嵌入式实训报告.docx
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嵌入式实训报告
Cortex-M3课程设计
专业：
电子信息工程
班级：
学号：
姓名：
指导老师：
完成时间：
一、实训的目的
学习和了解了嵌入式在生活中的重要作用和发展过程，熟练掌握arm硬件体系结构,熟悉linux下的嵌入式编程流程，积累自己的软件编写经验,能够参与并实现一个真实和完整的嵌入式项目，为今后的学习和将从事的技术工作打下坚实的基础。
二、实训内容
（一）安装环境
1.安装虚拟机VMware12
直接双击运行虚拟机的安装程序
建议勾选快捷方式的创建，其他可不选
安装完毕后需要输入许可信息
许可信息在文档中，随意选择一个输入即可
2.安装镜像Ubuntu12.04
直接解压Ubuntu标准教学系统，解压位置可随意选择
打开虚拟机，通过虚拟机去访问打开镜像
3.编辑软件
为方便后续程序查看、编辑
4.开发板相关工具安装
4.1首先安装转串口对应驱动
4.2安装串口访问、操作软件、第一次打开时需要输入许可信息、相关许可信息在“说明.txt”中。
4.3设置相关的串口数据，使其连接访问开发板
协议serial
端口COMx有设备管理器查看所得
波特率115200
数据位8
奇偶校验位none
停止位1
数据流控制全部关闭
（二）Linux的基本操作指令
cd切换工作目录
格式：
cdxxx（目标目录的路径）
路径的描述方式：
1.绝对路径：
相对于根目录所做的路径描述
2.相对路径：
相对于当前目录所做的路径描述
ls查看目标文件或目标目录的相关信息
格式：
ls默认查看当前目录下有哪些非隐藏文件
ls-l默认查看当前目录下有哪些非隐藏文件，且附带相关信息
ls-a默认查看当前目录下的所有文件
cp复制并粘贴
格式：
cpxxx（目标文件）xxx（目的目录）
把目标文件复制到目的目录
mv剪切并粘贴/移动
格式：
mvxxx（目标文件）xxx（目的目录）
把目标文件移动到目的目录
rm删除目标
格式：
rmxxx（目标文件或目录）-rf
mkdir创建目录
格式：
mkdirxxx
touch创建文件
格式：
touchxxx
vi/vim
man手册命令
1.manman
1Executableprogramsorshellcommands
命令手册
2Systemcalls（functionsprovidedbythekernel）
系统函数
3Librarycalls（functionswithinprogramlibraries）
库函数
2.man-fxxx（目标）
查看目标所在手册的编号
3.manx（手册编号）xxx（目标）
查看目标在对应编号手册中的具体信息
gcc/arm-linux-gcc
本地编译命令/交叉编译命令
gcc编译生成的文件在Ubuntu中执行
arm-linux-gcc编译生成的文件在开发板上执行
格式：
gcc-oxxx（目标文件）xxx.c（源文件）
或者
gccxxx.c（源文件）-oxxx（目标文件）
-----------------------------------------------
创建共享文件夹：
windows和Ubuntu实现共享
1.点击虚拟机上方菜单的“虚拟机”选项
2.在弹出框中选择“设置”
3.在弹出框中选择“选项”
4.选择“共享文件夹”
5.选择“总是启用”，然后添加自己的共享文件夹
前提是现在windows下有这么个以备共享的文件夹
共享文件夹在Ubuntu中的访问路径：
/mnt/hgfs/
过程：
gec@ubuntu:
~/Desktop$cd/mnt/hgfs/
gec@ubuntu:
/mnt/hgfs$ls
Vmarefile
gec@ubuntu:
/mnt/hgfs$cdvmarefile
gec@ubuntu:
/mnt/hgfs/vmarefile$ls
gec@ubuntu:
/mnt/hgfs/varefile$
文件IO：
input/output
open打开目标文件
#include
#include
#include
intopen（constchar*pathname,intflags）;
打开已存在文件
intopen（constchar*pathname,intflags,mode_tmode）;
可以打开不存在的文件，即是可以创建并打开文件
intcreat（constchar*pathname,mode_tmode）;
创建目标文件
参数：
pathname：
目标文件的所在位置
flags：
权限标志，即是权限的选择
必选项，三选其一
只读O_RDONLY
只写O_WRONLY
可读可写O_RDWR
其它选项：
创建O_CREAT
mode：
文件权限，创建文件时进行赋予
返回值：
成功时，返回一个文件描述符，范围是0~1023
失败时，返回-1
close关闭目标文件
#include
intclose（intfd）;
参数；
fd：
目标文件的文件描述符
返回值：
成功时，返回值为0
失败时，返回值为-1
read读取目标文件的数据，到程序空间
#include
项目1：
将1.txt中的内容全部复制到2.txt中
主要代码：
intCopyData（char*pathName1,char*pathName2）;
intmain（void）
{
char*pathName1="./1.txt";
char*pathName2="./2.txt";
//WriteDataToFile（pathName2）;
CopyData（pathName1,pathName2）;
return0;
}
intCopyData（char*pathName1,char*pathName2）
{
intopenFileData_1=open（pathName1,O_RDONLY）;//打开文件1
if（-1==openFileData_1）
{
printf（"open%serror!
