嵌入式自動化實習(xí)報告

實習(xí)報告學(xué)院 專業(yè)班級 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 -年第二學(xué)期嵌入式系統(tǒng)簡介根據(jù)IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會）的定義，嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視或者輔助裝置、機器和設(shè)備運行的裝置”（devicesusedtocontrol,monitor,orassisttheoperationofequipment,machineryorplants）。從中可以看出嵌入式系統(tǒng)是軟件和硬件的綜合體，還可以涵蓋機械等附屬裝置。目前國內(nèi)一種普遍被認(rèn)同的定義是：以應(yīng)用為中心、以計算機技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格規(guī)定的專用計算機系統(tǒng)。雖然嵌入式系統(tǒng)是近幾年才開始真正風(fēng)行起來的，但實際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年代單片機的出現(xiàn)到今天多種嵌入式微處理器、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，大體經(jīng)歷了如下四個階段：無操作系統(tǒng)階段、簡樸操作系統(tǒng)階段、實時操作系統(tǒng)階段和面向Internet階段。嵌入式系統(tǒng)和詳細(xì)應(yīng)用有機地結(jié)合在一起，它的升級換代也是和詳細(xì)產(chǎn)品同步進(jìn)行，因此嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進(jìn)入市場，具有較長的生命周期。國際上用于信息電器的嵌入式操作系統(tǒng)有40種左右。目前，市場上非常流行的EOS產(chǎn)品，包括開源的uC/OS、3Com企業(yè)下屬子企業(yè)的PalmOS，Microsoft企業(yè)的WindowsCE、開放源代碼的Linux。uC/OS是一種公開源代碼、構(gòu)造小巧、具有可剝奪實時內(nèi)核的實時操作系統(tǒng)，商業(yè)應(yīng)用需要付費。顧客只要有原則的ANSI的C交叉編譯器，有匯編器、連接器等軟件工具，就可以將μC/OS-II嵌人到開發(fā)的產(chǎn)品中。μC/OS-II具有執(zhí)行效率高、占用空間小、實時性能優(yōu)良和可擴展性強等特點，最小內(nèi)核可編譯至2KB。μC/OS-II已經(jīng)移植到了幾乎所有著名的CPU上。嚴(yán)格地說uC/OS-II只是一種實時操作系統(tǒng)內(nèi)核，它僅僅包括了任務(wù)調(diào)度，任務(wù)管理，時間管理，內(nèi)存管理和任務(wù)間的通信和同步等基本功能。沒有提供輸入輸出管理，文獻(xiàn)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)等額外的服務(wù)。但由于uC/OS-II良好的可擴展性和源碼開放，這些非必須的功能完全可以由顧客自己根據(jù)需要分別實現(xiàn)。uC/OS-II目的是實現(xiàn)一種基于優(yōu)先級調(diào)度的搶占式的實時內(nèi)核，并在這個內(nèi)核之上提供最基本的系統(tǒng)服務(wù)，如信號量，郵箱，消息隊列，內(nèi)存管理，中斷管理等。PalmOS是3Com企業(yè)的產(chǎn)品，其操作系統(tǒng)為PalmOS。PalmOS是一種32位的嵌入式操作系統(tǒng)。Palm提供了串行通信接口和紅外線傳播接口，運用它可以以便地與其他外部設(shè)備通信、傳播數(shù)據(jù)；擁有開放的OS應(yīng)用程序接口，開發(fā)商可根據(jù)需要自行開發(fā)所需的應(yīng)用程序。PalmOS是一套具有很強開放性的系統(tǒng)，目前有大概數(shù)千種專用為PalmOS編寫的應(yīng)用程序，從程序內(nèi)容上看，小到個人管理、游戲，大到行業(yè)處理方案，PalmOS無所不包。在豐富的軟件支持下，基于PalmOS的掌上電腦功能得以不停擴展。WindowsCE是微軟開發(fā)的一種開放的、可升級的32位嵌入式操作系統(tǒng)，是基于掌上型電腦類的電子設(shè)備操作。與Windows95/98、WindowsNT不一樣的是，WindowsCE是所有源代碼所有由微軟自行開發(fā)的嵌入式新型操作系統(tǒng)，其操作界面雖來源于Windows95/98，但WindowsCE是基于Win32API重新開發(fā)的、新型的信息設(shè)備平臺。WindowsCE的設(shè)計目的是：模塊化及可伸縮性、實時性能好，通信能力強大，支持多種CPU。它的設(shè)計可以滿足多種設(shè)備的需要，這些設(shè)備包括了工業(yè)控制器、通信集線器以及銷售終端之類的企業(yè)設(shè)備，尚有像攝影機、電話和家用娛樂器材之類的消費產(chǎn)品。一種經(jīng)典的基于WindowsCE的嵌入系統(tǒng)一般為某個特定用途而設(shè)計，并在不聯(lián)機的狀況下工作。它規(guī)定所使用的操作系統(tǒng)體積較小，內(nèi)建有對中斷的響應(yīng)功能。Linux是一種類似于Unix的操作系統(tǒng)。它來源于芬蘭一種名為LinusTorvalds的業(yè)余愛好，不過目前已經(jīng)是最為流行的一款開放源代碼的操作系統(tǒng)。Linux系統(tǒng)不僅可以運行于PC平臺，還在嵌入式系統(tǒng)方面大放光輝，在多種嵌入式LinuxOS迅速發(fā)展的狀況下，LinuxOS逐漸形成了可與WindowsCE等EOS進(jìn)行抗衡的局面。目前正在開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)中，49%的項目選擇Linux作為嵌入式操作系統(tǒng)。Linux現(xiàn)已成為嵌入式操作的理想選擇。實習(xí)目的實習(xí)是一種實踐。是理論聯(lián)絡(luò)實際,應(yīng)用和鞏固所學(xué)專業(yè)知識的一項重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)我們能力和技能的一種重要手段。通過實習(xí)，我們可以更廣泛的直接接觸社會，理解社會需要，加深對社會的認(rèn)識，增強對社會的適應(yīng)性，將自己融合到社會中去，培養(yǎng)自己的實踐能力，縮短我們從一名大學(xué)生到一名工作人員之間的思想與業(yè)務(wù)距離，為我們畢業(yè)后社會角色的轉(zhuǎn)變打下基礎(chǔ)。同步通過運用所學(xué)的專業(yè)知識進(jìn)行觀測，也鍛煉了提出、分析并處理問題的能力。本次嵌入式實習(xí)，讓我們理解了嵌入式系統(tǒng)和嵌入式技術(shù)，以及嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域和近年來在國內(nèi)外的發(fā)展。華中科技大學(xué)工程實訓(xùn)中心自主研發(fā)的ARM9開發(fā)板，以及他們自己總結(jié)的經(jīng)驗讓我們獲益良多，使我們在短時間內(nèi)進(jìn)入了嵌入式的精彩世界。詳細(xì)如下：理解嵌入式操作系統(tǒng)學(xué)會用uC/OS-II級編寫調(diào)試實習(xí)內(nèi)容通過指導(dǎo)老師的安排，我們首先聽取了嵌入式系統(tǒng)專業(yè)工程師的精彩講座，通過老師的講解，我們對嵌入式系統(tǒng)的實踐有了整體的理解，然后指導(dǎo)老師安排了實習(xí)內(nèi)容，詳細(xì)如下：建立三個任務(wù)：其中任務(wù)一和任務(wù)二分別顯示專業(yè)、班級、姓名和學(xué)號 