1嵌入式系统实验指导书唐永锋.docx
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1嵌入式系统实验指导书唐永锋
淮阴工学院
嵌入式系统实验指导书
编者：
唐永锋
适用学院：
电气学院
电子与电气工程学院
2014年6月23日
实验一开发环境的搭建与调试……………………………………1
实验二S5PV210数码管实验………………………………………14
实验三S5PV210GPIOLED控制实验………………………………20
实验四S5PV210串口实验…………………………………………25
实验五S5PV210步进电机控制实验………………………………33
实验一开发环境的搭建与调试
1、实验目的
（1）、熟悉Eclipse开发环境的搭建；
（2）、熟悉Eclipse的调试方法，
2、实验内容
创建一个工程，新建一个Makefile文件，新建一个脚本文件，新建一个汇编源文件，编译工程，并配置FS-JTAG调试工具，配置Eclipse调试工具。
3、实验设备
（1）、硬件：
CVT-A8-III教学平台，PC机，A8JTAG仿真器。
（2）、软件：
PC机操作系统（WindowsXP）+Eclipse开发环境。
4、实验步骤
4.1Eclipse开发环境的安装
Eclipse是著名的开放源代码、跨平台的自由集成开发环境（IDE）。
它主要由Eclipse项目、Eclipse工具项目和Eclipse技术项目三个项目组成，具体包括四个部分组成——EclipsePlatform、JDT、CDT和PDE。
JDT支持Java开发、CDT支持C开发、PDE用来支持插件开发，EclipsePlatform则是一个开放的可扩展IDE，提供了一个通用的开发平台。
最初主要用来Java语言开发，通过安装不同的插件Eclipse可以支持不同的计算机语言，比如C++等开发工具。
许多软件开发商以Eclipse为框架开发自己的IDE。
Eclipse的目标是成为可进行任何语言开发的IDE集成者，使用者只需下载各种语言的插件即可。
打开光盘下的目录，安装文件包，安装步骤如下：
4.1.1安装ARM-GCC交叉编译工具
打开yagarto-bu-2.21_gcc-4.6.2-c-c++_nl-1.19.0_gdb-7.3.1_eabi_20111119.exe。
这个工具为交叉编译器。
这里的安装目录需要记住，因为在后面的编译过程中，需要使用对应的交叉编译器。
安装过程如下：
安装完成后，对应的编译器存放目录为：
D:
\ProgramFiles\yagarto\bin
4.1.2安装GNUmake工具
打开yagarto-tools-20100703-setup.exe，安装过程如下：
4.1.3安装FS-JTAG工具
打开Setup.exe。
安装过程如下：
安装完成后，桌面有如下图标。
这个工具主要是用来仿真器连接目标A8实验箱。
4.1.4安装JAVA开发包
打开jre-6u7-windows-i586-p-s.exe。
如果电脑上已经安装过JAVA此类的工具，则不需要再次安装。
4.1.5安装Eclipse
解压05.eclipse-cpp-helios-SR1-win32.zip压缩包，解压完成后，找到当中的eclipse.exe发送到桌面快捷方式，改名为eclipse_c（这里的改名主要为区别ANDROID高版本的eclipse）。
图标如下：
打开eclipse_c,设置过程如下：
这里主要是设置工作区的主目录，我们这里采用默认。
这里点击最右边的工作区按钮，就进入eclipse_c主界面。
如下所示：
4.2ARM仿真器驱动的安装
把FS-JTAG接入计算机USB口，会提示发现新硬件（如图），选择从列表或指定位置安装，然后单击下一步。
单击下一步会出现选择驱动安装目录，单击浏览找到DRIVER所在的目录（如下图）
选择好，单击确定后，会提示没有通过微软认证，选择“仍然继续”
在安装的过程中，会提示需要ftdibus.sys文件，单击浏览在DRIVER找到需要所需要的文件，应驱动安装3次，驱动就算安装完成。
4.3Eclipse的调试方法
4.3.1指定一个工程存放目录
EclipseforARM是一个标准的窗口应用程序，可以点击程序按钮开始运行。
打开后必须先指定一个工程存放路径：
4.3.2创建一个工程
进入主界面后，单击File->New->CProject菜单项，Eclipse将打开一个标准对话框，输入希望新建工程的名字（如gpioled_s）单击Finish即可创建一个新的工程，建议对每个新建工程使用独立的文件夹。
4.3.3新建一个MakeFile文件
在创建一个新的工程后，单击File->New->Other在弹出的对话框中的General下单击file，然后单击next。
然后选择所要指定的工程后，在文件名选框中输入文件名MakeFile单击Finish。
4.3.4新建一个脚本文件
单击File->New->Other在弹出的对话框中的General下单击file，然后单击Next，然后选择所要指定的工程后，在文件名选框中输入文件名s5pc210.init,单击Finish。
4.3.5新建一个汇编源文件