\n",pathName1）;
return-1;
}
intopenFileData_2;
if（-1==access（pathName2,F_OK））//目录中文件2不存在
{
openFileData_2=creat（pathName2,S_IRWXU）;
if（-1==openFileData_1）
{
printf（"create%serror!
\n",pathName2）;
return-1;
}
}
else//文件2存在
{
openFileData_2=open（pathName2,O_RDWR）;
if（-1==openFileData_2）
{
printf（"open%serror!
\n",pathName2）;
return-1;
}
}
while
（1）
{
charbuff[1024];
intreadFileData_1=read（openFileData_1,buff,sizeof（buff））;//返回值是读到的字节数
if（-1==readFileData_1）
{
printf（"can'tread%s\n",pathName1）;
return-1;
}
intwriteFileData_2=write（openFileData_2,buff,readFileData_1*sizeof（char））;//字节数就是刚才读到字节
if（-1==writeFileData_2）
{
printf（"can'twrite%s\n",pathName2）;
return-1;
}
if（0==writeFileData_2）//写完跳出
{
break;
}
}
if（-1==close（openFileData_1）||-1==close（openFileData_2））
{
printf（"can'tclose%s",openFileData_1==-1?
pathName1:
pathName2）;
return-1;
}
}
（三）在ARM开发板上利用LCD模块显示颜色
LCD的使用：
宽度：
800像素点
高度：
480像素点
像素点的位深度：
32位即是4字节
ARGB分别占有一个字节的数据位
A透明度无用
R红色
G绿色
B蓝色
使用数据表示颜色，数据越大，表示对应颜色越深范围是0~255
LCD的设备文件：
/dev/fb0
测试LCD的设备文件：
cat/bin/ls>>/dev/fb0
LCD的像素点排列顺序：
从左向右逐行从上向下
操作流程：
1.在虚拟机中对源程序进行交叉编译（arm-linux-gcc）
2.把交叉编译生成的可执行程序下载到开发板上
2.1在开发板的终端输入rxxxx（目标文件），然后回车
目标文件即是交叉编译生成的可执行文件
2.2点击开发板终端上方的“传输”按钮，选择“发送XModem”
2.3在弹出框中浏览选择目标文件，然后发送
3.下载到开发板的文件默认是没有执行权限的，所以需要赋予其执行权限后，才能被执行
chmod777xxx（下载的目标文件）
4.运行目标文件
./xxx
（四）在开发板上画一个彩虹
主要代码：
intmain（）
{
//打开LCD的设备文件
intfd_lcd=open（"/dev/fb0",O_RDWR）;
if（-1==fd_lcd）
{
printf（"openLCDfailed!
\n"）;
return-1;
}
//映射LCD
int*mmap_lcd=mmap（NULL,
800*480*4,
PROT_READ|PROT_WRITE,
MAP_SHARED,
fd_lcd,
0）;
if（mmap_lcd==MAP_FAILED）
{
printf（"mampLCDfailed!
