第一篇：北郵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗報告-排序
北京郵電大學 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)試驗報告
實驗名稱： 實驗四
排序 學生姓名：
班
級：
班內(nèi)序號：
學
號：
日
期： 2014年1月4日
實驗目的
學習、實現(xiàn)、對比各種排序算法，掌握各種排序算法的優(yōu)劣，以及各種算法使用的情況。實驗內(nèi)容
2.1 題目1 使用簡單數(shù)組實現(xiàn)下面各種排序算法，并進行比較。排序算法：
1、插入排序
2、希爾排序
3、冒泡排序
4、快速排序
5、簡單選擇排序
6、堆排序（選作）
7、歸并排序（選作）
8、基數(shù)排序（選作）
9、其他
要求：
1、測試數(shù)據(jù)分成三類：正序、逆序、隨機數(shù)據(jù)
2、對于這三類數(shù)據(jù)，比較上述排序算法中關(guān)鍵字的比較次數(shù)和移動次數(shù)（其中關(guān)鍵字交換計為3次移動）。
3、對于這三類數(shù)據(jù)，比較上述排序算法中不同算法的執(zhí)行時間，精確到微秒（選作）
4、對2和3的結(jié)果進行分析，驗證上述各種算法的時間復雜度
編寫測試main()函數(shù)測試線性表的正確性。程序分析
3.1 存儲結(jié)構(gòu)
順序存儲結(jié)構(gòu)——數(shù)組
3.2 關(guān)鍵算法分析
1.插入排序：依次將待排序的序列中的每一個記錄插入到先前排序好的序列中，直到全部記錄排序完畢
void Insertsort(int r[],int n,int* compare,int* move)//插入排序 {
*compare=0;*move=0;int i;int j;for(i=1;i
(*compare)++;
(*move)++;
r[j+1]=r[j];} if(j>=0)(*compare)++;r[j+1]=x;} } 2.希爾排序：先將整個序列分割成若干個子列，分別在各個子列中運用直接插入排序，待整個序列基本有序時，再對全體記錄進行一次直接插入排序 void ShellInsert(int r[],int n,int* compare,int* move)//希爾排序 {
*compare=0;*move=0;int j;10 9 12 12 20 20 31 for(int d=n/2;d>=1;d=d/2)//間距越來越小 { for(int i=d;i<=n-1;i++)//從a[d]往后逐個元素確定是否需要前移 { if(r[i] { int x=r[i]; for(j=i-d;(j>=0)&&(x { (*compare)++; (*move)++; r[j+d]=r[j]; } if(j>=0)(*compare)++; r[j+d]=x;} else(*compare)++;} } } 3.冒泡排序：兩兩比較相鄰記錄的關(guān)鍵碼，如果反序則交換，直到?jīng)]有反序記錄為止 void Bubblesort(int r[],int n,int* compare,int* move)//交換（冒泡）排序 { *compare=0;*move=0;int x;for(int j=0;j for(int i=n-1;i>j;i--) { if(r[i] { (*compare)++; (*move)+=3; x=r[i]; r[i]=r[i-1]; r[i-1]=x; } else(*compare)++; } } } 4.快速排序：首先選擇一個基準，將記錄分割為兩部分，左支小于或等于基準，右支則大于基準，然后對兩部分重復上述過程，直至整個序列排序完成 int Partion(int r[],int first,int end,int* compare,int* move)//快速排序中的軸定位 { int i=first;int j=end;int zhou=r[i];//默認第一個元素為軸 while(i { (*compare)++; j--;} if(i r[i]=r[j];//發(fā)現(xiàn)軸右側(cè)的某數(shù)比軸值小，將其前置 } while((i (*compare)++; (*move)++; r[j]=r[i];//發(fā)現(xiàn)軸左側(cè)的某數(shù)比軸值小，將其后置 } } r[i]=zhou;//最后確定軸的位置 return i;} void Qsort(int r[],int i,int j,int* compare,int* move)//快速排序 { if(i int min=i; for(int j=i+1;j { (*compare)++; if(r[j] min=j;//記錄下當前找到的最小值的位置 } if(min!=i) {(*move)+=3; int Min; Min=r[min]; r[min]=r[i]; r[i]=Min; } } } 程序運行結(jié)果 4.1主函數(shù)流程圖 4.2程序運行框圖 實驗心得 1.調(diào)試時出現(xiàn)的問題及解決的方法 在初期構(gòu)思代碼的時候，首先構(gòu)造了各種算法的基本實現(xiàn)代碼，封裝成類，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)七種排序的基本功能，并且測試無誤。 之后考慮如何能簡化代碼以實現(xiàn)多達七種排序算法的簡單調(diào)用、亂序和順序以及逆序數(shù)據(jù)的分別排序和性能指標統(tǒng)計（算法移動次數(shù)和比較次數(shù)的精確統(tǒng)計）。2.心得體會 程序的優(yōu)化是一個艱辛的過程，如果只是實現(xiàn)一般的功能，將變得容易很多，當加上優(yōu)化，不論是效率還是結(jié)構(gòu)優(yōu)化，都需要精心設(shè)計。3.改進 本程序代碼設(shè)計時運用了遞歸的調(diào)用方式，效率還可以通過將其轉(zhuǎn)換為棧模擬的方式得以提高。另外還可以進一步考慮算法時間的精確統(tǒng)計，以便從時間角度比較這幾種排序算法的優(yōu)劣。 完整源代碼 #include void Insertsort(int r[],int n,int* compare,int* move);void ShellInsert(int r[],int n,int* compare,int* move);void Bubblesort(int r[],int n,int* compare,int* move);int Partion(int r[],int first,int end,int* compare,int* move);void Qsort(int r[],int i,int j,int* compare,int* move);void Selectsort(int r[],int n,int* compare,int* move); void Insertsort(int r[],int n,int* compare,int* move)//插入排序 { *compare=0; { } } void ShellInsert(int r[],int n,int* compare,int* move)//希爾排序 { int x=r[i];for(j=i-1;x } if(j>=0)(*compare)++;r[j+1]=x;(*move)++;r[j+1]=r[j];*move=0;int i;int j;for(i=1;i (*compare)++; *compare=0; { for(int i=d;i<=n-1;i++)//從a[d]往后逐個元素確定是否需要前移 { } } } void Bubblesort(int r[],int n,int* compare,int* move)//交換（冒泡）排序 { { for(int i=n-1;i>j;i--) { if(r[i] { (*compare)++; (*move)+=3;*compare=0;*move=0;int x;if(r[i] int x=r[i]; for(j=i-d;(j>=0)&&(x }(*compare)++;(*compare)++;(*move)++;r[j+d]=r[j];*move=0;int j;for(int d=n/2;d>=1;d=d/2)//間距越來越小 if(j>=0) r[j+d]=x;} else(*compare)++;for(int j=0;j x=r[i]; r[i]=r[i-1]; r[i-1]=x; } } else(*compare)++; } } int Partion(int r[],int first,int end,int* compare,int* move)//快速排序中的軸定位 { int i=first;int j=end;int zhou=r[i];//默認第一個元素為軸 while(i { } if(i } if(i r[i]=r[j];//發(fā)現(xiàn)軸右側(cè)的某數(shù)比軸值小，將其前置 (*move)++; r[j]=r[i];//發(fā)現(xiàn)軸左側(cè)的某數(shù)比軸值小，將其后置 } } r[i]=zhou;//最后確定軸的位置 return i;} void Qsort(int r[],int i,int j,int* compare,int* move)//快速排序 { if(i void Selectsort(int r[],int n,int* compare,int* move)//選擇排序 { { int min=i; for(int j=i+1;j { (*compare)++; if(r[j] min=j;//記錄下當前找到的最小值的位置 } if(min!