嵌入式系統年度實習報告

2024-09-17

嵌入式系統年度實習報告范文

　　一、嵌入式系統開發與應用概述

　　在今日，嵌入式ARM 技術已經成為了一門比較熱門的學科，無論是在電子類的什么領域，你都可以看到嵌入式ARM 的影子。如果你還停留在單片機級別的學習，那么實際上你已經落下時代腳步了，ARM 嵌入式技術正以幾何的倍數高速發展，它幾乎滲透到了幾乎你所想到的領域。本章節就是將你領入ARM 的學習大門，開始嵌入式開發之旅。以嵌入式計算機為技術核心的嵌入式系統是繼網絡技術之后，又一個IT領域新的技術發展方向。由于嵌入式系統具有體積小、性能強、功耗低、可靠性高以及面向行業具體應用等突出特征，目前已經廣泛地應用于軍事國防、消費電子、信息家電、網絡通信、工業控制等各個領域。嵌入式的廣泛應用可以說是無所不在。

　　嵌入式微處理器技術的基礎是通用計算機技術。現在許多嵌入式處理器也是從早期的PC 機的應用發展演化過來的，如早期PC 諸如TRS-80、Apple II 和所用的Z80 和6502 處理器，至今仍為低端的嵌入式應用。在應用中，嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高的優點。嵌入式處理器目前主要有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM 等系列。

　　在早期實際的嵌入式應用中，芯片選擇時往往以某一種微處理器內核為核心，在芯片內部集成必要的ROM/EPROM/Flash/EEPROM、SRAM、接口總線及總線控制邏輯、定時/計數器、WatchDog、I/O、串行口、脈寬調制輸出、A/D、D/A 等各種必要的功能和外設。

　　二、實習設備

　　硬件：Embest EduKit-IV實驗平臺、ULINK2仿真器套件、PC機

　　軟件：μVision IDE for ARM集成開發環境、Windows 98/2000/NT/XP

　　三、實習目的

　　1.初步掌握液晶屏的使用及其電路設計方法；掌握S3C2410X處理器的LCD控制器的使用；掌握通過任務調用的方法把液晶顯示函數添加到uC/OS-II中；通過實驗掌握液晶顯示文本及圖形的方法與程序設計。

　　2.了解S3C2410X處理器UART相關控制寄存器的使用；熟悉ARM處理器系統硬件電路中UART接口的設計方法：掌握ARM處理器串行通信的軟件編程方法。

　　3.掌握有關音頻處理的基礎知識；通過實驗了解IIS音頻接口的工作原理；通過實驗掌握對處理器S3C2410X中IIS模塊電路的控制方法；通過實驗掌握對常用IIS接口音頻芯片的控制方法。

　　4.了解μC/OS-II移植條件和內核基本結構；掌握將μC/OS-II內核移植到ARM9處理器上的方法和步驟。

　　四、實習要求

　　通過對μC/OS-II移植實驗、μC/OS-II LCD顯示實驗、串口通信實驗、IIS音頻實驗、液晶顯示實驗的學習，并將各部分內容合并，最終得出實習結果，實習要求在鍵盤上輸入學號，在液晶顯示屏上顯示相應的學生信息。學生信息包括顯示每個人的照片和姓名系別等，并用鍵控設置學生輸出的順序，輸入學號就顯示那個學生的信息，然后過一段時間就順序循環播放。

　　移植μC/OS-II內核到ARM處理器S3C2410,在IDE中觀察其運行狀況編寫S3C2410X處理器的串口通信程序；監視串行口UART1動作；將從UART1接收到的字符串回送顯示。將從UART1接收到的字符串回送顯示。

　　通過使用Embest EduKit-IV實驗板的彩色液晶屏（800*480）進行電路設計，掌握液晶屏作為人機接口界面的設計方法，并編寫任務函數在uC/OS-II系統中實現位圖顯示。在uC/OS-II中建立五個任務Tast1和Tast2，其中Tast1順序熄滅四個LED，延遲一會在順序點亮四個LED。Tast2在LCD屏幕上循環顯示三幅圖片，并打印一些文字信息和背景音樂。過使用Embest EduKit-III實驗板的256 色彩色液晶屏（320x240）進行電路設計，掌握液晶屏作為人機接口界面的設計方法，并編寫程序實現：畫出多個矩形框；顯示ASCII字符；顯示漢字字符；顯示彩色位圖。

