陈勇嵌入式系统原理实验指导书.docx

1、陈勇嵌入式系统原理实验指导书嵌入式系统原理实验指导书陈 勇陕西理工学院数学与计算机科学学院二零一四年三月目 录1实验平台 31.1硬件平台 31.2软件平台 62、实验部分 8实验一、 熟悉嵌入式系统开发平台 8实验二、Linux常用命令实验 11实验三、linu C语言编程 16实验四、建立交叉编译环境 19实验五、Linux基本应用程序实验 241实验平台1.1硬件平台TQ2440开发板，全新3.5寸数字触摸屏，S3C2440是三星公司推出的一款功能强大，功耗极低的ARM9嵌入式CPU，应用范围非常广泛。TQ2440开发板我司基于三星公司S3C2440的公版电路，优化设计而来。TQ2440

2、有V2核心板和TQ2440底板组成.2440v2核心板特性特性说明CPU处理器Samsung S3C2440AL，主频400MHz（最高可达533MHz）SDRAM内存板载64MB SDRAM(标准配置)可根据用户需要扩展到128MB，提供完整的解决方案 32bit数据总线SDRAM,100MHZ（支持稳定运行133MHz，仅此一家）Nand Flash板载64MB Nand Flash（标准配置），掉电非易失，有容乃大（可根据用户需要升级为128MB1GB，提供完整的解决方案）Nor Flash板载2MB Nor Flash（最高可升级到8MB）CorePower专业1.25V核心电压供电，

3、完美解决CPU发热现象Power核心板采用3.3V供电Powerled1个核心板电源指示灯核心板接口接口型号为DC-2.0双列直插尺寸微型核心板：37mm x 74mmTQ2440开发板底板硬件特性硬件特性说明串口板载五线异步串行口（UART0），可外接串口扩展板引出另两个串口（UART1和UART2）；WINCE和Linux均有三串口驱动。网络接口板载100M DM9000网卡，带联接和传输指示灯；USB接口USB HOST接口；USB Device接口。存储接口一个SD卡接口,支持2GB SD卡。音频接口采用芯片UDA1341，立体声音频输出，可录音。LCD接口集成了4线电阻式触摸屏接口；

4、支持800600、640480、240320、320240等不同分辨率的TFT LCD，（目前实测最大的屏10.4寸屏，800600的分辨率），可接VGA转接板Camera130W像素摄像头（标配驱动），可支持AV信号视频输入或更高像素的摄像头时钟源内部实时时钟（带有后备锂电池）调试JtagJTAG接口，支持ADS1.2，keil等软件的单步调试功能复位电路采用专业复位芯片811进行复位，稳定可靠电源接口高电流带载的5V电源供电，带电源开关指示灯AD功能可调电阻接到ADC引脚上用来验证模数转换IIC功能提供AT24C02的EEPROM验证IIC功能蜂鸣器测试PWM功能的蜂鸣器用户按键4个用户按

5、键，使用外部中断用户LED灯4个用户LED灯，使用GPIO口控制底板尺寸105mm128mm配套LCD简介：尺寸：3.5寸 显示面积：70.08（H）mm52.56（V）mm 显示颜色：16.7兆色 分辨率：320RGB240（横屏） LED 背光 对比度：300:1 亮度：320cd/m2（流明） 使用温度：-20到60 触摸屏触摸屏使用次数：超过100,000次 响应时间：10ms 液晶驱动板介绍 驱动板自带两个接口：40pin的0.5间距的FPC接口和50pin的2.0间距的插针接口； 提供5V和3.3V两种电压供电,缺省状态是3.3V供电. 提供接口部分的原理图，方便您的使用. LCD

6、驱动板的尺寸：103mm83mm 1.2软件平台LINUX 软件特性（基于LINUX2.6内核）类别 功能特性 说明 u-boot 一键更新程序: bootloader，kernel, Yaffs, NK.bin等更新 首创支持usb下载内核镜像，文件系统的u-boot, 使用更方便,开发更容易！ 一键式选择设置Linux启动参数可设置开发板从Linux的 Yaffs或nfs启动参数内核 Linux-2.6.13内核 Linux2.6.25.8内核采用Linux2.6 内核，更好兼容S3C2440 文件 系统 ROM/CRAM/EXT2/FAT32/NFS file system 支持ROM/

