嵌入式开发技术课程设计报告毕业设计.docx
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嵌入式开发技术课程设计报告毕业设计
通信与信息工程学院
嵌入式开发技术
课程设计报告
班级：
姓名：
学号：
指导教师：
设计时间：
2016年1月11日—2016年1月14日
成绩：
评语：
通信与信息工程学院
二〇一六年
目录
嵌入式课程设计1
1设计要求1
1.1基本题型1
1.2综合题型2
2开发环境、开发工具2
3设计过程及结果5
3.1实现交叉编译环境5
3.2第几小组成员步骤5
3.3实现Linux系统下的简易聊天室7
4设计总结20
参考文献22
嵌入式课程设计
1设计要求
1.1基本题型
（1）嵌入式开发环境配置
①采用vmware+linux配置开发主机系统,要求构建linux系统，配置nfs,samba；
②掌握minicom、samba及NFS使用，能利用其实现windows、linux开发主机与嵌入式实验系统间的通信；
③利用NFS服务实现主机与实验系统间文件共享；
④利用提供的工具构建交叉编译环境；
要求：
在下图时间上面一行显示小组成员姓名
Armv4l-unknown-linux-gcc是否在/opt/host/armv4l/bin/，如果不是这个路径，请使用vi修改/root/.bash_profile文件中。
ATH变量为PATH=$PATH:
$HOME/bin:
/opt/host/armv4l/bin/，存盘后执行：
source/root/.bash_profile
（2）熟悉VI、GCC、GDB及MAKE文件使用；
（3）在开发系统中编写一个程序，实现打印“通信工程13级第3小组嵌入式开发技术课程设计基础内容”功能，编写makefile文件，并通过NFS下载到实验箱中，验证交叉编译环境配置。
1.2综合题型
基于socket编程的简单聊天室程序设计：
（1）掌握linux下socket编程方法；
（2）基于C语言设计一个简单的聊天室程序，PC运行客户端程序，嵌入式系统运行服务器端程序，服务器随时侦听客户端请求并将其接入，要求至少实现2个客户端接入服务器并进行通信的功能；
（3）编写Makefile文件；
（4）利用NFS将程序下载到实验箱中，编译执行。
（5）课程设计报告中应包含服务器端socket创建、绑定、监听、允许接入及接收数据等关键代码及其说明，客户端请求及数据发送等关键代码及说明；
2开发环境、开发工具
（1）安装VWware软件
①开始安装加载文件.双击该文件的图标，进入加载安装文件的界面。
②设置安装类型。
安装文件加载完毕后进入开始安装界面。
单击next按钮后，进入安装类型选择界面，选择tyical选项。
③执行软件包的安装选项，依据所做的选择，把对应的软件组件安装到系统中，输入正确的序列号。
（2）配置VMware
①打开桌面上VMware图形，双击打开
②再打开原来的文件夹，把汉化包打开
③执行软件的安装选项，依据所做的选择，确认安装。
确认完后，即配置完成。
④点击打开虚拟机，选择标准，下一步，执行软件的安装选项。
接下是密钥，填写老师所给的密码。
安装完成。
（3）安装驱动
点击安装包，根据软件的安装选项，点击next按钮，即可安装完成。
注：
在电脑上安装好虚拟机之后配置相关参数
①配置NFS:
点击菜单运行系统设置->点击服务器设置->NFS服务器，点击增加，在目录中选择共享目录的路径，在主机（host）中填入主机IP地址（192.168.1.12），并选择客户对共享目录的操作位读写（Read/write）;在常规选项中选择允许来自高于1024的端口的连接，点击确定后即可配置好NFS。
配置完成后，可以简单测试一下NFS是否配置好了：
在虚拟机上自己mount自己，看是否成功就可以判断NFS是否配好了。
mount192.168.1.12:
/arm2410cl/host
之后ls命令查看arm2410cl之下的文件目录，如果文件目录在，那么说明NFS配置成功。
②端口配置
用串口线连接好笔记本电脑和2410经典版平台。
计算机，属性，设备管理器，端口
高级设置下端口号COM1
进入虚拟机设置，串行端口
3设计过程及结果
3.1实现交叉编译环境
结果：
3.2第几小组成员步骤
（1）创建工作目录
【root@vm-dev~】#mkdirwinter
【root@vm-devwinter】#cdwinter
（2）编写winter.c文件
【root@vm-dev~】#viwinter.c
（3）编写Makefile文件
CC=armv4l-unknown-linux-gcc
EXEC=clientserver
OBJS=client.oserver.o
CFLAGS+=
LDFLAGS+=-static
all:
$（EXEC）
$（EXEC）:
$（OBJS）
$（CC）$（LDFLAGS）–o$@$（OBJS）
clean:
-rm–f*.elf*.gdb*.o
其中，
CC指明编译器
EXEC表示编译后生成的执行文件名称
OBJS目标文件列表
CFLAGS编译参数
LDFLAGS连接参数
all:
编译主入口
clean：
清除编译结果
