實時操作系統(tǒng)設(shè)計說明書

1、蘇 州 市 職 業(yè) 大 學(xué)實習(xí)（實訓(xùn)）報告 名稱 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 計算機工程系 .班 級 10嵌入式應(yīng)用技術(shù) .學(xué) 號 106306127 .姓 名 董洪逾 .系主任 李金祥 .教研室主任 劉文芝 .指導(dǎo)教師 過怡、徐濤 .目 錄一 課程設(shè)計的目的與要求21課程設(shè)計的目的22課程設(shè)計的要求2二 題目說明22.1開發(fā)背景32.2 開發(fā)工具介紹32.2.1 ADT IDE3仿真器CVT-ADT200042.2.3 JXARM9-2410-1實驗箱52.3 小組成員分工6三 硬件方案63.1 硬件連接63.2鍵盤、LCD液晶、定

2、時器7四 軟件方案74.1 模塊結(jié)構(gòu)圖74.2 模塊劃分84.2.1 鍵盤模塊84.2.2 LCD液晶顯示器模塊84.2.3 定時器計時模塊8屏保圖案模塊94.3程序運行流程圖9五 運行結(jié)果分析與系統(tǒng)改進(jìn)10六 遇到的問題和解決方法11七 課程設(shè)計總結(jié)11八 參考文獻(xiàn)12一 課程設(shè)計的目的與要求1課程設(shè)計的目的 本設(shè)計旨在進(jìn)一步掌握C/OS-II理論知識，理解嵌入式ARM9系統(tǒng)的軟件設(shè)計，加強對實際應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的能力。嵌入式實時操作系統(tǒng)C/OS-II原理及應(yīng)用是一門應(yīng)用性很強的專業(yè)課，其理論與實踐技能是從事嵌入式專業(yè)技術(shù)工作的人員所不可少的。此次課程設(shè)計選擇JXARM9-2410-1實驗箱進(jìn)行

3、模擬應(yīng)用設(shè)計與開發(fā)，要求學(xué)生掌握使用 C 語言進(jìn)行單片機程序設(shè)計和調(diào)試的方法，提高綜合運用所學(xué)的理論知識獨立分析和解決問題的能力。2課程設(shè)計的要求 在本課程設(shè)計過程中我們要遵守以下規(guī)則：重視課程設(shè)計環(huán)節(jié)，用嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)和踏實的工作態(tài)度對待課程設(shè)計的每一項任務(wù)；按照課程設(shè)計的題目要求，獨立地完成各項任務(wù)，不允許相互抄襲；按時到機房上機，并接受教師的檢查。認(rèn)真編寫課程設(shè)計報告。二 題目說明我們選擇的題目是：屏保界面項目。我們將使用JXARM9-2410-1實驗箱實驗。模擬一個簡單的帶屏保功能的LCD界面，通過鍵盤的按鍵控制屏保的退出，及定時器計數(shù)，連續(xù)5秒鐘無按鍵，進(jìn)入屏幕保護(hù)狀態(tài)，有按鍵恢復(fù)正常顯

4、示界面。輸入設(shè)置：JXARM9-2410-1實驗箱上有4*4鍵盤；自定義、分配鍵盤的任意一個按鍵，控制在五秒內(nèi)是否按鍵，是否讓它顯示出屏保。顯示方式：屏保及按鍵結(jié)果均在LCD液晶顯示器上輸出。我們的屏保現(xiàn)象是首先刷屏，后在屏幕上繪制出六個大小不等的圓圈，形成一個小蟲，繪制完成后是清屏操作。清屏設(shè)置：利用定時器實現(xiàn)將每次運算及結(jié)果顯示控制在5秒內(nèi)完成，到5秒后實現(xiàn)自動清屏并進(jìn)行屏保。2.1開發(fā)背景隨著社會的發(fā)展，科學(xué)的進(jìn)步，人們的生活水平在逐步的提高，尤其是微電子技術(shù)的發(fā)展有雨后春筍般的變化。電子產(chǎn)品的更新速度快就不足為奇了。液晶顯示器在人們的日常生活中是比較常見的屏幕了，無論是對于電腦屏幕還是