7、CRAM/EXT2/FAT32/NFS等文件系统 YAFFS file system支持 YAFFS文件系统驱动 支持 System Interrupt & Timer Driver 系统中断和系统时钟驱动 Serial device driver 三个串口驱动 MTD device Driver MTD 设备驱动Flash memory device driver Nand Flash驱动 external Ethernet device driver 集成100M以太网卡驱动(DM9000)RTC (Real Time Clock) Driver 实时时钟驱动 USB Host drive

8、r USB Host驱动，支持更多USB设备USB Slave USB Slave驱动，支持开发板模拟U盘LEDS Drives 用户LED灯驱动Buttons 用户按键驱动，使用外部中断. Sound Driver声卡驱动（可以播放可以录音） LCD Driver(support 640*480, 240*320, 320*240 solution for TFT) LCD 驱动, 可接3.5寸, 4.3寸, 7寸, 10寸等分辨率240320、320240、640480、800480、800600的LCDFrame Buffer Frame Buffer驱动Touch Panel Driv

9、er触摸屏驱动（大分辨率LCD依然精准）SD/MMC Drivers SD/MMC卡驱动 Camera Driver摄像头驱动网络协议及网络应用程序 TCP/IP 完整的TCP/IP协议 Telnet、FTP、inetd 网络远程登录工具及服务 boa Web服务器应用程序 其他 应用 程序 servfox 控制台下的摄像头应用程序, 可通过网络访问开发板的摄像头, 以及把摄像头获取的图像显示在LCD上, 配合USB摄像头可实现网络监控 spcacat 控制台下的摄像头抓图程序 snapshot 控制台下的LCD抓屏软件 rz和sz 控制台下使用串口接收和发送文件的程序 madplay 控制台

10、下的MP3播放器 基本工具 busybox1.2.0工具集Busybox1.13工具集Linux常用命令，占用空间小，命令强大 图形 界面 Qtopia Embedded提供Qtopia 1.7.0和Qtopia 2.2.0，两个版本任君选择；提供Qtopia Embedded 2和4两种级别的库，更加方便您的开发。Trolltech 开发的用于嵌入式 Linux 的图形用户界面系统,支持网页浏览器, Medialplay播放器, 文件管理器等等USB设备 驱动 储存设备支持各种优盘, 移动硬盘直接插拔使用USB Hub支持各种USB HubUSB无线网卡支持TL-WN321G+、TL-WN3

11、22G+USB 摄像头，支持使用中芯微301P系列芯片的USB摄像头，采集动态图像并显示在lcd上市场上销售的usb摄像头USB鼠标,键盘支持USB鼠标,USB键盘开发主机：Fedora 10（内核版本为Linux 2.6.27）新特性：Plymouth：带来无闪烁和极富视觉效果的启动过程，从开始启动Fedora到桌面将非常平滑。 更好的摄像头支持：在Fedora 9的基础上改善而来，对摄像头的支持更好了。 四个可供选择的桌面环境：分别是GNOME 2.24、KDE 4.1.2和新兴的轻量级桌面环境LXDE，还有一个面向OLPC的Sugar。 新的输入法ibus：Fedora 10包含了这个全

12、新的输入法框架，目前为止已经相当适用了，并且可能在Fedora 11中成为默认输入法。 Ext4的完全支持：Fedora 10已经完全向Ext4准备好了，而不像Fedora 9一样只是技术预览。所以打算使用Ext4的朋友可以开始尝试了。2、实验部分实验一、 熟悉嵌入式系统开发平台一、实验目的1了解虚拟机与Linux 操作系统的基础知识2熟悉虚拟机的安装与设置3掌握在 Vmware 上安装 RedHat Linux 9.04掌握在Linux环境下gcc编译工具的基本使用。二、主要实验器材1软件：虚拟机软件vmware-workstation 5.5.3、Red Hat Linux9.0（shri

