嵌入式系统课程设计报告.docx

1、嵌入式系统课程设计报告嵌入式系统课程设计报告指导教师： 学生班级： 学生姓名： 学 号： 班内序号： 08 课设日期： 2011/7/62011/7/10 目录一、课设目的 3二、设计要求 32.1 功能要求 32.2 设计所需设备与工具 3三、课设内容 3四、课设环境 44.1 Windows CE的特点 44.2 Windows CE主要模块及其功能 44.3 Platform Builder开发工具介绍 5五、设计步骤 75.1安装 XSBase270 的BSP 75.2实验平台的配置 75.3超级终端的设置 125.4使用jflash命令烧写Eboot 135.5 Platform B

2、uilder 配置 145.6 ActiveSync的使用 15六、主要代码分析及结果 18七、总结 20一、课设目的了解嵌入式系统、嵌入式操作系统，掌握基于嵌入式系统的应用开发基本知识。了解嵌入式操作系统Windows CE的特点，Windows CE的主要模块及各自的功能。掌握嵌入式操作系统Windows CE的配置、编译、移植方法。了解Visual Studio.NET开发环境，掌握基于Windows CE平台的应用程序设计方法。二、设计要求2.1 功能要求安装XSBase270实验开发平台的BSP；在嵌入式操作系统Windows CE平台定制的集成开发环境Platform Builde

3、r(PB)上定制内核，编译和调试并生成内核映像文件，下载并运行编译好的Windows CE系统；在VS.NET中编写对 XSBase270目标板上LED和七段数码管的控制程序，下载运行程序。2.2 设计所需设备与工具 装有Platform Builder、Visual Studio.NET开发环境，有并口、串口和USB接口的PC 机一台。 XSBase270 实验开发平台一套。三、课设内容嵌入式操作系统Windows CE平台的搭建安装XSBase270实验开发平台的BSP。根据XSBase270实验开发平台的特点和系统需求，利用Platform Builder集成开发环境配置Windows

4、CE操作系统的特性和功能。编译、链接操作系统内核，生成系统映像文件。下载并运行编译好的Windows CE系统。七段数码管和LED显示控制程序设计了解Windows CE下I/O访问机制和原理。了解LED和七段数码管的显示和控制原理。掌握Windows CE下访问硬件I/O寄存器的方法，以及使用Visual Studio.NET对硬件设备编程的一般方法。四、课设环境4.1 Windows CE的特点Windows CE是微软开发的一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设备操作，它是精简的Windows 95。Windows CE的图形用户界面相当出色。Win CE具

5、有模块化、结构化和基于Win32应用程序接口以及与处理器无关等特点。4.2 Windows CE主要模块及其功能Windows CE 被分成不同的模块，其中最主要的模块有内核模块（Kernel）、对象存储模块、图形窗口事件子系统（GWES）模块以及通信（Communication）模块。内核模块内核模块是Windows CE 操作系统的核心，它为任何基于Windows CE 的设备提供处理器调度、内存管理、异常处理以及系统内通信等系统功能，并为应用程序使用这些核心功能提供内核服务。Windows CE 的内核模块通过CoreDLL 模块表示。所有的操作系统定制设计都必须包含这个模块，但并不是这

6、个模块的所有组件都必需的，有一些内核组件是可选的。对象存储模块对象存储是Windows CE 的默认文件系统，它相当Windows CE 设备上的硬盘。对象存储是由共享一个内核堆的文件系统、系统数据库和系统注册表组成，即使在没有系统主电源时，对象存储也能维持应用程序及相关数据不会丢失。图形窗口和事件系统模块图形窗口和事件系统模块（GWES）包含大部分的核心Windows CE 功能，它集成了图形设备接口（GDI）、窗口管理器和事件管理器。GWES 模块时Windows CE 操作系统高度组件化的部分，它分别由USER 和GDI 两部分组成，USER 用来处理消息、事件及鼠标和键盘等用户输入，而

7、GDI 用于处理图形的屏幕和打印输出等。4.3 Platform Builder开发工具介绍Platform Builder(PB)是微软提供给Windows CE 开发人员进行基于Windows CE 平台下嵌入式操作系统定制的集成开发环境。它提供了所有进行设计、创建、编译、测试和调试Windows CE 操作系统平台的工具。它运行在桌面Windows 下，开发人员可以通过交互式的环境来设计和定制内核、选择系统特性，然后进行编译和调试。该工具能够根据用户的需求，选择构建具有不同内核功能的CE 系统。同时，它也是一个集成的编译环境，可以为所有。CE 支持的CPU 目标代码编译C/C+程序。一旦