=i) {(*move)+=3; int Min; Min=r[min]; r[min]=r[i]; r[i]=Min; } } } void main(){ int i;int compare=0;int move=0;cout<<“請您先輸入一個正序數(shù)組哦”< cout<<“再輸入一個逆序數(shù)組~~~”< cout<<“最后輸入一個亂序數(shù)組~~~”< 北京郵電大學 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)試驗報告 實驗名稱： 實驗一 線性表 學生姓名： 班 級： 班內(nèi)序號： 學 號： 日 期： 2014年1月3日 實驗目的 ? 熟悉C++語言的基本編程方法，掌握集成編譯環(huán)境的調(diào)試方法 ? 學習指針、模板類、異常處理的使用 ? 掌握線性表的操作的實現(xiàn)方法 ? 學習使用線性表解決實際問題的能力 實驗內(nèi)容 2.1題目1 根據(jù)線性表的抽象數(shù)據(jù)類型的定義，選擇下面任一種鏈式結(jié)構(gòu)實現(xiàn)線性表，并完成線性表的基本功能。 線性表存儲結(jié)構(gòu)（五選一）： 1、帶頭結(jié)點的單鏈表 2、不帶頭結(jié)點的單鏈表 3、循環(huán)鏈表 4、雙鏈表 5、靜態(tài)鏈表 線性表的基本功能： 1、構(gòu)造：使用頭插法、尾插法兩種方法 2、插入：要求建立的鏈表按照關(guān)鍵字從小到大有序 3、刪除 4、查找 5、獲取鏈表長度 6、銷毀 7、其他：可自行定義 編寫測試main()函數(shù)測試線性表的正確性。程序分析 3.1 存儲結(jié)構(gòu) 單鏈表的存儲結(jié)構(gòu)： 3.2 關(guān)鍵算法分析 一、關(guān)鍵算法 1.頭插法 自然語言描述：a.在堆中建立新結(jié)點 b.將a[i]寫入到新結(jié)點的數(shù)據(jù)域 c.修改新結(jié)點的指針域 d.修改頭結(jié)點的指針域,將新結(jié)點加入鏈表中 代碼描述： template front = new Node } } s->next = front->next;front->next = s;時間復雜度：O(n) 2.尾插法 自然語言描述：a.在堆中建立新結(jié)點 b.將a[i]寫入到新結(jié)點的數(shù)據(jù)域 c.將新結(jié)點加入到鏈表中 d.修改修改尾指針 代碼描述: template front = new Node } } s->data = a[i];s->next = r->next;r->next= s;r=s;時間復雜度：O(n) 3.析構(gòu)函數(shù) 自然語言描述：a.新建立一個指針，指向頭結(jié)點 b.移動a中建立的指針 c.逐個釋放指針 代碼描述: template Node } } delete front;4.按位查找函數(shù) 自然語言描述: a.初始化工作指針p和計數(shù)器j，p指向第一個結(jié)點，j=1 b.循環(huán)以下操作，直到p為空或者j等于1 b1：p指向下一個結(jié)點 b2：j加1 c.若p為空，說明第i個元素不存在，拋出異常 d.否則，說明p指向的元素就是所查找的元素，返回元素地址 代碼描述: template Node if(j } else break;p = p->next;j++; } if(!p)throw“查找位置非法”;else return p;} 時間復雜度：O(n) 5.按值查找函數(shù) 自然語言描述：a.初始化工作指針p和計數(shù)器j，p指向第一個結(jié)點，j=1 b.循環(huán)以下操作，找到這個元素或者p指向最后一個結(jié)點 b1.判斷p指向的結(jié)點是不是要查找的值，如果是，返回j; b2.否則p指向下一個結(jié)點,并且j的值加一 c.如果找到最后一個結(jié)點還沒有找到要查找的元素，返回查找失敗信息 代碼描述: template Node } return-1;if(p->data == x)return j;else { p = p->next; j++;} } 時間復雜度：O(n)6.插入函數(shù) 自然語言描述： a.在堆中建立新結(jié)點 b.將要插入的結(jié)點的數(shù)據(jù)寫入到新結(jié)點的數(shù)據(jù)域 c.修改新結(jié)點的指針域 d.修改前一個指針的指針域，使其指向新插入的結(jié)點的位置 代碼描述: template Node } else throw“插入位置非法”;Node 自然語言描述：a.從第一個結(jié)點開始，查找要刪除的位數(shù)i前一個位置i-1的結(jié)點 b.設(shè)q指向第i個元素 c.將q元素從鏈表中刪除 d.保存q元素的數(shù)據(jù) e.釋放q元素 代碼描述: template T x=q->data; } p->next = q->next;delete q;return x; 8.遍歷打印函數(shù) 自然語言描述: a.判斷該鏈表是否為空鏈表，如果是，報錯 b.如果不是空鏈表，新建立一個temp指針 c.將temp指針指向頭結(jié)點 d.打印temp指針的data域 e.逐個往后移動temp指針，直到temp指針的指向的指針的next域為空 代碼描述: template } Node } cout< 自然語言描述： a.判斷該鏈表是否為空鏈表，如果是，輸出長度0 b.如果不是空鏈表，新建立一個temp指針，初始化整形數(shù)n為0 c.將temp指針指向頭結(jié)點 d.判斷temp指針指向的結(jié)點的next域是否為空，如果不是，n加一，否則return n e.使temp指針逐個后移，重復d操作，直到temp指針指向的結(jié)點的next域為0，返回n 代碼描述: template } Node } return i-1;p = p->next;i++;4 程序運行結(jié)果 4.1主函數(shù)流程圖 4.2程序運行框圖 實驗心得 1.調(diào)試時出現(xiàn)的問題及解決的方法 在編寫按值查找函數(shù)時，由于沒有處理好指針類型的原因，導致指針無法正常返回，屢屢報錯。最后意識到c++沒有指針強制類型的轉(zhuǎn)換機制，經(jīng)過細致檢查后才改正錯誤使得程序正常運行。2.心得體會 了解了單鏈表的基本的操作函數(shù)實現(xiàn)，對鏈式存儲結(jié)構(gòu)有了較好的認識 3.下一步的改進 可以增加完善報錯機制，增強程序的健壯性 完整源代碼 #include template }; template }; //template Node template } template } template } front = p;p = p->next;delete front;front = new Node } Node } Node } Node } cout< template } template } Node } return-1;if(p->data == x)return j;else { } p = p->next; j++;Node } if(!p)throw“查找位置非法”;else return p;if(j } else break;p = p->next;j++; template } template } template } void main(){ Node } return i-1;p = p->next;i++;Node } else throw“插入位置非法”;Node T x=q->data; } int n;cout<<“將要輸入的鏈表長度為：”;cin>>n;int *b=new int[n];cout<<“輸入鏈表中的元素：”;for(int k=0;k 《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》實驗報告 排序 實驗題目： 輸入十個數(shù)，從插入排序，快速排序，選擇排序三類算法中各選一種編程實現(xiàn)。 實驗所使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)容及編程思路： 1.插入排序：直接插入排序的基本操作是，將一個記錄到已排好序的有序表中，從而得到一個新的，記錄增一得有序表。 一般情況下，第i趟直接插入排序的操作為：在含有i-1個記錄的有序子序列r［1..i-1］中插入一個記錄r［i］后，變成含有i個記錄的有序子序列r［1..i］；并且，和順序查找類似，為了在查找插入位置的過程中避免數(shù)組下標出界，在 r［0］處設(shè)置哨兵。在自i-1起往前搜索的過程中，可以同時后移記錄。整個排序過程為進行n-1趟插入，即：先將序列中的第一個記錄看成是一個有序的子序列，然后從第2個記錄起逐個進行插入，直至整個序列變成按關(guān)鍵字非遞減有序序列為止。 2.快速排序：基本思想是，通過一趟排序?qū)⒋庞涗浄指畛瑟毩⒌膬刹糠?，其中一部分記錄的關(guān)鍵字均比另一部分記錄的關(guān)鍵字小，則可分別對這兩部分記錄繼續(xù)進行排序，以達到整個序列有序。 假設(shè)待排序的序列為{L.r[s]，L.r[s+1],?L.r[t]},首先任意選取一個記錄(通常可選第一個記錄L.r[s])作為樞軸（或支點）（pivot），然后按下述原則重新排列其余記錄：將所有關(guān)鍵字較它小的記錄都安置在它的位置之前，將所有關(guān)鍵字較大的記錄都安置在它的位置之后。由此可以該“樞軸”記錄最后所羅的位置i作為界線，將序列{L.r[s]，?，L.r[t]}分割成兩個子序列{L.r[i+1],L.[i+2],?,L.r[t]}。這個過程稱為一趟快速排序，或一次劃分。 一趟快速排序的具體做法是：附設(shè)兩個指針low和high，他們的初值分別為low和high，設(shè)樞軸記錄的關(guān)鍵字為pivotkey，則首先從high所指位置起向前搜索找到第一個關(guān)鍵字小于pivotkey的記錄和樞軸記錄互相交換，然后從low所指位置起向后搜索，找到第一個關(guān)鍵字大于pivotkey的記錄和樞軸記錄互相 1 交換，重復這兩不直至low=high為止。 具體實現(xiàn)上述算法是，每交換一對記錄需進行3次記錄移動（賦值）的操作。而實際上，在排列過程中對樞軸記錄的賦值是多余的，因為只有在一趟排序結(jié)束時，即low=high的位置才是樞軸記錄的最后位置。