嵌入式系统实验报告
指导老师：孙瑜 时间：2014年11月
实验一 虚拟机下Linux程序编写和交叉编译
一、实验目的
熟悉Linux开发环境，学会基于S3C2410的Linux开发环境的配置和使用，使用Linux的armv4l-unknown– linux -gcc编译，使用基于NFS方式的下载调试，了解嵌入式开发的基本过程。
二、实验内容
本次实验使用Redhat Linux 9.0操作系统环境，安装ARM-Linux的开发库及编译器。创建一个新目录，并在其中编写hello.c文件。学习在Linux下的编程和编译过程，以及ARM开发板的使用和开发环境的设置。下载已经编译好的文件到目标开发板上运行。
三、预备知识
C 语言的基础知识、程序调试的基础知识和方法，Linux的基本操作。
四、实验设备及工具（包括软件调试工具）
硬件：UP-NETARM2410-S嵌入式实验平台、PC机。
软件：PC机操作系统REDHAT LINUX 9.0＋MINICOM＋ARM-LINUX开发环境
五、实验步骤
内容一 虚拟机下Linux程序编写
1、实验步骤
（1）建立hello文件夹； （2）用Vi编写hello程序；
（3）编译、输入 gcc hello.c –o hello；
（4）运行hello文件夹下的hello 程序，运行，输入./hello （5）查看运行结果。
2、得到的运行结果如图1所示。
图1 运行结果
内容二 交叉编译
1、实验步骤
（1）进入hello文件夹；
（2）交叉编译 armv4l-unknown-linux-gcc helo.c –o hello； （3）CP hello /arm2410s；
（4）设IP: ifconfig etho 192.168.0.121，登入arm开发板：telnet 192.168.0.115，输入root； （5）挂载：mount –o nolock 192.168.0.121:/arm2410s /mnt； （6）cd/mnt 找到hello （7）./hello 运行，查看结果。
2、得到的运行结果如图2所示。
图2 运行结果
六、实验思考
1.简述如何编写和编译可以在目标板上运行的可执行程序。
答：主要通过先建立hello文件夹，然后用Vi编写hello程序，编译之后，运行hello文件夹下的hello 程序就可以运行了。
实验二 多线程应用程序设计
一、实验目的
1.了解多线程程序设计的基本原理。 2.学习pthread库函数的使用。
二、实验内容
熟悉几个重要的PTHREAD库函数的使用，掌握共享锁和信号量的使用方法。进入/arm2410s/ exp/ basic/ 02_pthread目录，运行make产生pthread程序，使用NFS方式连接开发主机进行运行实验。
三、实验准备
1.交叉编译器的环境设置
使用vi修改/root/.bash_profile 文件中PATH变量为PATH=$PATH:$HOME/bin:/opt/host/ armv4l/ bin/，存盘后执行： source/root/.bash_profile，则以后armv4l-unknown -linux-gcc 会自动搜索到，可以在终端上输入armv，然后按 tab 键，会自动显示armv4l-unknown-linux-。 2.NFS共享文件夹
点击主菜单运行系统设置－>服务器设置－>NFS服务器（英文为：SETUP－>SYSTEMSERVICE－>NFS），点击增加出现如下在界面，在目录：中填入需要共享的路径，在主机：中填入允许进行 连接的主机IP地址。并选择允许客户对共享目录的操作为只读（Read－only）或读写(Read/write)
下图是对客户端存取服务器的一些其他设置，一般不需要设置，取默认值。
当将远程根用户当作本地根用户时，对于操作比较方便,但是安全性较差。最后退出时则完成NFS 配置。配置好后，界面应显示如下图所示：
四、实验步骤
1.进入02_pthread 文件夹，cd /arm2410s/exp/basic/02_pthread; 2.交叉编译：make之后，telnet 192.168.0.115,输入root； 3.mount –o nolock 192.168.0.121/arm2410s /mnt； 4.找到可执行文件：cd /mnt/exp/basic/02_pthread； 5.运行./pthread,查看结果。
五、实验结果
运行结果如图3所示，其中由于原始程序中显示的数据为0-999，我们觉得数据太多，显示不方便。所以，将原程序中的N改为20。
图3 显示结果
实验三 串行端口程序设计
一、实验目的
1.了解在linux环境下串行程序设计的基本方法。
2.掌握终端的主要属性及设置方法，熟悉终端I/O函数的使用。 3.学习使用多线程来完成串口的收发处理。
