《嵌入式系统》实验报告指导书含答案.docx

1、嵌入式系统实验报告指导书含答案实验一 熟悉嵌入式LINUX开发环境1、实验目的熟悉UP-TECHPXA270-S的开发环境。学会WINDOWS环境与嵌入式Linu环境共享资源的基本方法。2、实验内容学习UP-TECHPXA270-S系统的使用、XP和虚拟机之间传送文件方法以及UP-TECHPXA270-S和虚拟机之间共享目录的建立方法。3、预备知识了解UP-TECHPXA270-S的基本结构和配置，Linux基本知识。4、实验设备硬件：UP-TECHPXA270-S开发板、PC机（内存500M以上）。软件：PC机操作系统RADHAND LINUX 9+MIMICOM+RAM LINUX操作系统

2、5、实验步骤（1）、在虚拟机下练习Linux常用命令。（注意以下操作只能在rootBC root#，也就是root文件夹下运行，不然会导致系统不能启动） a. 学习命令通过“man *”和“* -help”得到的命令使用方法。 b学习并掌握如下命令： ls，cd ，pwd，cat，more，less，mkdir， rmdir ，rm，mv，cp，tar，ifconfig（2）、XP与虚拟机之间传送文件（Samba服务器建立、网络设置、文件传送）；（3）、了解系统资源和连线；（4）、开发板与虚拟机之间共享目录建立（设置NFS、开发板IP设置、目录挂载），挂载文件；（5）vi(vim)的使用（6）

3、输入qt，启动桌面，按CTRL+C退出 6、实验报告要求（1）、XP和虚拟机之间传送文件步骤； 虚拟机共享XP文件： 选择虚拟机设置，设置要共享的文件启动Linux进入/mnt/hgfs即可看到共享文件夹服务器设置samba服务器(设置需要共享的目录)XP共享虚拟机文件：服务器设置samba服务器(设置需要共享的目录)确保网络的PING通（即在同一局域网）：1.虚拟机的192.168.1.234（RH9）2.XP的为192.168.1.1253.在XP 下点击开始-运行（192.168.1.234）4.用户名bc密码123456以上实现了Linux虚拟机(RH9)和XP的文件的共享（2）、开发

4、板与虚拟机之间建立共享目录以及文件挂载步骤；1. 服务器设置nfs服务器(设置需要共享的目录)2. 设置开发板的ip地址：ifconfig eth0 192.168.1.53. 在实验箱终端里输入mount -t nfs -o nolock 192.168.1. 234:/up-techpxa270/exp /mnt/nfs 4. /mnt/nfs即为共享目录（3）、请画出虚拟机、PC机和ARM实验箱之间的硬件连接图；（4）、在Linux中怎样配置网络；系统设置-网络,在新的选项卡中（5）、实验中遇到的问题与解决过程。第一个实验相对简单些就是熟悉实验环境,然后练习了文件挂载, 学会了开发板和虚

5、拟机之间传送文件的方法。挂载时我觉得难点是容易忽略IP的配置，若两者IP不在同一局域网，则挂载不成功。最后是练习VI编辑器的使用，VI编辑器在上学期学过，这次只是重新熟悉下。实验二 嵌入式LINUX系统的编程1、实验目的熟悉UP-TECHPXA270-S下Linux的开发环境，了解GNU/make工具的工作原理。学会使用makefile管理项目，学会编写一个Makefile文件。熟悉arm-linux-gcc交叉编译的使用，了解嵌入式开发的基本过程。2、实验内容新建一个目录，编写几个源文件，使用makefile 管理项目。学习在linux 下的编程和编译过程，以及UP-TECHPXA270-S