由此可以先將樞軸記錄暫存在r[0]的位置上，排序過程中只作r[low]或r[high]的單向移動，直至一趟排序結(jié)束后再將樞軸記錄移至正確位置上。 整個快速排序的過程可遞歸進行。若待排序列中只有一個記錄，顯然已有序，否則進行一趟快速排序后再分別對分割所得的兩個子序列進行快速排序。 3.簡單選擇排序：其操作為，通過n-i次關(guān)鍵字間的比較，從n-i+1個記錄中選出關(guān)鍵字最小的記錄，并和第i（1≤i≤n）個記錄交換之。 顯然，對L.r[1?n]中的記錄進行簡單選擇排序的算法為：令i從1至n-1，進行n-1趟選擇操作?？梢钥闯?，簡單選擇排序過程中，所需進行記錄移動的操作次數(shù)較少，其最小值為“0”，最大值為3（n-1）。然后，無論記錄的初始排列如何，所需進行的關(guān)鍵字之間的比較次數(shù)相同，均為n(n-1)/2。 程序清單： 1．插入排序： #include for(i=1;i<=num.length;i++)printf(“%d ”,num.key[i]);} 測試用例： 輸入：23 34 12 98 56 45 67 8 9 37 輸出：charu：8 9 12 23 34 37 45 56 67 98 2快速排序： #include for(i=1;i<=num.length;i++)printf(“%d ”,num.key[i]);} 測試用例： 輸入：23 34 12 98 56 45 67 8 9 37 輸出：charu：8 9 12 23 34 37 45 56 67 98 3選擇排序： #include intselectminkey(structsqlist *l,int a){ inti,j=a;for(i=a;i<=l->length;i++)if(l->key[i] for(i=1;i<=num.length;i++)printf(“%d ”,num.key[i]);} 測試用例： 輸入：23 34 12 98 56 45 67 8 9 37 輸出：charu：8 9 12 23 34 37 45 56 67 98 編程感想： 本次編程總共使用了三種排序方法，而這三種編程方法放在一起進行編寫時，很容易就讓我們對齊難易程度有了更深刻的了解。 首先，三種排序中，我們都像查表那樣，設(shè)置了哨兵，而哨兵的使用可以減少對整個表的驗空操作，使程序更加節(jié)省空間。 其次，對于插入排序，每次都要對一段序列進行檢索，每排一次所要檢索的序列長度減一，其時間發(fā)雜度為O（n^2）。 接著，對于快速排序，這個程序是比較復雜的，總共是3個函數(shù)，并且使用了遞歸的方法，這是但是，這種算法卻是最優(yōu)越的，平均性能也是最好的，我在編這個程序時，對其排序的思想有了進一步的了解，并努力拿他與冒泡排序進行比較，看出了些許其優(yōu)越性。 還有，就是選擇排序，簡單選擇排序思路簡單，易于進行，但其時間發(fā)雜度與簡單插入排序方法一樣，都是O（n^2），性能不如快速排序。 最后，本次試驗是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課的最后一次實驗，經(jīng)過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)試驗課的鍛煉，使我對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有了更深刻的理解，對我對其知識起到了重要的影響，增加了我編程的實踐活動，為我將來進一步學習打下了基礎(chǔ)。 一、實驗目的 1、了解內(nèi)排序都是在內(nèi)存中進行的。 2、為了提高數(shù)據(jù)的查找速度，需要對數(shù)據(jù)進行排序。 3、掌握內(nèi)排序的方法。 二、實驗內(nèi)容 1、設(shè)計一個程序exp10—1.cpp實現(xiàn)直接插入排序算法，并輸出{9,8,7,6,5,4,3,2,1,0}的排序過程。 （1）源程序如下所示： //文件名:exp10-1.cpp #include //線性表中最多元素個數(shù) typedef int KeyType;typedef char InfoType[10];typedef struct //記錄類型 { KeyType key; //關(guān)鍵字項 InfoType data;//其他數(shù)據(jù)項,類型為InfoType } RecType;void InsertSort(RecType R[],int n)//對R[0..n-1]按遞增有序進行直接插入排序 { int i,j,k;RecType temp;for(i=1;i { temp=R[i]; j=i-1; //從右向左在有序區(qū)R[0..i-1]中找R[i]的插入位置 while(j>=0 && temp.key { R[j+1]=R[j];//將關(guān)鍵字大于R[i].key的記錄后移 j--; } R[j+1]=temp; //在j+1處插入R[i] printf(“i=%d,”,i);//輸出每一趟的排序結(jié)果 printf(“插入%d,結(jié)果為: ”,temp); for(k=0;k printf(“%3d”,R[k].key); printf(“n”);} } void main(){ int i,k,n=10; KeyType a[]={9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};RecType R[MAXE];for(i=0;i R[i].key=a[i];printf(“初始關(guān)鍵字: ”);//輸出初始關(guān)鍵字序列 for(k=0;k printf(“%3d”,R[k].key);printf(“n”);InsertSort(R,n);printf(“最后結(jié)果: ”);//輸出初始關(guān)鍵字序列 for(k=0;k printf(“%3d”,R[k].key);printf(“n”);}（2）運行的結(jié)果如下圖所示： 2、設(shè)計一個程序exp10—2.cpp實現(xiàn)希爾插入排序算法，并輸出{9,8,7,6,5,4,3,2,1,0}的排序過程。 （1）源程序如下所示： //文件名:exp10-2.cpp #include //線性表中最多元素個數(shù) typedef int KeyType;typedef char InfoType[10];typedef struct //記錄類型 { KeyType key;//關(guān)鍵字項 InfoType data;//其他數(shù)據(jù)項,類型為InfoType } RecType;void ShellSort(RecType R[],int n)//希爾排序算法 { int i,j,d,k;RecType temp;d=n/2; //d取初值n/2 while(d>0) { for(i=d;i { j=i-d; while(j>=0 && R[j].key>R[j+d].key) { temp=R[j]; //R[j]與R[j+d]交換 R[j]=R[j+d]; R[j+d]=temp; j=j-d; } } printf(“d=%d: ”,d);//輸出每一趟的排序結(jié)果 for(k=0;k printf(“%3d”,R[k].key); printf(“n”); d=d/2; //遞減增量d } } void main(){ int i,k,n=10;KeyType a[]={9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};RecType R[MAXE];for(i=0;i R[i].key=a[i];printf(“初始關(guān)鍵字: ”);//輸出初始關(guān)鍵字序列 for(k=0;k printf(“%3d”,R[k].key);printf(“n”);ShellSort(R,n);printf(“最后結(jié)果: ”); //輸出初始關(guān)鍵字序列 for(k=0;k printf(“%3d”,R[k].key);printf(“nn”);}（2）結(jié)果如下圖所示： 3、設(shè)計一個程序exp10—3.cpp實現(xiàn)冒泡排序算法，并輸出{9,8,7,6,5,4,3,2,1,0}的排序過程。 （1）源程序如下所示： //文件名:exp10-3.cpp #include //線性表中最多元素個數(shù) typedef int KeyType;typedef char InfoType[10];typedef struct //記錄類型 { KeyType key; //關(guān)鍵字項 InfoType data; //其他數(shù)據(jù)項,類型為InfoType } RecType;void BubbleSort(RecType R[],int n)//冒泡排序算法 { int i,j,k;RecType temp;for(i=0;i { for(j=n-1;j>i;j--)//比較,找出本趟最小關(guān)鍵字的記錄 if(R[j].key { temp=R[j];//R[j]與R[j-1]進行交換,將最小關(guān)鍵字記錄前移 R[j]=R[j-1]; R[j-1]=temp; } printf(“i=%d,冒出的最小關(guān)鍵字:%d,結(jié)果為: ”,i,R[i].key);//輸出每一趟的排序結(jié)果 for(k=0;k printf(“%2d”,R[k].key); printf(“n”);} } void main(){ int i,k,n=10;KeyType a[]={9,8,7,6,5,4,3,2,1,0};RecType R[MAXE];for(i=0;i R[i].key=a[i];printf(“初始關(guān)鍵字: ”);//輸出初始關(guān)鍵字序列 for(k=0;k printf(“%2d”,R[k].key);printf(“n”);BubbleSort(R,n);printf(“最后結(jié)果: ”);//輸出初始關(guān)鍵字序列 for(k=0;k printf(“%2d”,R[k].key);printf(“n”);}（2）結(jié)果如下圖所示： 北京郵電大學 嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實驗報告 學院： 班級： 姓名： 學號： 序號： 目錄 一、實驗目的..............................................................................................1 二、實驗設(shè)備..............................................................................................1 三、基礎(chǔ)實驗（實驗一~實驗七）............................................................1 1.