一、嵌入式系统开发与应用概述

　　在今日，嵌入式ARM 技术已经成为了一门比较热门的学科，无论是在电子类的什么领域，你都可以看到嵌入式ARM 的影子。如果你还停留在单片机级别的学习，那么实际上你已经落下时代脚步了，ARM 嵌入式技术正以几何的倍数高速发展，它几乎渗透到了几乎你所想到的领域。本章节就是将你领入ARM 的学习大门，开始嵌入式开发之旅。以嵌入式计算机为技术核心的嵌入式系统是继网络技术之后，又一个IT领域新的技术发展方向。由于嵌入式系统具有体积小、性能强、功耗低、可靠性高以及面向行业具体应用等突出特征， 目前已经广泛地应用于军事国防、消费电子、信息家电、网络通信、工业控制等各个领域。嵌入式的广泛应用可以说是无所不在。

　　嵌入式微处理器技术的基础是通用计算机技术。现在许多嵌入式处理器也是从早期的PC 机的应用发展演化过来的，如早期PC 诸如TRS-80、Apple II 和所用的Z80 和6502 处理器，至今仍为低 端的嵌入式应用。在应用中，嵌入式微处理器具有体积小、重量轻、成本低、可靠性高的优点。嵌入式处理器目前主要有Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM 等系列。

　　在早期实际的嵌入式应用中，芯片选择时往往以某一种微处理器内核为核心，在芯片内部集成必要的ROM/EPROM/Flash/EEPROM、SRAM、接口总线及总线控制逻辑、定时/计数器、WatchDog、I/O、串行口、脉宽调制输出、A/D、D/A 等各种必要的功能和外设。

　　二、实习设备

　　硬件：Embest EduKit-IV实验平台、ULINK2仿真器套件、PC机

　　软件：μVision IDE for ARM集成开发环境、Windows 98/2000/NT/XP

　　三、实习目的

　　1.初步掌握液晶屏的使用及其电路设计方法；掌握S3C2410X处理器的LCD控制器的使用；掌握通过任务调用的方法把液晶显示函数添加到uC/OS-II中；通过实验掌握液晶显示文本及图形的方法与程序设计。

　　2.了解S3C2410X处理器UART相关控制寄存器的使用； 熟悉ARM处理器系统硬件电路中UART接口的设计方法：掌握ARM处理器串行通信的软件编程方法。

　　3.掌握有关音频处理的基础知识；通过实验了解IIS音频接口的工作原理；通过实验掌握对处理器S3C2410X中IIS模块电路的控制方法；通过实验掌握对常用IIS接口音频芯片的控制方法。

　　4.了解μC/OS-II移植条件和内核基本结构；掌握将μC/OS-II内核移植到ARM9处理器上的方法和步骤。

　　四、实习要求

　　通过对μC/OS-II移植实验、μC/OS-II LCD显示实验、串口通信实验、IIS音频实验、液晶显示实验的学习，并将各部分内容合并，最终得出实习结果，实习要求在键盘上输入学号，在液晶显示屏上显示相应的学生信息。学生信息包括显示每个人的照片和姓名系别等，并用键控设置学生输出的顺序，输入学号就显示那个学生的信息，然后过一段时间就顺序循环播放。

　　移植μC/OS-II内核到ARM处理器S3C2410,在IDE中观察其运行状况编写S3C2410X处理器的串口通信程序；监视串行口UART1动作；将从UART1接收到的字符串回送显示。将从UART1接收到的字符串回送显示。

　　通过使用Embest EduKit-IV实验板的彩色液晶屏（800*480）进行电路设计，掌握液晶屏作为人机接口界面的设计方法，并编写任务函数在uC/OS-II系统中实现位图显示。在uC/OS-II中建立五个任务Tast1和Tast2，其中Tast1顺序熄灭四个LED，延迟一会在顺序点亮四个LED。Tast2在LCD屏幕上循环显示三幅图片，并打印一些文字信息和背景音乐。过使用Embest EduKit-III实验板的256 色彩色液晶屏（320x240）进行电路设计，掌握液晶屏作为人机接口界面的设计方法，并编写程序实现：画出多个矩形框；显示ASCII字符；显示汉字字符；显示彩色位图。