\n"）;
return-1;
}
intcolor[7]={
0x00FF0000,
0x00FF7F00,
0x00EAEAAE,
0x0000FF00,
0x0000FFFF,
0x000000FF,
0x00FF00FF
};
intx,y;
intr=120;
//为LCD的每一个像素点填入颜色数据
for（y=0;y<480;y++）//行480
{
for（x=0;x<800;x++）//列800
{
*（mmap_lcd+y*800+x）=0x00FFFFFF;
if（（y-240）*（y-240）+（x-400）*（x-400）{
*（mmap_lcd+y*800+x）=0x00FFFFFF;
}
elseif（（y-240）*（y-240）+（x-400）*（x-400）<（r+10）*（r+10））
{
*（mmap_lcd+y*800+x）=color[0];
}
elseif（（y-240）*（y-240）+（x-400）*（x-400）<（r+20）*（r+20））
{
*（mmap_lcd+y*800+x）=color[1];
}
elseif（（y-240）*（y-240）+（x-400）*（x-400）<（r+30）*（r+30））
{
*（mmap_lcd+y*800+x）=color[2];
}
elseif（（y-240）*（y-240）+（x-400）*（x-400）<（r+40）*（r+40））
{
*（mmap_lcd+y*800+x）=color[3];
}
elseif（（y-240）*（y-240）+（x-400）*（x-400）<（r+50）*（r+50））
{
*（mmap_lcd+y*800+x）=color[4];
}
elseif（（y-240）*（y-240）+（x-400）*（x-400）<（r+60）*（r+60））
{
*（mmap_lcd+y*800+x）=color[5];
}
elseif（（y-240）*（y-240）+（x-400）*（x-400）<（r+70）*（r+70））
{
*（mmap_lcd+y*800+x）=color[6];
}
if（y>240）
{
*（mmap_lcd+y*800+x）=0x00FFFFFF;
}
}
}
//取消LCD的映射
munmap（mmap_lcd,800*480*4）;
//关闭LCD的设备文件
close（fd_lcd）;
return0;
}
实验结果：
（五）在开发板上完整的显示一张图片
映射：
把目标文件的物理空间映射到程序的内存空间中
#include
void*mmap（void*addr,size_tlength,intprot,intflags,
intfd,off_toffset）;
申请一块连续的堆空间，进行映射
intmunmap（void*addr,size_tlength）;
释放申请的映射空间
参数：
addr：
映射空间的地址
一般可填NULL，表示由系统自动分配
length：
映射空间的大小，单位字节
prot：
对映射空间属性的选择设置
读写属性的选择设置
PROT_READ
PROT_WRITE
flags：
对映射空间属性的选择设置
共享属性的选择设置
MAP_SHARED
fd：
目标文件的文件描述符
offset：
映射的偏移量
一般，若非特别说明，偏移量为0
返回值：
成功时，返回映射的地址
失败时，返回MAP_FAILED
问题：
LCD作为映射目标，应该申请多大的空间？
800*480*4字节
映射LCD的设备文件成功之后，应该使用什么类型的指针进行接收？
char*可以
int*可以更合适
因为LCD的像素点是4字节
--------------------------------------------------
显示一张800*480大小的24位的bmp图片：
图片文件的大小：
800*480*3+54=1152054字节
问题：
1.图片的颜色数据不足占满全屏
原因：
bmp的像素点位深度是24位
而LCD的像素点位深度是32位
即RGB对ARGB
即每个像素点均少了一个A的字节数据
解决：
为bmp的RGB数据加上一个A的数据
即是需要把3字节的RGB数据填充整合成4字节的ARGB数据
假设：
bmp图片的像素点颜色数据是按照从左向右，从上向下逐行对应
失败
2.图片的颜色显示不对
红底--》蓝底黄色（红+绿）--》青色（蓝+绿）
原因：
bmp的颜色数据的存储顺序是BGR
而不是RGB
解决：
按照正确的顺序重新对应
填充整合成正确的ARGB
3.图片显示上下颠倒
原因：
bmp图片的像素点颜色数据是按照
