嵌入式實習(xí)報告
辛苦的實習(xí)生活在不經(jīng)意間已告一段落了，這段時間里，一定有很多值得分享的經(jīng)驗吧，不能光會埋頭苦干哦，寫一份實習(xí)報告吧。千萬不能認(rèn)為實習(xí)報告隨便應(yīng)付就可以，以下是小編為大家收集的嵌入式實習(xí)報告，歡迎大家分享。
嵌入式實習(xí)報告 篇1
一、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用概述
在今日，嵌入式ARM 技術(shù)已經(jīng)成為了一門比較熱門的學(xué)科，無論是在電子類的什么領(lǐng)域，你都可以看到嵌入式ARM 的影子。如果你還停留在單片機(jī)級別的學(xué)習(xí)，那么實際上你已經(jīng)落下時代腳步了，ARM 嵌入式技術(shù)正以幾何的倍數(shù)高速發(fā)展，它幾乎滲透到了幾乎你所想到的領(lǐng)域。本章節(jié)就是將你領(lǐng)入ARM 的學(xué)習(xí)大門，開始嵌入式開發(fā)之旅。以嵌入式計算機(jī)為技術(shù)核心的嵌入式系統(tǒng)是繼網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后，又一個IT領(lǐng)域新的技術(shù)發(fā)展方向。由于嵌入式系統(tǒng)具有體積小、性能強(qiáng)、功耗低、可靠性高以及面向行業(yè)具體應(yīng)用等突出特征，目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于軍事國防、消費電子、信息家電、網(wǎng)絡(luò)通信、工業(yè)控制等各個領(lǐng)域。嵌入式的廣泛應(yīng)用可以說是無所不在。
嵌入式微處理器技術(shù)的基礎(chǔ)是通用計算機(jī)技術(shù)�，F(xiàn)在許多嵌入式處理器也是從早期的PC機(jī)的應(yīng)用發(fā)展演化過來的，如早期PC 諸如TRS-80、Apple II 和所用的Z80和6502處理器，至今仍為低端的嵌入式應(yīng)用。在應(yīng)用中，嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高的優(yōu)點。嵌入式處理器目前主要有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM等系列。
在早期實際的嵌入式應(yīng)用中，芯片選擇時往往以某一種微處理器內(nèi)核為核心，在芯片內(nèi)部集成必要的ROM/EPROM/Flash/EEPROM、SRAM、接口總線及總線控制邏輯、定時/計數(shù)器、WatchDog、I/O、串行口、脈寬調(diào)制輸出、A/D、D/A 等各種必要的功能和外設(shè)。
二、實習(xí)設(shè)備
硬件：Embest EduKit-IV實驗平臺、ULINK2仿真器套件、PC機(jī)
軟件：mu;Vision IDE for ARM集成開發(fā)環(huán)境、Windows 98/2000/NT/XP
三、實習(xí)目的
1.初步掌握液晶屏的使用及其電路設(shè)計方法；掌握S3C2410X處理器的LCD控制器的使用；掌握通過任務(wù)調(diào)用的方法把液晶顯示函數(shù)添加到uC/OS-II中；通過實驗掌握液晶顯示文本及圖形的方法與程序設(shè)計。
2.了解S3C2410X處理器UART相關(guān)控制寄存器的使用；熟悉ARM處理器系統(tǒng)硬件電路中UART接口的設(shè)計方法：掌握ARM處理器串行通信的軟件編程方法。
3.掌握有關(guān)音頻處理的基礎(chǔ)知識；通過實驗了解IIS音頻接口的工作原理；通過實驗掌握對處理器S3C2410X中IIS模塊電路的控制方法；通過實驗掌握對常用IIS接口音頻芯片的控制方法。
4.了解mu;C/OS-II移植條件和內(nèi)核基本結(jié)構(gòu)；掌握將mu;C/OS-II內(nèi)核移植到ARM9處理器上的方法和步驟。
四、實習(xí)要求
通過對mu;C/OS-II移植實驗、mu;C/OS-II LCD顯示實驗、串口通信實驗、IIS音頻實驗、液晶顯示實驗的學(xué)習(xí)，并將各部分內(nèi)容合并，最終得出實習(xí)結(jié)果，實習(xí)要求在鍵盤上輸入學(xué)號，在液晶顯示屏上顯示相應(yīng)的學(xué)生信息。學(xué)生信息包括顯示每個人的照片和姓名系別等，并用鍵控設(shè)置學(xué)生輸出的順序，輸入學(xué)號就顯示那個學(xué)生的信息，然后過一段時間就順序循環(huán)播放。
移植mu;C/OS-II內(nèi)核到ARM處理器S3C2410,在IDE中觀察其運(yùn)行狀況編寫S3C2410X處理器的串口通信程序；監(jiān)視串行口UART1動作；將從UART1接收到的字符串回送顯示。將從UART1接收到的字符串回送顯示。
通過使用Embest EduKit-IV實驗板的彩色液晶屏（800x480）進(jìn)行電路設(shè)計，掌握液晶屏作為人機(jī)接口界面的設(shè)計方法，并編寫任務(wù)函數(shù)在uC/OS-II系統(tǒng)中實現(xiàn)位圖顯示。在uC/OS-II中建立五個任務(wù)Tast1和Tast2，其中Tast1順序熄滅四個LED，延遲一會在順序點亮四個LED。Tast2在LCD屏幕上循環(huán)顯示三幅圖片，并打印一些文字信息和背景音樂。過使用Embest EduKit-III實驗板的256 色彩色液晶屏（320x240）進(jìn)行電路設(shè)計，掌握液晶屏作為人機(jī)接口界面的設(shè)計方法，并編寫程序?qū)崿F(xiàn)：畫出多個矩形框；顯示ASCII字符；顯示漢字字符；顯示彩色位圖。
五、實習(xí)步驟
1.準(zhǔn)備實驗環(huán)境
使用ULINK2仿真器連接Embest EduKit-IV實驗平臺的主板JTAG接口；使用Embest EduKit-IV實驗平臺附帶的交叉串口線，連接實驗平臺主板上的COM2和PC機(jī)的串口（一般PC只有一個串口，如果有多個請自行選擇，筆記本沒有串口設(shè)備的可購買USB轉(zhuǎn)串口適配器擴(kuò)充）；使用Embest EduKit-IV實驗平臺附帶的電源適配器，連接實驗平臺主板上的電源接口。
