1、嵌入式课程设计实验报告嵌入式系统开发技术课程设计(实习)报告信息工程学院编制任务项目2 按键中断控制串口 31. 目的 32. 内容 33. 要求 3任务项目3 PWM控制蜂鸣器以及通过串口控制其频率 61. 目的 62. 内容 63. 要求 6任务项目4看门狗定时器编程 91. 目的 92. 内容 93. 要求 9任务项目5 u-boot源码详细分析 121. 目的 122. 内容 123. 要求 124. 附录 125.代码注释 15心得体会 18任务项目2 按键中断控制串口1. 目的(1)熟悉裸机按键中断的发生及通过串口输出字符过程。2. 内容独立编写程序实现:(1)当按下按键SW7时发
2、生中断,设计中断服务函数使得蜂鸣器鸣响同时串口输出SW7。(2)当按下按键SW8时发生中断,设计中断服务函数使得蜂鸣器结束鸣响同时串口输出SW8;3. 要求请将实验过程截图黏贴到下面的空白处。任务项目3 PWM控制蜂鸣器以及通过串口控制其频率1. 目的(1)熟悉裸机下PWM定时器、串口程序的编写。2. 内容 (1)参照课本程序调试运行使得PWM定时器能控制蜂鸣器;(2)加入串口程序使得当在串口输入“A”和“B”时蜂鸣器能以不同的频率鸣响。提示:可参看教材中断这一章编写程序。3. 要求请将实验过程截图黏贴到下面的空白处。任务项目4看门狗定时器编程1. 目的(1)熟悉裸机下看门狗定时器程序的编写、
3、测试及运行。2. 内容 (1)参看课本程序,调试运行,实现通过定时器精确控制蜂鸣器延时1秒钟; (2)控制蜂鸣器鸣响使之模仿简单歌曲读书郎。提示:参看系统时钟和定时器这一章编写程序。3. 要求请将实验过程截图黏贴到下面的空白处。任务项目5 u-boot源码详细分析1. 目的(1)熟悉u-boot工程的总体结构。(2)熟悉u-boot的流程、主要的数据结构、内存分配。(3)熟悉u-boot的重要细节,主要分析流程中各函数的功能。2. 内容 S5PV210 u-boot源码分析 3. 要求请添加u-boot源码注释,查看相关数据手册,添加代码注释,以实验台为基数,每组完成i部分的50行代码。注释添
4、加示例:Start.S中一段程序:.globl _start_start:breset/ b是跳转指令,即跳转到reset标签处。接着返回到此处。ldrpc, _undefined_instruction /设置中断向量表0x0 0x4.0x8 0xcldrpc, _software_interruptldrpc, _prefetch_abortldrpc, _data_abortldrpc, _not_usedldrpc, _irqldrpc, _fiq4. 附录1. u-boot启动流程1.1 启动阶段分为3个,bl0,bl1,bl2。下面只是就功能方面对它们做说明,实际设计的时候,也许会
5、对其具体功能做出调整,也就是说,这几个阶段的划分是就功能而言的,不能看得太死。 bl0:出厂的时候就固化在irom中一段代码,主要负责拷贝8kb的bl1到s5pv210的一个96kb大小内部sram(Internal SRAM)中运行。值得注意的是s5pv210的Internal SRAM支持的bl1的大小可以达到16kb,容量的扩增是为了适应bootloder变得越来复杂而做的。虽然如此,但目前我们制作出来的bl1的大小仍然可以保持在8kb以内,同样能满足需求。 bl1:u-boot的前8kb代码(s5pv210也支持16kb大小,原因上一点提过了),除了初始化系统时钟和一些基本的硬件外,主
6、要负责完成代码 的搬运工作(我设计成搬运bl1+bl2,而不仅仅是bl2),也就是将完整的u-boot代码(bl1+bl2)从nand flash或者mmcSD等的存储器中读取到内存中,然后跳转到内存中运行u-boot。 bl2:完成全面的硬件初始化和加载OS到内存中,接着运行OS。上述几个阶段的流程描述在s5pv210_irom_application手册中有详细描述。见下图1:图11.2 首先把启动部分的代码分为3部分,以start.S为主,另外还有lowlevel_init.S,mem_setup.S,ctr0.S。 其中lowlevel_init.S主要是一部分硬件的初始化,尤其是系统
7、时钟和DRAM的初始化。如果u-boot一旦被搬运到内存中运行,那么是必须要跳过时钟和DRAM的初始化的,因为这在搬运之前已经做过了。并且如果代码在内存中运行的时侯你却去初始化DRAM,那必然导致崩溃! mem_setup.S:DRAM初始化代码和MMU相关代码放在这个文件中。 ctr0.S:u-boot自带的代码文件,存放汇编函数main。1.3 启动代码相关的几个文件在u-boot中的路径 start.S: /arch/arm/cpu/armv7/start.S (需要自己修改) lowlevel_init.S:/board/samsung/zsy210/lowlevel_init.S (
