嵌入式C编程C编写裸机程序.pptx

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1、会计学1嵌入式嵌入式C编程编程C编写裸机程序编写裸机程序课程安排n n裸机开发板环境裸机开发板环境n n裸机硬件接口裸机硬件接口n n裸机驱动程序裸机驱动程序第1页/共37页6410开发板采用Samsung S3C6410 为微处理器1.CPU 处理器Samsung S3C6410A，ARM1176JZF-S核，运行主频533MHz，最高667Mhz2.SDRAM 内存在板128MB/256MB DDR RAM，32bit 数据总线第2页/共37页6410开发板底板+核心板第3页/共37页核心板第4页/共37页接口资源 1 个100M 以太网RJ-45 接口(采用DM9000 芯片)4 个串行

2、口 1 个Jtag接口 1 个mini USB Slave-OTG 2.0接口 1 个SD 卡存储接口 1 路立体声音频输出接口，一路麦克风接口 4 USER Leds 8个侧立按键第5页/共37页接口布局第6页/共37页启动模式6410开发板选择了其中两种启动方式，nand flash启动和SD卡启动：拨动S2 开关到SDBOOT标识一侧时，系统将从SD卡启动：引导程序固化在SD卡中拨动S2 开关到Nand标识一侧时，系统将从Nand Flash 启动：引导程序固化在Nand中第7页/共37页1 1 1 1、引导程序、引导程序、引导程序、引导程序(开机第一个运行的程序开机第一个运行的程序开机

3、第一个运行的程序开机第一个运行的程序)，固化在固件（，固化在固件（，固化在固件（，固化在固件（SDSDSDSD卡卡卡卡/Flash/Flash/Flash/Flash）上，大多）上，大多）上，大多）上，大多嵌入式系统选用使用开源嵌入式系统选用使用开源嵌入式系统选用使用开源嵌入式系统选用使用开源UbootUbootUbootUboot2 2 2 2、UbootUbootUbootUboot运行起来后会自动加载运行运行起来后会自动加载运行运行起来后会自动加载运行运行起来后会自动加载运行OSOSOSOS，随后执行，随后执行，随后执行，随后执行APPAPPAPPAPP3 3 3 3、开发板系统启动过程

4、：、开发板系统启动过程：、开发板系统启动过程：、开发板系统启动过程：引导程序引导程序第8页/共37页嵌入式系统组成第9页/共37页裸机只有硬件部分，还未安装任何软件-此时系统只是一堆废铁第10页/共37页软件 驱动硬件，为设备使用者提供服务，典型嵌入式软件层次划分：第11页/共37页裸机程序 简单的嵌入式系统（如单片机系统）不配置OS层，程序需要自己始化硬件环境来运行，称为裸机程序l 裸机程序需要直接操作硬件设备l裸机程序一般采用少量汇编加C语言来编译，如PC的BOIS就是裸机程序l在嵌入式系统中，裸机程序由Bootloader来调度（当然也可以让裸机程序实现自引导功能）第12页/共37页裸机

5、交叉开发在嵌入式开发过程中有宿主机和目标机的角色之分 宿主机（PC机）是编译嵌入式软件的计算机 目标机（开发板）是运行嵌入式软件的硬件平台这里我们先联通这里我们先联通PC机与开发板的串口和网络连接机与开发板的串口和网络连接第13页/共37页裸机运行环境1、连接好、连接好PC机与开发板串口，在机与开发板串口，在putty启动串口终端启动串口终端 第14页/共37页裸机运行环境2、从、从Nand Flash启动，终止启动，终止OS加载过程，进入加载过程，进入Uboot菜单菜单 3秒内按下任意键秒内按下任意键第15页/共37页裸机运行环境3、进入、进入Uboot命令行命令行shell4、检查环境配置

6、、检查环境配置 进入shell显示环境配置服务器IP地址第16页/共37页裸机运行环境5、将、将Linux宿主机宿主机eth0配置为配置为serverip6、连接好、连接好PC机与开发板网线，确认网络联通机与开发板网线，确认网络联通 从开发板ping PC机网络联通第17页/共37页裸机运行环境7、确认在开发板能通过、确认在开发板能通过tftp服务下载在服务下载在Linux宿主机上的文件宿主机上的文件 Linux宿主机/tftpboot目录测试文件内容下载到0 x50000000内存起始地址0 x50000000地址内容首先要在首先要在Linux宿主机上配置宿主机上配置TFTP服务器：服务器：

7、详见详见“TFTP服务器配置服务器配置”文档文档第18页/共37页裸机程序模板1、汇编入口程序、汇编入口程序start.s 第19页/共37页裸机程序模板2、C入口程序入口程序:main.c 第20页/共37页裸机程序模板3、编译脚本、编译脚本:build.sh 直接输出到/tftpboot目录第21页/共37页裸机程序模板4、从开发板下载、从开发板下载main.bin5、裸机运行、裸机运行 下载到0 x50000000调转到0 x50000000执行程序程序输出第22页/共37页课程安排n n裸机开发板环境裸机开发板环境n n裸机硬件接口裸机硬件接口n n裸机驱动程序裸机驱动程序第23页/共

8、37页LED与GPIO1 1 1 1、LEDLEDLEDLED是开发中最常用的是开发中最常用的是开发中最常用的是开发中最常用的状态指示设备状态指示设备状态指示设备状态指示设备 本开发板具有本开发板具有本开发板具有本开发板具有4 4 4 4 个用户可编程个用户可编程个用户可编程个用户可编程LEDLEDLEDLED，它们直接，它们直接，它们直接，它们直接与与与与CPUCPUCPUCPU的的的的GPIO GPIO GPIO GPIO 相连接相连接相连接相连接2 2 2 2、GPIO(General-Purpose IO ports),GPIO(General-Purpose IO ports),GP