5、電視機的屏幕亦或是其他各類屏幕。充分利用已有的軟件和硬件系統(tǒng)，設(shè)計出更出色的屏保界面，使其更好地為各個行業(yè)服務(wù)，成了如今電子領(lǐng)域重要的研究課題。現(xiàn)如今，人們的日常生活已經(jīng)多多少少離不開電腦，社會的各個角落都有它的身影，比如家庭、學(xué)校、辦公室、商店因此設(shè)計屏保有利于電腦處于省電模式，將會有很大的實際意義。同時，我們身為計算機工程系硬件教研室下的嵌入式班級，微電子產(chǎn)品是我們的研究對象。隨著C語言課程、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、ARM9系統(tǒng)開發(fā)和單片機基礎(chǔ)等相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，我們掌握了一些基礎(chǔ)編程知識。2.2 開發(fā)工具介紹我們所使用的開發(fā)工具有:ADT IDE編程軟件、仿真器CVT-ADT2000和JXARM9-24

6、10-1實驗箱。2.2.1 ADT IDE1、針對處理器的集成開發(fā)環(huán)境：傳統(tǒng)的單片機程序開發(fā)環(huán)境一樣，是針對特定處理器的，而不是針對特定程序或者操作系統(tǒng)的。主要采用在線仿真模式進(jìn)行調(diào)試，主要用于調(diào)試無操作系統(tǒng)的程序和沒有指定編譯環(huán)境和集成開發(fā)環(huán)境的操作系統(tǒng)（如C/OS-II、Nucleus）。如ARM ADS、ADT IDE等。2、針對操作系統(tǒng)的集成開發(fā)環(huán)境：不是針對某一種處理器，而是針對某一種操作系統(tǒng)，并支持多種不同的處理器。如開發(fā)VxWorks的Tornado和WorkBench、開發(fā)Windows CE的Platform Builder、開發(fā)Linux的GNU工具鏈等。調(diào)試模式分為：在線

7、仿真模式和駐留監(jiān)控模式。ADTIDE采用。3、在線仿真模式JTAG邊界掃描即IEEE 1149.1標(biāo)準(zhǔn)，這個標(biāo)準(zhǔn)定義了可用于完成功能和互連測試以及內(nèi)建自測過程的各種指令。仿真器在調(diào)試時不額外占用目標(biāo)板的資源，包括RAM、GPIO端口等。仿真器CVT-ADT20001、主要特點：支持ARM系列CPU內(nèi)核、標(biāo)準(zhǔn)USB2.0高速接口方式連接、支持熱拔插，內(nèi)核設(shè)計采用全新技術(shù)，下載速度高達(dá)240 Kbytes/S，支持GDB調(diào)試ADT2000 USB2.0接口高端 ARM 仿真器,通過標(biāo)準(zhǔn)USB2.0高速接口方式連接，內(nèi)核設(shè)計采用全新技術(shù)，極大提高代碼下載速度，可以全速仿

8、真，調(diào)試程序更加容易。 ADT2000 USB2.0接口高端 ARM 仿真器,硬件采用USB2.0接口供電，無須外接電源方式供電，使用更便捷。ADT2000 USB2.0接口高端 ARM 仿真器,通過JTAG實現(xiàn)主機和目標(biāo)機之間的調(diào)試支持功能。它通過ARM芯片的JTAG邊界掃描口進(jìn)行調(diào)試，屬于完全非插入式調(diào)試，無需目標(biāo)存儲器，不占用目標(biāo)系統(tǒng)的任何端口。JTAG調(diào)試的目標(biāo)程序直接在目標(biāo)板上運行，仿真效果接近真實系統(tǒng)。支持運行、停止、單步執(zhí)行程序，設(shè)置程序斷點，讀寫寄存器、存儲器和系統(tǒng)端口，復(fù)位目標(biāo)系統(tǒng)，下載代碼到目標(biāo)RAM。調(diào)