實驗五..................................................................................................1 2.實驗六..................................................................................................1 3.實驗七..................................................................................................1 四、驅(qū)動程序..............................................................................................5 1.設(shè)備驅(qū)動程序的概念..........................................................................5 2.驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)......................................................................................6 3.設(shè)備注冊和初始化..............................................................................7 4.設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)過程..................................................................8 五、基本接口實驗......................................................................................8 1.實驗十二簡單設(shè)備驅(qū)動程序..............................................................9 2.實驗十三 CPU GPIO驅(qū)動程序設(shè)計...................................................9 3.實驗十四中斷實驗...........................................................................10 4.實驗十五數(shù)碼管顯示實驗................................................................12 5.實驗十六 LED點陣驅(qū)動程序設(shè)計...................................................19 6.實驗十七 AD驅(qū)動實驗....................................................................23 7.實驗十八 DA驅(qū)動實驗....................................................................26 六、實驗中遇到的問題及解決方法........................................................30 七、實驗總結(jié)及心得................................................................................31 一、實驗目的 通過實驗熟悉Linux環(huán)境，并掌握一些基本接口驅(qū)動的寫法和用C語言編寫簡單的實驗程序。學習LINUX開發(fā)環(huán)境的搭建，通訊配置等。并熟練掌握LINUX驅(qū)動程序的編寫及開發(fā)流程。對嵌入式系統(tǒng)有進一步的了解。 二、實驗設(shè)備 1.一套PXA270EP嵌入式實驗箱 2.安裝Redhat9的宿主PC機，并且配置好ARM Linux的開發(fā)環(huán)境 三、基礎(chǔ)實驗（實驗一~實驗七） 實驗一～七為基礎(chǔ)實驗，目的是為后續(xù)實驗搭建好軟、硬件環(huán)境，配置好相關(guān)的協(xié)議、服務(wù)，并通過編寫最簡單的HelloWorld程序進行測試。由于后面的實驗都要依靠前面實驗的配置，故本段只著重敘述實驗七的具體實現(xiàn)。 1.實驗五 實驗五為宿主PC機配置了TFTP服務(wù)。TFTP(Trivial File Transfer Protocol)是簡單文件傳輸協(xié)議，由于特定開發(fā)環(huán)境的制約，這一服務(wù)是必須的。在配置完成后，每次重啟宿主PC機時，都須先輸入命令：service xinetd restart，以啟動TFTP服務(wù)。 2.實驗六 實驗六為宿主PC機配置了NFS服務(wù)。NFS(Network File System)指網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，它實現(xiàn)了文件在不同的系統(tǒng)間使用。當我們想用遠端檔案時，只需調(diào)用“mount”就可以遠端系統(tǒng)掛接在自己的檔案系統(tǒng)之下。每次重啟宿主PC機時，都須先輸入命令：service nfs restart，以啟動nfs服務(wù)。 3.實驗七 實驗七通過用c語言編寫的簡單程序HelloWorld，測試前面幾個實驗是否成功配置好環(huán)境，從超級終端可以看到HelloWorld程序的運行結(jié)果。 實驗步驟如下： 1)硬件連接： 連接宿主 PC 機和一臺 PXA270-RP目標板。2)打開宿主PC 機電源，進入 Linux操作系統(tǒng)。 3)啟動RedHat 9.0 的圖形界面，如下圖，若您是以 root 身份登陸在文本模式下，則輸入命令startx啟動圖形界面。進入RedHat 9.0 圖形界面后，打開一個終端窗（Terminal）。 4)輸入minicom然后回車，minicim設(shè)置為115200 8NI無流控。 5)打開PXA270_RP目標板電源，按目標板上的BOOT鍵，在minicom中應(yīng)該會看到如下圖： 6)在minicom終端窗口中，如圖，輸入下列四條命令 root ifconfig eth 192.168.0.50 up mount-o nolock 192.168.0.100：/ /mnt cd /mnt 此時，先將該窗口最小化，在后面的第 10 操作步驟中還將會回到該窗口中進行操作。 7)宿主機上打開一個終端窗口（Terminal），點擊【紅帽/System Tools/Terminal】啟動終端窗口，輸入下列 4 條命令： ① cd /home ②mkdir HW ③ cd HW ④ vi HelloWorld.c /*請您輸入程序 7.1 程序清單*/ 此時會顯示一個空白的屏幕，這條命令的含義是，使用 Vi 編輯器，對一個名叫HelloWorld.c的文件進行編輯，我們看到的空白窗口是對文件進行編輯的窗口，如下圖。就像在 Windows系統(tǒng)下面使用寫字板等一樣道理。 在 vi 里面先單擊鍵盤 A 鍵，然后左下角會變成—INSER。輸入程序的時候和其他編輯器是一樣的，如下圖。 當輸入程序完畢后，單擊鍵盤 Esc 鍵，然后按“：”（冒號）此時左下角會出現(xiàn)冒號然后輸入“wq”最后按“Enter”確認存盤退出 vi 編輯器，如下圖。 8)在上面同一個終端窗口中，輸入下列 2 條命令交叉編譯HelloWorld.c源程序，并查看生成的.o 目標文件，如圖 7-10，圖7-11： ① arm-linux-gcc–oHelloWorldHelloWorld.c ②ls 等到再次出現(xiàn)提示符，代表程序已經(jīng)正確編譯。如果此步出現(xiàn)錯誤信息，請查看錯誤信息，并且重新編輯原來的 C文件，修改錯誤。直到正確編譯。 9)重新打開第 7 步最小化的開有minicom的終端窗口，即到 PXA270-RP 目標板的mnt目錄下，請您輸入下列 3 條命令，運行HelloWorld編譯成功的HelloWorld目標程序： ① cd home/HW /*回到minicom中目標板的/mnt/home/HW目錄下*/ ②ls ③./ HelloWorld /*此時會看到如下圖*/ 四、驅(qū)動程序 1.設(shè)備驅(qū)動程序的概念 設(shè)備驅(qū)動程序?qū)嶋H是處理和操作硬件控制器的軟件，從本質(zhì)上講，是內(nèi)核中具有最高特權(quán)級的、駐留內(nèi)存的、可共享的底層硬件處理例程。驅(qū)動程序是內(nèi)核的一部分，是操作系統(tǒng)內(nèi)核與硬件設(shè)備的直接接口，驅(qū)動程序屏蔽了硬件的細節(jié)，完成以下功能： ?