自-嵌入式报告-2011210877-唐思齐

嵌入式系统开发实验 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 班级:姓名:　　班内序号:　学　号：日　期：　　实验目的通过实验熟悉Lｉnux环境,并掌握一些基本接口驱动的写法和用C语言编写简单的实验程序。学习LＩNＵX开发环境的搭建,通讯配置等。并熟练掌握LIＮＵＸ驱动程序的编写及开发流程。对嵌入式系统有进一步的了解。实验设备1.一套PXA2７0EP嵌入式实验箱２．安装Reｄhａt９的宿主PＣ机，并且配置好ARMLinux的开发环境基础实验(实验一~实验七)实验一～七为基础实验,目的是为后续实验搭建好软、硬件环境,配置好相关的 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 、服务，并通过编写最简单的HelloWorld程序进行测试。由于后面的实验都要依靠前面实验的配置,故本段只着重叙述实验七的具体实现。实验五实验五为宿主PC机配置了TＦＴP服务。TPｒotocｏl)是简单文件传输协议,由于特定开发环境的制约，这一服务是必须的。在配置完成后,每次重启宿主PＣ机时，都须先输入命令:sｅｒvice　xｉnetdrestart,以启动TＦTP服务。实验六实验六为宿主ＰC机配置了NFS服务。NFS(Networｋ)指网络文件系统,它实现了文件在不同的系统间使用。当我们想用远端档案时,只需调用“mｏunt”就可以远端系统挂接在自己的档案系统之下。每次重启宿主PC机时,都须先输入命令:ｓervice　nｆsrestａｒｔ，以启动ｎfｓ服务。实验七实验七通过用c语言编写的简单程序HelloWｏrｌd,测试前面几个实验是否成功配置好环境，从超级终端可以看到HellｏＷｏrlｄ程序的运行结果。实验步骤如下:硬件连接:　连接宿主ＰC机和一台ＰＸA２70-ＲP目标板。打开宿主PC机电源,进入Linuｘ操作系统。启动RedＨａt9．0　的图形界面，如下图，若您是以rｏot身份登陆在文本模式下，则输入命令stａrtx启动图形界面。进入RｅdHat　9．0　图形界面后，打开一个终端窗(Tｅｒｍinａl)。输入ｍｉｎiｃｏm然后回车，miｎicim设置为１15２00　8NI无流控。ﻩ打开ＰXＡ270_ＲP目标板电源,按目标板上的ＢOＯT键,在ｍiｎｉcom中应该会看到如下图：在mｉnicｏm终端窗口中,如图，输入下列四条命令rootifｃonfig　eth　１92.1６8.0.５0upｍount　-onｏlｏck　192.1６8.０.10０:/　／ｍntcd　/mnt此时,先将该窗口最小化，在后面的第　10操作步骤中还将会回到该窗口中进行操作。宿主机上打开一个终端窗口（Terminａl）,点击【红帽／SysｔｅｍＴoｏls/Ｔerｍｉnal】启动终端窗口,输入下列　4条命令：①cｄ　/homｅ　　②mkdir　ＨW　③cｄHW　④　viHelloＷｏｒld.c　　/*请您输入程序7.１　程序清单＊/　此时会显示一个空白的屏幕,这条命令的含义是,使用Vi编辑器，对一个名叫HelｌｏWorld.c的文件进行编辑，我们看到的空白窗口是对文件进行编辑的窗口，如下图。就像在Windows系统下面使用写字板等一样道理。在vi　里面先单击键盘A键,然后左下角会变成—INSEＲ。输入程序的时候和其他编辑器是一样的,如下图。当输入程序完毕后，单击键盘　Eｓc键,然后按“:”（冒号）此时左下角会出现冒号然后输入“wq”最后按“Ｅnter”确认存盘退出　ｖi编辑器，如下图。在上面同一个终端窗口中,输入下列2条命令交叉编译HelloWorｌｄ.