13、ke-i386-disc1.iso、shrike-i386-disc2.iso、shrike-i386-disc3.iso 镜像文件）2系统：CPU 主频1GHz；最小512MB；硬盘最小空闲空间10GB； Windows XP操作系统三、实验步骤1、虚拟机的安装与设置1）首先，要安装VMware 软件必须要有相应的安装程序，用户可从相关网站下载安装程序vmware-workstation-5.5.5.exe。VMware 的安装很简单， 先安装并启动VMware 后,出现如下图所示主界面，在其主界面“主页”标签页中点击“新建虚拟机”按钮打开新建向导。3）单击“下一步”按钮进入虚拟机配置界面，

14、选择“典型”方式。4) 单击“下一步”按钮进入虚拟机操作系统选择界面，可以看到Windows、Linux、Novell等多种不同的系统，这里我们点选“Linux”,版本是Red Hat Linux。5）单击“下一步”进入安装目录选择界面。该界面上面的文本框是虚拟机名称，保持默认值（Red Hat Linux）即可，下面的文本框需要选择虚拟机操作系统的安装位置。按“浏览”选择虚拟机的所在目录。注意：虚拟机目录所在的硬盘要有足够的空间，因为安装好的RED HAT 9.0 本身就有近1.8G。6）单击“下一步”进入网络连接方式选择界面，此界面中共有四种网络设置方式选项，选择“使用桥接网络”方式。7）

15、单击“下一步”，这里是设置磁盘的大小，软件默认大小为8GB，一般应该情况下够用，如果你的硬盘空间足够大，也可以将磁盘空间设置在8GB以上。该界面上还有两个选项，分别是“立即分配所有磁盘空间”和“分割磁盘为2GB的文件”，我们可以在前一项上打钩，第二项不打钩。最后单击“完成”按钮返回VMware 主界面。将看到主界面上多了一个“Red Hat Linux”标签页，其中显示了这台新建虚拟机的各种配置。点击“虚拟机”菜单中的“设置”命令，打开虚拟机设置对话框，内存大小可根据机器的实际情况设置，内存设置得大一点，可以加快Linux运行的速度。其余项暂不用修改。点击界面上的“添加”按钮，再点击“下一步”

16、，然后选择所要添加的部件，通常要添加一个串行口。2、Linux 操作系统的安装1） 安装前需做好准备工作，下载Red Hat Linux 9.0安装所需要的三个ISO 镜像文件。其文件名分别为shrike-i386-disc1.iso、shrike-i386-disc2.iso、shrike-i386-disc3.iso。2) 在“虚拟机设置” 对话框中，选择“CD-ROM”，在CD-ROM的连接选项中选择“使用ISO镜像”，点击“浏览”按钮，选择下载好的3个ISO 镜像文件中的第一个（注意：在后面安装过程中要分别选择这3个文件中的第二个和第三个时，只需要重复以上步骤即可），找到第一个文件，点

17、击“打开”，再点击“确定”按钮。（若是采用光盘安装就直接将光盘插入物理光驱即可，不要选择镜像文件）。3) 启动虚拟机（即点击VMware 界面左部“启动该虚拟机”命令或工具栏上的绿色启动按钮），VMware 的窗口就出现了虚拟机启动的界面。4) RED HAT 会自动进入安装程序的界面。首先询问是以图形界面还是以文本界面安装，依据提示按回车选择图形界面安装，接下来询问是否要测试光驱，这里选择不要即可。方法是：在VMware 窗口上单击鼠标，使光标从Windows 切换到VMware，再按键盘上的TAB 键，然后回车。5) 依提示选择安装语言（选择简体中文）、鼠标、键盘（使用默认值），安装类型（

18、选择服务器）等之后进入磁盘分区界面，安装程序问是否要自动分区，直接点的“下一步”，这时出现“警告”，点击“是”（这是虚拟磁盘，不会破坏你硬盘上原来的数据）。下一个界面中有关于自动分区的3 种选择，用户可根据自己的需要进行选择，选择此项以后在接下来的窗口中可以一路默认，连续点“Next”进入引导程序装载界面。6) 在引导程序装载界面连按“Next”。设置完系统语言和时区后进入根密码的设置界面，安装程序要求设置root密码。设置好口令后连按“Next”，出现“选择软件包组”的对话框，也就是按装选项，如下图：根据自己的实际情况，选择必要的软件包，设置好后，点击“下一步”。7) 等待一段时间直到出现更