6、 开发板开发环境的设置。下载已经编译好的文件到UP-TECHPXA270-S 开发板中运行。3、预备知识C 语言的基础知识、程序调试的基础知识和方法，LINUX 的基本操作。4、实验设备及工具（包括软件调试工具）硬件：UP-TECHPXA270-S 嵌入式开发板、PC 机Pentumn500 以上, 硬盘10G 以上。软件：PC 机操作系统REDHAT LINUX 9.0 MINICOM ARM-LINUX 开发环境5、实验步骤（1）、建立工作目录（2）、编写程序源代码（3）、编写makefile 文件（4）、编译应用程序（5）、下载调试（6）、 写一个简单的工程，并输出自己的姓名和学号，利用

7、Makefile管理工程，并写出Makefile文件，进行调试。6、实验报告要求（1）、写清每步实验步骤的具体操作内容。1.建立工作目录：先挂载：服务器设置nfs服务器(设置需要共享的目录)设置开发板的ip地址：ifconfig eth0 192.168.1.5在实验箱终端里输入mount -t nfs -o nolock 192.168.1. 234:/up-techpxa270/exp /mnt/nfs /mnt/nfs即为共享目录在/mnt/nfs下建立自己的目录：mkdir cz2.编写程序源代码使用VI编辑器在工作目录写入源代码3.编写makefile 文件使用 vi makefil

8、e命令 来编写makefile文件4.编译应用程序使用编译命令：make f makefile 来编译程序5.下载调试在宿主PC上启动NFS服务并设置共享目录。就可进行两者通信了。6.写一个简单的工程，并输出自己的姓名和学号，利用Makefile管理工程，并写出Makefile文件，进行调试。(2)、简述Makefile文件的规则。Makefile文件 Makefile 一个工程中的源文件不计数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，makefile定义了一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作，因为 makefile就像

9、一个Shell脚本一样，其中也可以执行操作系统的命令。makefile是一个make的规则描述脚本文件，包括四种类型行：目标行、命令行、宏定义行和make伪指令行（如“include”）。makefile文件中注释以“#”开头。当一行写不下时，可以用续行符“”转入下一行。（3）、简述调试情况。先是*.h和*.c文件的编写，最后是makefile文件编写。写好makefile文件amake后，用命令：make f amake进行编译，但是一直提示一个错误，说是amake文件第6行出错，然后使用vi amake命令进行amake文件修改，但还是出错，花了半个多小时都没成功，后来重新编写amake文

10、件才得以编译成功。我猜测是第一次写amake文件时，加入了不能识别的字符。实验三 串行端口程序设计1、实验目的了解在Linux 环境下串行程序设计的基本方法； 掌握终端的主要属性及设置方法；熟悉终端IO 函数的使用；完成串口的收发处理。2、实验内容读懂程序源代码，学习终端IO 函数tcgetattr(), tcsetattr(),tcflush()的使用方法，学习将多线程编程应用到串口的接收和发送程序设计中。3、预备知识有 C 语言基础；掌握 Makefile 的编写和使用；掌握 Linux 下的程序编译与交叉编译过程4、实验设备及工具硬件：UP-TECHPXA270-S 嵌入式开发板、PC

11、机Pentumn500 以上, 硬盘10G 以上。软件：PC 机操作系统REDHAT LINUX 9.0 MINICOM ARM-LINUX 开发环境5、实验步骤(1)、将E盘下的03_tty复制到D:PXA270Share下；将虚拟机的共享打开；(2)、主机A的虚拟机添加串口，主机A的COM1与实验箱ttyS1相连，实验箱ttyS0与另一台PC机B相连；(3)、将每台虚拟机linux的/up-techpxa270/exp/basic/03_tty删除，将两台主机的D:PXA270Share03_tty复制到虚拟机linux下的/up-techpxa270/exp/basic下；(4)、进入/

