嵌入式系统实验报告(华中科技大学)(共13页)

1、课 程 实 验 报 告实验名称：嵌入式系统实验专业班级：计算机科学与技术x班学 号： Ux 姓 名： x 合 作 者： x 实验时间： xxxx年xx月xx日 计算机科学与技术学院试验一：bootloader (ads、引导)一、实验任务1、熟悉ADS 1.2开发工具创建、编译、下载、调试工程2、串口通讯串口控制器初始化、收/发数据3、配置主机端的nfs服务器配置主机端的nfs服务器，以连接linux核心4、下载并运行linux核心使用自己的串口程序下载并运行linux核心二、实验内容编写串口接收数据函数编写串口发送数据函数学习ads、jtag调试、flash烧写打印菜单，等待用户输入下载并运

2、行linux核心配置主机的nfs服务器，与linux核心连接三、实验步骤1.编写串口接收数据函数编写串口发送数据函数修改bootloader：菜单、串口收发、命令行；接收串口数据并做相应处理：while(1) 打印菜单并等待用户输入; switch(ch)/根据用户输入做相应处理 case '1': imgsize=xmodem_receive(char *)KERNEL_BASE, MAX_KERNEL_SIZE); if(imgsize=0)/下载出错; else/下载成功; break; case '3': nand_read(unsigned char

3、*)KERNEL_BASE, 0x00030000, 4*1024*1024); case '2': BootKernel(); /这里是不会返回的，否则出错; break; default: break; Bootloader的main()函数打印菜单：int main(void)ARMTargetInit(); /目标板初始化;/接收用户命令，传递linux核心； Uart_puts("Menu:nr");Uart_puts("1.Load kernel via Xmodem;nr");Uart_puts("2.Boot l

4、inux; nr");Uart_puts("3.Load kernel from flash and boot; nr");Uart_puts("Make your choice.nr");doch=Uart_getc();while(ch!='1' && ch!='2' && ch!='3'); return 0;串口读写：void Uart_putc(char c)while(!SERIAL_WRITE_READY(); (UTXH0) = (c); unsig

5、ned char Uart_getc( ) while(!SERIAL_CHAR_READY();return URXH0; 2.使用ads1.2编译bootloader；3.使用uarmjtag下载、调试bootloader；4.使用axd查看变量、内存，单步跟踪； 5.配置超级终端，与bootloader通讯；6.配置nfs； 编辑/etc/export文件：/home/arm_os/filesystem/rootfs 目标板ip(rw,sync)/home/arm_os/filesystem/rootfs 主机ip(rw,sync)启动nfs服务器：/etc/init.d/nfs res

6、tart测试nfs服务器是否正常运行：mount 主机ip:/home/arm_os/filesystem/rootfs /mnt 7.以root用户启动cutecom，将cutecom配置改为115200 bps，8位，1位停止位，无校验，xmodem，no line end；8.使用bootloader重新下载Linux核心映像，启动核心运行后，察看是否成功加载nfs上的root文件系统；9.启动Linux核心运行，察看结果；10.linux核心能够运行到加载root步骤，说明bootloader正常运行；11.将bootloader烧写到flash中，重启目标板电源，察看bootload

7、er是否烧写正常，下载核心测试；目标板linux系统正常运行到命令行模式下，能够正常输入linux命令，说明实验成功。 四、实验过程中遇到的问题及解决方案问题一 ：打开dubug，下载zImage失败，调试时发现下载失败原因是发生错误程序写为无限循环。解决方法：重新做了很多遍，仍然失败，最终发现同样的bootloader初始化及同样的下载操作在别的机器中能够正常运行，最终换了试验台终于成功地下载了核心映像。问题二 ：实验中虽然下载完成，但是在cutecom中并没有显示成功下载映像，没有出现#号不能进入命令行模式，不能够进行后续的操作。解决方法： 因为不明白错误出现的原因，向老师提出疑问，经老师

8、指点，发现linux系统中网络连接处没有网络连接，通过重新配置了ip地址，最终成功下载了核心映像。试验二：linux kernel (gcc、make)一、实验任务1、熟悉基本的linux命令文件操作、文件编辑串口工具、程序开发2、配置linux核心make menuconfig 3、 交叉编译linux核心make zImage 二、实验内容熟悉基本的linux命令配置linux核心交叉编译linux核心调试自己编译的核心挂载nfs上的root（根目录）编写一个小程序在目标板上运行三、实验步骤1.登陆linux系统，在终端进入管理员模式；2.解压缩源码包到/home/下； 3.察看解压缩后的

9、/home/arm_os目录：Linux核心、编译器、rootfs等；4.配置并测试nfs；5.配置cutecom：115200，XModem，No line end；6.配置核心：make menuconfig；7.编译核心：make；8.下载并运行核心，加载root文件系统；9.重新设置cutecom为LF line end；熟悉基本的Linux命令；10.编写一个小程序hello.c在目标板上运行，察看结果。#include<stdio.h>Int main()Printf(“hello”);Return 0;四、实验中遇到的主要问题及解决方法问题1：写成的hello.c程序

