嵌入式系统课程报告

广东工业大学嵌入式系统课程报告嵌入式系统及基于ARMCORTEX的串口中

断通信/程序查询通信学院：自动化学院专业：电力系统及其自动化班级：13电力（1）班姓名：学号：56成绩：2021年4月24日目录1嵌入式系统概念2嵌入式系统特点3嵌入式系统进展历程4经常使用的嵌入式处置器及其特点5经常使用的嵌入式操作系统及其特点6嵌入式系统的应用领域7基于ARMCORTEX的串口中断通信/程序查询通信问题描述程序流程程序及其注释结果演示8总结9参考文献（持续摘录所参考文献的文字不能超过200字）嵌入式系统的概念嵌入式系统是一种运算机硬件和软件的结合，或许该有机械装置，用于实现一个特定功能。在某些特定情形下，嵌入式系统是一个大系统或产品的一部份。嵌入式系统特点嵌入式系统属于运算机系统，但不单独以通用运算机的面目显现嵌入式系统开发需要专用工具和特殊方式利用MCU设计嵌入式系统，数据与程序空间采纳不同存储介质开发嵌入式系统涉及软件、硬件及应用领域的知识嵌入式系统通常专用于某一特定应用领域嵌入式系统一样要求更高的靠得住性和稳固性相当多嵌入式系统有实时性要求嵌入式系统通常极为关注本钱嵌入式系统要求低能耗嵌入式系统比通用运算机生命周期长嵌入式系统是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统嵌入式系统进展历程无操作系统时期f简单操作系统时期f实时操作系统时期f面向Internet时期无操作系统时期嵌入式系统最初的应用是基于单片机的，大多以可编程操纵器的形式显现，具有监测、伺服、设备指示等功能，通常应用于各类工业操纵和飞机、导弹等武器装备中，一样没有操作系统的支持，只能通过汇编语言对系统进行直接操纵，运行终止后再清除内存。这些装置尽管已经初步具有了嵌入式的应用特点，但仅仅只是利用8位的CPU芯片来执行一些单线程的程序，因此严格地说还谈不上〃系统〃的概念。这一时期嵌入式系统的要紧特点是：系统结构和功能相对单一，处置效率较低，存储容量较小，几乎没有效户接口。由于这种嵌入式系统利用简便、价钱低廉，因此曾经在工业操纵领域中取得了超级普遍的应用，但却无法知足现今对执行效率、存储容量都有较高要求的信息家电等场合的需要。.简单操作系统时期20世纪80年代，随着微电子工艺水平的提高，IC制造商开始把嵌入式应用中所需要的微处置器、I/O接口、串行接口和RAM、ROM等部件通通集成到一片VLSI中，制造出面向I/O设计的微操纵器，并一举成为嵌入式系统领域中异军突起的新秀。与此同时，嵌入式系统的程序员也开始基于一些简单的〃操作系统〃开发嵌入式应用软件，大大缩短了开发周期、提高了开发效率。这一时期嵌入式系统的要紧特点是：显现了大量高靠得住、低功耗的嵌入式CPU（如PowerPC等），各类简单的嵌入式操作系统开始显现并取得迅速进展。现在的嵌入式操作系统尽管还比较简单，但已经初步具有了必然的兼容性和扩展性，内核精致且效率高，要紧用来操纵系统负载和监控应用程序的运行。实时操作系统时期20世纪90年代，在散布操纵、柔性制造、数字化通信和信息家电等庞大需求的牵引下，嵌入式系统进一步飞速进展，而面向实时信号处置算法的DSP产品那么向着高速度、高精度、低功耗的方向进展。随着硬件实时性要求的提高，嵌入式系统的软件规模也不断扩大，慢慢形成了实时多任务操作系统（RTOS），并开始成为嵌入式系统的主流。这一时期嵌入式系统的要紧特点是：操作系统的实时性取得了专门大改善，已经能够运行在各类不同类型的微处置器上，具有高度的模块化和扩展性。现在的操作系统已经具有了文件和目录治理、设备治理、多任务、网络、图形用户界面GUI）等功能，并提供了大量的应用程序接口（API），从而使得应用软件的开发变得加倍简单。面向Internet时期21世纪无疑将是一个网络的时期，将嵌入式系统应用到各类网络环境中去的呼声自然也愈来愈高。目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外，随着Internet的进一步进展，和Internet技术与信息家电、工业操纵技术等的结合日趋紧密，嵌入式设备与Internet的结合才是嵌入式技术的真正以后。信息时代和数字时代的到来，为嵌入式系统的发展带来了巨大的机遇，同时也对嵌入式系统厂商提出了新的挑战。