实时操作系统设计说明书

1、苏 州 市 职 业 大 学实习（实训）报告 名称基于C/OS-II的屏保2012年12月24日至 2013年1月11日 共3周院 系计算机工程系 .班 级 10嵌入式应用技术 .学 号 106306127 .姓 名 董洪逾 .系主任 李金祥 .教研室主任 刘文芝 .指导教师过怡、徐涛 .目 录一课程设计的目的与要求21课程设计的目的22课程设计的要求2二题目说明22.1开发背景32.2 开发工具介绍32.2.1 ADT IDE3仿真器CVT-ADT200042.2.3 JXARM9-2410-1实验箱52.3 小组成员分工6三硬件方案63.1 硬件连接63.2键盘、LCD液晶、定时器7四软件方

2、案74.1 模块结构图74.2 模块划分84.2.1 键盘模块84.2.2 LCD液晶显示器模块84.2.3 定时器计时模块8屏保图案模块94.3程序运行流程图9五运行结果分析与系统改进10六遇到的问题和解决方法11七课程设计总结11八参考文献12一 课程设计的目的与要求1课程设计的目的本设计旨在进一步掌握C/OS-II理论知识，理解嵌入式ARM9系统的软件设计，加强对实际应用系统设计的能力。嵌入式实时操作系统C/OS-II原理及应用是一门应用性很强的专业课，其理论与实践技能是从事嵌入式专业技术工作的人员所不可少的。此次课程设计选择JXARM9-2410-1实验箱进行模拟应用设计与开发，要求学

3、生掌握使用 C 语言进行单片机程序设计和调试的方法，提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力。2课程设计的要求在本课程设计过程中我们要遵守以下规则：重视课程设计环节，用严谨、科学和踏实的工作态度对待课程设计的每一项任务；按照课程设计的题目要求，独立地完成各项任务，不允许相互抄袭；按时到机房上机，并接受教师的检查。认真编写课程设计报告。二 题目说明我们选择的题目是：屏保界面项目。我们将使用JXARM9-2410-1实验箱实验。模拟一个简单的带屏保功能的LCD界面，通过键盘的按键控制屏保的退出，及定时器计数，连续5秒钟无按键，进入屏幕保护状态，有按键恢复正常显示界面。输入设置：JXARM

4、9-2410-1实验箱上有4*4键盘；自定义、分配键盘的任意一个按键，控制在五秒内是否按键，是否让它显示出屏保。显示方式：屏保及按键结果均在LCD液晶显示器上输出。我们的屏保现象是首先刷屏，后在屏幕上绘制出六个大小不等的圆圈，形成一个小虫，绘制完成后是清屏操作。清屏设置：利用定时器实现将每次运算及结果显示控制在5秒内完成，到5秒后实现自动清屏并进行屏保。2.1开发背景随着社会的发展，科学的进步，人们的生活水平在逐步的提高，尤其是微电子技术的发展有雨后春笋般的变化。电子产品的更新速度快就不足为奇了。液晶显示器在人们的日常生活中是比较常见的屏幕了，无论是对于电脑屏幕还是电视机的屏幕亦或是其他各类屏

5、幕。充分利用已有的软件和硬件系统，设计出更出色的屏保界面，使其更好地为各个行业服务，成了如今电子领域重要的研究课题。现如今，人们的日常生活已经多多少少离不开电脑，社会的各个角落都有它的身影，比如家庭、学校、办公室、商店因此设计屏保有利于电脑处于省电模式，将会有很大的实际意义。同时，我们身为计算机工程系硬件教研室下的嵌入式班级，微电子产品是我们的研究对象。随着C语言课程、数据结构、ARM9系统开发和单片机基础等相关课程的学习，我们掌握了一些基础编程知识。2.2 开发工具介绍我们所使用的开发工具有:ADT IDE编程软件、仿真器CVT-ADT2000和JXARM9-2410-1实验箱。2.2.1

6、ADT IDE1、针对处理器的集成开发环境：传统的单片机程序开发环境一样，是针对特定处理器的，而不是针对特定程序或者操作系统的。主要采用在线仿真模式进行调试，主要用于调试无操作系统的程序和没有指定编译环境和集成开发环境的操作系统（如C/OS-II、Nucleus）。如ARM ADS、ADT IDE等。2、针对操作系统的集成开发环境：不是针对某一种处理器，而是针对某一种操作系统，并支持多种不同的处理器。如开发VxWorks的Tornado和WorkBench、开发Windows CE的Platform Builder、开发Linux的GNU工具链等。调试模式分为：在线仿真模式和驻留监控模式。AD