单击File->New->Other在弹出的对话框中的General下单击file，然后单击Next，然后选择所要指定的工程后，在文件名选框中输入文件名led.s,单击Finish。
4.3.6编译工程
1）在汇编源文件（led.s）当中输入汇编代码
.equGPH3CON,0XE0200C60
.equGPH3DAT,0XE0200C64
.section.text
.globl_start
_start:
start:
ldrr0,=GPH3CON
ldrr1,=0x11110000@setgpiogpg3outputmode
strr1,[r0]
loop:
ldrr0,=GPH3DAT
movr1,#0xff
strr1,[r0]
ldrr0,=GPH3DAT
movr1,#0x0
strr1,[r0]
ldrr0,=GPH3DAT
movr1,#0xff
strr1,[r0]
ldrr0,=GPH3DAT
movr1,#0xef
strr1,[r0]
ldrr0,=GPH3DAT
movr1,#0xdf
strr1,[r0]
ldrr0,=GPH3DAT
movr1,#0xbf
strr1,[r0]
ldrr0,=GPH3DAT
movr1,#0x7f
strr1,[r0]
bloop
.end
2）编写MakeFile文件编译规则在MakeFile输入如下信息
all:
led.s
arm-none-eabi-gcc-4.6.2-O0-g-c-oled.oled.s
arm-none-eabi-ldled.o-Ttext0x20080000-oled.elf
arm-none-eabi-objcopy-Obinary-Sled.elfled.bin
arm-none-eabi-objdump-Dled.elf>led.dis
3）在s5pc210.init文件如输入如下信息
targetremote127.0.0.1:
3333
monitorhalt
monitorarmmcr1501000
monitorstep0
4）保存各文档，选中工程led，点击CleanProject，
建立工程如下：
5）编译Project->BulitAll
4.4Eclipse的调试工程过程
4.4.1配置FS-JTAG调试工具
在Target选项中选择s5pc100或者s5pc110，
在Workdir选项中选择自己的工程目录（D:
\eclipse_projects\gpioled_s），
单击Connect后下面出现如下图所示，即表示已经连接目标板。
（此前需要连接好仿真器，实验箱上电）。
此时表示仿真器已经与目标实验箱连接成功。
4.4.2配置调试工具
在Eclipse的菜单中单击Run–>DebugConfigurations弹出下图对话框。
单击ZyinEmbeddeddebug（Native）选项，然后右击选择“NEW”出现一个窗口。
在Main选项卡中Project框中，点击Browse选择gpioled_s工程，在C/C++Application中单击Browse找到工程目录下的led.elf文件。
在Debugger选项卡中main中GDBDebugger中单击Browse选择前面安装的C:
\ProgramFiles\yagarto\bin\arm-none-eabi-gdb.exe（这里选择自己的安装目录），在GDBCommandfile中选择自己工程目录下的s5pc100.init文件。
在Command选项卡中输入：
load
break_start
c
点击应用后点击debug开始调试运行，会出现调试界面。
程序会在断点处停下，然后使用单步和全速等工具进行调试运行程序，点击全速运行，会出现LED亮。
5、实验报告要求
（1）熟悉Eclipse开发环境的搭建；
（2）熟悉Eclipse的调试方法；
实验二S5PV210数码管实验
1、实验目的
（1）熟悉Eclipse开发环境；
（2）熟悉在ARM裸机环境下的C语言编程；
（3）熟悉CVT-S5PV210下，数码管的操作。
2、实验内容
（1）编写程序，练习C语言的使用。
（2）实现对开发板上数码管控制。
（3）代码分别在Eclipse的Debug环境下运行。
3、实验设备
（1）硬件：
CVT-S5PV210嵌入式教学实验箱、PC机；
（2）软件：
PC机操作系统（WindowsXP）＋Eclipse开发环境。
4、基础知识
发光二极管数码显示器简称LED显示器。
LED显示器具有耗电省、成本低廉、配置简单灵活、安装方便、耐振动、寿命长等优点，目前广泛应用于嵌入式系统中。
7段LED由7个发光二极管按“日”字形排列，所有发光二极管的阳极连在一起称共阳极接法，阴极连在一起称为共阴极接法。
一般共阴极可以不需外接电阻，但共阳极接法中发光二极管必须外接电阻。
LED的结构及连接图见图2-1。
图2-1LED结构及连接图
当选用共阴极的LED显示器时，所有发光二极管的阴极连在一起接地，当某个发光二极管的阳极加入高电平时，对应的二极管点亮。
因此要显示某字形就应使此字形的相应段的二极管点亮，也就是送一个用不同电平组合代表的数据字来控制LED的显示，此数据称为字符的段码。
字符0、1、2…F与LED码段A、B、C…F以及DP（小数点）的关系如表3-8-2所示：
表2-1LED字符与码段对应表