（4）运行make编译程序
【root@vm-dev~】#makeclean
【root@vm-devwinter】#make
（5）源程序
#include
intmain（void）
{
printf（“通信工程13级第三小组嵌入式开发技术课程设计基础内容“）;
}
6）结果
由于电脑与开发板不匹配，结果没有办法出来
3.3实现Linux系统下的简易聊天室
（1）程序流程图
（2）程序工作过程
服务端处于监听状态，客户端发送请求，连接成功并通信。
首先服务端调用socket（）函数创建一个套接字，然后把协议，端口号，ip信息通过bind（）进行绑定。
以上操作完后服务端就开始监听客户端的请求，并设置监听的最大数目。
当客户端发送链接请求时，服务端就调用accept（）函数接受客户端的请求。
然后对于客户端来说，也是要先调用socket（）函数创建客户端的套接字，这里是用的TCP协议，所以可以不用bind（）函数。
接着调用connect（）函数与服务端建立连接。
当服务端和客户端建立连接时，可以通过彼此之间的套接字描述符来进行数据传输。
其中一方通过send函数把数据写入数据缓冲区，另一方通过recv（）函数从缓冲区内读出数据，这样就完成了服务端与客户端之间的数据传输。
当双方数据传输完成后，函数close（）关闭各自的套接字,使客户端和服务端通信中断。
（3）socket编程方案
①设计一个简单的聊天室程序，PC运行客户端程序，嵌入式系统运行服务器端程序，服务器随时侦听客户端请求并将其接入，要求至少实现2个客户端接入服务器并进行通信的功能；
②Makefile文件
③NFS将程序下载到实验箱中，编译执行。
注：
程序里的函数解释
（1）Socket（）
作用：
socket函数为客户机或服务器创建一个sokcet
格式：
intsocket（intfamily,inttype,intprotocol）;
参数说明：
Family：
表示地址族，可以去AF_UNLX和AF_INT。
其中，AF_UNLX只能够用于单一的UNIX系统进程间通信;AF_INT是针对Internet的，因而可以允许在远程主机之间通信，实验中使用AF_INT。
Type：
网络程序所采用的通信协议，可以取SOCK_STREAM或SOCK_DGRAM。
其中，SOCK_STREAM表明使用的是TCP协议，这样提供按顺序的、可靠的、双向、面向连接的比特流；SOCKE_DGRAM表明使用的是UDP协议，这样只会提供定长、不可靠、无连接的通信。
（2）bind（）
格式：
intbind（intsockfd,structsockaddr*addr,intaddrlen）;
参数说明：
Sockfd：
socket的文件描述符号。
Sockaddr：
表示名字所用的一个数据结构，用来保存地址（包括IP地址和端口）
Addrlen:
设置结构大小长度。
（3）listen（）
格式：
intlisten（intsockfd,intbacklog）;
作用：
监听连接信号，和accepted函数合同。
参数说明：
Sockfd：
表示socket调用返回的文件描述符。
Backlog：
表示接入队列允许的连接数目，大多数系统允许20个，也可以子定义5～10个。
（4）accept（）
格式：
Intaccept（intsockfd,void*addr,int*addrlen）;
作用：
与listen函数合用，监听信息、接收客户端请求。
参数说明：
Sockfd：
表示socket的文件描述符。
Addr：
表示指向局部的数据结构structsockaddr-in的指针。
Addrlen：
表示地址的长度。
（5）connect（）
格式：
intconnect（intsockfd,structsockaddr*serv_addr,intaddrlen）;
作用：
在面向连接的系统中客户及连接服务器时使用，connect必须在bind后使用。
参数作用：
Sockfd：
表示socket的文件描述符。
Serv-addr：
表示村访目的端口和ip地址（套接字）的数据结构。
（6）send（）和recv（）
格式1：
Intsend（intsockfd,constvod*msg,intlen,intflags）;
功能：
发送信息。
格式2：
Intrecv（intsockfd,void*buf,intlen,usignedintflags）;
作用：
用于流式socket、数据报socket内部之间的通信。
（7）close（）和shutdown（）
格式：
Close（intsockfd）
或
Intshutdown（intsockfd,intf）;
参数说明：
f的值为下面一种：
0----不允许继续接收；
1----不允许继续发送；
2---不允许继续发送和接收。
（8）有关线程的系统调用函数pthread_create（）、pthread_join（）
实验过程说明（使用TCP/IP）
（1）监听连接
利用socket、bind、listen建立连接，步骤是：
1）先用socket函数初始化socket，创建新的sockfd。
Sockfd=socket（AF_INT，SOCK_STREAM,0）