7、TIDE采用。3、在线仿真模式JTAG边界扫描即IEEE 1149.1标准，这个标准定义了可用于完成功能和互连测试以及内建自测过程的各种指令。仿真器在调试时不额外占用目标板的资源，包括RAM、GPIO端口等。仿真器CVT-ADT20001、主要特点：支持ARM系列CPU内核、标准USB2.0高速接口方式连接、支持热拔插，内核设计采用全新技术，下载速度高达240 Kbytes/S，支持GDB调试ADT2000 USB2.0接口高端 ARM 仿真器,通过标准USB2.0高速接口方式连接，内核设计采用全新技术，极大提高代码下载速度，可以全速仿真，调试程序更加容易。

8、60;ADT2000 USB2.0接口高端 ARM 仿真器,硬件采用USB2.0接口供电，无须外接电源方式供电，使用更便捷。ADT2000 USB2.0接口高端 ARM 仿真器,通过JTAG实现主机和目标机之间的调试支持功能。它通过ARM芯片的JTAG边界扫描口进行调试，属于完全非插入式调试，无需目标存储器，不占用目标系统的任何端口。JTAG调试的目标程序直接在目标板上运行，仿真效果接近真实系统。支持运行、停止、单步执行程序，设置程序断点，读写寄存器、存储器和系统端口，复位目标系统，下载代码到目标RAM。调试设备： ADT2

9、000 USB2.0接口高端 ARM 仿真器，一端是一个USB2.0高速接口，连接到主机的USB2.0接口，另外一端是IDC插头，连接到目标板的14/20针的JTAG接口。用户可以使用ADT IDE配合ADT2000 JTAG仿真器进行应用软件的开发，ADT IDE同时也支持一些国内外常用的Jtag Cable线。  2、主要特征：  支持ADT IDE For ARM集成开发环境；完全兼容ADS集成开发环境  支持GDB调试(Linu

10、x/windows等操作系统下)； 支持ARM系列CPU内核:    ARM7,ARM7DI,ARM7TDMI,ARM7TDMI-S,ARM710T,ARM720T,ARM726FZ,    ARM9,ARM9TDMI,ARM940T,ARM920T,ARM922T,ARM9E-S,ARM966E-S,；    Intel Xscale, Securcore  ADT2000 ARM Development

11、 Tools软件兼容于Windows 98/NT/2000/XP的驱动程序；2.2.3 JXARM9-2410-1实验箱【实物图】ARM9系列嵌入式微处理器，因其主频高、功耗低、性/价比高、片上资源丰富，并支持大多数嵌入式操作系统等特点，广泛应用于高端嵌入式产品领域。于ARM920T内核，主频高达203MHz，带MMU（内存管理单元），片上资源丰富，性/价比高。板上集成了几乎所有与嵌入式系统相关的常用接口的 ARM9教学实验系统，并且提供GPRS（2.5G移动通信）、GPS（全球卫星定位）、PDA（个人数字助理）等代表当今嵌入式系统主流发展方向的完整解决方案。使我们不仅能够

12、学习到嵌入式系统的基本体系结构，而且可以通过参照完整的主流应用实例，充分领略嵌入式高端产品开发的精髓。真正实现理论与实践相结合，原理与应用并重的理想境界。核心板标配32M NorFlash、16M NandFlash及64M SDRAM可稳定运行Linux、WinCE、VxWorks、Nucleus、C/OS-等嵌入式实时操作系统，并可任意内置多操作系统。并标配5.7寸STN彩色显示/触摸屏，（可选3.5寸TFT彩色显示/触摸屏）。 核心板与高级实验扩展板采用可拔插式结构设计，使用维护非常方便。所有功能完全模块化设计，可根据不同实验的特殊需求，方便地自由组合实验项

13、目。多达58项实验项目，分为嵌入式基础实验、嵌入式接口实验、嵌入式BootLoader实验、嵌入式操作系统（C/OS-及Linux）基础实验/接口实验/图形用户界面（GUI）实验、高级应用实验等类别。涉及面广、可选性强、先易后难、优化组合。                          2.3 小组成员分工本小组共由郝荣平、潘槿、陆敏