字符
DP
G
F
E
D
C
B
A
段码（共阴）
段码（共阳）
0
0
0
1
1
1
1
1
1
3FH
C0H
1
0
0
0
0
0
1
1
0
06H
F9H
2
0
1
0
1
1
0
1
1
5BH
A4H
3
0
1
0
0
1
1
1
1
4FH
B0H
4
0
1
1
0
0
1
1
0
66H
99H
5
0
1
1
0
1
1
0
1
6DH
92H
6
0
1
1
1
1
1
0
1
7DH
82H
7
0
0
0
0
0
1
1
1
07H
F8H
8
0
1
1
1
1
1
1
1
7FH
80H
9
0
1
1
0
1
1
1
1
6FH
90H
A
0
1
1
1
0
1
1
1
77H
88H
B
0
1
1
1
1
1
0
0
7CH
83H
C
0
0
1
1
1
0
0
1
39H
C5H
D
0
1
0
1
1
1
1
0
5EH
A1H
E
0
1
1
1
1
0
0
1
79H
86H
F
0
1
1
1
0
0
0
1
71H
8EH
-
0
1
0
0
0
0
0
0
40H
BFH
.
1
0
0
0
0
0
0
0
80H
7FH
熄灭
0
0
0
0
0
0
0
0
00H
FFH
说明：
共阴的LED，被选中时的段为高电平有效，熄灭的段码为00H；
共阳的LED，被选中时的段为低电平有效．熄灭的段码为FFH。
LED显示器的接口一般有静态显示与动态显示接口两种方式，下面分别加以介绍。
1）静态显示
LED数码管采用静态接口时，共阴极或共阳极点连接在一起接地或接高电平。
每个显示位的段选线与一个8位并行口线对应相连，只要在显示位上的段选线上保持段码电平不变，则该位就能保持相应的显示字符。
这里的8位并行口可以直接采用并行I/O口，也可以采用串入／并出的移位寄存器或是其它具有三态功能的锁存器等。
2）动态显示
在多位LED显示时，为了简化电路，降低成本，将所有位的段选线并联在一起，由一个8位I/O口控制。
而共阴（或共阳）极公共端分别由相应的I/O线控制，实现各位的分时选通。
由于各个数码管是共用同一个段码输出口，分时轮流通电的，从而大大简化了硬件线路，降低了成本。
不过这种方式的数码管接口电路中数码管不宜太多，一般在8个以内，否则每个数码管所分配的实际导通时间会太少，显得亮度不足。
若LED位数较多时应采用增加驱动能力以提高显示亮度。
本实验系统中采用的是动态显示接口，其中数码管扫描控制地址为0x88007000，位0－位5每位分别对应一个数码管，将其中某位清0来选择相应的数码管，地址0x88009000为数码管的数据寄存器。
数码管采用共阳方式，向该地址写一个数据就可以控制LED的显示。
实验电路原理图如下：
实验程序如下：
#include"s5pc210.h"
#include"uart.h"
#defineU8unsignedchar
unsignedcharseg7table[16]={
/*01234567*/
0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,
/*89ABCDEF*/
0x80,0x90,0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,
};
/********************************************************************//Functionname:
delay
//Description:
延时子程序
//Returntype:
void
//Argument:
count,延时的数值
********************************************************************/
voiddelay（intcount）
{
intcnt;
for（count=count;count>0;count--）
for（cnt=0;cnt<1000;cnt++）;
}
intmain（）
{
uart_init（）;
printf（"CVTS5PV210JtagSegTest...\n"）;
inti;
*（（U8*）0x88007000）=0x00;
for（;;）{
/*数码管从0到F依次将字符显示出来*/
for（i=0;i<0x10;i++）{
/*查表并输出数据*/
*（（U8*）0x88009000）=seg7table[i];
delay（1000）;
}
/*数码管从F到0依次将字符显示出来*/
for（i=0xf;i>=0x0;i--）{
/*查表并输出数据*/
*（（U8*）0x88009000）=seg7table[i];
delay（1000）;
}
}
return0;
}
5、实验步骤
1.首先打开Eclipse软件，指定工作目录。
2.打开Seg工程，点击工具栏的“File”，然后点击“Import”。
然后点击“ExistingProjectintoWorkspace”。
再次点击“Browse”按钮。
进入目录D:
\eclipse_projects\Seg\。
点击“Finish”按钮。
成功添加工程到Eclipse中。