　　五、实习步骤

　　1. 准备实验环境

　　使用ULINK2仿真器连接Embest EduKit-IV实验平台的主板JTAG接口；使用Embest EduKit-IV实验平台附带的交叉串口线，连接实验平台主板上的COM2和PC机的串口（一般PC只有一个串口，如果有多个请自行选择，笔记本没有串口设备的可购买USB转串口适配器扩充）；使用Embest EduKit-IV实验平台附带的电源适配器，连接实验平台主板上的电源接口。

　　2. 串口接收设置

　　在PC机上运行windows自带的超级终端串口通信程序，或者使用实验平台附带光盘内设置好了的超级终端，设置超级终端：波特率115200、1位停止位、无校验位、无硬件流控制，或者使用其它串口通信程序。（注：超级终端串口的选择根据用户的PC串口硬件不同，请自行选择，如果PC机只有一个串口，一般是COM1）

　　3. 打开实验例程

　　1）打开实验程序

　　2）运行μVision IDE for ARM软件

　　3）默认打开的工程在源码编辑窗口会显示实验例程的说明文件readme.txt，详细阅读并理解实验内容。

　　4）工程提供了两种运行方式：一是下载到SDRAM中调试运行，二是固化到Nor Flash中运行。用户可以在工具栏Select Target下拉框中选择在RAM中调试运行还是固化Flash中运行。下面实验将介绍下载到SDRAM中调试运行，所以我们在Select Target下拉框中选择UART_Test IN RAM。

　　5）接下来开始编译链接工程，在菜单栏“Projiet”选择“Build target”或者“Rebuild all target files”编译整个工程。

　　6编译完成后，在输出窗口可以看到编译提示信息，比如“"./SDRAM/UART_Test.axf" - 0 Error(s), 1 Warning(s).”，如果显示“0 Error(s)”即表示编译成功。

　　7）拨动实验平台电源开关，给实验平台上电，单击菜单栏Debug->Start/Stop Debug Session项将编译出来的映像文件下载到SDRAM中，或者单击工具栏“”按钮来下载。

　　8）下载完成后，单击菜单栏Debug->Run项运行程序，或者单击工具栏“”按钮来全速运行程序。用户也可以使用进行单步调试程序。

　　9）全速运行后，用户可以在超级终端看到程序运行的信息。

　　10）用户可以Stop程序运行，使用μVision IDE for ARM的一些调试窗口跟踪查看程序运行的信息。 注：如果在第4）步用户选择在Flash中运行，则编译链接成功后，单击菜单栏Flash->Download项将程序固化到NorFlash中，从实验平台的主板拔出JTAG线，给实验平台重新上电，程序将自动运行。

　　部分程序图：

　　串口通信实验：

　　IIS音频实验：

　　六、实习体会

　　在嵌入式系统中，除了课本上的基础知识外，还学会了软件编程的基本思路，掌握了液晶屏的使用及其电路设计方法；掌握有关音频处理的基础知识；掌握液晶显示文本及图形的方法与程序设计。

　　通过这次设计，掌握了液晶显示实验、μC/OS-II移植、μC/OS-IILCD显示的工作原理及串口通信实验的工作过程，学会了使用仿真软件Embest EduKit-IV实验平台及ULINK2仿真器套件，并学会通过应用软件仿真来实现各种通信系统的设计，对以后的学习和工作都起到了一定的作用，加强了动手能力和学业技能。虽然花了很长时间编写软件程序设计，但这一切还是理论上的。希望学校能提供机会和条件，让我们能够去真正地将理论和实践相结合。通过这次程序，感觉自己所掌握的知识是那么的有限，还有许多需要改进和不足的地方，同时也帮助了我怎样学好这门课程，增加了我对这门学科的兴趣。总体来说，这次实习我受益匪浅。在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中特别有趣，培养了我的设计思维，增加了实际操作能力。在让我体会到了设计电路的艰辛的同时，更让我体会到成功的喜悦和快乐。通过这次实习通信系统的设计，使我更加清楚以后的发展及学习的方向。

　　最后感谢老师这个学期的指导和帮助！

　　七、参考文献

　　《ARM9嵌入式系统设计与开发应用》熊茂华、杨震伦编著 清华大学出版社

　　《ARM9嵌入式系统设计与开发教程》于明编著 电子工业出版社

　　《Linux嵌入式系统教程》马忠梅 北京航空航天大学出版社