14、和董洪逾四人组成，课程设计课题共涉及键盘中断模块、LCD液晶显示器模块。三 硬件方案3.1 硬件连接将JXARM9-2410-1实验箱配套电源线连接到220V交流插座，并将其与电源连接。开启实验箱电源开关（在实验箱左侧）。将实验箱配套的并口延长线一头连接到计算机，另外一头连接到实验箱，有两种连接方式：连接到上方的并口插座（实为简易JTAG插座，USB插座边上），此时请检查其下方的SIMPLE JTAG跳线，必须用跳线帽短接连接到ADT1000A仿真器，仿真器接上配套电源，并用配套的20Pin软线连接到上方的JTAG接口，此时请检查其下方的SIMPLE JTAG跳线，跳线帽必须断开。3.2键盘、

15、LCD液晶、定时器在我们使用的JXARM9-2410-1实验箱内，键盘、LCD液晶、定时器的硬件都是箱子内置的，需要时，只需将箱子通电就可以使用。四 软件方案4.1 模块结构图本实验共使用了键盘中断模块、LCD液晶显示器模块、定时器中断模块、屏保图案模块和硬件连接模块。如图4-1所示。屏 保 界 面 项 目液 晶 显 示 模 块键 盘 控 制 模 块定 时 器 模 块屏 保 图 案 模 块硬 件 连 接 模 块图4-14.2 模块划分课程设计课题共涉及键盘模块、LCD液晶显示器模块、定时器计时模块、屏保图案模块。4.2.1 键盘模块在main.c函数中，对键盘初始化后，通过key = GUI_

16、GetKey();来获取按键，获得按键就退出屏保，没有按键就屏保项目一直进行中。4.2.2 LCD液晶显示器模块在main.c函数中，LCD液晶显示器模块主要就是显示刷屏及屏保的小虫图案。GUI_SetBkColor(GUI_WHITE);GUI_Clear(); GUI_SetColor(GUI_BLACK); GUI_SetFont(&GUI_FontComic24B_1); GUI_DispStringHCenterAt("screen protection is running!",200,200);4.2.3 定时器计时模块在main.c函数中，从获取当前

17、时间开始，计数5秒内是否有按键，没有按键的话一直执行屏保项目，如在5秒内有按键则退出屏保，并在屏幕上显示“screen protection is running!”字幕。stime=OSTimeGet();/获取系统时间 sprintf(s, "%5d",stime); uHALr_printf(s); key = GUI_GetKey(); if (stime>=5000 && key=0) OSTaskSuspend(OS_PRIO_SELF);/任务的挂起if(key!=0)OSTimeSet(0);/设置系统时间屏保图案模块在main.c函数

18、中，首先进行清屏操作通过绘制圆工具绘制出六个大小不等的圆，形成一个小虫的图案。GUI_SetBkColor(GUI_BLUE); GUI_Clear();GUI_SetColor(GUI_RED); GUI_FillCircle(50, 450, 50); GUI_SetColor(GUI_YELLOW); GUI_FillCircle(100, 380, 70); GUI_SetColor(GUI_GREEN); GUI_FillCircle(180, 300, 90); GUI_SetColor(GUI_WHITE); GUI_FillCircle(300, 200, 110); GUI_

19、SetColor(GUI_BLACK); GUI_FillCircle(350, 180, 15); GUI_FillCircle(360, 250, 15);4.3程序运行流程图通过运用键盘中断模块、LCD液晶显示器模块、定时器中断模块、屏保图案模块实现了屏保显示。流程图如下图4-3：一次刷屏开始判断是否是5秒定时器计时进入屏保状态YN判断是否有按键NY再次刷屏 图4-3五 运行结果分析与系统改进本次实验的运行结果如下几幅截图所示：1、 程序运行5秒内（如图5-1）：程序运行时刷屏屏保运行中图5-12、 程序运行5秒后有按键，刷屏并运行屏保（如图5-2）： 启动屏保刷图 屏保图片图5-23、 屏保过程中有按键，退出屏保（如图5-3）：退出屏保刷屏退出屏保图5-3六 遇到的问题和解决方法1、PC与试验箱二次连接时往往失败