ｃ源程序，并查看生成的.o目标文件,如图7-10，图7-１1:①arm-lｉｎux-gｃｃ　–o　　　HｅlloWorld　HeｌloWｏrld．c　②lｓ　等到再次出现提示符,代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 程序已经正确编译。如果此步出现错误信息，请查看错误信息，并且重新编辑原来的C文件，修改错误。直到正确编译。重新打开第7步最小化的开有mｉnicom的终端窗口,即到PXA２7０－RＰ目标板的mnt目录下，请您输入下列3条命令,运行HｅllｏWorｌｄ编译成功的HelloWorlｄ目标程序:①cdhoｍe/HW　　　／*回到miniｃom　中目标板的/ｍnt/ｈomｅ/HW目录下＊/　②　ls　③．/ＨｅlｌoWｏrlｄ　　/*此时会看到如下图*/驱动程序设备驱动程序的概念设备驱动程序实际是处理和操作硬件控制器的软件,从本质上讲，是内核中具有最高特权级的、驻留内存的、可共享的底层硬件处理例程。驱动程序是内核的一部分,是操作系统内核与硬件设备的直接接口,驱动程序屏蔽了硬件的细节，完成以下功能:—　对设备初始化和释放；—对设备进行管理,包括实时参数设置,以及提供对设备的操作接口；—读取应用程序传送给设备文件的数据或者回送应用程序请求的数据；—检测和处理设备出现的错误。Linｕx操作系统将所有的设备全部看成文件,并通过文件的操作界面进行操作。对用户程序而言,设备驱动程序隐藏了设备的具体细节，对各种不同设备提供了一致的接口,一般来说,是把设备映射为一个特殊的设备文件，用户程序可以像对其他文件一样对此设备文件进行操作。这意味着：—　由于每一个设备至少由文件系统的一个文件代表,因而都有一个“文件名”。—应用程序通常可以通过系统调用open()打开设备文件,建立起与目标设备的连接。—　打开了代表着目标设备的文件，即建立起与设备的连接后，可以通过rｅad()、writｅ（）、ｉoｃtl(）等常规的文件操作对目标设备进行操作。设备文件的属性由三部分信息组成:第一部分是文件的类型,第二部分是一个主设备号,第三部分是一个次设备号。其中类型和主设备号结合在一起惟一地确定了设备文件驱动程序及其界面，而次设备号则 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 目标设备是同类设备中的第几个。由于Ｌinuｘ中将设备当做文件处理，所以对设备进行操作的调用格式与对文件的操作类似,主要包括opeｎ（)、reaｄ()、write()、ｉoｃtl()、cｌose()等。应用程序发出系统调用命令后,会从用户态转到核心态，通过内核将opｅｎ(）这样的系统调用转换成对物理设备的操作。ﻩ驱动程序结构一个设备驱动程序模块的基本框架在系统内部，Ｉ/Ｏ设备的存取通过一组固定的入口点来进行,入口点也可以理解为设备的句柄，就是对设备进行操作的基本函数。字符型设备驱动程序提供如下几个入口点：—　opｅn入口点。打开设备准备I/O操作。对字符设备文件进行打开操作，都会调用设备的oｐen入口点。ｏpen子程序必须对将要进行的Ｉ/Ｏ操作做好必要的准备工作,如清除缓冲区等。如果设备是独占的，即同一时刻只能有一个程序访问此设备,则opｅn子程序必须设置一些标志以表示设备处于忙状态。—ｃloｓe入口点。关闭一个设备。当最后一次使用设备完成后,调用closｅ子程序。独占设备必须标记设备方可再次使用。—　read入口点。从设备上读数据。对于有缓冲区的Ｉ／O操作,一般是从缓冲区里读数据。对字符设备文件进行读操作将调用ｒead子程序。—wｒｉte入口点。往设备上写数据。对于有缓冲区的I／O操作，一般是把数据写入缓冲区里。对字符设备文件进行写操作将调用writｅ子程序。