10、用gcc编译之后不能在目标板上运行。解决方法：通过请教老师才知道编译的命令不对，此实验板需要通过用arm-gcc-linux进行交叉编译，而不是用gcc，得到的可执行文件可以用命令./hello成功运行。试验三：linux driver (uart)一、实验任务1、 Linux驱动编程基本接口常用函数2、 串口驱动申请中断处理串口数据读、写二、实验内容编写串口驱动初始化、释放函数；编写串口驱动接收数据函数；编写串口驱动发送数据函数；编写串口驱动中断处理函数；编写串口访问应用程序； 使用模块方式编译驱动；使用模块方式调试驱动；实现基本的串口数据收发。 三、实验步骤1编写初始化、释放函数：uart

11、_init、uart_exit、uart_open、uart_ release分别实现串口设备初始化、释放、打开、关闭串口设备初始化函数：int ret;dev_t devno = MKDEV(uart_major, 0);if(uart_major) ret = register_chrdev_region(devno, 1, "uart");else ret = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 1, "uart");uart_major = MAJOR(devno);if(ret < 0)printk(&q

12、uot;Register chrdev region failed!n");return ret; cdev_init(&uart_cdev, &uart_fops);ret = cdev_add(&uart_cdev, devno, 1);if(ret)printk("Add c device failed!n");return ret; uart = ioremap(S3C2410_PA_UART1, 0x4000);device_init();ret = request_irq(IRQ_S3CUART_RX1, irq_rev_uar

13、t, IRQF_DISABLED, "uart", NULL);if(ret)printk("Request irq failed!n"); return ret; loop_buffer_init(&readb, UART_SIZE);printk("Uart module init.n");return 0;串口设备释放函数：loop_buffer_free(&readb);free_irq(IRQ_S3CUART_RX1, NULL);cdev_del(&uart_cdev);unregister_chr

14、dev_region(MKDEV(uart_major,0),1);printk("Uart module exit.n");2.编写串口驱动接收数据函数、发送数据函数、中断处理函数： irq_rev_uart、uart_write、uart_read，实现串口设备中断处理、读、写；串口设备中断处理函数：char c;while(!(_raw_readb(uart + S3C2410_UTRSTAT) & 0x1);c = (char)_raw_readl(uart + S3C2410_URXH);loop_buffer_add(&readb, c);ret

15、urn 0; 串口设备读函数：int i = 0;if(*ppos >= UART_SIZE) return -EIO;if(*ppos + size > UART_SIZE)size = UART_SIZE - *ppos;dochar c;if(!loop_buffer_del(&readb, &c)copy_to_user(buf+i, &c, 1);i+;elseschedule_timeout(10); while(i < size);return size;串口设备写函数：int i;char wmemUART_SIZE;if(*ppos

16、>= UART_SIZE)return -EIO;if(*ppos + size > UART_SIZE) size = UART_SIZE - *ppos;copy_from_user(wmem, buf, size); for(i=0; i<size; i+)while(!(_raw_readl(uart + S3C2410_UTRSTAT) & 0x4);_raw_writel(*(wmem + i), uart + S3C2410_UTXH);return size;串口访问应用程序：#include <stdio.h> #include <

17、fcntl.h> int main() int uart_fd, i;char c; uart_fd = open("/dev/uart", O_RDWR); if(uart_fd < 0) printf("Open device error!n");return -1; for(i=0; i<50; i+) read(uart_fd, &c, 1); printf("%c", c); write(uart_fd, &c, 1); if(c = 'q')break; close(uar

18、t_fd); return 0; 3.用模块方式编译Linux核心，生成uart.ko，启动目标板Linux核心，用insmod、rmmod等命令操作模块；用printk打印调试串口驱动，包括中断相应，读写等；4.编写应用程序：uart.c，实现打开串口设备、读写等，把主机端由cutecom发过来的串口数据回传给主机；5.将目标板上串口线连到串口1；6.编译应用程序uart.c，实现和主机间的串口通讯。 四、实验中遇到的问题及解决方法问题1：由于模块化编译方法不太了解，对其过程不清楚。解决方法：向老师提出疑问后才知道首先修改uart.c中的波特率，然后拷贝驱动：/home/arm_os/tes

19、t/st/test3/driver/下的makefile和uart.c拷贝到：/home/arm_os/kernel/linux-2.6.29.8/driver/char下，再拷贝应用程序：把:/home/arm_os/test/st/tesT3/下的makefile和uart.c拷贝到自己的文件夹，用于测试。问题2：前面步骤都照常执行但是发送接收始终不能够成功。解决方法：通过问老师仍然查不出错误，于是换了试验台再次尝试后能够成功，同样是实验台的问题。试验四：linux driver (touchscreen)一、实验任务1、 触摸屏驱动初始化坐标值2、 触摸屏、图形系统协调工作触摸屏校准拨号