2.串口接收設(shè)置
在PC機(jī)上運(yùn)行windows自帶的超級終端串口通信程序，或者使用實驗平臺附帶光盤內(nèi)設(shè)置好了的超級終端，設(shè)置超級終端：波特率115200、1位停止位、無校驗位、無硬件流控制，或者使用其它串口通信程序。（注：超級終端串口的選擇根據(jù)用戶的PC串口硬件不同，請自行選擇，如果PC機(jī)只有一個串口，一般是COM1）
3.打開實驗例程
1）打開實驗程序
2）運(yùn)行mu;Vision IDE for ARM軟件
3）默認(rèn)打開的工程在源碼編輯窗口會顯示實驗例程的說明文件readme.txt，詳細(xì)閱讀并理解實驗內(nèi)容。
4）工程提供了兩種運(yùn)行方式：一是下載到SDRAM中調(diào)試運(yùn)行，二是固化到Nor Flash中運(yùn)行。用戶可以在工具欄Select Target下拉框中選擇在RAM中調(diào)試運(yùn)行還是固化Flash中運(yùn)行。下面實驗將介紹下載到SDRAM中調(diào)試運(yùn)行，所以我們在Select Target下拉框中選擇UART_Test IN RAM。
5）接下來開始編譯鏈接工程，在菜單欄“Projiet”選擇“Build target”或者“Rebuild all target files”編譯整個工程。
6編譯完成后，在輸出窗口可以看到編譯提示信息，比如“".SDRAMUART_Test.axf" - 0 Error(s), 1 Warning(s).”，如果顯示“0 Error(s)”即表示編譯成功。
7）撥動實驗平臺電源開關(guān)，給實驗平臺上電，單擊菜單欄Debug->Start/Stop Debug Session項將編譯出來的映像文件下載到SDRAM中，或者單擊工具欄“”按鈕來下載。
8）下載完成后，單擊菜單欄Debug->Run項運(yùn)行程序，或者單擊工具欄“”按鈕來全速運(yùn)行程序。用戶也可以使用進(jìn)行單步調(diào)試程序。
9）全速運(yùn)行后，用戶可以在超級終端看到程序運(yùn)行的信息。
10）用戶可以Stop程序運(yùn)行，使用mu;Vision IDE for ARM的一些調(diào)試窗口跟蹤查看程序運(yùn)行的信息。注：如果在第4）步用戶選擇在Flash中運(yùn)行，則編譯鏈接成功后，單擊菜單欄Flash->Download項將程序固化到NorFlash中，從實驗平臺的主板拔出JTAG線，給實驗平臺重新上電，程序?qū)⒆詣舆\(yùn)行。
部分程序圖：
串口通信實驗：
IIS音頻實驗：
六、實習(xí)體會
在嵌入式系統(tǒng)中，除了課本上的基礎(chǔ)知識外，還學(xué)會了軟件編程的基本思路，掌握了液晶屏的使用及其電路設(shè)計方法；掌握有關(guān)音頻處理的基礎(chǔ)知識；掌握液晶顯示文本及圖形的方法與程序設(shè)計。
通過這次設(shè)計，掌握了液晶顯示實驗、mu;C/OS-II移植、mu;C/OS-IILCD顯示的工作原理及串口通信實驗的工作過程，學(xué)會了使用仿真軟件Embest EduKit-IV實驗平臺及ULINK2仿真器套件，并學(xué)會通過應(yīng)用軟件仿真來實現(xiàn)各種通信系統(tǒng)的設(shè)計，對以后的學(xué)習(xí)和工作都起到了一定的作用，加強(qiáng)了動手能力和學(xué)業(yè)技能。雖然花了很長時間編寫軟件程序設(shè)計，但這一切還是理論上的。希望學(xué)校能提供機(jī)會和條件，讓我們能夠去真正地將理論和實踐相結(jié)合。通過這次程序，感覺自己所掌握的知識是那么的有限，還有許多需要改進(jìn)和不足的地方，同時也幫助了我怎樣學(xué)好這門課程，增加了我對這門學(xué)科的興趣�？傮w來說，這次實習(xí)我受益匪淺。在摸索該如何設(shè)計電路使之實現(xiàn)所需功能的過程中特別有趣，培養(yǎng)了我的設(shè)計思維，增加了實際操作能力。在讓我體會到了設(shè)計電路的艱辛的同時，更讓我體會到成功的喜悅和快樂。通過這次實習(xí)通信系統(tǒng)的設(shè)計，使我更加清楚以后的發(fā)展及學(xué)習(xí)的方向。
最后感謝老師這個學(xué)期的指導(dǎo)和幫助！
七、參考文獻(xiàn)
《ARM9嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)應(yīng)用》熊茂華、楊震倫編著 清華大學(xué)出版社
《ARM9嵌入式系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)教程》于明編著 電子工業(yè)出版社
《Linux嵌入式系統(tǒng)教程》馬忠梅 北京航空航天大學(xué)出版社
嵌入式實習(xí)報告 篇2
藍(lán)牙技術(shù)概述
藍(lán)牙(Bluetooth)是目前比較流行的一種短距離無線通訊技術(shù)，其主要目的就是要在全世界范圍內(nèi)建立一個短距離的無線通信標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計者的初衷是用隱形的連接線代替線纜。它取代目前多種電纜連接方案，通過統(tǒng)一的短程無線鏈路，在各信息設(shè)備之間可以穿過墻壁或公文包，實現(xiàn)方便快捷、靈活安全、低成本小功耗的話音和數(shù)據(jù)通信。“藍(lán)牙”技術(shù)的目的是使特定的移動電話、便攜式電腦以及各種便攜式通信設(shè)備的主機(jī)之間在近距離內(nèi)實現(xiàn)無縫的資源共享。
一、實踐目的
了解處理器的發(fā)展
掌握WinCE嵌入式系統(tǒng)開發(fā)方法和開發(fā)流程。
掌握WinCE嵌入式C#編程方法。
掌握WinCE嵌入式網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。
掌握Bluetooth編碼技術(shù)
