嵌入式Linux系统开发教程实验报告

嵌入式实验报告

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实验一熟悉嵌入式系统开发环境

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 和Makefile 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、实验设备及工具

硬件：：UP-TECH S2410/P270 DVP 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＋超级终端（或X-shell）＋AMR-LINUX 开发环境。

四、实验步骤

1、建立工作目录

[rootlocalhost root]# mkdir hello

[rootlocalhost root]# cd hello

2、编写程序源代码

我们可以是用下面的命令来编写hello.c的源代码，进入hello目录使用vi命令来编辑代码：

[rootlocalhost hello]# vi hello.c

按“i”或者“a”进入编辑模式，将上面的代码录入进去，完成后按Esc 键进入

命令状态，再用命令“：wq!”保存并退出。这样我们便在当前目录下建立了一个名为hello.c的文件。

hello.c源程序：

＃include

int main() {

char name[20];

scanf(“%s”,name);

printf(“hello %s”,name);

return 0;

}

3、编写Makefile

要使上面的hello.c程序能够运行，我们必须要编写一个Makefile文件，Makefile文件定义了一系列的规则，它指明了哪些文件需要编译，哪些文件需要先编译，哪些文件需要重新编译等等更为复杂的命令。使用它带来的好处就是自动编译，你只需要敲一个“make”命令整个工程就可以实现自动编译。Makefile源程序：

CC= armv4l-unknown-linux-gcc

EXEC = hello

OBJS = hello.o

CFLAGS +=

LDFLAGS+= –static

all: $(EXEC)

$(EXEC): $(OBJS)

$(CC) $(LDFLAGS) -o $ $(OBJS)

clean:

-rm -f $(EXEC) *.elf *.gdb *.o

下面我们来简单介绍这个Makefile 文件的几个主要部分：

CC 指明编译器

EXEC 表示编译后生成的执行文件名称

OBJS 目标文件列表

CFLAGS 编译参数

LDFLAGS 连接参数

all: 编译主入口

clean：清除编译结果

注意：“$(CC) $(LDFLAGS) -o $ $(OBJS)”和“-rm -f $(EXEC) *.elf *.gdb *.o”前空白由一个Tab 制表符生成，不能单纯由空格来代替。

与上面编写hello.c的过程类似，用vi来创建一个Makefile文件并将代码录入其中。

[rootlocalhost hello]# vi Makefile

4、编译应用程序

在上面的步骤完成后，我们就可以在hello 目录下运行“make”来编译我们的程序了。如果进行了修改，重新编译则运行:

[rootlocalhost hello]# make clean//编译应用程序

[rootlocalhost hello]# make//下载调试

注意：编译、修改程序都是在宿主机（本地PC 机）上进行，不能在超级终端下进行。

5、下载调试

在宿主PC计算机上启动NFS服务，并设置好共享的目录，(这里将刚生成的根目录/arm2410cl作为共享目录，以下实验同理)具体配置请参照前面第一章第四节中关于嵌入式Linux 环境开发环境的建立。在建立好NFS共享目录以后，我们就可以进入超级终端中建立开发板与宿主PC机之间的通讯了。

[/mnt/yaffs] mount -t nfs -o nolock 192.168.0.56:/arm2410cl /host //超级终端中执行

如果不想使用我们提供的源码的话，可以再建立一个NFS 共享文件夹。如/root/share，

我们把我们自己编译生成的可执行文件复制到该文件夹下，并通过超级终端挂载到开发板上。

[rootlocalhost hello]# cp hello /root/share //虚拟机中

[/mnt/yaffs] mount -t nfs -o nolock 192.168.0.56:/root/share /host //超级终端中

再进入/host目录运行刚刚编译好的hello程序，查看运行结果。

[/mnt/yaffs] cd /host //超级终端中

[/host] ./hello

hello world

（1）在PC计算机上启动NFS 服务，并设置好共享的目录。

启动Red Hat Linux –>点击“主菜单”->选择“系统设置”->“服务器设置”->“NFS服务器”->“增加”->“基本”下：点击“浏览”选择“/”下的“arm2410cl/”；“确定”；“主机：192.168.0.* ”；“基本权限”选择“读/写”；“确定”。->“常规选项”下：选择：“允许来自高于1024的端口的连接”，其他不选；确定。（2）在建立好NFS共享目录以后，进入minicom 中建立开发板与宿主PC机之间的通讯

