嵌入式(自动化)实习报告

实 习 报 告

学 院

专业班级 学生姓名 指导教师

2011-2012 学年第 二 学期

一、嵌入式系统简介

根据IEEE（电气和电子工程师协会）的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”（devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）。从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。目前国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格

要求的专用计算机系统。

虽然嵌入式系统是近几年才开始真正风靡起来的，但事实上嵌入式这个概念却很早就已经存在了，从上个世纪70年代单片机的出现到今天各种嵌入式微处理器、微控制器的广泛应用，嵌入式系统少说也有了近30年的历史。纵观嵌入式系统的发展历程，大致经历了以下四个阶段：无操作系统阶段、简单操作系统阶段、实时操作系统阶段和面向Internet阶段。

嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，具有较长的生命周期。国际上用于信息电器的嵌入式操作系统有40种左右。现在，市场上非常流行的EOS产品，包括开源的u C / O S 、3Com公司下属子公司的Palm OS，Microsoft公司的Windows CE、开放源代码的Linux。

u C / O S 是一种公开源代码、结构小巧、具有可剥夺实时内核的实时操作系统，商业应用需要付费。用户只要有标准的ANSI 的C交叉编译器，有汇编器、连接器等软件工具，就可以将μC/OS-II嵌人到开发的产品中。μC/OS-II 具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点，最小内核可编译至 2KB 。μC/OS-II 已经移植到了几乎所有知名的CPU 上。严格地说uC/OS-II只是一个实时操作系统内核，它仅仅包含了任务调度，任务管理，时间管理，内存管理和任务间的通信和同步等基本功能。没有提供输入输出管理，文件系统，网络等额外的服务。但由于uC/OS-II良好的可扩展性和源码开放，这些非必须的功能完全可以由用户自己根据需要分别实现。uC/OS-II目标是实现一个基于优先级调度的抢占式的实时内核，并在这个内核之上提供最基本的系统服务，如信号量，邮箱，消息队列，内存管理，中断管理等。

Palm OS是3Com公司的产品，其操作系统为Palm OS。Palm OS是一种32位的

嵌入式操作系统。Palm提供了串行通信接口和红外线传输接口，利用它可以方便地与其它外部设备通信、传输数据；拥有开放的OS应用程序接口，开发商可根据需要自行开发所需的应用程序。Palm OS是一套具有很强开放性的系统，现在有大约数千种专用为Palm OS编写的应用程序，从程序内容上看，小到个人管理、游戏，大到行业解决方案，Palm OS无所不包。在丰富的软件支持下，基于Palm OS的掌上电脑功能得以不断扩展。

Windows CE是微软开发的一个开放的、可升级的32位嵌入式操作系统，是基于掌上型电脑类的电子设备操作。与Windows 95/98、Windows NT不同的是，Windows CE是所有源代码全部由微软自行开发的嵌入式新型操作系统，其操作界面虽来源于Windows 95/98，但Windows CE是基于Win32 API重新开发的、新型的信息设备平台。Windows CE的设计目标是：模块化及可伸缩性、实时性能好，通信能力强大，支持多种CPU。它的设计可以满足多种设备的需要，这些设备包括了工业控制器、通信集线器以及销售终端之类的企业设备，还有像照相机、电话和家用娱乐器材之类的消费产品。一个典型的基于Windows CE的嵌入系统通常为某个特定用途而设计，并在不联机的情况下工作。它要求所使用的操作系统体积较小，内建有对中断的响应功能。

Linux是一个类似于Unix的操作系统。它起源于芬兰一个名为Linus Torvalds的业余爱好，但是现在已经是最为流行的一款开放源代码的操作系统。Linux系统不仅能够运行于PC平台，还在嵌入式系统方面大放光芒，在各种嵌入式Linux OS迅速发展的状况下，Linux OS逐渐形成了可与Windows CE等EOS进行抗衡的局面。目前正在开发的嵌入式系统中，49%的项目选择Linux作为嵌入式操作系统。Linux现已成为嵌入式操作的理想选择。

二、实习目的

实习是一种实践。是理论联系实际,应用和巩固所学专业知识的一项重要环节，是培养我们能力和技能的一个重要手段。通过实习，我们可以更广泛的直接接触社会，了解社会需要，加深对社会的认识，增强对社会的适应性，将自己融合到社会中去，培养自己的实践能力，缩短我们从一名大学生到一名工作人员之间的思想与业务距离，为我们毕业后社会角色的转变打下基础。同时通过运用所学的专业知识进行观察，也锻炼了提出、分析并解决问题的能力。此次嵌入式实习，让我们了解了嵌入式系统和嵌入式技术，以及嵌入式系统的应用领域和近年来在国内外的发展。华中科技大学工程实训中心自主研发的ARM9开发板，以及他们自己总结的经验让我们获益良多，使我们在短时间内进入了嵌入式的精彩世界。