二、實踐要求
1.了解WinCE操作系統(tǒng)的裁剪及定制；
2.設(shè)計藍(lán)牙廣播系統(tǒng)(包括服務(wù)器端和客戶端)；
3.設(shè)計藍(lán)牙文件傳輸系統(tǒng)(包括服務(wù)器端和客戶端)；
4.應(yīng)用程序安裝和部署。
三、實踐內(nèi)容
（1）了解Wince平臺
了解處理器的發(fā)展，什么是嵌入系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用，以及窗體與控件的概念，掌握WinCE嵌入式C#編程方法，對實驗平臺有一定的認(rèn)識，更進(jìn)一步的認(rèn)識藍(lán)牙。了解編寫應(yīng)用程序的流程，理解了Windows 窗體，學(xué)會了使用基本控件如標(biāo)簽、文本、按鈕、列表框和組合框，掌握窗體的常用屬性和方法。
(2)藍(lán)牙搜索、瀏覽與發(fā)送,藍(lán)牙設(shè)備列表，配對設(shè)備清空，刪除。
四、原理介紹
1.嵌入式系統(tǒng)：
嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，并且軟硬件可裁剪，適用于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴(yán)格要求的專用計算機(jī)系統(tǒng)。
一般由硬件設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式應(yīng)用軟件組成。具有專用性、高效簡潔性、高可靠和低能耗性、自身特殊性的特點。
嵌入式實習(xí)報告 篇3
ARM嵌入式系統(tǒng)綜合設(shè)計
一、實習(xí)時間和地點安排
1、實習(xí)時間：20XX年12月03日——20XX年12月14日，共兩周的時間。
2、每天的實習(xí)時間安排：
上午：8：30——11：30
下午：13：30——15：30
3、實習(xí)地點：校內(nèi)。
二、實習(xí)目的
1、掌握電子元器件的焊接原理和方法。
2、掌握ARM7 LPC2132控制程序的編寫方法。
3、掌握調(diào)試軟件和硬件的方法。
三、實習(xí)內(nèi)容與要求
1、根據(jù)設(shè)計要求焊接好電路板并測試焊接無誤。
2、繪制流程圖并編寫程序。
3、編譯通過后，將程序下載到LPC2132進(jìn)行調(diào)試。
4、調(diào)試成功后編寫實習(xí)報告。
四、LPC2132芯片介紹
LPC2132最小系統(tǒng)圖及其介紹
概述
LPC2132是基于一個支持實時仿真和嵌入式跟蹤的32/16 位 ARM7TDMI-STM CPU 的微控制器，并帶有 32kB、64kB、512 kB 的嵌入的高速Flash 存儲器。128 位寬度的存儲器接口和獨特的加速結(jié)構(gòu)使 32 位代碼能夠在最大時鐘速率下運(yùn)行。對代碼規(guī)模有嚴(yán)格控制的應(yīng)用可使用 16 位 Thumb?
模式將代碼規(guī)模降低超過 30%，而性能的損失卻很小。
較小的封裝和極低的功耗使 LPC2131/2132/2138 可理想地用于小型系統(tǒng)中，如訪問控制和 POS 機(jī)。寬范圍的串行通信接口和片內(nèi) 8/16/32kB 的 SRAM 使 LPC2131/2132/2138 非常適用于通信網(wǎng)關(guān)、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、軟 modem 、聲音辨別和低端成像，為它們提供巨大的緩沖區(qū)空間和強(qiáng)大的處理功能。多個 32 位定時器、1 個或 2 個 10 位 8 路 ADC 、10 位 DAC 、PWM 通道和 47 個 GPIO 以及多達(dá)9 個邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷使它們特別適用于工業(yè)控制和醫(yī)療系統(tǒng)。
特性
1、小型 LQFP64 封裝的 16/32 位 ARM7TDMI-S 微控制器。
2、8/16/32kB 片內(nèi)靜態(tài) RAM 。
3、片內(nèi) Boot 裝載軟件實現(xiàn)在系統(tǒng)/在應(yīng)用中編程(ISP/IAP )。扇區(qū)擦除或整片擦除的時間為400ms ，1ms 可編程 256 字節(jié)。
4、EmbeddedICE?RT 和嵌入式跟蹤接口可實時調(diào)試(利用片內(nèi) RealMonitor軟件)和高速跟蹤執(zhí)行代碼。
5、1 個(LPC2132/2132 )或2 個(LPC2138 )8 路 10 位 A/D 轉(zhuǎn)換器共包含 16 個模擬輸入，每個通道的轉(zhuǎn)換時間低至 2.44us 。
6、1 個 10 位 D/A 轉(zhuǎn)換器，可提供不同的模擬輸出(LPC2132/2138 )。
7、 2 個 32 位定時器/計數(shù)器(帶 4 路捕獲和 4 路比較通道)、PWM 單元(6 路輸出)和看門狗。
8、實時時鐘具有獨立的電源和時鐘源，在節(jié)電模式下極大地降低了功耗。
9、多個串行接口，包括 2 個 16C550 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) UART 、2 個高速 I2C 接口(400 kbit/s )、SPITM 和 SSP(具有緩沖功能，數(shù)據(jù)長度可變)。
10、向量中斷控制器�？膳渲脙�(yōu)先級和向量地址。
11、多達(dá) 47 個 5V 的通用I/O 口(LQFP64 封裝)。
12、 9 個邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷引腳。
13、 通過片內(nèi) PLL 可實現(xiàn)最大為 60MHz 的 CPU 操作頻率，PLL 的穩(wěn)定時間為 100us。
14、片內(nèi)晶振頻率范圍：1~30 MHz。
15、2 個低功耗模式：空閑和掉電。
16、可通過個別使能/禁止外部功能和降低外部時鐘來優(yōu)化功耗。