二、实验内容
学习终端I/O函数的使用方法，学习将多线程编程应用到串口的接收和发送程序设计中。
三、预备知识
1.有C 语言基础。
2.掌握在Linux下常用编辑器的使用。 3.掌握Makefile的编写和使用。
4.掌握Linux下的程序编译与交叉编译过程
四、实验设备及工具
硬件：UP-NETARM2410-S嵌入式实验平台、PC机。
软件：PC机操作系统REDHAT LINUX 9.0＋DNW＋ARM-LINUX开发环境。
五、实验步骤
1、阅读理解源码
进入exp\\basic\\03_tty目录，使用vi编辑器或其他编辑器阅读理解源代码。
2、编译应用程序
运行make产生term可执行文件
[root@zxt root]# cd /arm2410s/exp/basic/03_tty/ [root@zxt 03_tty]# make armv4l-unknown-linux-gcc -c -o term.o term.c armv4l-unknown-linux-gcc -o ../bin/term term.o -lpthread armv4l-unknown-linux-gcc -o term term.o -lpthread [root@zxt 03_tty]# ls Makefile Makefile.bak term term.c term.o tty.c
3、下载调试
切换到minicom终端窗口，使用NFS mount开发主机的/arm2410s到/host目录。进入exp\\basic\\03_tty目录，运行term，观察运行结果的正确性。 [/mnt/yaffs] cd /dev [/dev] ln –sf /dev/tts/0 ttyS0 [/dev] cd /mnt/yaffs [/mnt/yaffs] mount -t nfs -o nolock 192.168.0.121:/arm2410s /host [/mnt/yaffs]cd /host/exp/basic/03_tty/ [/host/exp/basic/03_tty]./term
六、实验结果
得到的运行结果如图4所示。
图4 运行结果
实验四 A/D接口实验
一、实验目的
了解在linux环境下对S3C2410芯片的8通道10位A/D的操作与控制。
二、实验内容
1.学习A/D接口原理，了解实现A/D系统对于系统的软件和硬件要求。
2.阅读ARM芯片文档，掌握ARM的A/D相关寄存器的功能，熟悉ARM系统硬件的A/D相关接口。 3.利用外部模拟信号编程实现ARM循环采集全部前4路通道，并且在超级终端上显示。
三、预备知识
1.有C语言基础。
2.掌握在Linux下常用编辑器的使用。 3.掌握Makefile的编写和使用。
4.掌握Linux下的程序编译与交叉编译过程。
四、实验设备及工具
硬件：UP-NETARM2410-S嵌入式实验平台、PC机Pentium 500以上，硬盘10G以上。 软件：PC机操作系统REDHAT LINUX 9.0＋DNW＋ARM-LINUX 开发环境
五、实验步骤
1、阅读理解源码
进入/arm2410s/exp/basic/04_ad目录，使用vi编辑器或其他编辑器阅读理解源代码。
2、编译应用程序
运行make 产生ad 可执行文件
[root@zxt /]# cd /arm2410s/exp/basic/04_ad/ [root@zxt 04_ad]# make armv4l-unknown-linux-gcc -c -o main.o main.c armv4l-unknown-linux-gcc -o ../bin/ad main.o -lpthread armv4l-unknown-linux-gcc -o ad main.o -lpthread [root@zxt 04_ad]# ls ad hardware.h main.o Makefile.bak s3c2410-adc.h bin main.c Makefile readme.txt src
3、下载调试
换到minicom 终端窗口，使用NFS mount 开发主机的/arm2410s 到/host 目录。 [/mnt/yaffs] mount -t nfs -o nolock 192.168.0.56:/arm2410s /host [/mnt/yaffs]cd ad [/mnt/yaffs/ad]insmod s3c2410-adc.o [/mnt/yaffs]cd /host/exp/basic/04_ad/ [/host/exp/basic/04_ad]./ad
六、实验结果
调节开发板上的三个黄色的电位器，观察a0，a1,a2的变化。变化如图5所示。
图5 实验结果
七、实验思考