2）此步骤涉及到IP地址及其处理过程。
参数说明：
inet_addr函数INADDR_ANY
该函数把由小数点分开的十进制IP地址转为unsingedlong类型，而在实验中所使用的为INADDR_ANY，使用利用自已的IP地址自动填充。
a）利用bind函数绑定端口和IP地址。
My_addr.sin_family=AF_INET;/*将地址族类型设定好*/
My_addr.sin_port=htons（MYPORT;/*将端口给其赋值*/
My_addr.sin_addr.s_addr=INADDR_ANY;/*用连接地址自动填充ip*/
Bind（sockfd,（stuctsockaddr*）&my_addr,sizeof（stuctsockaddr））;
/*sockfd是分配的socket名字，my-addr则便是分配好的端口与IP，用bind绑定*/
b）利用listen监听请求
（2）发送请求
1）利用gethostbyname获取主机信息。
2）初始化socket端口。
3）利用connect函数将自己的IP地址等信息发送到主机，等待主机调用accept函数来接受请求。
（3）主机接收请求，进行数据通信
1）主机利用accept接收请求。
2）创建子进程，显示欢迎信息；
3）接收返回信息，显示连接成功，并推出连接；
4）关闭客户端口socket；
5）关闭服务端socket，结束子线程。
（4）实现步骤
①建立工作目录
【root@vm-dev~】#mkdirserver
【root@vm-devserver】#cdserver
【root@vm-devserver】#viserver.c
【root@vm-dev~】#mkdirclient
【root@vm-devclient】#cdclient
【root@vm-devclient】#viclient.c
②编写程序源代码
程序附后
③编译实现过程
ⅰ.在编写完TCP服务端程序server.c后，用armv4l-unknown-
linux-gcc–lpthread–oserver.cserver生成程序server。
ⅱ.在编写完TCP客户端程序client.c后，用armv4l-unknown-linux-gcc–oclient.cclient生成程序client
ⅲ.在嵌入式系统上运行server。
在主机上打开一个窗口，运行client，输入服务器的IP地址，并检查器结果的正确性。
ⅳ.输入：
#./server
#./client192.168.1.12（192.168.1.12为本机的ip地址）
ⅴ.输出：
#server:
gotconnectionfrom192.168.1.12
ⅵ.客户端发送信息服务器端接收信息。
客户端通过键盘输入消息内容平回车，以发送消息给服务器端；
ⅶ.结果:
服务端：
客户端：
注:
源程序
客户端代码
#include
#include
#include
#include
#include//数据类型定义
#include//定义数据结构
#include
#include
#include
#include//AF_INET相关操作函数
#defineSERVER_PORT8887/*客户机连接远程主机的端口*/
#defineMAXDATASIZE100/*每次可以接收的最大字节*/
#defineSERVER_IP"192.168.1.13"/*服务器的IP地址*/
//#defineWELCOME“******WELCOMETOTHECHATROOM*****”
intmain（）
{
intsockfd,numbytes;
charbuf[MAXDATASIZE];
structsockaddr_inserver_addr;
printf（"\n======================clientinitialization======================\n"）;
if（（sockfd=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0））==-1）
{
perror（"socket"）;
exit
（1）;
}
//结构体的定义与初始化
server_addr.sin_family=AF_INET;//使用IPv4的协议
server_addr.sin_port=htons（SERVER_PORT）;//端口号,htons（）把16位值从主机字节序转换成网络字节序
server_addr.sin_addr.s_addr=inet_addr（SERVER_IP）;ip地址
bzero（&（server_addr.sin_zero）,sizeof（server_addr.sin_zero））;
//将第一个参数所指的内存区域前sizeof（第二个参数）个字符清零
if（connect（sockfd,（structsockaddr*）&server_addr,sizeof（structsockaddr_in））==-1）//）&server_addr服务器端地址
{
perror（"connect"）;
exit
（1）;
}
//循环输入文字
while
（1）
{