17、通過外部中斷將處理器從掉電模式中喚醒。
18、單個電源供電，含有上電復(fù)位(POR )和掉電檢測(BOD )電路：-CPU
操作電壓范圍：3.0~3.6 V (3.3 V+/ - 10%) ，I/O 口可承受5V 的最大電壓。
結(jié)構(gòu)概述
LPC2132包含一個支持仿真的 ARM7TDMI-S CPU 、與片內(nèi)存儲器控制器接口的 ARM7 局部總線、與中斷控制器接口的 AMBA 高性能總線 (AHB )和連接片內(nèi)外設(shè)功能的 VLSI 外設(shè)總線 (VPB ，ARM AMBA 總線的兼容超集)。
LPC2131/2132/2138 將 ARM7TDMI-S 配置為小端(little-endian )字節(jié)順序。 AHB 外設(shè)分配了 2M 字節(jié)的地址范圍，它位于 4G 字節(jié) ARM 存儲器空間的最頂端。每個 AHB 外設(shè)都 分配了 16k 字節(jié)的地址空間。LPC2131/2132/2138 的外設(shè)功能 (中斷控制器除外)都連接到 VPB 總線。AHB 到 VPB 的橋?qū)?VPB 總線與 AHB 總線相連。VPB 外設(shè)也分配了 2M 字節(jié)的地址范圍，從 3.5GB 地址點開始。每個 VPB 外設(shè)在 VPB 地址空間內(nèi)都分配了 16k 字節(jié)地址空間。
片內(nèi)外設(shè)與器件管腳的連接由管腳連接模塊控制。該模塊必須由軟件進(jìn)行控制以符合外設(shè)功能與管腳在特定應(yīng)用中的需求。
ARM7TDMI-S 處理器
ARM7TDMI-S 是通用的 32 位微處理器，它具有高性能和低功耗的特性。ARM 結(jié)構(gòu)是基于精簡指令集 計算機(jī)(RISC)原理而設(shè)計的。指令集和相關(guān)的譯碼機(jī)制比復(fù)雜指令集計算機(jī)要簡單得多。這樣使用一個小的、廉價的處理器核就可實現(xiàn)很高的指令吞吐量和實時的中斷響應(yīng)。
由于使用了流水線技術(shù)，處理和存儲系統(tǒng)的.所有部分都可連續(xù)工作。通常在執(zhí)行一條指令的同時對下 ，一條指令進(jìn)行譯碼，并將第三條指令從存儲器中取出。
ARM7TDMI-S 處理器使用了一個被稱為 THUMB 的獨特結(jié)構(gòu)化策略，它非常適用于那些對存儲器有限制或者需要較高代碼密度的大批量產(chǎn)品的應(yīng)用。
在 THUMB 后面一個關(guān)鍵的概念是“超精簡指令集”�；旧希珹RM7TDMI-S 處理器具有兩個指令集：標(biāo)準(zhǔn) 32 位 ARM 指令集 、16 位 THUMB 指令集THUMB 指令集的 16 位指令長度使其可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn) ARM 代碼兩倍的密度，卻仍然保持 ARM 的大多 數(shù)性能上的優(yōu)勢，這些優(yōu)勢是使用 16 位寄存器的 16 位處理器所不具備的。因為 THUMB 代碼和 ARM 代碼一樣，在相同的 32 位寄存器上進(jìn)行操作。THUMB 代碼僅為 ARM 代碼規(guī)模的 65%，但其性能卻相當(dāng)于連接到 16 位存儲器系統(tǒng)的相同 ARM 處理器性能的 160%。
片內(nèi) FLASH 程序存儲器
LPC2131/2132/2138 分別含有 32kB、64kB 和 512kB 的FLASH 存儲器系統(tǒng)。該存儲器可用作代碼和數(shù)據(jù)的存儲。對 FLASH 存儲器的編程可通過幾種方法來實現(xiàn)：通過內(nèi)置的串行 JTAG 接口，通過在系統(tǒng)編程(ISP )和 UART0 ，或通過在應(yīng)用編程(IAP )。使用在應(yīng)用編程的應(yīng)用程序也可以在應(yīng)用程序運(yùn)行時對FLAH 進(jìn)行擦除和/ 或編程，這樣就為數(shù)據(jù)存儲和現(xiàn)場固件的升級都帶來了極大的靈活性。如果LPC2131/2132/2138 使用了片內(nèi)引導(dǎo)裝載程序(bootloader )，32/64/512kB 的 Flash 存儲器就可用來存放用戶代碼。 LPC2131/2132/2138 的Flash 存儲器至少可擦除/編程 10,000 次，保存數(shù)據(jù)的時間長達(dá) 10 年。 片內(nèi)靜態(tài) RAM,片內(nèi)靜態(tài) RAM (SRAM )可用作代碼和/ 或數(shù)據(jù)的存儲，支持 8位、16 位和32 位的訪問。LPC2131/2132/2138 含有 8/16/32kB 的靜態(tài)RAM 。 LPC2131/2132/2138 SRAM 是一個字節(jié)尋址的存儲器。對存儲器進(jìn)行字和半字訪問時將忽略地址對準(zhǔn)，訪問被尋址的自然對準(zhǔn)值(因此，對存儲器進(jìn)行字訪問時將忽略地址位 0 和 1，半字訪問時將忽略地址位 0 )。因此，有效的讀寫操作要求半字?jǐn)?shù)據(jù)訪問的地址線0 為 0(地址以0、2 、4 、6、8、A 、C 和 E 結(jié)尾)，字 數(shù)據(jù)訪問的地址線 0 和 1 都為 0 (地址以0、4 、8 和 C 結(jié)尾)。該原則同樣用于片外和片內(nèi)存儲器。SRAM 控制器包含一個回寫緩沖區(qū)，它用于防止 CPU 在連續(xù)的寫操作時停止運(yùn)行�；貙懢彌_區(qū)總是保存著軟件發(fā)送到 SRAM的最后一個字節(jié)。該數(shù)據(jù)只有在軟件請求下一次寫操作時才寫入 SRAM (數(shù)據(jù)只有 在軟件執(zhí)行另外一次寫操作時被寫入 SRAM)。如果發(fā)生芯片復(fù)位，實際的SRAM 內(nèi)容將不會反映最近一 次的寫請求(即：在一次“熱”芯片復(fù)位后，SRAM 不會反映最后一次寫入的內(nèi)容)。任何在復(fù)位后檢查 SRAM 內(nèi)容的程序都必須注意這一點。通過對一個單元執(zhí)行兩次相同的寫操作可保證復(fù)位后數(shù)據(jù)的寫入�；蛘撸部赏ㄟ^在進(jìn)入空閑或掉電模式前執(zhí)行虛寫(dummy write )操作來保證最后的數(shù)據(jù)在復(fù)位后被真正寫入SRAM。
