set，对整个工程的连接方式进行设置。

5、在弹出的对话框中，选中EntryBase选项卡，设置连接的Read-Only（只读）和Read-Write（读写）地址。

地址0xC000000是开发板上SDRAM的真实地址，是由系统的硬件决定的；0xC600000指的是系统可读写的内存的地址。

即，在0xC000000-0xC5fffff之间是只读区域，用于存放程序的代码段，在0xC600000开始是程序的数据段。

6、在LinkerConfiguration的ImageLayout选项卡中，设置程序的入口模块，指定程序从44binit.s开始运行的。

7、选中工程树中的DebugRel子树Release子树，用Delete键删除。

8、使用编译器输出bios.bin文件：

（1）选择工程树的“根部”，选择Project->EditVariablesforwork1.apj…在弹出的窗口中，将变量build_target的值<$projectname.axf>改为<$projectme.bin>，单击ok保存并退出。

（2）选择Project->EditProjectTemplate…在弹出的窗口中，单击EditDetails…将标题改为Rom。

单击New…新加一个CreateRome构建过程。

（3）选择Project->EditVariablesforwork1.apj…在Name和Value项中填写，点击OK；在下图窗口中，将$$Projectname的值改为bios。

9、至此，工程文件设置完毕。

为了下次使用方便，所以保存此工程文件，文件名为work1.apj。

如下图所示：

下面在之前工作的基础上，进一步进行实验：

1、导入所需文件，搭建正确的运行环境，在工程中加入工程源文件，如下图所示：

2、选中工程中的Debug子树，通过Project|Buildwork1.apj“Debug”菜单，编译整个工程。

3、把ARM的JTAG仿真器连接到PC机地并行口和开发板上，打开开发板的电源，从老师所给的已有材料中找到jtag文件夹，按照“STD251在线调试方法.pdf”中的要求安装仿真器的驱动程序，然后再开始->运行中输入cmd命令，在弹出窗口中输入cdc:

\jtag，和winntjtag启动仿真器连接程序。

过程截图依次如下所示：

4、运行Project|Debugwork1.apj“Debug”菜单，启动ARMDebugger软件调试程序。

在ARMDebugger中，通过Options|ConfigureDebugger菜单设置仿真器的TargetEnvironment为Remote_A。

5、单击Configure按钮，设置仿真器，添加本机的IP地址。

6、出现如下提示以后，先按开发板的复位键按钮，然后点击YES，ARMDebuger开始通过仿真器装载程序。

7、装载完毕后，通过Option|Addsearchpath设置工程文件路径，然后点击View|Sourcefiles，会看到工程中文件信息，如下图所示：

8、至此，基本上完成了ARMSDT2.5开发环境的配置工作，为以后的实验做好了充分的准备。

六、实验总结

环境配置需要足够的细致，稍微又不留意就会导致下一步的配置无法继续。

就如下图所示，直到编译的时候错误才呈现。

为了排除这个错误，试了很多方法，即使重启集成开发板都没能解决问题，我们不得不回过头去反复检查各个步骤，确保正确无误，从而浪费了很多时间和精力。

最终发现计算机的IP地址不是理所当然的192.168.0.48，而是机房中计算机早已配置好的固定IP地址。

通过这个基本实验，不仅为接下来的实验打好了基础，而且让我们进一步理解了嵌入式系统的开发、编译的一般过程。

实验二开发基本的嵌入式应用程序

一、实验目的

在实验一的基础上，学会使用ppcboot、tftp和超级终端进行嵌入式应用开发。

二、实验内容

使用VC编辑器编写一段程序，在串口显示“Helloworld”等文本。

利用ppcboot与tftp将程序下载到ARM板。

三、预备知识

ARMSDT2.5集成开发环境、C语言的基础知识、程序调试的基础知识和方法。

四、实验设备及工具（包括软件调试工具）

硬件：

ARM嵌入式开发平台、JTAG仿真器、PC机Pentium100以上、串口线。

软件：

VC6.0WinXP、ARMSDT2.5集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序。

五、实验步骤

1、在ARMSDT2.5中，打开实验一中创建好的工程work1。

2、启动VC6.0，打开main.c。

重点分析Main函数中的代码，可以了解到系统的启动过程。

Voidmain（void）

{

Bsp_Init（）;

While

（1）

{

Uart_Printf（“HelloWorld!

\n”）;

Delay（10000）;

}

}

可以知道，系统从bsp\cpu\44binit.s开始执行，进行简单的初始化后即进入main（）函数，Bsp_Init（）用于初始化ARM板，然后进行while

（1）死循环。

3、编译并下载程序，调试程序。

开启tftp服务程序，设置bios.bin的路径，如下图：

4、运行windows系统下的超级终端（HyperTerminal）应用程序，新建一个终端通讯，取名为arm。

5、选择终端的连接的串口，设置通讯的格式和协议。

6、设置完成超级终端后，就可以和嵌入式开发板中固化的ppcboot建立通讯。

按嵌入式开发板系统的复位按钮，使系统通过BIOS引导，通过PC机键盘可以和嵌入式开发板通讯，按回车键，此时超级终端等待命令输入。

输入tftpc000000，终端显示下载完毕，再输入goc000000开始程序运行。

出现乱码，不能正常显示

显示的不是所要想到的结果

可以看到，初步试验存在错误，不能正常显示“HelloWorld!

”。

经过分析，发现文件编译有错误，归根结底是运行环境没有配置好，重新试了几次，最终达到了如下效果：

六、实验总结

这个试验的编程环节不算太难，关键还在环境配置和搭建。

开始不懂为什么要用超级终端，而且让它怎么显示内容等等。

通过请教会的同学，我们才慢慢了解到“交叉编译”的实质内容，并在自己的机子上，通过实战实现了相关内容。

实验三ARM的串行口实验

一、实验目的

掌握ARM的串行口工作原理。

学习编程实现ARM的UART通讯。

掌握CPU利用串口通讯的方法。

二、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、预备知识

用ARMSDT2.5集成开发环境，编写和调试程序的基本过程。

ARM应用程序的框架结构。

了解串行总线。

四、实验设备及工具（包括软件调试工具）

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：

WinXP、ARMSDT2.51或ADS1.2集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序。

五、实验原理及说明

1．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。

串行通信字符格式

２．串行接口的物理层标准：

EIARS—232C，RS—232C规定了双极性的信号逻辑电平：

-3V到-25V之间的电平表示逻辑“1”。

+3V到+25V之间的电平表示逻辑“0

实用RS-232C连线

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115.2K。

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。

六、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。

3．编写串口驱动函数（MyUart.c）

4．在主函数中实现将从串口0接收到的数据发送到串口0（Main.c）。

串口初始化主函数流程图

七、实验结果

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。

实验结果如图所示