12、up-techpxa270/exp/basic/03_tty 目录，使用vi 编辑器或其他编辑器阅读理解serial_rcv和serial_send的源代码。(5)、分别编译serial_rcv和serial_send下的源文件生成可执行文件。(6)、自主选择作为发送端或接收端，并修改相应的代码。(7)、挂载PC机B的/up-techpxa270/exp到开发板的/mnt/nfs。(8)、在开发板和PC机Alinux下运行可执行程序，一个发送数据，一个接收数据。(9)、修改程序，使发送端发送一个特定字符给接收端，且发送端回显一个字符或一句话。6、实验报告要求(1)、写清每步实验步骤的具体操作内

13、容。 1.将E盘下的03_tty复制到D:PXA270Share下；将虚拟机的共享打开：打开虚拟机，选择red hat 的设置，在“选项”的选项卡下打开虚拟机共享 2.主机A的虚拟机添加串口，主机A的COM1与实验箱ttyS1相连，实验箱ttyS0与另一台PC机B相连； 3.将每台虚拟机linux的/up-techpxa270/exp/basic/03_tty删除，分别将两台主机的D:PXA270Share03_tty复制到虚拟机linux下的/up-techpxa270/exp/basic下； 4.进入/up-techpxa270/exp/basic/03_tty 目录，使用vi 编辑器或其

14、他编辑器阅读理解serial_rcv和serial_send的源代码。5.分别编译serial_rcv和serial_send下的源文件生成可执行文件。使用make 命令在linux平台编译6.自主选择作为发送端或接收端，并修改相应的代码。7.挂载PC机B的/up-techpxa270/exp到开发板的/mnt/nfs。服务器设置nfs服务器(设置需要共享的目录)，设置开发板的ip地址：ifconfig eth0 192.168.1.5，在实验箱终端里输入mount -t nfs -o nolock 192.168.1. 234:/up-techpxa270/exp /mnt/nfs ，/mn

15、t/nfs即为共享目录 8.在开发板和PC机Alinux下运行可执行程序，一个发送数据，一个接收数据。 运行程序：./ serial 9.修改程序，使发送端发送一个特定字符给接收端，且发送端回显一个字符或一句话。while(1) *serial_buf = getchar(); if(getchar()=a) printf(“hello world!n”); write(serial_fd, serial_buf, 1); （2）、232串行通讯的数据格式是什么？（3）、串行通讯最少需要几根线，分别如何连接？最少需要3根线，分别是RXD（接收数据）、TXD（发送数据）、GND（信号地）。AB的

16、地线相连，A的RXD接B的TXD，B的RXD接A的TXD。（4）、分析Makefile文件。CROSS=arm-linux- /交叉编译CC=$(CROSS)gcc /GCC交叉编译器CPP=$(CROSS)g+ /G+交叉编译INSTALL=installBIN=/usr/local/binWARNINGS = -Os -Wall -Wstrict-prototypes -Wmissing-prototypes -Wshadow -Wpointer-arith -Wcast-qual -Winline -I.CFLAGS= -O2 $(WARNINGS)MATH_LIB=-lmLIBS= $

17、(MATH_LIB) lpthread /引用库文件OBJ= serial.o main.o TARGET=serial /目标文件all: $(TARGET) $(OBJ)/下面一层层开始编译# Applications:serial: $(OBJ) $(CC) $(CFLAGS) -o $(TARGET) $(OBJ) $(LIBS)main.o: main.c $(CC) $(CFLAGS) -c -o $ $serial.o: serial.c serial.h $(CC) $(CFLAGS) -c -o $ $pthread.txt，然后再用cat pthread.txt查看文件内容

18、，结合程序分析结果；（5）加入一个新的线程用于处理键盘输入，并在按特定字符时终止所有线程。6、实验报告要求（1）写清每步实验步骤及具体操作内容； 1.进入exp/basic/02_pthread目录，使用VI命令即可打开源代码进行阅读 2.运行make产生pthread可执行文件 3.挂载：服务器设置nfs服务器(设置需要共享的目录)，设置开发板的ip地址：ifconfig eth0 192.168.1.5，在实验箱终端里输入mount -t nfs -o nolock 192.168.1. 234:/up-techpxa270/exp /mnt/nfs ，/mnt/nfs即为共享目录 4.