嵌入式實習(xí)報告 篇4
一、嵌入式的概述：
隨著信息化技術(shù)的發(fā)展和數(shù)字化產(chǎn)品的普及，以計算機(jī)技術(shù)、芯片技術(shù)和軟件技術(shù)為核心的嵌入式系統(tǒng)再度成為當(dāng)前研究和應(yīng)用的熱點，通信、計算機(jī)、消費電子技術(shù)(3C)合一的趨勢正在逐步形成，無所不在的網(wǎng)絡(luò)和無所不在的計算(everything connecting, everywhere computing)正在將人類帶入一個嶄新的信息社會。
二、實習(xí)目的
學(xué)習(xí)和了解了嵌入式在生活中的重要作用和發(fā)展過程，熟練掌握ARM硬件體系結(jié)構(gòu),熟悉linux下的嵌入式編程流程，積累自己的軟件編寫經(jīng)驗，能夠參與并實現(xiàn)一個真實和完整的嵌入式項目，為今后的學(xué)習(xí)和將從事的技術(shù)工作打下堅實的基礎(chǔ)。
三、實習(xí)任務(wù)
第一階段Linux操作和編程基礎(chǔ)
主要介紹Linux的基本命令和基礎(chǔ)編程知識，包括Linux的文件操作和目錄操作命令，VI編輯器，GCC編譯器，GDB調(diào)試器和Make項目管理工具等知識。
第二階段 嵌入式C語言編程基礎(chǔ)
主要介紹在嵌入式開發(fā)編程中C語言的重要概念和編程技巧中的重點難點，以復(fù)習(xí)串講和實例分析的形式，重點介紹包括函數(shù)與程序結(jié)構(gòu)，指針、數(shù)組和鏈表，庫函數(shù)的使用等知識。
第三階段Linux上C強(qiáng)化編程訓(xùn)練
主要包括整數(shù)算法訓(xùn)練，遞歸和棧編程訓(xùn)練，位操作訓(xùn)練，指針訓(xùn)練，字符串訓(xùn)練和常用C庫函數(shù)編程接口實踐，強(qiáng)化學(xué)員對Linux下基本編程開發(fā)的理解和編碼調(diào)試的能力。
第四階段 Linux環(huán)境高級編程及項目開發(fā)編程實踐
主要包括系統(tǒng)編程(信號/系統(tǒng)調(diào)用/管道/FIFO/消息隊列/共享內(nèi)存等)，文件I/O編程(文件描述符/文件讀寫接口/原子操作/阻塞與非阻塞IO等，多任務(wù)和多線程編程(進(jìn)程標(biāo)識/ 用戶標(biāo)識/fork與vfork/多線程概念/線程同步等)，網(wǎng)絡(luò)編程(網(wǎng)絡(luò)基本概念/套接口編程/網(wǎng)絡(luò)字節(jié)次序/Client/Server結(jié)構(gòu)/UDP編程);掌握Linux下Socket編程的開發(fā)流程，熟悉網(wǎng)絡(luò)編程的調(diào)用接口函數(shù)和相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使學(xué)員初步具備在Linux上進(jìn)行系統(tǒng)編程開發(fā)的能力。同時綜合之前所學(xué)內(nèi)容和編程技術(shù)，以小組為單位進(jìn)行一個團(tuán)隊合作項目的開發(fā)，考核內(nèi)容包括文件I/O編程，多線程編程，網(wǎng)絡(luò)編程和項目文檔編寫。
第五階段 嵌入式處理器體系結(jié)構(gòu)及編程實踐
主要介紹ARM體系結(jié)構(gòu)及其基本編程知識，包括指令分類，尋址方式、指令集、存儲系統(tǒng)、異常中斷處理、匯編語言以及CC++和匯編語言的混合編程等知識。同時結(jié)合ARM嵌入式開發(fā)板硬件設(shè)計原理和基本硬件設(shè)計流程，分析各種外設(shè)的工作原理和驅(qū)動機(jī)制，并自己動手實踐完成一個ARM開發(fā)板上的編程大作業(yè)。
第六階段 嵌入式Linux開發(fā)基礎(chǔ)及高級應(yīng)用
主要介紹嵌入式Linux開發(fā)應(yīng)用程序的基本流程和知識，包括嵌入式Linux基本概念和開發(fā)流程、Bootloader工作原理、內(nèi)核裁減配置和交叉編譯、根文件系統(tǒng)制作、網(wǎng)絡(luò)編程以及圖形界面和數(shù)據(jù)庫開發(fā)等知識。同時獨立完成一個基于嵌入式Linux GUI的應(yīng)用編程大作業(yè)。
第七階段 嵌入式 Linux驅(qū)動理論及驅(qū)動程序開發(fā)實踐
主要介紹嵌入式Linux上驅(qū)動程序開發(fā)規(guī)范，包括設(shè)備驅(qū)動程序概念、字符設(shè)備驅(qū)動程序、塊設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)卡驅(qū)動以及常用嵌入式設(shè)備驅(qū)動開發(fā)等知識。同時獨立實現(xiàn)兩種嵌入式設(shè)備驅(qū)動程序的編寫，包括驅(qū)動模塊的調(diào)試和加載以及完整的項目開發(fā)文檔的編寫。
第八階段 嵌入式Linux項目團(tuán)隊開發(fā)實踐鍛煉
主要包括設(shè)計并實現(xiàn)一個真實和完整的嵌入式項目的開發(fā)流程，涉及到數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)通訊、圖形用戶界面顯示以及嵌入式數(shù)據(jù)庫存儲系統(tǒng)等多種嵌入式Linux編程技術(shù)。要求學(xué)員建立起團(tuán)隊開發(fā)和協(xié)同工作的企業(yè)項目開發(fā)模式的概念和流程，強(qiáng)化學(xué)員對編寫項目概要設(shè)計文檔和詳細(xì)設(shè)計文檔的理解，為就業(yè)前的職業(yè)技能和素質(zhì)訓(xùn)練做好充分準(zhǔn)備。
四、實習(xí)內(nèi)容
1.嵌入式的歷史與現(xiàn)狀