3.点击工程右键，点击“BulidProject”按钮，对工程进行编译，生成seg.elf文件。
编译成功提示如上。
4.连接好仿真器。
实验箱通电。
打开FS-JTAG调试工具,连接成功。
设置DebugConfigurations。
设置过程参看实验1内容。
调试模式成功运行后。
查看结果。
6、实验结果
六个SEG轮流闪烁，实现从0-F轮流显示。
7、实验报告要求
（1）结合户外广告屏，根据实验总结LED的不同显示方法；
（2）数码管的静态显示和动态显示各有什么优缺点。
实验三S5PV210GPIOLED实验
1、实验目的
（1）熟悉Eclipse开发环境。
（2）熟悉在ARM裸机环境下的C语言编程。
（3）熟悉CVT-S5PV210下，GpioLed的操作。
2、实验内容
（1）编写程序，练习C语言的使用。
（2）实现对开发板上GpioLed的控制。
（3）代码分别在Eclipse的Debug环境下运行。
3、实验设备
（1）硬件：
CVT-S5PV210嵌入式教学实验箱、PC机；
（2）软件：
PC机操作系统（WindowsXP）＋Eclipse开发环境。
4、基础知识
从电路图上我们可以看到，发光二极管LED的一端连接到了ARM的GPIOGPH3，另一端经过一个限流电阻接电源VDD33V。
当GPIO口为低电平时，LED两端产生电压降，这时LED有电流通过并发光。
反之当GPIO为高电平时，LED将熄灭。
注意亮灭之间要有一定的延时，以便人眼能够区分出来。
实验相应寄存器
端口配置寄存器
端口数据寄存器
实验电路
实验程序如下：
#include"s5pc210.h"
#include"uart.h"
/********************************************************************
//Functionname:
delay
//Description:
延时子程序
//Returntype:
void
//Argument:
count,延时的数值
********************************************************************/
voiddelay（intcount）
{
intcnt;
for（count=count;count>0;count--）
for（cnt=0;cnt<1000;cnt++）;
}
intmain（）
{
uart_init（）;
printf（"CVTS5PV210JtagGpioLedTest...\n"）;
volatileinti,j=0;
GPH3.GPH3CON=0x11110000;
while
（1）{
GPH3.GPH3DAT=0xFF;
for（i=0;i<=1000000;i++）;
GPH3.GPH3DAT=0x0;
for（i=0;i<=1000000;i++）;
for（j=0;j<4;j++）{
GPH3.GPH3DAT=~（0x1<<（j+4））;
for（i=0;i<=1000000;i++）;
}
}
return0;
}
5、实验步骤
1.首先打开Eclipse软件，指定工作目录。
2.打开GpioLed工程，点击工具栏的“File”，然后点击“Import”。
然后点击“ExistingProjectintoWorkspace”。
再次点击“Browse”按钮。
进入目录D:
\eclipse_projects\GpioLed\。
点击“Finish”按钮。
成功添加工程到Eclipse中。
3.点击工程右键，点击“BulidProject”按钮，对工程进行编译，生成gpioled.elf文件。
编译成功提示如上。
4.连接好仿真器。
实验箱通电。
打开FS-JTAG调试工具,连接成功。
设置DebugConfigurations。
设置过程参看实验1内容。
调试模式成功运行后。
查看结果。
6、实验结果
观察到gpioled亮灭，流水闪亮。
7、实验报告要求
熟悉GPIO接口作为输出与输入控制的编程方法。
实验四S5PV210串口实验
1、实验目的
1.熟悉Eclipse开发环境。
2.熟悉在ARM裸机环境下的C语言编程。
3.熟悉CVT-S5PV210下，串口uart的操作。
2、实验内容
编写程序，练习C语言的使用。
实现对开发板上串口的控制。
代码分别在Eclipse的Debug环境下运行。
3、实验设备
1.硬件：
CVT-S5PV210嵌入式教学实验箱、PC机；
2.软件：
PC机操作系统Windows98（2000、XP）＋Eclipse开发环境。
4、基础知识
串行通信接口电路一般由可编程的串行接口芯片、波特率发生器、EIA与TTL电平转换器以及地址译码电路组成。
采用的通信协议有两类：
异步协议和同步协议。
随着大规模集成电路技术的发展，通用的同步（USRT）和异步（UART）接口芯片种类越来越多，它们的基本功能是类似的。
采用这些芯片作为串行通信接口电路的核心芯片，会使电路结构比较简单。
4.1异步串行通信
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。
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