新建终端

[rootlocalhost root]# minicom//服务器

新建终端

[rootlocalhost root]#ifconfig eth0 192.168.0.10 //设置主机地址[rootlocalhost root]#ifconfig //查看地址

在服务器下：

[/mnt/yaffs] mount -t nfs –o nolock 192.168.0.56:/arm2410cl /var

注意：开发板挂接宿主计算机目录只需要挂接一次便可，只要开发板没有重起，就可以一直保持连接。这样可以反复修改、编译、调试，不需要下载到开发板。

6、实验截图

7、测试结果

测试挂载成功，用mplayer xyz.avi命令播放视频

[rootlocalhost /]#cd /mnt/yaffs/mm

[rootlocalhost /]#mplayer xyz.avi

五、实验心得

本次实验比较简单，旨在让我们熟悉Linux开发环境，学会基于S3C2410的Linux开发环境的配置和使用。实验中我们创建了一个新目录，并在其中编写hello.c和Makefile文件。我们学习在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。学会使用Linux的armv4l-unknown-linux-gcc编译和基于NFS方式的下载调试，了解嵌入式开发的基本过程。

实验二S3C2410处理器A/D模块硬件设计

一、实验目的

1．熟悉硬件电路设计

2．掌握简单的S3c2410处理器的电路设计。

3. 掌握protel软件的使用。

二、实验容

使用protel 99se 做s3c2410处理器最小系统电路设计，A/D数据采集模块电路设计。

三、实验设备及工具

硬件：UP-TECH S2410/P270 DVP 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、超级终端（或X-shell）、ARM-LINUX 开发环境

五、实验原理

1、A/D 转换器

A/D 转换器是模拟信号源和CPU 之间联系的接口，它的任务是将连续变化的模拟信号转换为数字信号，以便计算机和数字系统进行处理、存储、控制和显示。在工业控制和数据采集及许多其他领域中，A/D 转换是不可缺少的。

A/D 转换器有以下类型：逐位比较型、积分型、计数型、并行比较型、电压－频率型，主要应根据使用场合的具体要求，按照转换速度、精度、价格、功能以及接口条件等因素来决定选择何种类型。常用的有以下两种：（1）双积分型的A/D 转换器；（2）逐次逼近型的A/D 转换器。

2、A/D 转换的重要指标

（1）分辨率(Resolution)

（2）精度(Accuracy)

（3）ARM 自带的十位A/D 转换器

（4）A/D 转换器在扩展板的连接（A/D 转换器在扩展板的接法如图2.4.2 所示，前三路通过电位器接到3.3v 电源上。）

图 2.4.2 A/D 转换器在扩展板上的接法

六、实验步骤

1、阅读理解源码

进入/arm2410cl/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

[rootlocalhost /]# cd /arm2410cl/exp/basic/04_ad/

[rootlocalhost 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

[rootlocalhost 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

到超级终端窗口，使用NFS mount 开发主机的/arm2410cl 到/host 目录。[/mnt/yaffs] mount -t nfs -o nolock 192.168.0.56:/arm2410cl /host

[/mnt/yaffs]insmod ad/s3c2410-adc.o

[/mnt/yaffs]cd /host/exp/basic/04_ad

[/host/exp/basic/04_ad]./ad

Press Enter key exit!

a0= 0.0032 a1= 3.2968 a2= 3.2968

我们可以通过调节开发板上的三个黄色的电位器，来查看a0、a1、a2 的变化。

4、原理图

5、实验截图

七、实验心得

通过本次试验，我学会了A/D接口原理，了解实现A/D系统对于硬件要求。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，还了解在Linux环境下对S3C2410芯片的8通道10位A/D模块的硬件设

计。

实验三Kernel与root的设计和烧写

一、实验目的

1．掌握Linux核配置与裁剪的方法

2．理解根文件系统配置。

3. 掌握嵌入式系统核和根文件系统的烧写的过程。

二、实验容

对嵌入式Linux系统进行裁剪、配置和编译，生成自己需要的操作系统映像文件，并将其烧写到flash中。

三、实验设备及工具

硬件：UP-NETARM2410-S嵌入式实验仪、PC机pentumn500以上、硬盘40G以上、存大于256M。

软件：PC机操作系统REDHAT LINUX 9.0 、MINICOM 、AMRLINUX开发环境.