雖然嵌入式系統(tǒng)是近幾年才開始真正風(fēng)靡起來的，但事實上嵌入式這個概念卻很早就已經(jīng)存在了，從上個世紀(jì)70年代單片機(jī)的出現(xiàn)到今天各種嵌入式微處理器、微控制器的廣泛應(yīng)用，嵌入式系統(tǒng)少說也有了近30年的歷史�？v觀嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷程，大致經(jīng)歷了以下四個階段：
無操作系統(tǒng)階段
嵌入式系統(tǒng)最初的應(yīng)用是基于單片機(jī)的，大多以可編程控制器的形式出現(xiàn)，具有監(jiān)測、伺服、設(shè)備指示等功能，通常應(yīng)用于各類工業(yè)控制和飛機(jī)、導(dǎo)彈等武器裝備中，一般沒有操作系統(tǒng)的支持，只能通過匯編語言對系統(tǒng)進(jìn)行直接控制，運(yùn)行結(jié)束后再清除內(nèi)存。這些裝置雖然已經(jīng)初步具備了嵌入式的應(yīng)用特點，但僅僅只是使用8位的CPU芯片來執(zhí)行一些單線程的程序，因此嚴(yán)格地說還談不上"系統(tǒng)"的概念。
這一階段嵌入式系統(tǒng)的主要特點是：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能相對單一，處理效率較低，存儲容量較小，幾乎沒有用戶接口。由于這種嵌入式系統(tǒng)使用簡便、價格低廉，因而曾經(jīng)在工業(yè)控制領(lǐng)域中得到了非常廣泛的應(yīng)用，但卻無法滿足現(xiàn)今對執(zhí)行效率、存儲容量都有較高要求的信息家電等場合的需要。
簡單操作系統(tǒng)階段
20世紀(jì)80年代，隨著微電子工藝水平的提高，IC制造商開始把嵌入式應(yīng)用中所需要的微處理器、I/O接口、串行接口以及RAM、ROM等部件統(tǒng)統(tǒng)集成到一片VLSI中，制造出面向I/O設(shè)計的微控制器，并一舉成為嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域中異軍突起的新秀。與此同時，嵌入式系統(tǒng)的程序員也開始基于一些簡單的"操作系統(tǒng)"開發(fā)嵌入式應(yīng)用軟件，大大縮短了開發(fā)周期、提高了開發(fā)效率。這一階段嵌入式系統(tǒng)的主要特點是：出現(xiàn)了大量高可靠、低功耗的嵌入式CPU(如Power PC等)，各種簡單的嵌入式操作系統(tǒng)開始出現(xiàn)并得到迅速發(fā)展。此時的嵌入式操作系統(tǒng)雖然還比較簡單，但已經(jīng)初步具有了一定的兼容性和擴(kuò)展性，內(nèi)核精巧且效率高，主要用來控制系統(tǒng)負(fù)載以及監(jiān)控應(yīng)用程序的運(yùn)行。
實時操作系統(tǒng)階段
20世紀(jì)90年代，在分布控制、柔性制造、數(shù)字化通信和信息家電等巨大需求的牽引下，嵌入式系統(tǒng)進(jìn)一步飛速發(fā)展，而面向?qū)崟r信號處理算法的DSP產(chǎn)品則向著高速度、高精度、低功耗的方向發(fā)展。隨著硬件實時性要求的提高，嵌入式系統(tǒng)的軟件規(guī)模也不斷擴(kuò)大，逐漸形成了實時多任務(wù)操作系統(tǒng)(RTOS)，并開始成為嵌入式系統(tǒng)的主流。
這一階段嵌入式系統(tǒng)的主要特點是：操作系統(tǒng)的實時性得到了很大改善，已經(jīng)能夠運(yùn)行在各種不同類型的微處理器上，具有高度的模塊化和擴(kuò)展性。此時的嵌入式操作系統(tǒng)已經(jīng)具備了文件和目錄管理、設(shè)備管理、多任務(wù)、網(wǎng)絡(luò)、圖形用戶界面(GUI)等功能，并提供了大量的應(yīng)用程序接口(API)，從而使得應(yīng)用軟件的開發(fā)變得更加簡單。
面向Internet階段
21世紀(jì)無疑將是一個網(wǎng)絡(luò)的時代，將嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用到各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中去的呼聲自然也越來越高。目前大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)還孤立于Internet之外，隨著Internet的進(jìn)一步發(fā)展，以及Internet技術(shù)與信息家電、工業(yè)控制技術(shù)等的結(jié)合日益緊密，嵌入式設(shè)備與Internet的結(jié)合才是嵌入式技術(shù)的真正未來。
信息時代和數(shù)字時代的到來，為嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展帶來了巨大的機(jī)遇，同時也對嵌入式系統(tǒng)廠商提出了新的挑戰(zhàn)。目前，嵌入式技術(shù)與Internet技術(shù)的結(jié)合正在推動著嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的研究和應(yīng)用產(chǎn)生了如下新的顯著變化：
1.新的微處理器層出不窮，嵌入式操作系統(tǒng)自身結(jié)構(gòu)的設(shè)計更加便于移植，能夠在短時間內(nèi)支持更多的微處理器。
2.嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)成了一項系統(tǒng)工程，開發(fā)廠商不僅要提供嵌入式軟硬件系統(tǒng)本身，同時還要提供強(qiáng)大的硬件開發(fā)工具和軟件支持包。
3.通用計算機(jī)上使用的新技術(shù)、新觀念開始逐步移植到嵌入式系統(tǒng)中，如嵌入式數(shù)據(jù)庫、移動代理、實時CORBA等，嵌入式軟件平臺得到進(jìn)一步完善。