等信息專業(yè)班級和姓名學(xué)號顯示切換時間間隔0.5s任務(wù)三記錄其他兩個任務(wù)的運行次數(shù)并顯示任務(wù)一和任務(wù)二不得同步顯示在uC/OS-II系統(tǒng)上重要程序如下：#defineTASK_STK_SIZE512#defineN_TASKS10OS_STKTaskStk[N_TASKS][TASK_STK_SIZE];charTaskData[N_TASKS];OS_STKTaskStartStk3[TASK_STK_SIZE];OS_STKTaskStartStk1[TASK_STK_SIZE];OS_STKTaskStartStk2[TASK_STK_SIZE];voidTaskStart3(void*data);voidTaskStart1(void*data);voidTaskStart2(void*data);longinthold1=0,//任務(wù)一次數(shù)hold2=0;//任務(wù)二次數(shù)voidmain(void){PC_DispClrScr(DISP_FGND_WHITE+DISP_BGND_BLACK); OS_ENTER_CRITICAL();PC_VectSet(0x08,OSTickISR);PC_SetTickRate(OS_TICKS_PER_SEC);OS_EXIT_CRITICAL();OSInit();PC_DOSSaveReturn();PC_VectSet(uCOS,OSCtxSw);OSTaskCreate(TaskStart3,(void*)0,&TaskStartStk3[TASK_STK_SIZE-1],0); OSTaskCreate(TaskStart1,(void*)0,&TaskStartStk1[TASK_STK_SIZE-1],1); OSTaskCreate(TaskStart2,(void*)0,&TaskStartStk2[TASK_STK_SIZE-1],2); OSStart();}voidTaskStart1(void*pdata){pdata=pdata;/*無任何意義，防止編譯器報警*/for(;;){PC_DispStr(0,0,"",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,1,"",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,2,"************************************************ ",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,3,"TASKONE",DISP_FGND_BLACK+ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,4,"",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,5,"",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,6,"",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,7,"************************************************ ",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,8,"**",DISP_FGND_BLACK+ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,9,"**",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,10,"**",DISP_FGND_BLACK+ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,11,"***name: *",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,12,"**",DISP_FGND_BLACK+ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,13,"***age:23*",DISP_FGND_BLACK+ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,14,"**",DISP_FGND_BLACK+ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,15,"***location *",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,16,"**",DISP_FGND_BLACK+ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,17,"**",DISP_FGND_BLACK+ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,18,"*********************************************** ",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,19,"",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,20,"",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,21,"********************************************** ",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,22,"",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,23,"",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,24,"",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);hold1++;OSTimeDlyHMSM(0,0,1,0);}}voidTaskStart2(void*pdata){pdata=pdata;for(;;){PC_DispStr(0,0,"",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,1,"",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,2,"************************************************ ",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,3,"TASKTWO",DISP_FGND_BLACK+ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,4,"",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,5,"",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,6,"",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,7,"************************************************ ",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,8,"**",DISP_FGND_BLACK+ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,9,"**",DISP_FGND_BLACK+ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,10,"**",DISP_FGND_BLACK+ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,11,"***major: *",DISP_FGND_BLACK+ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,12,"**",DISP_FGND_BLACK+ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,13,"***class:08-5*",DISP_FGND_BLACK+ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,14,"**",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,15,"***xuehao: *",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,16,"**",DISP_FGND_BLACK+ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,17,"**",DISP_FGND_BLACK+ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,18,"*********************************************** ",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,19,"",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,20,"",DISP_FGND_BLACK+DISP_BGND_LIGHT_GRAY);PC_DispStr(0,21,"*********************************************** ",DISP_FGND_BL