从左向右，从下向上逐行对应
解决：
把bmp图片的像素点对应数据
上下翻转过后，在给到指定的对应像素点
问题：
像素点（x,y）上下颠倒后，所对应的像素点坐标是？
？
（x,479-y）x的范围：
0~799y的范围：
0~479
4.图片显示发生了偏移
原因：
文件的54字节描述信息在文件头的位置
解决：
移动文件光标，读取正确的颜色数据
方法：
1.直接使用lseek偏移文件光标，然后再读取颜色数据
2.读取文件头的54字节数据，然后再读取颜色数据
显示一张宽度能被4整除的24位bmp图片：
5.显示宽度能被4整除的24位bmp图片
处理：
把针对800*480的处理过程
通过大小的修改，改为针对的图片的大小
文件头的54字节数据信息：
图片的宽度：
第19~22字节的数据信息
图片的高度：
第23~26字节的数据信息
显示一张任意大小的24位bmp图片：
bmp图片存在一个叫做字节补齐的问题
当bmp图片的一行的颜色数据的字节总和不能被4整除时
会在每一行颜色数据之后的位置补上1~3个字节
直至该行能内4整除
即是判断w*3/4的余数是否为0
若需要进行字节补齐，每一行会被补齐几个字节？
直至能被4整除为止，所以一行最多被补上3个字节
计算式：
4-（w*3%4）
处理方式：
1.先把所有的颜色数据和被补齐的数据都读到程序中
然后再进行后续处理
2.循环读取每一行的颜色数据
没读取一行的颜色数据，利用文件光标偏移忽略掉被补齐的字节
主要代码：
intmain（）
{
//打开LCD的设备文件
intfd_lcd=open（"/dev/fb0",O_RDWR）;
if（-1==fd_lcd）
{
printf（"openLCDfailed!
\n"）;
return-1;
}
//映射LCD
int*mmap_lcd=mmap（NULL,
800*480*4,
PROT_READ|PROT_WRITE,
MAP_SHARED,
fd_lcd,
0）;
if（mmap_lcd==MAP_FAILED）
{
printf（"mampLCDfailed!
\n"）;
return-1;
}
//intcolor=0x00FF0000;
//打开图片文件
intfd_bmp=open（"./good.bmp",O_RDWR）;
if（-1==fd_bmp）
{
printf（"openbmpfailed!
\n"）;
return-1;
}
charbuf_bmp[800*480*3];
//读取目标图片的颜色数据
read（fd_bmp,buf_bmp,sizeof（buf_bmp））;
inti;
intbuf_lcd[800*480];
for（i=0;i<800*480;i++）
{
//ARGBBGRA
buf_lcd[i]=buf_bmp[i*3]|buf_bmp[i*3+1]<<8|buf_bmp[i*3+2]<<16|0x00<<24;
}
close（fd_bmp）;
intx,y;
//为LCD的每一个像素点填入颜色数据
for（y=0;y<480;y++）//行480
{
for（x=0;x<800;x++）//列800
{
*（mmap_lcd+y*800+x）=buf_lcd[（479-y）*800+x];
}
}
//取消LCD的映射
munmap（mmap_lcd,800*480*4）;
//关闭LCD的设备文件
close（fd_lcd）;
return0;
}
（六）将一组图片在屏幕上进行连贯的流水动作
主要代码：
intmain（）
{
inti=0;
lcd_open（）;
for（i=0;i<35;i++）
{
charbuf_pathname[30];
bzero（buf_pathname,sizeof（30））;
sprintf（buf_pathname,"abc%d.jpg",i）;
usleep（10）;
printf（"%s\n",buf_pathname）;
lcd_draw_jpg（0,0,buf_pathname,NULL,0,0）;//显示目标图片
}
close_lcd（）;
return0;
}
（七）读取磁卡ID，在磁卡中存入数据
实验原理：
GFD引脚
VCC5.0电源正极入输，5~9V
TXD模块数据输出，接MCU的RXD
RXD模块数据输入，接MCU的TXD
GND电源地
主要代码：
intrfid_ctl（introom_id,introom_day,intmod）
{
intret,i;
intfd;
/
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