—　ioｃｔl入口点。执行读、写之外的操作。selｅｃt入口点。检查设备，看数据是否可读或设备是否可用于写数据。ｓelect系统调用在检查与设备文件相关的文件描述符时使用ｓelecｔ入口点。设备注册和初始化设备的驱动程序在加载的时候首先需要调用入口函数inｉt_moｄulｅ（)，该函数最重要的一个工作就是向内核注册该设备，对于字符设备调用register_chrdev(）完成注册。regiｓtｅr＿chｒdｅv的定义为:intｒegiｓｔｅｒ_ｃhｒdｅｖ(unsｉgｎedintmajor，　constcｈaｒ*nａme，　ｓtructfile_oｐerations*fopｓ);其中,major是为设备驱动程序向系统申请的主设备号,如果为0,则系统为此驱动程序动态分配一个主设备号。name是设备名,fops是对各个调用的入口点说明。此函数返回0时表示成功;返回-EＩNVAL,表示申请的主设备号非法,主要原因是主设备号大于系统所允许的最大设备号;返回－EＢUＳY，表示所申请的主设备号正在被其他设备程序使用。如果动态分配主设备号成功，此函数将返回所分配的主设备号。如果regiｓｔer_ｃhrdev()操作成功，设备名就会出现在/prｏｃ／dｖiceｓ文件中。Ｌｉnux在/dｅｖ目录中为每个设备建立一个文件，用ｌs–l命令列出函数返回值,若小于0，则表示注册失败；返回0或者大于0的值表示注册成功。注册以后，Lｉnｕx将设备名与主、次设备号联系起来。当有对此设备名的访问时,Linｕx通过请求访问的设备名得到主、次设备号，然后把此访问分发到对应的设备驱动，设备驱动再根据次设备号调用不同的函数。当设备驱动模块从Linux内核中卸载,对应的主设备号必须被释放。字符设备在clｅanｕp_moduｌe（）函数中调用ｕnrｅｇisteｒ_ｃhrdｅv()来完成设备的注销。unｒeｇister_cｈｒｄev（）的定义为：inｔ　ｕnregisｔer_chrdev(ｕnsｉgnediｎtmajor,ｃoｎsｔｃhaｒ*nａmｅ);包括设备注册在内，设备驱动的初始化函数主要完成的功能是有以下5项。(1)对驱动程序管理的硬件进行必要的初始化。对硬件寄存器进行设置。比如，设置中断掩码,设置串口的工作方式、并口的数据方向等。（2)初始化设备驱动相关的参数。一般说来,每个设备都要定义一个设备变量，用以保存设备相关的参数。在这一步骤里对设备变量中的项进行初始化。(３）在内核注册设备。调用reｇisｔeｒ_ｃhrdev（)函数来注册设备。（4)注册中断。如果设备需要IＲQ支持，则要使用reｑuest_ｉrq()函数注册中断。(5）其他初始化工作。初始化部分一般还负责给设备驱动程序申请包括内存、时钟、I/O端口等在内的系统资源,这些资源也可以在opｅｎ子程序或者其他地方申请。这些资源不用时,应该释放,以利于资源的共享。若驱动程序是内核的一部分，初始化函数则要按如下方式声明：ｉnt＿_iｎitｃhｒ＿drｉｖer_init(vｏid)；其中__ｉｎｉｔ是必不可少的,在系统启动时会由内核调用ｃｈr_driｖer＿iｎｉt,完成驱动程序的初始化。当驱动程序是以模块的形式编写时,则要按照如下方式声明:ｉntinｉt_mｏdule(void）当运行后面介绍的iｎｓｍod命令插入模块时，会调用init＿moduｌe函数完成初始化工作。设备驱动程序的开发过程由于嵌入式设备由于硬件种类非常丰富,在默认的内核发布版中不一定包括所有驱动程序。所以进行嵌入式Ｌｉnux系统的开发，很大的工作量是为各种设备编写驱动程序。除非系统不使用操作系统,程序直接操纵硬件。嵌入式Linux系统驱动程序开发与普通Linux开发没有区别。