4.各類嵌入式Linux操作系統(tǒng)迅速發(fā)展，由于具有源代碼開放、系統(tǒng)內(nèi)核小、執(zhí)行效率高、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)完整等特點，很適合信息家電等嵌入式系統(tǒng)的需要，目前已經(jīng)形成了能與Windows CE、Palm OS等嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行有力競爭的局面。
5.網(wǎng)絡(luò)化、信息化的要求隨著Internet技術(shù)的成熟和帶寬的提高而日益突出，以往功能單一的設(shè)備如電話、手機(jī)、冰箱、微波爐等功能不再單一，結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)成為必然趨勢。
6.精簡系統(tǒng)內(nèi)核，優(yōu)化關(guān)鍵算法，降低功耗和軟硬件成本。
7.提供更加友好的多媒體人機(jī)交互界面。
2.體系結(jié)構(gòu)
根據(jù)國際電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)的定義，嵌入式系統(tǒng)是"控制、監(jiān)視或者輔助設(shè)備、機(jī)器和車間運(yùn)行的裝置"(devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants)。一般而言，整個嵌入式系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)可以分成四個部分：嵌入式處理器、嵌入式外圍設(shè)備、嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式應(yīng)用軟件。
嵌入式處理器
嵌入式系統(tǒng)的核心是各種類型的嵌入式處理器，嵌入式處理器與通用處理器最大的不同點在于，嵌入式CPU大多工作在為特定用戶群所專門設(shè)計的系統(tǒng)中，它將通用CPU中許多由板卡完成的任務(wù)集成到芯片內(nèi)部，從而有利于嵌入式系統(tǒng)在設(shè)計時趨于小型化，同時還具有很高的效率和可靠性。
嵌入式處理器的體系結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了從CISC(復(fù)雜指令集)至RISC(精簡指令集)和Compact RISC的轉(zhuǎn)變，位數(shù)則由4位、8位、16位、32位逐步發(fā)展到64位。目前常用的嵌入式處理器可分為低端的嵌入式微控制器(Micro Controller Unit，MCU)、中高端的嵌入式微處理器(Embedded Micro Processor Unit，EMPU)、用于計算機(jī)通信領(lǐng)域的嵌入式DSP處理器(Embedded Digital Signal Processor，EDSP)和高度集成的嵌入式片上系統(tǒng)(System On Chip，SOC)。
目前幾乎每個半導(dǎo)體制造商都生產(chǎn)嵌入式處理器，并且越來越多的公司開始擁有自主的處理器設(shè)計部門，據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界嵌入式處理器已經(jīng)超過1000多種，流行的體系結(jié)構(gòu)有30多個系列，其中以ARM、PowerPC、MC 68000、MIPS等使用得最為廣泛。
嵌入式外圍設(shè)備
在嵌入系統(tǒng)硬件系統(tǒng)中，除了中心控制部件(MCU、DSP、EMPU、SOC)以外，用于完成存儲、通信、調(diào)試、顯示等輔助功能的其他部件，事實上都可以算作嵌入式外圍設(shè)備。目前常用的嵌入式外圍設(shè)備按功能可以分為存儲設(shè)備、通信設(shè)備和顯示設(shè)備三類。
存儲設(shè)備主要用于各類數(shù)據(jù)的存儲，常用的有靜態(tài)易失型存儲器(RAM、SRAM)、動態(tài)存儲器(DRAM)和非易失型存儲器(ROM、EPROM、EEPROM、FLASH)三種，其中FLASH憑借其可擦寫次數(shù)多、存儲速度快、存儲容量大、價格便宜等優(yōu)點，在嵌入式領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用。
目前存在的絕大多數(shù)通信設(shè)備都可以直接在嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用，包括RS-232接口(串行通信接口)、SPI(串行外圍設(shè)備接口)、IrDA(紅外線接口)、I2C(現(xiàn)場總線)、USB(通用串行總線接口)、Ethernet(以太網(wǎng)接口)等。
由于嵌入式應(yīng)用場合的特殊性，通常使用的是陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCD)和觸摸板(Touch Panel)等外圍顯示設(shè)備。
嵌入式操作系統(tǒng)
為了使嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)更加方便和快捷，需要有專門負(fù)責(zé)管理存儲器分配、中斷處理、任務(wù)調(diào)度等功能的軟件模塊，這就是嵌入式操作系統(tǒng)。嵌入式操作系統(tǒng)是用來支持嵌入式應(yīng)用的系統(tǒng)軟件，是嵌入式系統(tǒng)極為重要的組成部分，通常包括與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動程序、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動接口、通信協(xié)議、圖形用戶界面(GUI)等。嵌入式操作系統(tǒng)具有通用操作系統(tǒng)的基本特點，如能夠有效管理復(fù)雜的系統(tǒng)資源，能夠?qū)τ布M(jìn)行抽象，能夠提供庫函數(shù)、驅(qū)動程序、開發(fā)工具集等。但與通用操作系統(tǒng)相比較，嵌入式操作系統(tǒng)在系統(tǒng)實時性、硬件依賴性、軟件固化性以及應(yīng)用專用性等方面，具有更加鮮明的特點。