對設(shè)備初始化和釋放； ?對設(shè)備進行管理，包括實時參數(shù)設(shè)置，以及提供對設(shè)備的操作接口； ?讀取應(yīng)用程序傳送給設(shè)備文件的數(shù)據(jù)或者回送應(yīng)用程序請求的數(shù)據(jù)； ?檢測和處理設(shè)備出現(xiàn)的錯誤。 Linux操作系統(tǒng)將所有的設(shè)備全部看成文件，并通過文件的操作界面進行操作。對用戶程序而言，設(shè)備驅(qū)動程序隱藏了設(shè)備的具體細節(jié)，對各種不同設(shè)備提供了一致的接口，一般來說，是把設(shè)備映射為一個特殊的設(shè)備文件，用戶程序可以像對其他文件一樣對此設(shè)備文件進行操作。這意味著： ?由于每一個設(shè)備至少由文件系統(tǒng)的一個文件代表，因而都有一個“文件名”。?應(yīng)用程序通?？梢酝ㄟ^系統(tǒng)調(diào)用open()打開設(shè)備文件，建立起與目標設(shè)備的連接。 ?打開了代表著目標設(shè)備的文件，即建立起與設(shè)備的連接后，可以通過read()、write()、ioctl()等常規(guī)的文件操作對目標設(shè)備進行操作。 設(shè)備文件的屬性由三部分信息組成：第一部分是文件的類型，第二部分是一個主設(shè)備號，第三部分是一個次設(shè)備號。其中類型和主設(shè)備號結(jié)合在一起惟一地確定了設(shè)備文件驅(qū)動程序及其界面，而次設(shè)備號則說明目標設(shè)備是同類設(shè)備中的第幾個。 由于Linux 中將設(shè)備當做文件處理，所以對設(shè)備進行操作的調(diào)用格式與對文件的操作類似，主要包括open()、read()、write()、ioctl()、close()等。應(yīng)用程序發(fā)出系統(tǒng)調(diào)用命令后，會從用戶態(tài)轉(zhuǎn)到核心態(tài)，通過內(nèi)核將open()這樣的系統(tǒng)調(diào)用轉(zhuǎn)換成對物理設(shè)備的操作。 2.驅(qū)動程序結(jié)構(gòu) 一個設(shè)備驅(qū)動程序模塊的基本框架 在系統(tǒng)內(nèi)部，I/O設(shè)備的存取通過一組固定的入口點來進行，入口點也可以理解為設(shè)備的句柄，就是對設(shè)備進行操作的基本函數(shù)。字符型設(shè)備驅(qū)動程序提供如下幾個入口點： ? open入口點。打開設(shè)備準備I/O操作。對字符設(shè)備文件進行打開操作，都會調(diào)用設(shè)備的open入口點。open子程序必須對將要進行的I/O操作做好必要的準備工作，如清除緩沖區(qū)等。如果設(shè)備是獨占的，即同一時刻只能有一個程序訪問此設(shè)備，則open子程序必須設(shè)置一些標志以表示設(shè)備處于忙狀態(tài)。 ? close入口點。關(guān)閉一個設(shè)備。當最后一次使用設(shè)備完成后，調(diào)用close子程序。獨占設(shè)備必須標記設(shè)備方可再次使用。 ? read入口點。從設(shè)備上讀數(shù)據(jù)。對于有緩沖區(qū)的I/O操作，一般是從緩沖區(qū)里讀數(shù)據(jù)。對字符設(shè)備文件進行讀操作將調(diào)用read子程序。 ? write入口點。往設(shè)備上寫數(shù)據(jù)。對于有緩沖區(qū)的I/O操作，一般是把數(shù)據(jù)寫入緩沖區(qū)里。對字符設(shè)備文件進行寫操作將調(diào)用write子程序。 ?ioctl入口點。執(zhí)行讀、寫之外的操作。 select入口點。檢查設(shè)備，看數(shù)據(jù)是否可讀或設(shè)備是否可用于寫數(shù)據(jù)。select系統(tǒng)調(diào)用在檢查與設(shè)備文件相關(guān)的文件描述符時使用select入口點。 3.設(shè)備注冊和初始化 設(shè)備的驅(qū)動程序在加載的時候首先需要調(diào)用入口函數(shù)init_module()，該函數(shù)最重要的一個工作就是向內(nèi)核注冊該設(shè)備，對于字符設(shè)備調(diào)用register_chrdev()完成注冊。register_chrdev的定義為：intregister_chrdev(unsigned int major, const char *name, struct file_ operations *fops);其中，major是為設(shè)備驅(qū)動程序向系統(tǒng)申請的主設(shè)備號，如果為0，則系統(tǒng)為此驅(qū)動程序動態(tài)分配一個主設(shè)備號。name是設(shè)備名，fops是對各個調(diào)用的入口點說明。此函數(shù)返回0時表示成功；返回-EINVAL，表示申請的主設(shè)備號非法，主要原因是主設(shè)備號大于系統(tǒng)所允許的最大設(shè)備號；返回-EBUSY，表示所申請的主設(shè)備號正在被其他設(shè)備程序使用。如果動態(tài)分配主設(shè)備號成功，此函數(shù)將返回所分配的主設(shè)備號。如果register_chrdev()操作成功，設(shè)備名就會出現(xiàn)在/proc/dvices文件中。 Linux在/dev目錄中為每個設(shè)備建立一個文件，用ls–l命令列出函數(shù)返回值，若小于0，則表示注冊失??；返回0或者大于0的值表示注冊成功。注冊以后，Linux將設(shè)備名與主、次設(shè)備號聯(lián)系起來。當有對此設(shè)備名的訪問時，Linux通過請求訪問的設(shè)備名得到主、次設(shè)備號，然后把此訪問分發(fā)到對應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動，設(shè)備驅(qū)動再根據(jù)次設(shè)備號調(diào)用不同的函數(shù)。 當設(shè)備驅(qū)動模塊從Linux內(nèi)核中卸載，對應(yīng)的主設(shè)備號必須被釋放。字符設(shè)備在cleanup_ module()函數(shù)中調(diào)用unregister_chrdev()來完成設(shè)備的注銷。unregister_chrdev()的定義為：intunregister_chrdev(unsigned int major, const char *name);包括設(shè)備注冊在內(nèi)，設(shè)備驅(qū)動的初始化函數(shù)主要完成的功能是有以下5項。（1）對驅(qū)動程序管理的硬件進行必要的初始化。 對硬件寄存器進行設(shè)置。比如，設(shè)置中斷掩碼，設(shè)置串口的工作方式、并口的數(shù)據(jù)方向等。 （2）初始化設(shè)備驅(qū)動相關(guān)的參數(shù)。 一般說來，每個設(shè)備都要定義一個設(shè)備變量，用以保存設(shè)備相關(guān)的參數(shù)。在這一步驟里對設(shè)備變量中的項進行初始化。 （3）在內(nèi)核注冊設(shè)備。 調(diào)用register_chrdev()函數(shù)來注冊設(shè)備。（4）注冊中斷。 如果設(shè)備需要IRQ支持，則要使用request_irq()函數(shù)注冊中斷。（5）其他初始化工作。 初始化部分一般還負責給設(shè)備驅(qū)動程序申請包括內(nèi)存、時鐘、I/O端口等在內(nèi)的系統(tǒng)資源，這些資源也可以在open子程序或者其他地方申請。這些資源不用時，應(yīng)該釋放，以利于資源的共享。 若驅(qū)動程序是內(nèi)核的一部分，初始化函數(shù)則要按如下方式聲明： int __initchr_driver_init(void);其中__init是必不可少的，在系統(tǒng)啟動時會由內(nèi)核調(diào)用chr_driver_init，完成驅(qū)動程序的初始化。 當驅(qū)動程序是以模塊的形式編寫時，則要按照如下方式聲明： intinit_module(void)當運行后面介紹的insmod命令插入模塊時，會調(diào)用init_module函數(shù)完成初始化工作。 4.設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)過程 由于嵌入式設(shè)備由于硬件種類非常豐富，在默認的內(nèi)核發(fā)布版中不一定包括所有驅(qū)動程序。所以進行嵌入式Linux系統(tǒng)的開發(fā)，很大的工作量是為各種設(shè)備編寫驅(qū)動程序。除非系統(tǒng)不使用操作系統(tǒng)，程序直接操縱硬件。嵌入式Linux系統(tǒng)驅(qū)動程序開發(fā)與普通Linux開發(fā)沒有區(qū)別。可以在硬件生產(chǎn)廠家或者Internet上尋找驅(qū)動程序，也可以根據(jù)相近的硬件驅(qū)動程序來改寫，這樣可以加快開發(fā)速度。實現(xiàn)一個嵌入式Linux設(shè)備驅(qū)動的大致流程如下。 （1）查看原理圖，理解設(shè)備的工作原理。一般嵌入式處理器的生產(chǎn)商提供參考電路，也可以根據(jù)需要自行設(shè)計。 （2）定義設(shè)備號。設(shè)備由一個主設(shè)備號和一個次設(shè)備號來標識。主設(shè)備號惟一標識了設(shè)備類型，即設(shè)備驅(qū)動程序類型，它是塊設(shè)備表或字符設(shè)備表中設(shè)備表項的索引。次設(shè)備號僅由設(shè)備驅(qū)動程序解釋，區(qū)分被一個設(shè)備驅(qū)動控制下的某個獨立的設(shè)備。 （3）實現(xiàn)初始化函數(shù)。在驅(qū)動程序中實現(xiàn)驅(qū)動的注冊和卸載。（4）設(shè)計所要實現(xiàn)的文件操作，定義file_operations結(jié)構(gòu)。（5）實現(xiàn)所需的文件操作調(diào)用，如read、write等。 （6）實現(xiàn)中斷服務(wù)，并用request_irq向內(nèi)核注冊，中斷并不是每個設(shè)備驅(qū)動所必需的。 （7）編譯該驅(qū)動程序到內(nèi)核中，或者用insmod命令加載模塊。（8）測試該設(shè)備，編寫應(yīng)用程序，對驅(qū)動程序進行測試。 五、基本接口實驗 在完成了基本實驗后，我們開始著手基本接口實驗。在這些實驗中，我們學習如何編寫設(shè)備驅(qū)動程序，及如何用測試程序檢驗驅(qū)動程序是否正確，并通過改寫測試程序正常地對驅(qū)動程序進行相關(guān)操作。 1.實驗十二 簡單設(shè)備驅(qū)動程序 本次實驗的任務(wù)是編寫一個字符型設(shè)備驅(qū)動程序，并學習在應(yīng)用程序中調(diào)用驅(qū)動?？紤]到我們初次接觸驅(qū)動程序的編寫，對此還十分陌生，因此指導書中提供了本次實驗所要用到的程序源代碼。雖然這樣一個字符型設(shè)備驅(qū)動程序并沒有任何實際作用，但是它讓我們輕松掌握了嵌入式驅(qū)動的編寫過程，因為復雜繁瑣的驅(qū)動，其骨架都是相同的。因此，看懂本實驗的源代碼，學習并模仿其編寫方法，對于后續(xù)實驗有著非常重要的意義。 2.實驗十三 CPU GPIO驅(qū)動程序設(shè)計 在本實驗中，我們要編寫第一個針對實際硬件的驅(qū)動程序。我們知道，凡是操作系統(tǒng)控制外部設(shè)備，即使是最簡單的硬件電路，也是需要驅(qū)動的。本實驗涉及的外部硬件只有電阻和發(fā)光二極管。我們使用自己編寫的驅(qū)動程序與應(yīng)用程序控制 GPIO96的電平，通過 LED 的亮滅來判斷，是否 CPU 做出了正確的響應(yīng)。 補充代碼（1） //-------------------WRITE-----------------------ssize_tSIMPLE_GPIO_LED_write(struct file * file ,const char * buf, size_t count, loff_t * f_ops){ #ifdef OURS_GPIO_LED_DEBUG printk(“SIMPLE_GPIO_LED_write [--kernel--]n”); #endif return count;} 補充代碼（2） //-------------------OPEN------------------------ssize_tSIMPLE_GPIO_LED_open(structinode * inode ,struct file * file){ #ifdef OURS_GPIO_LED_DEBUG printk(“SIMPLE_GPIO_LED_open [--kernel--]n”); #endif MOD_INC_USE_COUNT; return 0;} 補充代碼（3） //------------------structfile_operationsGPIO_LED_ctl_ops ={ open:SIMPLE_GPIO_LED_open, read:SIMPLE_GPIO_LED_read, write:SIMPLE_GPIO_LED_write, ioctl:SIMPLE_GPIO_LED_ioctl, release:SIMPLE_GPIO_LED_release, };實驗作業(yè) 要求在目標板上LED閃爍產(chǎn)生亮7秒，滅2秒的效果 在測試程序中有這樣一段代碼： while(1){ ioctl(fd,LED_OFF);sleep(1); sleep(1);while(1){ ioctl(fd,LED_OFF);sleep(2); sleep(7);} 3.實驗十四 中斷實驗 // 滅2秒 // 亮7秒 ioctl(fd,LED_ON);} // 休眠1秒 ioctl(fd,LED_ON);只需將上面的代碼改為如下代碼即可： 在理論課中，我們學習了許多中斷方面的知識，包括中斷向量、中斷優(yōu)先級、中斷過程等。在PXA270系統(tǒng)里，中斷控制器分外部設(shè)備和 PXA270X 處理器設(shè)備產(chǎn)生的兩個層次的中斷，前者是初級的中斷源，后者是次級中斷源，大量的次級中斷源通常被映射為一個初級中斷源。 補充代碼1 voidshowversion(void){ printk(“*********************************************n”); printk(“t %s tn”, VERSION); printk(“*********************************************nn”); } static intSimpleINT_temp_count = 0;補充代碼2 //-------------------READ------------------------ssize_tSIMPLE_INT_read(struct file * file ,char * buf, size_t count, loff_t * f_ops){ #ifdef OURS_INT_DEBUG #endif return count;printk(“SIMPLE_INT_read [--kernel--]n”);} 補充代碼3 //-------------------WRITE-----------------------ssize_tSIMPLE_INT_write(struct file * file ,const char * buf, size_t count, loff_t * f_ops){ #ifdef OURS_INT_DEBUG } 補充代碼4 //------------------structfile_operationsINT_ctl_ops ={ open: SIMPLE_INT_open, read: SIMPLE_INT_read, #endif return count;printk(“SIMPL_INT_write [--kernel--]n”);write:SIMPLE_INT_write, ioctl:SIMPLE_INT_ioctl, release:SIMPLE_INT_release, }; 通過此實驗，我了解了硬件中斷管腳與中斷號的對應(yīng)關(guān)系，以及中斷號與中斷處理程序的對應(yīng)關(guān)系，對于今后編寫更為復雜的中斷程序打下基礎(chǔ)。 4.實驗十五 數(shù)碼管顯示實驗 在此實驗中，我們要編寫針對 74LV164 的驅(qū)動程序，并用其串并轉(zhuǎn)換功能來控制八段LED數(shù)碼管的顯示。 補充代碼1 voidshowversion(void){ printk(“*********************************************n”); printk(“t %s tn”, VERSION); printk(“*********************************************nn”); } 補充代碼2 //-------------------READ------------------------ssize_tSERIAL_LED_read(struct file * file ,char * buf, size_t count, loff_t * f_ops){ #ifdef OURS_HELLO_DEBUG } 補充代碼3 //-------------------WRITE-----------------------ssize_tSERIAL_LED_write(struct file * file ,const char * buf, size_t count, loff_t * f_ops)return count;printk(“SERIAL_LED_read [--kernel--]n”);#endif { #ifdef OURS_HELLO_DEBUG } 補充代碼4 //-------------------IOCTL-----------------------ssize_tSERIAL_LED_ioctl(structinode * inode ,struct file * file, unsigned intcmd, long data){ #ifdef OURS_HELLO_DEBUG #endif } 補充代碼5 //-------------------OPEN------------------------ssize_tSERIAL_LED_open(structinode * inode ,struct file * file){ #ifdef OURS_HELLO_DEBUG #endif return 0;} MOD_INC_USE_COUNT;printk(“SERIAL_LED_open [--kernel--]n”);return 0;printk(“SERIAL_LED_ioctl [--kernel--]n”);return count;#endif write_byte(* buf);printk(“SERIAL_LED_write [--kernel--]n”);補充代碼6 //-------------------RELEASE/CLOSE---------------ssize_tSERIAL_LED_release(structinode *inode ,struct file * file){ #ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“SERIAL_LED_release [--kernel--]n”); #endif MOD_DEC_USE_COUNT;return 0;} 補充代碼7 //------------------structfile_operationsSERIAL_LED_ops ={ open: SERIAL_LED_open，read: SERIAL_LED_read，write:SERIAL_LED_write，ioctl:SERIAL_LED_ioctl，release:SERIAL_LED_release, };補充代碼8 