9、試設(shè)備： ADT2000 USB2.0接口高端 ARM 仿真器，一端是一個USB2.0高速接口，連接到主機的USB2.0接口，另外一端是IDC插頭，連接到目標(biāo)板的14/20針的JTAG接口。用戶可以使用ADT IDE配合ADT2000 JTAG仿真器進(jìn)行應(yīng)用軟件的開發(fā)，ADT IDE同時也支持一些國內(nèi)外常用的Jtag Cable線。  2、主要特征：  支持ADT IDE For ARM集成開發(fā)環(huán)境；完全兼容ADS集成開發(fā)環(huán)境 

10、0;支持GDB調(diào)試(Linux/windows等操作系統(tǒng)下)； 支持ARM系列CPU內(nèi)核:    ARM7,ARM7DI,ARM7TDMI,ARM7TDMI-S,ARM710T,ARM720T,ARM726FZ,    ARM9,ARM9TDMI,ARM940T,ARM920T,ARM922T,ARM9E-S,ARM966E-S,；    Intel Xscale, Securcore  ADT2000 ARM

11、60;Development Tools軟件兼容于Windows 98/NT/2000/XP的驅(qū)動程序；2.2.3 JXARM9-2410-1實驗箱【實物圖】ARM9系列嵌入式微處理器，因其主頻高、功耗低、性/價比高、片上資源豐富，并支持大多數(shù)嵌入式操作系統(tǒng)等特點，廣泛應(yīng)用于高端嵌入式產(chǎn)品領(lǐng)域。于ARM920T內(nèi)核，主頻高達(dá)203MHz，帶MMU（內(nèi)存管理單元），片上資源豐富，性/價比高。板上集成了幾乎所有與嵌入式系統(tǒng)相關(guān)的常用接口的 ARM9教學(xué)實驗系統(tǒng)，并且提供GPRS（2.5G移動通信）、GPS（全球衛(wèi)星定位）、PDA（個人數(shù)字助理）等代表當(dāng)今嵌入式系統(tǒng)主流發(fā)展方向的

12、完整解決方案。使我們不僅能夠?qū)W習(xí)到嵌入式系統(tǒng)的基本體系結(jié)構(gòu)，而且可以通過參照完整的主流應(yīng)用實例，充分領(lǐng)略嵌入式高端產(chǎn)品開發(fā)的精髓。真正實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合，原理與應(yīng)用并重的理想境界。核心板標(biāo)配32M NorFlash、16M NandFlash及64M SDRAM可穩(wěn)定運行Linux、WinCE、VxWorks、Nucleus、C/OS-等嵌入式實時操作系統(tǒng)，并可任意內(nèi)置多操作系統(tǒng)。并標(biāo)配5.7寸STN彩色顯示/觸摸屏，（可選3.5寸TFT彩色顯示/觸摸屏）。 核心板與高級實驗擴展板采用可拔插式結(jié)構(gòu)設(shè)計，使用維護(hù)非常方便。所有功能完全模塊化設(shè)計，可根據(jù)不同實驗的特

13、殊需求，方便地自由組合實驗項目。多達(dá)58項實驗項目，分為嵌入式基礎(chǔ)實驗、嵌入式接口實驗、嵌入式BootLoader實驗、嵌入式操作系統(tǒng)（C/OS-及Linux）基礎(chǔ)實驗/接口實驗/圖形用戶界面（GUI）實驗、高級應(yīng)用實驗等類別。涉及面廣、可選性強、先易后難、優(yōu)化組合。                          2.3 小組成員分工