19、换光盘的提示，这样第一个ISO 镜像文件就安装完成。安装程序提示换第二张光盘，方法如2），按“浏览”，选择你下载好的3个ISO 镜像文件中的第二个，按OK，就完成了换第二个文件的工作。再用同样方法安装下载好的第三个ISO 镜像文件。8) 第三个文件装完后, 系统问是否做启动盘, 这个根据自己需要选择，然后就是显卡等的设置，一路默认。最后选一个“Next”，VMware 内系统重启。9) 重启后，系统提示你创建一个个人用户名（personal account）和密码，这里自己创建一下。然后是选择日期和试听声卡，然后问你是否注册，接着又问有无附加安装（这里建议先还是都不要了吧）， 最后VMWARE

20、 内系统再次重启。10) 启动后输入用户名和密码，就进入Red Hat9.0 界面。至此，Red Hat Linux 9.0 就安装成功3、gcc工具的基本使用 （1）用Vi/Vim编辑器编写如下代码，取名为gcc_t.c#include int main() printf(Hello World!n); return 0;（2） 默认编译gcc_t.c文件# gcc gcc_t.c # lsa.out gcc_t.c（3）执行a.out可执行文件#./a.out Hello World!（4） 使用-o选项：指定编译后的二进制文件名# gcc -o test gcc_t.c# lsgcc_t

21、.c test（5） -x 选项:忽略源文件名后缀类型# gcc -o gcc_t.x -x c gcc_t.xyz（6） -E选项：只进行预处理# gcc -E gcc_t.c -o gcc_t.i（7） -S选项：只进行到编译阶段# gcc -S gcc_t.c# ls gcc_t.c gcc_t.s（8） -c 选项：编译、汇编到目标代码，不进行链接# gcc -c gcc_t.c# ls gcc_t.c gcc_t.o（9） -M 选项：生成当前编译程序文件关联的详细信息，包含目标文件所依赖的所有源代码文件，包括头文件。# gcc -M gcc_t.c四、实验要求 1、掌握linux虚

22、拟机的安装方法。 2、掌握GCC编译程序的步骤和方法。3、记录下实验运行的结果。4、认真书写实验报告，对实验过程中出现的问题和原因及时记录。实验二、Linux常用命令实验一、实验目的掌握linux系统中常用命令的使用方法。二、实验环境硬件： PC机Pentium500以上，硬盘10G以上软件：PC机操作系统Linux虚拟机开发环境。三、实验步骤 在linux虚拟机中掌握以下常用命令的使用方法1cat 查看文件内容，从键盘读取数据，合并文件等格式：cat -b-A-E-T-n-s-v 文件名选项说明：-b 不显示文件中的空行。-A 相当于 -v -E -T (-vET)。-E 在文件的每一行行尾

23、加上“$”字符。-T 将文件中的Tab键用字符“I”来显示。-n 在文件的每行前面显示行号。-s 将连续的多个空行用一个空行来显示。-v 显示除Tab和Enter之外的所有字符。下面的命令演示了如何显示file文件中的行号$cat -n file2.chmod 修改文件权限格式：chmod 选项 文件或目录名选项说明：u 文件所有者g 文件所属组o 其它用户+ 增加权限- 取消权限= 赋给权限a 所有用户r 读权限w 写权限x 执行权限下面的命令演示了如何使所有用户都可以读写file文件$chmod a+rw file3.chown 改变文件所有者格式：chown -R-c用户名组名 文件或目

24、录名选项说明：-c 文件属主改变时显示说明。-R/r 改变目录下的文件及其子目录下所有文件的属主。下面的命令演示了如何改变 dir 目录下的文件及其子目录下的文件的属主为bugboy$chown -R bugboy dir4.cp 复制文件格式：cp 选项 源文件名 目标文件名选项说明：-R 复制整个目录。-f 删除己存在的目标文件。-i 使用-f遇到删除文件时给出提示。下面的命令演示了如何把 file 文件复制到当前用户的根目录下$cp file /5.df 查看磁盘剩余空间格式：df -t-x-k-p-a-mfilename选项说明：-t 只输出类型列在fstype中的文件系统。-x 只输