8、需要自己修改) mem_setup.S: /board/samsung/zsy210/mem_setup.S (u-boot没有,需要自己添加) ctr0.S: /arch/arm/lib/ctr0.S (u-boot自带,一般不需要修改)2. 启动过程原理 必 须要明白的一点是,当代码从存储介质(nand flash,SD,norflash,onenand等)中搬运到了DRAM中后随即会跳转到内存中运行u-boot,接着会有一个重定位 (relocate_code)的过程,relocate_code子函数在start.S中,而给relocate_code子函数传参数的是 crt0.S中的ma
9、in子函数。当判断到当前u-boot在内存的低地址处,那么relocate_code就会工作,把u-boot代码从低地址处再 搬运到内存地址的顶端,然后跳转到新的位置去继续运行u-boot。而搬运的目标地址是在board_init_f()函数(此函数在/arch/arm/lib/board.c中)中计算出来的,见图2。 图2 下面,以start.S为主线,画出了其程序流程图,图中同样也表现出启动的整个流程和启动代码文件间的组织关系。所以后面直接贴出start.S的完整代码,大家结合流程图相信都可以看明白,至于逐句汇编的分析不是本文的重点。见图3.图35.代码注释relocate_done:/
10、搬迁完成1. 2. 3. bx lr /即跳转到lr中存放的地址处。4. 5. _rel_dyn_start_ofs:/*r2-reldynstartofs*/r2=0x64854(反汇编)6. .word _rel_dyn_start - _start/*r2-reldynstartofs*/r2=0x64854(反汇编)7. _rel_dyn_end_ofs:/*r3-reldynendofs*/r3=0x6d104(反汇编)8. .word _rel_dyn_end - _start9. _dynsym_start_ofs:/*r10-symtableofs*/r10=0x6d104(反
11、汇编)10. .word _dynsym_start - _start11. ENDPROC(relocate_code)12. 13. #endif/预编译14. 15. ENTRY(c_runtime_cpu_setup)/进入CPu启动16. /*17. * If I-cache is enabled invalidate it18. */19. #ifndef CONFIG_SYS_ICACHE_OFF /结束预编译 mcr p15, 0, r0, c7, c5, 0 invalidate icache/ARM的协处理命令20. mcr p15, 0, r0, c7, c10, 4 D
12、SB/ARM的协处理命令21. mcr p15, 0, r0, c7, c5, 4 ISB/ARM的协处理命令22. 23. #endif/预编译24. /*25. * Move vector table/移动向量表26. */27. #if !defined(CONFIG_TEGRA20)/结束预编译28. /* Set vector address in CP15 VBAR register */29. ldr r0, =_start/从内存中读出30. add r0, r0, r9 /三项相加31. mcr p15, 0, r0, c12, c0, 0 Set VBAR/协处理32. #
13、endif /* !Tegra20 */结束预编译33. 34. bx lr/跳转到lr35. 36. ENDPROC(c_runtime_cpu_setup)/cpu开始37. 38. /*39. *40. * void save_boot_params(u32 r0, u32 r1, u32 r2, u32 r3)/无效启动参数保存41. * _attribute_(weak);42. *43. * Stack pointer is not yet initialized at this moment/堆栈指针尚未初始化44. * Dont save anything to stack e
14、ven if compiled with -O0/不保存任何堆栈即使编译45. *46. */47. ENTRY(save_boot_params)/48. bx lr back to my caller49. ENDPROC(save_boot_params)/保存引导50. .weak save_boot_params /51. 52. /*心得体会这次实验让我认识到了自己的不足。还有许多可以改进。看门狗定时器编程播放儿歌小二郎,对音乐节拍的把控不足,还有对程序延时的理解,使我走了很多弯路,但是也让我学习到了很多新东西。按键中断控制串口因为SW7,SW8的地址不知道,尝试了很久才成功运行。以上便是我在这次嵌入式技术与应用课程设计中国的心得体会。
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