嵌入式操作系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用場合可以分為兩大類：一類是面向消費電子產(chǎn)品的非實時系統(tǒng)，這類設(shè)備包括個人數(shù)字助理(PDA)、移動電話、機(jī)頂盒(STB)等;另一類則是面向控制、通信、醫(yī)療等領(lǐng)域的實時操作系統(tǒng)，如WindRiver公司的VxWorks、QNX系統(tǒng)軟件公司的QNX等。實時系統(tǒng)(Real Time System)是一種能夠在指定或者確定時間內(nèi)完成系統(tǒng)功能，并且對外部和內(nèi)部事件在同步或者異步時間內(nèi)能做出及時響應(yīng)的系統(tǒng)。在實時系統(tǒng)中，操作的正確性不僅依賴于邏輯設(shè)計的正確程度，而且與這些操作進(jìn)行的時間有關(guān)，也就是說，實時系統(tǒng)對邏輯和時序的要求非常嚴(yán)格，如果邏輯和時序控制出現(xiàn)偏差將會產(chǎn)生嚴(yán)重后果。
實時系統(tǒng)主要通過三個性能指標(biāo)來衡量系統(tǒng)的實時性，即響應(yīng)時間(Response Time)、生存時間(Survival Time)和吞吐量(Throughput)：
o 響應(yīng)時間 是實時系統(tǒng)從識別出一個外部事件到做出響應(yīng)的時間;
o 生存時間 是數(shù)據(jù)的有效等待時間，數(shù)據(jù)只有在這段時間內(nèi)才是有效的;
o 吞吐量 是在給定的時間內(nèi)系統(tǒng)能夠處理的事件
總數(shù)，吞吐量通常比平均響應(yīng)時間的倒數(shù)要小一點。
實時系統(tǒng)根據(jù)響應(yīng)時間可以分為弱實時系統(tǒng)、一般實時系統(tǒng)和強(qiáng)實時系統(tǒng)三種。弱實時系統(tǒng)在設(shè)計時的宗旨是使各個任務(wù)運(yùn)行得越快越好，但沒有嚴(yán)格限定某一任務(wù)必須在多長時間內(nèi)完成，弱實時系統(tǒng)更多關(guān)注的是程序運(yùn)行結(jié)果的正確與否，以及系統(tǒng)安全性能等其他方面，對任務(wù)執(zhí)行時間的要求相對來講較為寬松，一般響應(yīng)時間可以是數(shù)十秒或者更長。一般實時系統(tǒng)是弱實時系統(tǒng)和強(qiáng)實時系統(tǒng)的一種折衷，它的響應(yīng)時間可以在秒的數(shù)量級上，廣泛應(yīng)用于消費電子設(shè)備中。強(qiáng)實時系統(tǒng)則要求各個任務(wù)不僅要保證執(zhí)行過程和結(jié)果的正確性，同時還要保證在限定的時間內(nèi)完成任務(wù)，響應(yīng)時間通常要求在毫秒甚至微秒的數(shù)量級上，這對涉及到醫(yī)療、安全、軍事的軟硬件系統(tǒng)來說是至關(guān)重要的。 時限(deadline)是實時系統(tǒng)中的一個重要概念，指的是對任務(wù)截止時間的要求，根據(jù)時限對系統(tǒng)性能的影響程度，實時系統(tǒng)又可以分為軟實時系統(tǒng)(soft real-time-system)和硬實時系統(tǒng)(hard real-time-system)。軟實時指的是雖然對系統(tǒng)響應(yīng)時間有所限定，但如果系統(tǒng)響應(yīng)時間不能滿足要求，并不會導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生致命的錯誤或者崩潰;硬實時則指的是對系統(tǒng)響應(yīng)時間有嚴(yán)格的限定，如果系統(tǒng)響應(yīng)時間不能滿足要求，就會引起系統(tǒng)產(chǎn)生致命的錯誤或者崩潰。如果一個任務(wù)在時限到達(dá)之時尚未完成，對軟實時系統(tǒng)來說還是可以容忍的，最多只會降低系統(tǒng)性能，但對硬實時系統(tǒng)來說則是無法接受的，因為這樣帶來的后果根本無法預(yù)測，甚至可能是災(zāi)難性的。在目前實際運(yùn)用的實時系統(tǒng)中，通常允許軟硬兩種實時性同時存在，其中一些事件沒有時限要求，另外一些事件的時限要求是軟實時的，而對系統(tǒng)產(chǎn)生關(guān)鍵影響的那些事件的時限要求則是硬實時的。
五、實習(xí)總結(jié)
計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面滲透到日常生活的每一個角落，對于我們沒有個人來說，需要的已經(jīng)不再僅僅是放在桌面上處理文檔，進(jìn)行工業(yè)管理和生產(chǎn)控制的計算機(jī)“機(jī)器”任何一個普通的人都可能擁有從小到大的各種嵌入式技術(shù)的電子產(chǎn)品，小到MP3PDA等微型數(shù)字化產(chǎn)品，大到網(wǎng)絡(luò)家電，智能家電等，各種各樣的新型嵌入式系統(tǒng)設(shè)備在應(yīng)用數(shù)量上已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了通用計算機(jī)，在工業(yè)和服務(wù)領(lǐng)域，使用嵌入式技術(shù)的數(shù)字機(jī)床、智能工具、工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、正在逐漸的改變著傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)和服務(wù)方式。而ARM芯片憑借強(qiáng)大的處理能力和極低的功耗，非常適合這些場合。所以現(xiàn)在越來越多的公司在產(chǎn)品選型的時候考慮到使用ARM處理器，從這個角度來說，對于在校大學(xué)生來說，如果你掌握了ARM開發(fā)技術(shù)，對于尋找一份好的工作也十分有利。
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