14、本小組共由郝榮平、潘槿、陸敏和董洪逾四人組成，課程設(shè)計課題共涉及鍵盤中斷模塊、LCD液晶顯示器模塊。三 硬件方案3.1 硬件連接將JXARM9-2410-1實驗箱配套電源線連接到220V交流插座，并將其與電源連接。開啟實驗箱電源開關(guān)（在實驗箱左側(cè)）。將實驗箱配套的并口延長線一頭連接到計算機，另外一頭連接到實驗箱，有兩種連接方式：連接到上方的并口插座（實為簡易JTAG插座，USB插座邊上），此時請檢查其下方的SIMPLE JTAG跳線，必須用跳線帽短接連接到ADT1000A仿真器，仿真器接上配套電源，并用配套的20Pin軟線連接到上方的JTAG接口，此時請檢查其下方的SIMPLE JTAG跳線，

15、跳線帽必須斷開。3.2鍵盤、LCD液晶、定時器在我們使用的JXARM9-2410-1實驗箱內(nèi)，鍵盤、LCD液晶、定時器的硬件都是箱子內(nèi)置的，需要時，只需將箱子通電就可以使用。四 軟件方案4.1 模塊結(jié)構(gòu)圖本實驗共使用了鍵盤中斷模塊、LCD液晶顯示器模塊、定時器中斷模塊、屏保圖案模塊和硬件連接模塊。如圖4-1所示。屏 保 界 面 項 目液 晶 顯 示 模 塊鍵 盤 控 制 模 塊定 時 器 模 塊屏 保 圖 案 模 塊硬 件 連 接 模 塊 圖4-1 4.2 模塊劃分課程設(shè)計課題共涉及鍵盤模塊、LCD液晶顯示器模塊、定時器計時模塊、屏保圖案模塊。4.2.1 鍵盤模塊在main.c函數(shù)中，對鍵盤初

16、始化后，通過key = GUI_GetKey();來獲取按鍵，獲得按鍵就退出屏保，沒有按鍵就屏保項目一直進(jìn)行中。4.2.2 LCD液晶顯示器模塊在main.c函數(shù)中，LCD液晶顯示器模塊主要就是顯示刷屏及屏保的小蟲圖案。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 定時器計時模塊

17、在main.c函數(shù)中，從獲取當(dāng)前時間開始，計數(shù)5秒內(nèi)是否有按鍵，沒有按鍵的話一直執(zhí)行屏保項目，如在5秒內(nèi)有按鍵則退出屏保，并在屏幕上顯示“screen protection is running!”字幕。stime=OSTimeGet();/獲取系統(tǒng)時間 sprintf(s, "%5d",stime); uHALr_printf(s); key = GUI_GetKey(); if (stime>=5000 && key=0) OSTaskSuspend(OS_PRIO_SELF);/任務(wù)的掛起if(key!=0)OSTimeSet(0);/設(shè)置系統(tǒng)時

18、間屏保圖案模塊在main.c函數(shù)中，首先進(jìn)行清屏操作通過繪制圓工具繪制出六個大小不等的圓，形成一個小蟲的圖案。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,

19、 200, 110); GUI_SetColor(GUI_BLACK); GUI_FillCircle(350, 180, 15); GUI_FillCircle(360, 250, 15);4.3程序運行流程圖通過運用鍵盤中斷模塊、LCD液晶顯示器模塊、定時器中斷模塊、屏保圖案模塊實現(xiàn)了屏保顯示。流程圖如下圖4-3： 一次刷屏開始判斷是否是5秒定時器計時進(jìn)入屏保狀態(tài)YN判斷是否有按鍵NY再次刷屏 圖4-3五 運行結(jié)果分析與系統(tǒng)改進(jìn)本次實驗的運行結(jié)果如下幾幅截圖所示：1、 程序運行5秒內(nèi)（如圖5-1）： 程序運行時刷屏屏保運行中圖5-12、 程序運行5秒后有按鍵，刷屏并運行屏保（如圖5-2）： 啟動屏保刷圖 屏保圖片圖5-23、 屏保過程中有按鍵，退出屏保（如圖5-3）： 退出屏保刷屏 退出屏保圖5-3六 遇到的問題和解決方法1、PC與試驗箱二次連接時往往失