可以在硬件生产厂家或者Interneｔ上寻找驱动程序,也可以根据相近的硬件驱动程序来改写,这样可以加快开发速度。实现一个嵌入式Linｕx设备驱动的大致流程如下。(1)查看原理图，理解设备的工作原理。一般嵌入式处理器的生产商提供参考电路,也可以根据需要自行 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 。(2)定义设备号。设备由一个主设备号和一个次设备号来标识。主设备号惟一标识了设备类型，即设备驱动程序类型，它是块设备表或字符设备表中设备表项的索引。次设备号仅由设备驱动程序解释，区分被一个设备驱动控制下的某个独立的设备。(3)实现初始化函数。在驱动程序中实现驱动的注册和卸载。(4）设计所要实现的文件操作，定义结构。（5)实现所需的文件操作调用，如ｒeａd、writｅ等。（6）实现中断服务,并用requｅｓt_irq向内核注册,中断并不是每个设备驱动所必需的。(７)编译该驱动程序到内核中，或者用insmoｄ命令加载模块。（8）测试该设备,编写应用程序,对驱动程序进行测试。基本接口实验在完成了基本实验后,我们开始着手基本接口实验。在这些实验中，我们学习如何编写设备驱动程序,及如何用测试程序检验驱动程序是否正确，并通过改写测试程序正常地对驱动程序进行相关操作。实验十二ﻩ简单设备驱动程序本次实验的任务是编写一个字符型设备驱动程序，并学习在应用程序中调用驱动。考虑到我们初次接触驱动程序的编写,对此还十分陌生,因此指导书中提供了本次实验所要用到的程序源代码。虽然这样一个字符型设备驱动程序并没有任何实际作用，但是它让我们轻松掌握了嵌入式驱动的编写过程，因为复杂繁琐的驱动,其骨架都是相同的。因此,看懂本实验的源代码，学习并模仿其编写方法,对于后续实验有着非常重要的意义。实验十三CPＵＧPIO驱动程序设计在本实验中,我们要编写第一个针对实际硬件的驱动程序。我们知道，凡是操作系统控制外部设备,即使是最简单的硬件电路,也是需要驱动的。本实验涉及的外部硬件只有电阻和发光二极管。我们使用自己编写的驱动程序与应用程序控制　GＰIO96的电平,通过ＬED　的亮灭来判断,是否　ＣPU做出了正确的响应。实验第一步是编写PXA270GPＩO驱动程序。驱动的写法参照实验十二，大体相同，主要区别如下：／/　--－------－----－-－--控制ＩO设备---－-----－－-－－-－－－-－---switch(cｍｄ)｛caseLED＿ON:{GPCR3｜=0x1;bｒeak;｝//如果cmd=ＬED＿ON,那么GPＣR3置为1ｃaseLED_OFＦ:{GPSR３　|=　0ｘ1；bｒeak;}ﻩ/／如果cmd=LED＿OFF，那么GＰSR３置为1　ｄefault:　ﻩﻩ{printk(＂lｃdcｏｎtrol：nｏcmd　rｕn[－－ｋeｒnel-－]\n"）；　ｒeｔurn（-EINＶAL)；}//----－------－－------驱动程序初始化---－－－-－--－－---－---－-－----GPＤR3|=0ｘ000０0001；//设置GPＩO９6输出模式:开灯ＧＰSR3|=0x0０000０01;//关灯对Ｍａｋefile中的目标体和依赖文件也要做相应的修改,此处省略。在测试程序中有这样一段代码：wｈile(1)｛ﻩioctl(fd,LED_OFF)；sleｅp(1);　ﻩﻩ／/休眠1秒ioctl(ｆd,LＥD_ON）;sleeｐ(１);ﻩ}实验作业要求在目标板上ＬED闪烁产生亮7秒，灭5秒的效果，很容易实现，只需将上面的代码改为如下代码即可：ｗhile(1){ﻩiｏｃtｌ（fd，LEＤ_ＯFF);sleep(5)；ﻩﻩ//灭5秒ioｃtl(fd，LED＿ＯN);sleｅp(7);ﻩ}ﻩﻩ/／亮7秒实验十四中断实验在理论课中，我们学习了许多中断方面的知识,包括中断向量、中断优先级、中断过程等。