19、进入/mnt/exp/basic/02_pthread目录，运行./pthread，观察运行结果的正确性，若显示结果太快，可以用以下命令输出显示结果到pthread.txt文件./pthread pthread.txt，然后再用cat pthread.txt查看文件内容，结合程序分析结果；最后的结果：put-998put-999producer stopped!993-get994-get995-get996-get997-get998-get999-getconsumer stopped! 5.加入一个新的线程用于处理键盘输入，并在按特定字符时终止所有线程。void listener(voi

20、d *data) if(getch()=q) pthread_cancel(id1); pthread_cancel(id2); pthread_exit(0);（2）写出程序pthread.c的分析；#include #include #include #include pthread.h#define BUFFER_SIZE 16/* 设置一个整数的圆形缓冲区*/struct prodcons int bufferBUFFER_SIZE; /* 缓冲区数组*/pthread_mutex_t lock; /* 互斥锁*/int readpos, writepos; /* 读写的位置*/pth

21、read_cond_t notempty; /* 缓冲区非空信号pthread_cond_t notfull; /*缓冲区非满信号*/;/*-*/*初始化缓冲区*/void init(struct prodcons * b)pthread_mutex_init(&b-lock, NULL); /*初始化后处于解锁状态*/pthread_cond_init(&b-notempty, NULL); /*指针为空时默认状态*/pthread_cond_init(&b-notfull, NULL);b-readpos = 0;b-writepos = 0;/*-*/* 向缓冲区中写入一个整数*/voi

22、d put(struct prodcons * b, int data)pthread_mutex_lock(&b-lock);/*等待缓冲区非满*/while (b-writepos + 1) % BUFFER_SIZE = b-printf(wait for not fulln);pthread_cond_wait(&b-notfull, &b-lock);/*写数据并且指针前移*/b-bufferb-writepos = data;b-writepos+;if (b-writepos = BUFFER_SIZE) b-writepos = /*设置缓冲区非空信号*/pthread_con

23、d_signal(&b-notempty);pthread_mutex_unlock(&b-lock);/*-*/*从缓冲区中读出一个整数*/int get(struct prodcons * b)int data;pthread_mutex_lock(&b-lock);/* 等待缓冲区非空*/while (b-writepos = b-readpos) printf(wait for not emptyn);pthread_cond_wait(&b-notempty, &b-lock);/* 读数据并且指针前移*/data = b-bufferb-readpos;b-readpos+;if

24、(b-readpos = BUFFER_SIZE) b-readpos = 0;/* 设置缓冲区非满信号*/pthread_cond_signal(&b-notfull);pthread_mutex_unlock(&b-lock);return data;/*-*/#define OVER (-1)struct prodcons buffer;/*-*/void * producer(void * data) /*生产者进程函数*/int n;for (n = 0; n %dn, n);put(&buffer, n);put(&buffer, OVER);printf(producer sto

25、pped!n);return NULL;/*-*/void * consumer(void * data) /*消费者进程函数*/int d;while (1) d = get(&buffer);if (d = OVER ) break;printf( %d-getn, d);printf(consumer stopped!n);return NULL;/*-*/int main(void)pthread_t th_a, th_b;void * retval; /*存储被等待线程的返回值*/init(&buffer);pthread_create(&th_a, NULL, producer,

26、0);pthread_create(&th_b, NULL, consumer, 0);/* 等待生产者和消费者结束*/pthread_join(th_a, &retval);pthread_join(th_b, &retval);return 0;(3) 写出修改后的代码并加以说明；void listener(void *data) if(getch()=q) pthread_cancel(id1); pthread_cancel(id2); pthread_exit(0);在main函数中：int main(void)pthread_t th_a, th_b，th_a;void * retval;init(&buffer);pthread_create(&th_a, NULL, producer, 0);pthread_create(&th_b, NULL, consumer, 0);