四、实验步骤

1、设计过程：

2、烧写过程：

（一）、超级终端设置

1、运行Windows 系统下开始→所有程序→附件→通讯→超级终端（HyperTerminal），新建一个通信终端。如果要求输入区号、等信息请随意输入，出现如图1.5.1 所示对话框时，为所建超级终端取名为arm，可以为其选一个图标。单击“确定”按钮。

2、在接下来的对话框中选择ARM 开发平台实际连接的PC 机串口（如COM1），按确定后出现如图1.5.2 所示的属性对话框，设置通信的格式和协议。这里波特率为115200，数据位8，无奇偶校验，停止位1，无数据流控制。按确定完成设置。

3、完成新建超级终端的设置以后，可以选择超级终端文件菜单中的另存为，把设置好的超级终端保存在桌面上，以备后用。用串口线将PC 机串口和平台UART0 正确连接后，就可以在超级终端上看到程序输出的信息了。

（二）、串口下载烧写

在Windows xp 平台下通过超级终端烧写vivi(bootloader)、核（Kernel）、根文件系

统（root）的步骤如下：

1、格式化flash

打开超级终端，先按住PC 机键盘的Back Space 键，然后启动2410-S，进入vivi，按照以下命令格式化flash，重新分区。

vivi>bon part 0 128k 192k 1216k 4288k:m 64704k 回车

2、烧写vivi

这时已格式化flash，运行的是SDRAM 中的vivi.

vivi>load flash vivi x 回车

此时超级终端提示：

Ready for downloading using xmodem...

Waiting...

点击超级终端任务栏上“传送”下拉菜单中的“发送文件”，选择协议为Xmodem，选择

镜像文件vivi，点击“发送”，10 秒左右vivi 就烧写到flash 里了.

这时要复位2410－S,重新进入vivi>来烧写kernel,root.

3、烧写核映象zImage

vivi>load flash kernel x 回车

出现提示：

Ready for downloading using xmodem...

Waiting...

点击超级终端任务栏上“传送”下拉菜单中的“发送文件”，选择镜像文件zImage，协议

为Xmodem,点击“发送”，4 分钟左右zImage 传输完毕，zImage先传输到SDRAM 中，再把数据从SDRAM 复制到flash 里，请等待这一过程结束到出现vivi>，再烧写root,否则会导致烧写kernel 失败。

4、烧写根文件系统（root)

vivi>load flash root x 回车

Ready for downloading using xmodem...

Waiting...

点击超级终端任务栏上“传送”下拉菜单中的“发送文件”，选择镜像文件root.cramfs，

协议为Xmodem,点击“发送”，8 分钟左右root.cramfs 烧写完毕；

5、烧写应用程序

用2410-S 实验箱配套网线连接好2410-S 的NIC-1 网口和PC 机的网口,重启2410-S 进

入linux 操作系统的[/mnt/yaffs]下，注意配置IP 在同一网段，执行以下指令：[/mnt/yaffs]ifconfig －－查看IP

[/mnt/yaffs]ifconfig eth0 192.168.0.111 －－配置eth0 IP

[/mnt/yaffs]inetd －－启动ftp

打开ftp 软件FlashFXP（在光盘中/img/flashvivi 目录中提供），点击界面中上部黄色闪

电符号，建立快速连接，输入地址192.168.0.111，用户名：root，密码：无。连接进入ftp

服务,上传“yaffs.tar.bz2”到2410-S 的/var 文件夹下,3 分钟左右上传完毕。