9、IO(General-Purpose IO ports),GPIO(General-Purpose IO ports),通用通用通用通用IOIOIOIO口口口口 在数字电路中在数字电路中在数字电路中在数字电路中,往往往往往往往往CPUCPUCPUCPU会引出一些通用的管脚会引出一些通用的管脚会引出一些通用的管脚会引出一些通用的管脚 某管脚可以某管脚可以某管脚可以某管脚可以输出逻辑电平来表示输出逻辑电平来表示输出逻辑电平来表示输出逻辑电平来表示0 0 0 0、1 1 1 1，用于控制数字开关：如继电器等，用于控制数字开关：如继电器等，用于控制数字开关：如继电器等，用于控制数字开关：如继电器等 有

10、些管脚有些管脚有些管脚有些管脚也能接收输入也能接收输入也能接收输入也能接收输入：如数字报警器的输入等：如数字报警器的输入等：如数字报警器的输入等：如数字报警器的输入等 这些管脚不是针对特定硬件进行设计，因此称为这些管脚不是针对特定硬件进行设计，因此称为这些管脚不是针对特定硬件进行设计，因此称为这些管脚不是针对特定硬件进行设计，因此称为通用通用通用通用IOIOIOIO脚脚脚脚,即即即即GPIOGPIOGPIOGPIO 第24页/共37页LED与GPIO3 3、LEDLED与与与与GPIOGPIO连接：参考主板原理图连接：参考主板原理图连接：参考主板原理图连接：参考主板原理图Tiny6410-11

11、07.pdfTiny6410-1107.pdf LED1LED4 LED1LED4对应的对应的对应的对应的GPK4GPK7 GPK4GPK7 引脚引脚引脚引脚 第25页/共37页LED控制原理1 1、当某一管脚、当某一管脚、当某一管脚、当某一管脚(nLed1-nLed4)(nLed1-nLed4)置低：电路接地，跟置低：电路接地，跟置低：电路接地，跟置低：电路接地，跟3.3v3.3v电源之间有压差，电源之间有压差，电源之间有压差，电源之间有压差，LedLed电路电路电路电路被导通，电流流经被导通，电流流经被导通，电流流经被导通，电流流经LedLed发光二极管使其点亮。发光二极管使其点亮。发光二

12、极管使其点亮。发光二极管使其点亮。2 2、当某一管脚、当某一管脚、当某一管脚、当某一管脚(nLed1-nLed4)(nLed1-nLed4)置高：电路被切断，置高：电路被切断，置高：电路被切断，置高：电路被切断，LedLed发光二极管被熄灭发光二极管被熄灭发光二极管被熄灭发光二极管被熄灭 。3 3、因此，驱动程序只要将、因此，驱动程序只要将、因此，驱动程序只要将、因此，驱动程序只要将GPIOGPIO管脚设置为输出管脚设置为输出管脚设置为输出管脚设置为输出，对某个，对某个，对某个，对某个GPIOGPIO管脚置低、置高，管脚置低、置高，管脚置低、置高，管脚置低、置高，就会控发光二极管的点亮和熄灭。

13、就会控发光二极管的点亮和熄灭。就会控发光二极管的点亮和熄灭。就会控发光二极管的点亮和熄灭。第26页/共37页LED占用资源第27页/共37页相关寄存器GPxCON用于选择引脚功能：配置成输入？输出？用于选择引脚功能：配置成输入？输出？GPxDAT用于读用于读/写引脚数据：输入写引脚数据：输入/输出高电平？低电平输出高电平？低电平?另外，另外，GPxUD用于确定是否使用内部上用于确定是否使用内部上/下拉电阻下拉电阻第28页/共37页控制位定义每四位对应一个引脚控制：每四位对应一个引脚控制：0000 配置为输入，配置为输入，0001 配置为输出配置为输出第29页/共37页数据位定义每每1位对应一个

14、引脚数据：位对应一个引脚数据：0输出低电平，输出低电平，1输出高电平输出高电平第30页/共37页课程安排n n裸机开发板环境裸机开发板环境n n裸机硬件接口裸机硬件接口n n裸机驱动程序裸机驱动程序第31页/共37页驱动接口1 1、相关寄存器定义、相关寄存器定义、相关寄存器定义、相关寄存器定义2 2、初始化函数、初始化函数、初始化函数、初始化函数3 3、设置函数、设置函数、设置函数、设置函数第32页/共37页驱动应用1 1、流水灯程序、流水灯程序、流水灯程序、流水灯程序第33页/共37页驱动应用2 2、裸机程序延时处理、裸机程序延时处理、裸机程序延时处理、裸机程序延时处理第34页/共37页驱动

15、应用3 3、编译程序、编译程序、编译程序、编译程序4 4、下载到开发板、下载到开发板、下载到开发板、下载到开发板5 5、执行裸机程序、执行裸机程序、执行裸机程序、执行裸机程序 在开发板上可观察到在开发板上可观察到在开发板上可观察到在开发板上可观察到LED1-4LED1-4流水闪烁！流水闪烁！流水闪烁！流水闪烁！第35页/共37页上机实验1 1 1 1、将课堂上实现、将课堂上实现、将课堂上实现、将课堂上实现“LEDLEDLEDLED流水灯流水灯流水灯流水灯”裸机程序下载到开发板上运行裸机程序下载到开发板上运行裸机程序下载到开发板上运行裸机程序下载到开发板上运行2 2 2 2、扩展练习、扩展练习、扩展练习、扩展练习:怎样做到怎样做到怎样做到怎样做到LED1LED1LED1LED1，2 2 2 2与与与与LED3,4LED3,4LED3,4LED3,4交替闪烁？交替闪烁？交替闪烁？交替闪烁？第36页/共37页