20、键盘二、实验内容l 编写触摸屏驱动初始化、释放函数；l 编写触摸屏驱动读取数据函数；l 编写触摸屏驱动中断处理函数；l 使用模块方式调试驱动；l 编写触摸屏读取应用程序； l 编写简单图形系统绘制应用程序，绘制一个数字键盘；l 实现基本的触摸键盘程序。 三、实验步骤1.填写函数：ts_init、ts_exit、ts_open、ts_ release，实现触摸屏设备初始化、释放、打开、关闭；触摸屏设备初始化函数：int ret;dev_t devno = MKDEV(ts_major, 0);if(ts_major) ret = register_chrdev_region(devno, 1,

21、“ts_ads7843");else ret = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 1, " ts_ads7843 ");ts_major = MAJOR(devno);if(ret < 0)printk("Register chrdev region failed!n");return ret; cdev_init(&ts_cdev, &ts_fops);ret = cdev_add(&ts_cdev, devno, 1);if(ret)printk("Add c d

22、evice failed!n");return ret; spi0_base = ioremap(S3C2410_PA_SPI,0x20);device_init();init_waitqueue_head(&wq);ret = request_irq(IRQ_EINT5, ts_isr, IRQF_DISABLED, "ts_ads7843", NULL);if(ret)printk("Request irq failed!n"); return ret; TS_OPEN_INT();ts_time = jiffies;printk(

23、"Ts_ads7843 module init.n");return 0;触摸屏设备释放函数：free_irq(IRQ_EINT5, NULL); cdev_del(&ts_cdev);unregister_chrdev_region(MKDEV(ts_major,0),1);printk("Ts_ads7843 module exit.n");2.填写函数：ts_isr、ts_read，实现触摸屏读、中断处理触摸屏设备中断处理函数：if(jiffies < ts_time + HZ/20)return 0;if(s3c2410_gpio_

24、getpin(S3C2410_GPF5) & ADS7843_PIN_PEN) = 0)udelay(10);get_XY();ts_time = jiffies; wake_up_interruptible(&wq);udelay(2);return 0;触摸屏设备读函数：struct ts_ret ts_ret;int size = 0;while(count >= sizeof(struct ts_ret)interruptible_sleep_on(&wq);ts_ret.x = x;ts_ret.y = y;ts_ret.pressure = PEN_D

25、OWN;copy_to_user(buffer, (char *)&ts_ret, sizeof(struct ts_ret); count -= sizeof(struct ts_ret);size += sizeof(struct ts_ret); return size;3.用模块方式编译Linux核心，生成ts_ads7843.ko，启动目标板Linux核心，用insmod、rmmod等操作模块；4.用printk打印调试触摸屏驱动，包括中断相应，读等；5.编写应用程序：ts_ads7843.c，实现打开触摸屏设备、读等；触摸屏访问应用程序：#include <stdio

26、.h> #include <fcntl.h> int main() int ts_fd, i;char c;struct ts_ret ts_ret;ts_fd = open("/dev/ts_ads7843", O_RDWR);if(ts_fd < 0)printf("Open ts device error!n");return -1;for(i=0; i<50; i+) if(read(ts_fd, &ts_ret, sizeof(struct ts_ret) if(ts_ret.x < Xmin) ts

27、_ret.x = Xmin;if(ts_ret.x > Xmax) ts_ret.x = Xmax;if(ts_ret.y < Ymin) ts_ret.y = Ymin;if(ts_ret.y > Ymax) ts_ret.y = Ymax; x = (ts_ret.x-Xmin) * SCREEN_WIDTH/(Xmax-Xmin); y = (ts_ret.y-Ymin) * SCREEN_HEIGHT/(Ymax-Ymin); close(ts_fd); return 0; 6.触摸屏校准通过多次点击触摸屏四个边界点得到几组坐标，取平均值来得到屏幕Xmin，Xmax，

28、Ymin，Ymax，在ts_ads7843.c 修改程序，将这四个值代入函数中，并将SCREEN_WIDTH，SCREEN_HEIGHT设置为640*480，修改后的ts_ads7843.c程序如下：#include <stdio.h>#include <fcntl.h>#define Xmin 500#define Xmax 2200#define Ymin 1400#define Ymax 3000static struct ts_ret unsigned int pressure;unsigned int x;unsigned int y; ts_ret;int

29、main() int x,y; int ts_fd, i; char c; struct ts_ret ts_ret; ts_fd = open("/dev/ts_ads7843", O_RDWR); if(ts_fd < 0) printf("Open ts device error!n"); return -1; for(i=0; i<50; i+) if(read(ts_fd, &ts_ret, sizeof(struct ts_ret) if(ts_ret.x < Xmin) ts_ret.x = Xmin; if(ts_ret.x > Xmax) ts_ret.x = Xmax; if(ts_ret.y < Ymin) ts_ret.y = Ymin; if(ts_ret.y > Ymax) ts_ret.y = Ymax; x = (ts_ret.x-Xmin) * 640/(Xmax-Xmin); y = (ts_ret.y-Ymin) * 480/(Ymax-Ymin); printf("%d,%d,%dn",x,y,ts_ret.pressure); close(ts_fd);