在PXA27０系统里,中断控制器分外部设备和PXA２７０X处理器设备产生的两个层次的中断,前者是初级的中断源，后者是次级中断源，大量的次级中断源通常被映射为一个初级中断源。在此实验中,我们要编写一个中断程序，利用目标板上的按键SW2来产生中断，使得当每次按下此按键时,在超级终端上打印出响应的信息。编写中断程序与前两个实验的主要区别如下:／*-－--－－－----------－－-------－-－-－-－------－-----－----－------初始化request＿irq申请硬件中断,参数包括申请的硬件中断号、设备id、中断处理的一些属性(SA_INTEＲRUPT是快速处理程序，调用时屏蔽所有中断)等－---－－--－－--------－------－----－--－-－-－-－--－-－－--＊/ret　＝　request＿irq(SIMPLE_ＩＮT_IRQ,　＆SＩMPLE＿ＩNT_intｅｒrupｔ,SA_INTERＲＵPT,　"int＿ctl"，NULL);//-－----－----－--------卸载,对应request＿irq释放中断-－------－-－---－－---－－freｅ_ｉｒq(SＩMPＬE_IＮT_IＲQ,NULL)；通过此实验,我了解了硬件中断管脚与中断号的对应关系,以及中断号与中断处理程序的对应关系，对于今后编写更为复杂的中断程序打下基础。实验十五ﻩ数码管显示实验在此实验中，我们要编写针对　7４LＶ164　的驱动程序，并用其串并转换功能来控制八段LＥＤ数码管的显示。在编写驱动程序时,主要有以下需要注意的：／／按位写入ｖｏidwrｉte_ｂiｔ（inｔｄata)ﻩﻩ{ﻩGPＣR2｜=(０x1<＜27);if（(dａta&　0x80）　==0x８０)ﻩ｛　ＧPSR2|=(0ｘ1<＜26);}ｅlse{ＧPＣR２｜=（0ｘ1<<　26);}GＰSＲ2|=（０x1＜<　2７);}//按字节写,一次写8位ｖoidwrite＿byte(iｎｔ　data）ﻩﻩ{inｔi；foｒ(i=０;i<８;ｉ++）｛ﻩwriｔe＿ｂiｔ(　ｄata<<ｉ);}}使用测试程序看到的测试结果是数码管按0-9显示输出。实验作业要求在上述基础上，分别实现一下两个功能：①　要求您再编写一个测试程序，实现PXA２70-EP目标板上的　ＬED数码管循环显示的数字9-0。②要求您再编写一个测试程序，实现PＸA27０－EP目标板上的ＬＥD数码管循环显示的数字０2468。由于在测试程序中定义了数组buf[10]分别存储了0－9是个数,因此上述功能的实现方法是,分别对测试程序做如下修改:原测试程序：while(１){for（cｏuｎt=0；ｃouｎt<１0;counｔ+＋)｛ﻩdaｔa[0]=ｂuf[couｎt];ret=wrｉｔe(fd,dａta,1)；　sleep（1);}}实现功能①:whｉle(1){ﻩfor(couｎt=9;count>=0;counｔ－-)ﻩ//倒序显示数字｛　datａ[0]=buf[coｕnｔ];ret=wrｉte(fd,daｔａ,1);sleep（1);}｝实现功能②：while(1）{foｒ(couｎｔ=0;coｕｎt＜9;ｃount＝count+2)//更改显数顺序｛ﻩdata[0]=bｕf[couｎt];　ret＝wrｉte（fd,data,1);　sleeｐ（1）;｝}通过更改显数的顺序,很容易实现实验作业里要求的功能。实验十六ＬED点阵驱动程序设计通过本实验的操作，我们将８X8的点阵　LＥＤ驱动起来并通过编写测试程序，使其能够按照您的意图进行显示。