具体如下：

① 了解嵌入式操作系统

② 学会用uC/OS-II级编写调试

三、实习内容

通过指导老师的安排，我们首先听取了嵌入式系统专业工程师的精彩讲座，通过老师的讲解，我们对嵌入式系统的实践有了整体的了解，然后指导老师安排了实习内容，具体如下：

① 建立三个任务：其中任务一和任务二分别显示专业、班级、姓名和学号 信息

等

② 专业班级和姓名学号显示切换时间间隔0.5s

③ 任务三统计其他两个任务的运行次数并显示

④ 任务一和任务二不得同时显示

在uC/OS-II系统上主要程序如下：

#define TASK_STK_SIZE 512

#define N_TASKS 10

OS_STK TaskStk[N_TASKS] char TaskData[N_TASKS];

OS_STK TaskStartStk3[TASK_STK_SIZE];

OS_STK TaskStartStk1[TASK_STK_SIZE];

OS_STK TaskStartStk2[TASK_STK_SIZE];

void TaskStart3(void *data);

void TaskStart1(void *data);

void TaskStart2(void *data);

[TASK_STK_SIZE];

long int hold1=0, //任务一次数

hold2=0; //任务二次数

void main (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();

}

void TaskStart1 (void *pdata)

{

pdata = pdata; /* 无任何意义，防止编译器报警 */

for(;;)

{

PC_DispStr(0,0,\"\

PC_DispStr(0,1,\"\

PC_DispStr(0,2,\"************************************************

\

PC_DispStr(0,3,\"TASKONE\ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(0,4,\"\

PC_DispStr(0,5,\"\

PC_DispStr(0,6,\"\

PC_DispStr(0,7,\"************************************************

\

PC_DispStr(0,8,\"**\ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(0,9,\"**\

PC_DispStr(0,10,\"**\ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(0,11,\"***name: * \

DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(0,12,\"**\ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(0,13,\"***age:23*\ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(0,14,\"**\ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(0,15,\"***location *\

DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(0,16,\"**\ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(0,17,\"**\ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(0,18,\"***********************************************

\

PC_DispStr(0,19,\"\

PC_DispStr(0,20,\"\

PC_DispStr(0,21,\" **********************************************

\

PC_DispStr(0,22,\"\

PC_DispStr(0,23,\"\

PC_DispStr(0,24,\"\

hold1++;

OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0);

}

}

void TaskStart2(void *pdata)

{

pdata = pdata;

for(;;)

{

PC_DispStr(0,0,\"\

PC_DispStr(0,1,\"\

PC_DispStr(0,2,\"************************************************

\

PC_DispStr(0,3,\"TASK TWO\ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(0,4,\"\

PC_DispStr(0,5,\"\

PC_DispStr(0,6,\"\

PC_DispStr(0,7,\"************************************************

\

PC_DispStr(0,8,\"**\ + DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(0,9,\"**\ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(0,10,\"**\ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(0,11,\"***major:

DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

*\+

PC_DispStr(0,12,\"**\ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(0,13,\"***class:08-5*\

DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

+

PC_DispStr(0,14,\"**\

PC_DispStr(0,15,\"***xue hao: DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

*\+

PC_DispStr(0,16,\"**\ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(0,17,\"**\ DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(0,18,\"***********************************************

\

PC_DispStr(0,19,\"\

PC_DispStr(0,20,\"\

PC_DispStr(0,21,\"***********************************************

\

PC_DispStr(0,22,\"TASK1:TASK2:\

DISP_BGND_LIGHT_GRAY);

PC_DispStr(0,23,\"\

PC_DispStr(0,24,\"\

hold2++;

OSTimeDlyHMSM(0, 0, 2, 0);

}

}

void TaskStart3 (void *pdata)

{

char s[80];

pdata = pdata;

for(;;)

{

sprintf(s, \"%5d\

PC_DispStr(18,22, s, DISP_FGND_YELLOW + DISP_BGND_BLUE);

sprintf(s, \"%5d\

PC_DispStr(50, 22, s, DISP_FGND_YELLOW + DISP_BGND_BLUE);

OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 3);

}

}

四、实习心得

在为期三周的实习过程中，我学到了许多书本上学不到的知识，本以为十分枯燥的设计过程却让我得到了很多乐趣，同时也为我今后的进一步学习奠定了基础。

在实习的过程中，遇到问题的时候，一定要按下心来，思考专业课中所学到的知识，逐渐应用到对实际问题的解决中，比如说在编程中出现的不符合期望的结果，通过调试来发现问题的所在，变更编程思路来达到预期目标。

本次实习使我把学到的理论知识和实际的硬件相结合，对嵌入式系统这门课程有了新的理解和认识，这对于我今后的学习会有事半功倍的效果。非常感谢本次实习给了我这样一个锻炼我的机会，在此也感谢老师对我的指导！