8、成功地编译了一个CE 系统，就会得到一个名为nk.bin 的映像文件。将该文件下载到目标板中，就能够运行CE 了。该工具能够根据用户的需求，选择构建具有不同内核功能的CE 系统。同时，它也是一个集成的编译环境，可以为所有CE 支持的CPU 目标代码编译C/C+程序。一旦成功地编译了一个CE 系统，就会得到一个名为nk.bin 的映像文件。将该文件下载到目标板中，就能够运行CE 了。Platform Builder 提供的主要特性包括：平台开发向导（Platform Wizard）和BSP 开发向导：开发向导用于引导开发人员区创建一个简单的系统平台或BSP（板级支持软件包），然后再根据要求进一步

9、修改。开发向导提高了平台和BSP 创建效率；特性目录（Catalog）：操作系统可选特性均在特性目录（Catalog）中列出，开发人员可以选择相应的特性来定制操作系统；导出向导（Export Wizard）。可以向其他Platform Builder 用户导出自定义的目录（Catalog）特性；导出SDK 向导（Export SDK Wizard）：使用户可以导出一个自定义的软件开发工具（SDK），可以将客户定制的SDK 导出到特定的开发环境中（如EVC）。远程工具：可以执行同基于Windows CE 的目标设备有关的各种调试任务和信息收集任务；仿真器（Emulator）：通过硬件仿真加速和简

10、化了系统的开发，使用户可以在开发工作站上对平台和应用程序进行调试，大大简化了系统的开发流程，缩短了开发时间。应用程序调试器：可以在自定义的操作系统映像上对应用程序进行调试；内核调试器：可以对自定义的操作系统映像进行调试，并且向用户提供有关映像性能的信息；驱动测试工具包（Windows CE.net Test Kit）：系统为驱动程序开发提供了基本的测试工具集；基础配置：为各种流行的设备类别预置的可操作系统基础平台，为自定义操作系统的创建提供了一个起点。五、设计步骤5.1安装 XSBase270 的BSP为了使PlatformBuilder支持XSBase270开发板的硬件资源系统，在安装Win

11、dowsCE 之后需要安装XSBase270的板级支持软件包（BSP）。5.2实验平台的配置新建一个目标平台a) 选择菜单项“File” -“New Platform Wizard.”；b) 输入目标平台名称和保存的位置c) 为目标平台选择所支持的BSP，XSBase270开发板选择选择“EMDOOR SYSTEM XSBASE270:ARMV4I” 平台d) 为新建的目标平台选择一个合适的模板配置e) 在“Application & Media”选择有关特性（本实验选则默认项）；f) 在“Networking & Communications”中选择可用特性（默认项）；g) 完成“New P

12、latform Wizard.”。平台的配置a) 选择菜单项“Platform”“Setting”。b) 在“Platform Settings”对话框中设置“General”选项卡。选中“Release”，如下图c) 在“Platform Settings” 对话框中设置“Build Options”选项卡；配置系统组件和特性a) 添加XSBase270 实验平台提供的设备驱动程序XSBase270 实验平台的驱动程序由平台BSP 提供，其中包括输入设备（Input Devices）、网络设备（Networking）、PC 卡（PC Card）、SD 卡、串口、触摸屏、USB 设备等；另外还

13、包括Emdoor OEM 驱动程序（主要包括：CAN 总线驱动、IDE 接口驱动、LED 显示驱动、电机接口驱动等）。如果用户想向新建平台添加设备驱动程序，通过右击选项再选择“Add to OS Design”即可。b) 添加系统功能组件系统的功能组件属于平台无关部分，由Platform Builder 开发环境统一提供。它们均是在Core Os 目录下进行添加，用户可以根据实验的需要添加系统功能组件，本实验中添加以下系统功能组件：添加数据同步的组件：Core OS Windows CE devices Applications-End User ActiveSync File Sync；图片

14、浏览器的添加：Core OS Windows CE devices Applications-End User FileViewers Microsoft Image Viewer；大的软键盘组件的添加：Core OSWindows CE devices Shell and User Interface Software Input Panel Software-based Input Panel (SIP) (Choose 1 or more)SIP for Large Screens；文件系统的添加：Core OS Windows CE devices File Systems and D

15、ata Store Storage Manager FAT File System； 配置信息保存模块添加：Core OS Windows CE devices File Systems and DataStore Registry Storage (Choose 1) Hive-based Registry； CF 卡模块的添加：Catalog Device Drivers Storage Devices Compact Flash /PC Card Storage (ATADISK)； 添加802.11b无线CF 卡：Core OS Windows CE devices Communica