1.ARM的A/D功能的相关寄存器有哪几个，对应的地址是什么？ 答：采样控制寄存器（ADCCON）
0X58000000 ADC触摸屏控制寄存器（ADCTSC） 0X58000004
ADC启动延时寄存器（ADCDLY）
0X58000008
A/D转换结果数据寄存器（ADCDAT0） 0X580000C
（ADCDAT1） 0X58000010
2．如何启动ARM开始转换A/D，有几种方式？转换开始时ARM是如何知道转换哪路通道的？如何判 断转换结束？
答：有两种方式软件和硬件启动。A/D转换可以通过读来启动。当ADCCON[1]时，就可以启动。通过对ADCCON[5:3]是对模拟输入通道进行选择。
实验五 D/A接口实验
一、实验目的
1.掌握MAX504 D/A转换芯片的使用方法
2.掌握不带有D/A的CPU扩展D/A功能的主要方法 3.了解D/A驱动程序加入内核的方法
二、实验内容
了解实现D/A系统对于系统的软件和硬件要求。阅读MAX504芯片文档，掌握其使用方法。
三、预备知识 1.有C 语言基础
2.掌握在Linux下常用编辑器的使用 3.掌握Makefile的编写和使用
4.掌握Linux下的程序编译与交叉编译过程
四、实验设备及工具
硬件：UP-NETARM2410-S嵌入式实验平台、PC机。
软件：PC 机操作系统REDHAT LINUX 9.0＋MINICOM＋ARM-LINUX开发环境
五、实验原理
1.阅读理解源码
进入/arm2410s/exp/basic/05_da目录，使用vi编辑器或其他编辑器阅读理解源代码。 2.编译应用程序
运行make 产生da 可执行文件da_main [root@zxt /]# cd /arm2410s/exp/basic/05_da/ [root@zxt 05_da]# make armv4l-unknown-linux-gcc -c -o da_main.o da_main.c armv4l-unknown-linux-gcc da_main.o -o da_main [root@zxt 05_da]# ls da_main da_main.c da_main.o doc drivers Makefile s3c44b0-spi.h 3.下载调试
切换到minicom终端窗口，使用NFS mount开发主机的/arm2410s到/host目录，然后进入
/host/exp/05_da/drivers目录，用insmod exio.o命令插入D/A驱动，并用lsmod命令查看是否已经插入。 [/mnt/yaffs]cd /host/exp/basic/05_da/ [/host/exp/basic/05_da]cd drivers/ [/host/exp/basic/05_da/drivers]insmod exio.o Using exio.o [/host/exp/basic/05_da/drivers]lsmod Module Size Used by Not tainted exio 2384 0 (unused) i2c-tops2 14104 0 (unused) 进入/host/exp/basic/05_da目录，运行./da_main，观察运行结果的正确性。 [/host/exp/basic/05_da]./da_main1 1
六、实验结果
运行结果如图6所示。
图6 结果显示
七、实验思考
1．D/A 转换器的分类。
答：电压输出型；电流输出型；乘算型；一位D/A 转换器。 2．D/A 转换器的主要技术指标。
答：（1）分辩率：指最小模拟输出量（对应数字量仅最低位为“1”）与最大量（对应数字量所有有效位为“1”）之比。
（2）建立时间：是将一个数字量转换为稳定模拟信号所需的时间，也可以认为是转换时间。D/A中常用建立时间来描述其速度，而不是A/D中常用的转换速率。一般地，电流输出D/A建立时间较短，电压输出D/A则较长。
（3）线性度； （4）转换精度：
（5）温度系数/漂移。 3．MAX504 的特点。
答：特点：它的分辨率是10 Bits，建立时间为16 us，工作电压:-5.5V - 5.5V，电压不随温度变化，可变的输出范围：0V~VDD，VSS~VDD，上电复位，串行输出。
实验总结
通过这次嵌入式的实验，我对嵌入式有了入门式的了解，首先在第一个实验的时候，由于是基础实验，所以刚开始只是做了一个仿真练习，但是在接下来，就让我们比较了在与arm板连接后显示的hello与软件仿真之间的不同。另外，这几次的实验让我对交叉编译有了很深的了解，交叉编译就是在宿主机上编译能在目标板上运行的程序，之所以用交叉编译，就是因为很多目标机的功能不是很强大，例如没有足够的内存，CPU也不行。所以，交叉编译可以帮助克服这些缺点。虽然嵌入式系统这门课是选修课，但是这门课也让我学会很多东西。对于以后的学习也会有很多帮助。