bzero（buf,MAXDATASIZE）;
printf（"\nBeginreceive...\n"）;
if（（numbytes=recv（sockfd,buf,MAXDATASIZE,0））==-1）
//buf接收数据缓冲区，numbytes接收的字节数
{
perror（"recv"）;
exit
（1）;
}
elseif（numbytes>0）
{
intlen,bytes_sent;
buf[numbytes]='\0';
printf（"Received:
%s\n",buf）;
printf（"Send:
"）;
charmsg[MAXDATASIZE];
scanf（"%s",msg）;
len=strlen（msg）;
//发送至服务器
if（send（sockfd,msg,len,0）==-1）
//msg要发送的数据指针
{
perror（"senderror"）;
}
}
else
{
//numbytes=0，表示socket已断开
printf（"soketend!
\n"）;
}
}
close（sockfd）;
return0;
}
服务器端代码
#include
#include//包含套接字函数库
#include
#include//包含AF_INET相关结构
#include//包含AF_INET相关操作的函数
#include
#include
#include
#include
#include
#defineMYPORT8887
#defineMYKEY12345
#defineSIZE10240
intmain（）
{
charbuf[100];
memset（buf,0,100）;
intserver_sockfd,client_sockfd;
socklen_tserver_len,client_len;//?
structsockaddr_inserver_sockaddr,client_sockaddr;
printf（"\n======================serverinitialization======================\n"）;
server_sockfd=socket（AF_INET,SOCK_STREAM,0）;//定义套接字类型
server_sockaddr.sin_family=AF_INET;
server_sockaddr.sin_port=htons（MYPORT）;
server_sockaddr.sin_addr.s_addr=htonl（INADDR_ANY）;
server_len=sizeof（server_sockaddr）;
//允许重复使用本地地址和套接字绑定
inton=1;
setsockopt（server_sockfd,SOL_SOCKET,SO_REUSEADDR,&on,sizeof（on））;
//绑定端口
if（bind（server_sockfd,（structsockaddr*）&server_sockaddr,server_len）==-1）
{
perror（"bind"）;
exit
（1）;
}
//监听端口
if（listen（server_sockfd,5）==-1）
{
perror（"listen"）;
exit
（1）;
}
client_len=sizeof（client_sockaddr）;
pid_tppid,pid;
while
（1）
{
if（（client_sockfd=accept（server_sockfd,（structsockaddr*）&client_sockaddr,&client_len））==-1）
{
perror（"accepterror"）;
exit
（1）;
}
else
{
send（client_sockfd,"YouhaveconnectServer!
",strlen（"YouhaveconnectServer!
"）,0）;
}
printf（"\n%s:
%dLoginserver!
\n\n",inet_ntoa（client_sockaddr.sin_addr）,ntohs（client_sockaddr.sin_port））;
//,inet_ntoa将32位二进制形式的IP地址转换为数字点形式的IP地址
ppid=fork（）;//创建子进程
if（ppid==-1）
{
printf（"fork1failed:
"）;
}
elseif（ppid==0）//子进程用于接收客户端信息并发送
{
intrecvbytes;
pid=fork（）;//再次创建子进程
if（pid==-1）
{
printf（"fork2failed:
"）;
exit
（1）;
}
elseif（pid==0）//子进程的子进程用于接收消息
{
while
（1）
{
bzero（buf,100）;
if（（recvbytes=recv（client_sockfd,buf,100,0））==-1）
{
perror（"readclient_sockfdfailed:
"）;
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