25、出类型没有列在fstype中的文件系统。-k 显示空间以K为单位。-m 显示空间以M为单位。-a 将空间为0的文件系统也输出。filename 指定要查看的文件的大小。6.fdisk/sfdisk 查看硬盘分区信息格式：fdisk -l -u device .fdisk -s partition选项说明：-u 列出分区表的时候以扇区的大小代替柱面大小。-l 列出给定设备的分区表，如果没有给定设备，则列出/proc/partions中设备的分区表。-s partition 给出partition分区的大小(以块为单位)。7.find 查找文件格式：find 路径匹配表达示其中匹配表达示有几种类型

26、：-name filename 查找指定名称的文件。-user username 查找指定用户名的文件。-group grpname 查找指定级名的文件。-print 显示查找的结果。-size n 查找大小为n块的文件，一块等于512字节。符号“+n”表示查找大小大于n块的文件；符号“nc”表示查找大小为n个字符的文件，同样的也有符号“+nc”。-inum n 查找索引结点号(i-node)为n的文件。-atime n 查找n天前被访问的文件。“+n”表示超过n天前被访问的文件；“-n”表示不超过n天前被访问的文件。-mtime n 类似于atime，但是检查的是文件内容被修改的时间。-ct

27、ime n 类似于atime，但检查的是文件索引结点被改变的时间。-perm mode 查找与给定权限匹配的文件，必须以八进制的形式给出访问权限。-newer file 查找比指定文件新的文件，即最后修改时间离现在较近。-exec command 对匹配文件执行command命令，command后用了个大括号包括文件名。command必须以反斜杠和一个分号结尾。-ok command 执行command的时候请求用户确认。其它与-exec相同。例：查找当前目录下所有以.bak结尾的文件，并删除它们$find . -name *.bak -exec rm ;注：这里 *.bak 必须要用单引号或

28、者双引号引起来，或者可以写成*.bak。8. kill 终止进程格式：kill -s|p-a PID选项说明：-s 指明发送给进程的信号。例如-9(强行终止)，默认发送TERM信号。-p 显示进程的ID，不发送信号。-a 终止所有进程。0 给所有在当前进程组中的进程发送信号。-1 给所有进程号大于1的进程发送信号。9.ln 在文件之间建立链接格式：ln -b-d-F-f-i-n-s-v 源文件 目录文件或目录选项说明：-b 为删除的文件建立备份。-d 允许root用户建立硬链接。-F 与b相同。-f 强行删除目标文件。-i 在删除文件时给出提示。-n 当目标文件是目录的符号链接时，替代该符号链

29、接。-s 用符号链接代替硬链接(建立符号链接)。-v 输出被链接文件的文件名。10.ls 用于浏览目录，查看当前目录下的文件和文件名格式：ls 选项选项说明：-a 显示所有文件(包括隐藏文件)。-l 显示文件的详细信息。-k 显示文件大小，以K为单位。-color 显示文件时用不同颜色加以区别文件类型。-d 将根目录作为文件显示。11.mount 加载文件系统格式：mount 磁盘或分区的设备文件 载入点 选项选项说明：-t 文件系统类型(fat32为vfat)-o 选项 常用的选项有codepage,iocharset(对于中文codepage=936,iocharset=gb2312)-loop 挂载ISO文件时用。举个例子，挂载/dev/hda5到/mnt/wind目录下并且目录支持中文，命令如下：#mount -t vfat /dev/hda5 /mnt/wind -o codepage=936,iocharset=gb231212.mv 重命名文件或移动文件格式：mv -b-f-i-u-v 源文件 目标文件或文件夹选项说明：-b 为源文件作备份-f 文件重命名时强制覆盖己有文件。-i 覆盖文件时给出提示。-u 目标文件比源文件新时不覆盖。-v 移动文件时给出