要求您还编写更多的测试程序①　要求您再编写一个测试程序，实现按横的方向隔行顺序扫描ＬED点阵数码管。②要求您再编写一个测试程序,实现按竖的方向顺序扫描LED点阵数码管。作业一，隔行扫描：ﻩfｏr（i＝1;i＜＝8;i２＋+){ﻩｂuf［0]=c;ﻩbuf[1]＝~r；//ｒｏwﻩﻩﻩfor（j＝１；j<＝8；j++){ﻩﻩｗｒｉte(fd,buf,2);ﻩpriｎtf　("ｂuｆ［0],buf［１]:[%ｘ,％x]\n",buf[0],buf[１］)；ﻩﻩusleeｐ(200０0０);//ｓleｅp０．2ｓecｏndﻩr=r＜<1;ﻩﻩbuｆ［1］=~r;／/column　　}ﻩｒ=1;c＝c<<1;作业二,竖向扫描：ﻩﻩfor　（ｉ＝1;ｉ＜=8;i＋+){ﻩﻩﻩbｕf[０]=c；ﻩﻩｂｕf[1]=~ｒ；/／ｒowﻩfor(j=1;j<＝8;j＋+）{ﻩﻩwriｔe（ｆd,buf，2);ﻩﻩprinｔf("ｂuｆ[0],ｂuf[1]:[%ｘ,%x]＼ｎ",buf[0],buｆ[1]);ﻩﻩusleep(2０0００0);//sleｅｐ０.２　ｓecondr=r<<1；buｆ[１]=～ｒ;//column｝ﻩﻩr　=1;ﻩﻩｃ=c<<1;实验中遇到的问题及解决方法每一次上课重新启动后，当需要将宿主PC机的根目录挂在到PXA2７0-EP目标板的mnt目录下(即在超级终端中输入命令“mouｎt–ｏ　soft,timeｏ=１00,rsiｚe=1０２4192．16８.０.10０:/　/mnt”）时，常显示无法挂载。解决方法：在超级终端下的挂载命令应该用”ｍount–oｎolｏcｋ　1９2.168.0.100：//ｍnt”,如果依然不能挂载需要重启NＦS服务,即在PC机终端中输入命令”servｉcenfsrestart”两遍后就可以挂载，当然有时候也可能是因为网线没插好。在每次重启机器之后都需要将ＰC机终端的IP地址和开发板中的系统的ＩP地址设定正确，不然也无法挂载。实验总结及心得本学期的所有实验均在宿主PＣ机与ＰXA２7０-EP目标板上进行。在实验中，我们先建立硬件实验平台,又建立主机软件开发环境,接着为实验进行各项配置，最后完成了各个实验中的多种功能。值得注意的是,前期的硬件、软件准备必须完整无误地实现，后续的实验才能顺利进行。所以，打基础的工作一定要仔细谨慎。后续实验中虽然给出了驱动程序的框架，仍需要我们自己补充完整,并开动脑筋举一反三，在原代码的基础上进行一定修改以实现新的功能。通过这学期的实验,我逐步完成了建立实验软件开发平台,搭建实验编译软件环境,在PＣ上编辑、编译一个应用程序，并且在嵌入式系统上运行和调试它的过程。在实验中,不难发现,编译驱动程序大体框架都是一样的，比如里面的读函数、写函数、ioctｌ函数、打开、关闭以及函数模块的初始化并且在超级终端上显示出等。但所不同的是,要根据不同的实验要求修改名称,并且对其中必要的部分进行修改。除此之外,我认为很多基础知识对实验的进行也起着非常大的作用,例如数码管的显示原理。在掌握了基础知识之后，上机的过程会显得相对简单,尤其是代码框架已经给出,我们所以需要做的就是根据需要稍作改动来得到我们想要的结果。之后,我们又进行了更加深入的应用试验,如人机接口方面的键盘驱动实验、LCD控制实验和触摸屏数据采集与控制实验,应用方面的多线程应用实验等。由于涉及到嵌入式实验板的开发、模型化Qt编程，我们在之前实验基础上自己动手编写了程序,对算法和开发环境有了更深入的掌握，在自我与互相学习中解决了许多问题，受益匪浅。整个实验让我了解了一套完整的嵌入式系统驱动程序开发的全过程,学到的内容非常丰富，相信在学习了这些内容后,在今后的学习工作中接触到类似内容,我不会感到无从下手,而是能够有条不紊。感谢老师的辛勤指导!