staticint __initHW_SERIAL_LED_init(void){ int ret =-ENODEV; ret = devfs_register_chrdev(SERIAL_LED_MAJOR, &SERIAL_LED_ops); showversion();if(ret < 0)“serial_led_ctl”，} { } else { } return ret;printk(“ pxa270 serial_led_driver register success！![--kernel--]n”);printk(“ pxa270 init_module failed with %dn [--kernel--]”, ret);return ret;補充代碼9 staticint __init pxa270_SERIAL_LED_init(void){ int ret =-ENODEV; printk(“pxa270_SERIAL_LED_init [--kernel--]n”); #endif ret = HW_SERIAL_LED_init();if(ret)return ret;return 0;} 補充代碼10 static void __exit cleanup_SERIAL_LED(void){ #ifdef OURS_HELLO_DEBUG #ifdef OURS_HELLO_DEBUG #endif } 補充代碼11 MODULE_DESCRIPTION(“serial_led driver module”); MODULE_AUTHOR(“l(fā)iduo”); MODULE_LICENSE(“GPL”); module_init(pxa270_SERIAL_LED_init);module_exit(cleanup_SERIAL_LED);使用測試程序看到的測試結(jié)果是數(shù)碼管按0-9顯示輸出。實驗作業(yè)要求在上述基礎(chǔ)上，分別實現(xiàn)一下兩個功能： ①要求您再編寫一個測試程序，實現(xiàn) PXA270-EP 目標板上的 LED 數(shù)碼管循環(huán)顯示的數(shù)字9-0。 ②要求您再編寫一個測試程序，實現(xiàn) PXA270-EP 目標板上的 LED 數(shù)碼管循環(huán)顯示的數(shù)字02468。 由于在測試程序中定義了數(shù)組buf[10]分別存儲了0-9是個數(shù)，因此上述功能的實現(xiàn)方法是，分別對測試程序做如下修改： 原測試程序： while(1){ for(count=0;count<10;count++){ data[0] = buf[count];ret=write(fd,data,1);sleep(1);} } 實現(xiàn)功能①： while(1){ for(count=9;count>=0;count--)} } 結(jié)果顯示 // 倒序顯示數(shù)字 { data[0] = buf[count];ret=write(fd,data,1);sleep(1);devfs_unregister_chrdev(SERIAL_LED_MAJOR, “serial_led”);printk(“cleanup_SERIAL_LED [--kernel--]n”);實現(xiàn)功能②： while(1){ for(count=0;count<9;count=count+2)} } 結(jié)果顯示 // 更改顯數(shù)順序 { data[0] = buf[count];ret=write(fd,data,1);sleep(1); 通過更改顯數(shù)的順序，很容易實現(xiàn)實驗作業(yè)里要求的功能。 5.實驗十六 LED點陣驅(qū)動程序設(shè)計 通過本實驗的操作，我們將 8X8 的點陣 LED 驅(qū)動起來并通過編寫測試程序，使其能夠按照您的意圖進行顯示。要求您還編寫更多的測試程序 補充代碼1 voidshowversion(void){ printk(“*********************************************n”);printk(“t %s tn”, VERSION);printk(“*********************************************nn”); } 補充代碼2 //-------------------READ------------------------ssize_tSIMPLE_LED_read(struct file * file ,char * buf, size_t count, loff_t * f_ops){ #ifdef OURS_LED_DEBUG #endif return count;printk(“SIMPLE_LED_read [--kernel--]n”);} 補充代碼3 //-------------------IOCTL-----------------------ssize_tSIMPLE_LED_ioctl(structinode * inode ,struct file * file, unsigned intcmd, long data){ #endif } 補充代碼4 //------------------structfile_operationsLED_ctl_ops ={ open: SIMPLE_LED_open, read: SIMPLE_LED_read, write: SIMPLE_LED_write, ioctl: SIMPLE_LED_ioctl, release:SIMPLE_LED_release, };補充代碼5 staticint __init pxa270_LED_CTL_init(void){ int ret =-ENODEV; printk(“pxa270_LED_CTL_init [--kernel--]n”); #endif ret = HW_LED_CTL_init();if(ret) return ret;#ifdef OURS_LED_DEBUG return 0;printk(“SIMPLE_LED_ioctl [--kernel--]n”);#ifdef OURS_LED_DEBUG return 0;} 補充代碼6 static void __exit cleanup_LED_ctl(void){ #ifdef OURS_LED_DEBUG #endif } ①要求您再編寫一個測試程序，實現(xiàn)按橫的方向隔行順序掃描 LED 點陣數(shù)碼管。 ②要求您再編寫一個測試程序，實現(xiàn)按豎的方向順序掃描 LED 點陣數(shù)碼管。作業(yè)一，隔行掃描： printk(“cleanup_LED_ctl [--kernel--]n”);outw(0x0000,ioremap_addr); devfs_unregister_chrdev(SIMPLE_LED_MAJOR, “l(fā)ed_ary_ctl”);for(i=1;i<=8;i2++){ buf[0]=c;buf[1]=~r;// row for(j=1;j<=8;j++){ } r = 1;c = c<<1; write(fd,buf,2); printf(“buf[0],buf[1]: [%x,%x]n”,buf[0],buf[1]);usleep(200000);// sleep 0.2 second r=r<<1; buf[1]=~r;// column 結(jié)果顯示 作業(yè)二，豎向掃描： for(i=1;i<=8;i++){ buf[0]=c;buf[1]=~r;// row for(j=1;j<=8;j++){ } r = 1;c = c<<1; write(fd,buf,2); printf(“buf[0],buf[1]: [%x,%x]n”,buf[0],buf[1]);usleep(200000);// sleep 0.2 second r=r<<1; buf[1]=~r;// column 結(jié)果顯示 6.實驗十七 AD驅(qū)動實驗 通過本實驗的操作，我們將 AD 轉(zhuǎn)換器驅(qū)動起來并通過編寫測試程序，使其能夠?qū)⒛M信號量按照我們的要求轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號量。為了更加清楚地理解 AD 轉(zhuǎn)換器的工作過程，請您再編寫一個測試程序，將 UCB_ADC_INP_AD0 換成其他通道，來觀察其他 AD 通道情況。 補充代碼1 voidshowversion(void){ printk(“%sn”,VERSION);} struct ucb1x00 *ad_ucb; 補充代碼2 //-------------------READ------------------------staticssize_tadctl_read(struct file * file ,char *buf, size_t count, loff_t *offset){ } 補充代碼3 //-------------------WRITE-----------------------ssize_tadctl_write(struct file * file ,const char *buf, size_t count, loff_t *offset){ #ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“writen”); #endif } 補充代碼4 //-------------------OPEN------------------------ssize_tadctl_open(structinode * inode ,struct file * file){ #ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“openn”); #endif } 補充代碼5 //-------------------RELEASE/CLOSE---------------ssize_tadctl_release(structinode *inode ,struct