　　五、實習步驟

　　1. 準備實驗環境

　　使用ULINK2仿真器連接Embest EduKit-IV實驗平臺的主板JTAG接口；使用Embest EduKit-IV實驗平臺附帶的交叉串口線，連接實驗平臺主板上的COM2和PC機的串口（一般PC只有一個串口，如果有多個請自行選擇，筆記本沒有串口設備的可購買USB轉串口適配器擴充）；使用Embest EduKit-IV實驗平臺附帶的電源適配器，連接實驗平臺主板上的電源接口。

　　2. 串口接收設置

　　在PC機上運行windows自帶的超級終端串口通信程序，或者使用實驗平臺附帶光盤內設置好了的超級終端，設置超級終端：波特率115200、1位停止位、無校驗位、無硬件流控制，或者使用其它串口通信程序。（注：超級終端串口的選擇根據用戶的PC串口硬件不同，請自行選擇，如果PC機只有一個串口，一般是COM1）

　　3. 打開實驗例程

　　1）打開實驗程序

　　2）運行μVision IDE for ARM軟件

　　3）默認打開的工程在源碼編輯窗口會顯示實驗例程的說明文件readme.txt，詳細閱讀并理解實驗內容。

　　4）工程提供了兩種運行方式：一是下載到SDRAM中調試運行，二是固化到Nor Flash中運行。用戶可以在工具欄Select Target下拉框中選擇在RAM中調試運行還是固化Flash中運行。下面實驗將介紹下載到SDRAM中調試運行，所以我們在Select Target下拉框中選擇UART_Test IN RAM。

　　5）接下來開始編譯鏈接工程，在菜單欄“Projiet”選擇“Build target”或者“Rebuild all target files”編譯整個工程。

　　6編譯完成后，在輸出窗口可以看到編譯提示信息，比如“".SDRAMUART_Test.axf" - 0 Error(s), 1 Warning(s).”，如果顯示“0 Error(s)”即表示編譯成功。

　　7）撥動實驗平臺電源開關，給實驗平臺上電，單擊菜單欄Debug->Start/Stop Debug Session項將編譯出來的映像文件下載到SDRAM中，或者單擊工具欄“”按鈕來下載。

　　8）下載完成后，單擊菜單欄Debug->Run項運行程序，或者單擊工具欄“”按鈕來全速運行程序。用戶也可以使用進行單步調試程序。

　　9）全速運行后，用戶可以在超級終端看到程序運行的信息。

　　10）用戶可以Stop程序運行，使用μVision IDE for ARM的一些調試窗口跟蹤查看程序運行的信息。注：如果在第4）步用戶選擇在Flash中運行，則編譯鏈接成功后，單擊菜單欄Flash->Download項將程序固化到NorFlash中，從實驗平臺的主板拔出JTAG線，給實驗平臺重新上電，程序將自動運行。

　　部分程序圖：

　　串口通信實驗：

　　IIS音頻實驗：

　　六、實習體會

　　在嵌入式系統中，除了課本上的基礎知識外，還學會了軟件編程的基本思路，掌握了液晶屏的使用及其電路設計方法；掌握有關音頻處理的基礎知識；掌握液晶顯示文本及圖形的方法與程序設計。

　　通過這次設計，掌握了液晶顯示實驗、μC/OS-II移植、μC/OS-IILCD顯示的工作原理及串口通信實驗的工作過程，學會了使用仿真軟件Embest EduKit-IV實驗平臺及ULINK2仿真器套件，并學會通過應用軟件仿真來實現各種通信系統的設計，對以后的學習和工作都起到了一定的作用，加強了動手能力和學業技能。雖然花了很長時間編寫軟件程序設計，但這一切還是理論上的。希望學校能提供機會和條件，讓我們能夠去真正地將理論和實踐相結合。通過這次程序，感覺自己所掌握的知識是那么的有限，還有許多需要改進和不足的地方，同時也幫助了我怎樣學好這門課程，增加了我對這門學科的興趣。總體來說，這次實習我受益匪淺。在摸索該如何設計電路使之實現所需功能的過程中特別有趣，培養了我的設計思維，增加了實際操作能力。在讓我體會到了設計電路的艱辛的同時，更讓我體會到成功的喜悅和快樂。通過這次實習通信系統的設計，使我更加清楚以后的發展及學習的方向。

　　最后感謝老師這個學期的指導和幫助！

　　七、參考文獻

　　《ARM9嵌入式系統設計與開發應用》熊茂華、楊震倫編著清華大學出版社

　　《ARM9嵌入式系統設計與開發教程》于明編著電子工業出版社

　　《Linux嵌入式系統教程》馬忠梅北京航空航天大學出版社

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