目前，嵌入式技术与Internet技术的结合正在推动着嵌入式技术的飞速发展，嵌入式系统的研究和应用产生了如下新的显著变化：新的微处置器层出不穷，嵌入式操作系统自身结构的设计加倍便于移植，能够在短时刻内支持更多的微处置器。嵌入式系统的开发成了一项系统工程，开发厂商不仅要提供嵌入式软硬件系统本身，同时还要提供壮大的硬件开发工具和软件支持包。通用运算机上利用的新技术、新观念开始慢慢移植到嵌入式系统中，如嵌入式数据库、移动代理、实时CORBA等，嵌入式软件平台取得进一步完善。各类嵌入式Linux操作系统迅速进展，由于具有源代码开放、系统内核小、执行效率高、网络结构完整等特点，很适合信息家电等嵌入式系统的需要，目前已经形成了能与WindowsCE>PalmOS等嵌入式操作系统进行有力竞争的局面。网络化、信息化的要求随着Internet技术的成熟和带宽的提高而日趋突出，以往功能单一的设备如、电话、冰箱、微波炉等功能再也不单一，结构变得加倍复杂，网络互联成为必然趋势。精简系统内核，优化关键算法，降低功耗和软硬件成本。提供更加友好的多媒体人机交互界面。经常使用的嵌入式处置器及其特点（AdvancedRISCMachines）4.1.1、 体积小、低功耗、低本钱、高性能；4.1.2、 支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能专门好的兼容8位/16位器件；4.1.3、 大量利用寄放器，指令执行速度更快；4.1.4、 大多数数据操作都在寄放器中完成；4.1.5、 寻址方式灵活简单，执行效率高；4.1.6、 指令长度固定；MIPS尽可能利用软件方法幸免流水线中的数据有关问题在设计理念上强调软硬件协同提高性能，同时简化硬件设计具有设计更简单、设计周期更短PowerPC可伸缩性好、方便灵活是一个64位标准X86拥有无可比拟的性能价钱比与ARM架构的产品相较，嵌入式X86处置器普遍拥有高得多的性能DSP在模拟信号变换成数字信号以后进行高速实时处置的专用途理器处置速度比最快的CPU还快10〜50倍具有两条内部总线：数据总线、程序总线取址和读数能够同时进行，目前已达到90亿次浮点运算/秒具有独立的DMA总线和操纵器使多个处置器能够很方便的并行或串行工作以提高处置速度经常使用的嵌入式操作系统及其特点嵌入式Linux其源代码公布，人们能够任意修改，以知足自己的应用，而且查错也很容易。遵从GPL，不必为每例应用交纳许可证费无需专门的人材，只要懂Unix/Linux和C语言即可稳固，内核精悍，运行所需资源少支持的硬件数量庞大Linux体系提供实时性能需要添加实时软件模块代码错误可能会破坏操作系统从而阻碍整个系统的靠得住性VxWorks有良好的持续进展能力、高性能的内核和友好的用户开发环境高效的任务治理灵活的任务间通信微秒级的中断处置支持POSIX1003.1b实时扩展标准；支持多种物理介质及标准的、完整的TCP/IP网络协议等由于操作系统本身和开发环境都是专有的，价钱一样都比较高对每一个应用一样还要另外收取版税一样不通供源代码，只提供二进制代码需要专门的技术人员把握开发技术和保护，因此软件的开发和保护本钱都超级高支持的硬件数量有限WindowsCEWindowsCE与Windows系列有较好的兼容性能在多种处置器体系结构上运行，而且通常适用于那些对内存占用空间具有必然限制的设备整体上为有限资源的平台设计的多线程、完整优先权、多任务的操作系统操作系统的大体内核需要至少200KB的ROM没有开放源代码，使应用开发人员很难实现产品的定制在效率、功耗方面的表现并非超卓，而且和Windows一样占用过的系统内存，运用程序庞大版权许可费较高uC/OS一II专为嵌入式应用设计，可用于8位，16位和32位单片机或数字信号处置器（DSP）公布源代码，容易就能够把操作系统移植到各个不同的硬件平台上绝大部份源代码是用C语言写的，便于移植到其他微处置器上有选择的利用需要的系统效劳，以减少斗所需的存储空间老是运行就绪条件下优先级最高的任务可治理64个任务，任务的优先级必需是不同的，不支持时刻片轮转调度法函数挪用与效劳的执行时刻具有其可确信性，不依托于任务的多少具有有效性和靠得住性不像其他实时存在系统那样提供给用户的只是一些API函数接口，还有很多工作需要用户自己去完成Nucleus产品只需一次性购买Licenses就能够够取得操作系统的源码，而且免产品版税程序员不用写板级支持软件包BSP对CPU的支持能力比较强，支持当前流行的大多数RISC.CISC.DSP处置器内核超级小巧，只有4K~20K之间，稳固性高除提供功能壮大的内核外，还提供种类丰硕的功能模块除少数一些特殊情形外，不许诺从外部对组件内的全局进行访问OSE内核中实时性严格的部份都由优化的汇编来实现，特点是利用信号量指针，使数据处置超级迅速、快捷真正适合开发复杂的散布式系统系统支持不中断实时系统，许诺从硬件或软件错误中恢复OSE取得了普遍的认证嵌入式系统的应用领域目前已在国防、国民经济及社会生活各领域普及应用，用于企业、军队、办公室、实验室和个人家庭等各类场所。军用各类武器操纵（操纵、导弹操纵、智能炸弹制导引爆装置）、坦克、、等陆海空各类军用电子装备，雷达、军事通信装备，野战指挥作战用各类专用设备等。我国各类信息家电产品，如机、、数码相机、VCD、DVD、、、设备、洗衣机、电冰箱、等，普遍采纳/及。随着市场的需求和技术的进展，传统电话慢慢进展成为融合了PDA、电子商务和娱乐等特性的智能电话，我国潜力庞大，进展前景看好。工业操纵各类智能测量仪表、数控装置、、操纵机、、仪表及操纵系统、、、设备等，普遍采纳/操纵器芯片级、标准总线的模板级及系统。Internet的进展，产生了大量、、的市场需求，这些设备中大量利用。其他各类、POS系统、、阅读机、商用终端、银行、、取款机、、自动效劳终端、、各类银行专业和各类医疗，无一不用到。基于ARMCORTEX的串口中断通信/程序查询通信问题描述基于ARMCORTEX的串口中断与通信，编写c语言程序进行仿真实验，了解入日冲CORTEX的串口中断与通信的原理与进程。程序流程先中断通信，然后取消中断，正常通信程序及其注释〃*********************************************〃功能：的UART0演示〃内容：PC以9600的波特率向发送一个字符//再返回该字符#include<>#defineFosc//#defineFcclkFosc*5//系统频率#defineFpclkFcclk/4//PCLK#defineUART_bps9600//波特率#defineu8unsigned〃以下是voiduart_ini(void);u8get_(void);voidput_(u8);voidput_string(u8*);intmain()(u8zifu;uart_ini();//UART初始化put_string("Pleaseinputachar:");//输出字符串while(1)(zifu=get_char();//接收一个字符put_string("\nYouhavesent:");}//UART初始化voiduart_ini()(unsignedshortFdiv;APBDIV=0;//Fpclk=Fcclk/4PINSEL0=0x05;〃选择和为TXD0和RXD0U0LCR=0x80;〃除数锁存访问位打开Fdiv=(Fpclk/16)/UART_bps;//波特率bps=(Fpclk/16)/(U0DLM:U0DLL),计算(U0DLM:U0DLL)U0DLM=Fdiv/256;//U0DLM放除数高八位U0DLL=Fdiv%256;//U0DLL放除数低八位U0LCR=0x03;〃关闭除数锁存访问位(这时RBR,THR处于可寻址状态)，并设定一个字符的位宽为8位}//接收一个字符while((U0LSR&0x01)==0);//等待接收完成return(U0RBR);//返回接收的字符}〃发送一个字符voidput_char(u8byte)(U0THR=byte;//发送一个字符while((U0LSR&0x40)==0);//等待发送完毕}〃发送字符串voidput_string(u8*p)(for(;*p!='\0';p++)//如果不是结束符，就发送put_char(*p);}//**********************************************************结果演示串口中断通信是信号到中断处便停止了，取消中断后，信息正常发送。总结嵌入式系统这门课程介绍了嵌入式系统的基础知识和教诲咱们怎么学习这门课程。这门课程还教咱们从简单的样例程序和