16、tion Servicesand Networking Networking - Local Area Network (LAN) Wireless LAN (802.11)STA -Automatic Configuration and 802.1x； EVC调试程序组件模块的添加：Catalog Platform Manager Platform Manager。选择菜单项Build OS Sysgen 对平台进行编译，生成映像文件。5.3超级终端的设置在XSBase270中，调试信息是通过FFUART串口输出的。（1）运行超级终端（2）键入一个新的连接的名称 （3）选择串口1(或串口2)

17、作连接用，然后按下OK按钮。（4）参照下图配置串口1的特性，然后按下OK按钮。5.4使用jflash命令烧写Eboot将JTAG线连接到目标板；打开Jflash所在文件夹，运行cmd.bat；打开目标板电源；运行jflashmm pxa270 eboot.nb0；关闭ARM电源；设置PC机本地IP;在桌面上找到超级终端图标，双击启动超级终端;打开ARM电源，检查是否有Bootloader输出信息;(如果没有信息输出，请检查串口线缆的连接和超级终端的设置)选择D， ARM上的WINCE烧录后可自己启动，其他不用设置。5.5 Platform Builder 配置（1）选择菜单项Target Co

18、nnectivity Options 进行连接选项配置，如图所示。（2）下载方式采用以太网下载，单击“Settings”按钮，对以太网进行配置，如下左图所示。 （3）下载测试选择菜单项Target Attach Device，进行设备连接，如果设备连接正常，Platform Builder 将编译好的映像文件NK.bin 通过以太网下载到目标板中，如上右图为Platform Builder下载过程。同时超级终端显示映像文件下载情况，当超级终端出现下面的字样的时候，表示映像文件已经下载到目标板的Flash 存储器中。5.6 ActiveSync的使用ActiveSync用来实现PC上的应用程序和

19、ARM上的应用程序保持同步。（1） 打开目标机（ARM）电源，进入“网络和拨号连接”。（2）双击“新建连接”，建立一个新连接。点击“下一步”。（3）选择“直接连接”。点击“下一步”。（4）选择设备“COM2”，点击“配置”，如下图进行配置。（5）“我的连接”已经创建完毕。（6）在ARM机的WINCE系统中选择“控制面板”“PC连接”。，（7）出现图27对话框后，选择“更改”。（8）选择“我的连接”。确定，ARM中“我的连接”创建完成。（9）插上USB线，微机会自动识别USB设备，并启动ActiveSync。 （10）选择“下一步”。（11）选择上图中的同步文件夹。选中“确定”，然后点击“下一步

20、”到完成。最后出现如上图画面，就可以在主机和XSBase270间传输和接收文件。六、主要代码分析及结果LED灯主要程序：设置数码管计数数字void CLedDlg:SetLedValue(unsigned int indata)/数码管要显示的数值 USHORT Data; UINT buf; buf=indata; / buf=buf%1000000; Data=NumDatabuf/100000;/十万位数字 buf=buf%100000; Data|=NumDatabuf/100008;/万位数字 WRITE_PORT_USHORT(v_pLEDBaseAddr1,(Data|BIT7|

21、BIT15); /本次课设平台支持显示四位数 buf=buf%10000; Data=NumDatabuf/1000;/千位数字 buf=buf%1000; Data|=NumDatabuf/1008;/百位数字 WRITE_PORT_USHORT(v_pLEDBaseAddr2,(Data|BIT7|BIT15); buf=buf%100; Data=NumDatabuf/10; /十位数字 buf=buf%10; Data|=NumDatabuf8; /个位数字 WRITE_PORT_USHORT(v_pLEDBaseAddr3,(Data|BIT7|BIT15);计时器回调函数OnTim

22、ervoid CLedDlg:OnTimer(UINT_PTR nIDEvent) switch(nIDEvent) case 1:/设置LED灯 count+; if(count1; else outdata=outdata1; else count=0; if(m_LeftShift.GetCheck() outdata=0x80; else outdata=0x01; *pLightReg=outdata; break; case 2:/设置LED数码管 m_LedValue+; SetLedValue(m_LedValue); UpdateData(FALSE); break; 实验运行结果如下图所示七、总结通过这次课程设计，对嵌入式系统开发过程有了一个全面认识。在本次设计中，掌握了嵌入式操作系统Windows CE的配置、编译、移植方法；学会了在嵌入式操作系统Windows CE平台定制的集成开发环境Platform Builder(PB)上定制内核，编译和调试并生成内核映像文件，下载并运行编译好的Windows CE系统；同时也学会了基于Visual Studio.NET开发环境下的Windows CE平台的应用程序设计方法；了解Windows CE下I/O访问机制和原理；掌握了LED和七段数码管的显示和控制原理。