file * file){ #ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“releasen”); #endif return 0;return 0;return count;#ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“readn”);#endif return count;} 補充代碼6 staticstructfile_operationsadctl_ops = { };補充代碼7 //-------------------INIT------------------------staticint __initHW_AD_CTL_init(void){ return ret;} 補充代碼8 staticint __init pxa270_AD_CTL_init(void){ int ret =-ENODEV;#ifdef OURS_HELLO_DEBUG int ret =-ENODEV;ret = devfs_register_chrdev(ADCTL_MAJOR, “adctl”, &adctl_ops);showversion();ad_ucb=ucb1x00_get();if(ret < 0){ } else { } adctl_dev_handle = devfs_register(NULL, “ad_ctl”, DEVFS_FL_DEFAULT, printk(“adctl driver register success!n”);printk(“fail %dn”,ret);return 0;read: ioctl: adctl_read, adctl_ioctl, write: adctl_write, open: adctl_open, release:adctl_release，ADCTL_MAJOR, 0, S_IFCHR, &adctl_ops, NULL);printk(“initn”);#endif ret=HW_AD_CTL_init();if(ret)} 補充代碼9 static void __exit cleanup_AD_ctl(void){ } 7.實驗十八 DA驅(qū)動實驗 通過本實驗的操作，我們使用示波器看到了通過DA轉(zhuǎn)換而輸出的波形。在此基礎(chǔ)上，要求試寫一個實現(xiàn)輸出三角波的測試程序。 補充代碼1 #include } printk(“t %st n”,VERSION);printk(“*****************************n”);static long ioremap_addr;補充代碼3 //-------------------READ------------------------ssize_tSIMPLE_DA_read(struct file * file ,char * buf, size_t count, loff_t * f_ops){ #ifdef OURS_DA_DEBUG } 補充代碼4 //-------------------WRITE-----------------------ssize_tSIMPLE_DA_write(struct file * file ,const char * buf, size_t count, loff_t * f_ops){ printk(“SIMPLE_DA_write[--kernel--]n”); #endif return count;} 補充代碼5 //-------------------IOCTL-----------------------ssize_tSIMPLE_DA_ioctl(structinode * inode ,struct file * file, unsigned intcmd, outb(buf[0],ioremap_addr);#ifdef OURS_DA_DEBUG return count;#endif printk(“SIMPLE_DA_read[--kernel--]n”);long data){ #ifdef OURS_DA_DEBUG printk(“SIMPLE_DA_ioctl[--kernel--]n”); #endif return 0;} 補充代碼6 //-------------------OPEN------------------------ssize_tSIMPLE_DA_open(structinode * inode ,struct file * file){ #ifdef OURS_DA_DEBUG printk(“SIMPLE_DA_open [--kernel--]n”); MOD_INC_USE_COUNT;return 0; #endif } 補充代碼7 /------------------structfile_operationsDA_ctl_ops ={ read: SIMPLE_DA_read，}; 補充代碼8 release: SIMPLE_DA_release, ioctl: SIMPLE_DA_ioctl, write: SIMPLE_DA_write, //-------------------INIT------------------------staticint __initHW_DA_CTL_init(void){ int ret =-ENODEV; } 補充代碼9 staticint __init pxa270_DA_CTL_init(void){ int ret =-ENODEV; printk(“pxa270_DA_CTL_init [--kernel--]n”); #endif #ifdef OURS_DA_DEBUG } printk(“ pxa270 led_driver register success！![--kernel--]n”);{ else } return ret;printk(“ pxa270: init_module failed with %dn [--kernel--]”, ret);{ if(ret < 0)showversion();ret = devfs_register_chrdev(SIMPLE_DA_MAJOR, “da_ctl”, &DA_ctl_ops); ret = HW_DA_CTL_init();if(ret) return ret;return 0;} 補充代碼10 static void __exit cleanup_DA_ctl(void){ #endif } 補充代碼11 MODULE_DESCRIPTION(“DA_ctl driver module”);MODULE_AUTHOR(“l(fā)iduo”);MODULE_LICENSE(“GPL”);module_init(pxa270_DA_CTL_init);module_exit(cleanup_DA_ctl);printk(“cleanup_DA_ctl [--kernel--]n”);#ifdef OURS_DA_DEBUG 六、實驗中遇到的問題及解決方法 每一次上課重新啟動后，當需要將宿主PC機的根目錄掛在到PXA270-EP目標板的mnt目錄下（即在超級終端中輸入命令“mount –o soft,timeo=100,rsize=1024 192.168.0.100:/ /mnt”）時，常顯示無法掛載。 解決方法：在超級終端下的掛載命令應(yīng)該用”mount –o nolock 192.168.0.100:/ /mnt”，如果依然不能掛載需要重啟NFS服務(wù)，即在PC機終端中輸入命令”service nfs restart”兩遍后就可以掛載，當然有時候也可能是因為網(wǎng)線沒插好。 在每次重啟機器之后都需要將PC機終端的IP地址和開發(fā)板中的系統(tǒng)的IP地址設(shè)定正確，不然也無法掛載。 七、實驗總結(jié)及心得 本學期的所有實驗均在宿主PC機與PXA270-EP目標板上進行。在實驗中，我們先建立硬件實驗平臺，又建立主機軟件開發(fā)環(huán)境，接著為實驗進行各項配置，最后完成了各個實驗中的多種功能。值得注意的是，前期的硬件、軟件準備必須完整無誤地實現(xiàn)，后續(xù)的實驗才能順利進行。所以，打基礎(chǔ)的工作一定要仔細謹慎。后續(xù)實驗中雖然給出了驅(qū)動程序的框架，仍需要我們自己補充完整，并開動腦筋舉一反三，在原代碼的基礎(chǔ)上進行一定修改以實現(xiàn)新的功能。 通過這學期的實驗，我逐步完成了建立實驗軟件開發(fā)平臺，搭建實驗編譯軟件環(huán)境，在PC上編輯、編譯一個應(yīng)用程序，并且在嵌入式系統(tǒng)上運行和調(diào)試它的過程。在實驗中，不難發(fā)現(xiàn)，編譯驅(qū)動程序大體框架都是一樣的，比如里面的讀函數(shù)、寫函數(shù)、ioctl函數(shù)、打開、關(guān)閉以及函數(shù)模塊的初始化并且在超級終端上顯示出等。但所不同的是，要根據(jù)不同的實驗要求修改名稱，并且對其中必要的部分進行修改。 除此之外，我認為很多基礎(chǔ)知識對實驗的進行也起著非常大的作用，例如數(shù)碼管的顯示原理。在掌握了基礎(chǔ)知識之后，上機的過程會顯得相對簡單，尤其是代碼框架已經(jīng)給出，我們所以需要做的就是根據(jù)需要稍作改動來得到我們想要的結(jié)果。 在實驗過程中常常會遇到各種各樣的問題，剛開始時我不知如何是好，只能求助于老師和同學，后來隨著實驗的進行，我對實驗的內(nèi)容和虛擬機都有了一定的了解，遇到問題時也可以靜下心來思考其原因，自己嘗試各種方法去解決問題。整個實驗讓我了解了一套完整的嵌入式系統(tǒng)驅(qū)動程序開發(fā)的全過程，學到的內(nèi)容非常豐富，相信在學習了這些內(nèi)容后，在今后的學習工作中接觸到類似內(nèi)容，我不會感到無從下手，而是能夠有條不紊。 感謝老師的辛勤指導！第二篇：北郵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實驗報告 單鏈表
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