第一篇：北郵數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)報(bào)告
數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)報(bào)告
（三）姓名：學(xué)號：班級:
1.用Transact-SQL語句、數(shù)據(jù)導(dǎo)入、SQL Server Management Studio（企業(yè)管理器）輸入的方法對所給定的8張表的數(shù)據(jù)輸入到數(shù)據(jù)庫中。自行決定每張表的數(shù)據(jù)導(dǎo)入辦法，但每種方法各針對二或三張表。
? Transact-SQL語句： 導(dǎo)入department,student, student_course表。
insertinto department select*from openrowset
('microsoft.jep.oledb.4.0','excel 5.0;hdr=yes;database=D:課件數(shù)據(jù)庫database2.xls',department$);
insertinto student select*from openrowset
('microsoft.jep.oledb.4.0','excel 5.0;hdr=yes;database=D:課件數(shù)據(jù)庫database2.xls',student$);
insertinto student_course select*from openrowset
('microsoft.jep.oledb.4.0','excel 5.0;hdr=yes;database=D:課件數(shù)據(jù)庫database2.xls',student_course$);
? 數(shù)據(jù)導(dǎo)入：
操作：選中數(shù)據(jù)庫studentsdb，右鍵-任務(wù)-導(dǎo)入數(shù)據(jù)。導(dǎo)入book, class, course表。
SQL Server Management Studio： 操作：右鍵需要編輯的表，選擇編輯前200行。
Teacher:
Teacher_course_class:
導(dǎo)入結(jié)果： Book：
Class：
Course：
Department：
Student：
Student_course:
Teacher:
Teacher_course_class:
2.用Transact-SQL向Course表中插入一條記錄，course_name為空，看運(yùn)行的結(jié)果。
SQL語句：
INSERTINTO course VALUES('dep02_s002', null，'dep02_s002', '72', '5', '4');運(yùn)行結(jié)果：
分析：course_name有not null的約束，因此這條語句不能執(zhí)行。
3.用Transact-SQL修改Course表中credit為5的記錄，將其credit改為7, credit小于4的改為2，看運(yùn)行的結(jié)果。
SQL語句：
update course set credit=7 where credit=5;執(zhí)行結(jié)果：
分析：約束C1指定了credit的范圍為1至6.SQL語句：
update course set credit=2 where credit<4;執(zhí)行結(jié)果：
4.刪除一條學(xué)生記錄，看運(yùn)行結(jié)果，對運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行分析。SQL語句：
deletefrom student where student_id='g9940201';執(zhí)行結(jié)果：
分析：因?yàn)橛袇⒄胀暾约s束，不能刪除。
5.用Transact-SQL完成將編號為dep04_b001的課程的選修信息插入到一個新的選課信息表中。
SQL語句：
Creattablestudent_course2(course_idchar(20), student_idchar(20)gradeint, creditint, semesterint，school_yearchar(20)，primarykey(course_id,student_id));
insertintostudent_course2 select*fromstudent_course wherecourse_id='dep04_b001';執(zhí)行結(jié)果：
6.用Transact-SQL完成刪除單片機(jī)原理課程的選課信息，分析運(yùn)行結(jié)果。
SQL語句：
deletefrom student_course where course_id in(select course_id from course
where course_name='單片機(jī)原理')執(zhí)行結(jié)果： 分析：所有課程號為dep04_s003的課程被刪除。
本實(shí)驗(yàn)中遇到的問題和解決方法：
本實(shí)驗(yàn)的順利完成需要預(yù)先作很多準(zhǔn)備工作。以下就是我在遇到缺少組件accessdatabaseengine時的解決過程的記錄。
AccessDatabaseEngine的安裝
accessdatabaseengine用于和office連接，導(dǎo)入導(dǎo)出數(shù)據(jù)，本實(shí)驗(yàn)中需要導(dǎo)入excel文件。安裝配合office的版本，我安裝的是accessdatabaseengine2017(English)版本。安裝32位版本，因office2016是32位。之前誤操作安裝了不能使用的老舊版本accessdatabaseengine2007，通過控制面板-應(yīng)用程序卸載將其卸載了。安裝accessdatabaseengine依然報(bào)錯，是因?yàn)閙icrosoftofficeclicktorun阻礙sqlserver的一些功能，需要將其卸載。這是微軟推出的用于減少office打開速度的應(yīng)用程序，安裝office2016時會自動安裝上，原理是開機(jī)時將一部分內(nèi)容放到內(nèi)存中，因此打開文件時會更快一些。檢測自己的office是通過clickto run 還是MSI安裝的，可以在word中點(diǎn)擊文件-賬戶，查看產(chǎn)品信息，如果有下圖中“office更新”這個選項(xiàng)，則說明安裝過click to run。這個程序在控制面板-應(yīng)用程序中找不到，因此用刪除注冊表的方式卸載?？旖萱I“win+R”輸入“regedit”打開注冊表編輯器，左邊HKEY_CLASSES_ROOT-Installer-Product-00006開頭的選項(xiàng)，有四個。單擊這幾個選項(xiàng)，在右側(cè)查看詳細(xì)信息，可以看到ProductNam是Microsoft Access database engine 2007（我原來誤安裝的老版本）。刪除之前先備份注冊表。方法一：選中要刪除的文件，右鍵-導(dǎo)出，保存。只保存了要刪除的文件。方法二：注冊表編輯器，文件-導(dǎo)出，保存。保存了注冊表所有信息。這是因?yàn)槿绻`刪了重要文件會導(dǎo)致嚴(yán)重后果，可能需要重裝系統(tǒng)，留此備份是為了可以恢復(fù)系統(tǒng)。
備份完之后，選中要刪除的文件（00006開頭的四個），右鍵-刪除即可。回到Access database engine 32位的程序安裝包，安裝。我無法安裝64位，可能是因?yàn)閛ffice是32位。安裝成功之后就可以在sqlserver中導(dǎo)入excel文件了。
第二篇：北郵數(shù)據(jù)庫第一次實(shí)驗(yàn)報(bào)告
《數(shù)據(jù)庫原理》實(shí)驗(yàn)報(bào)告
實(shí)驗(yàn)名稱班
級組
號組員姓名 數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)平臺的安裝、數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建與維護(hù)實(shí)驗(yàn)
計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)8班2011211308
梁展偉、李安
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
1．通過對Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫的安裝和簡單使用：
(1)了解安裝Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫的軟硬件環(huán)境和安裝方法；(2)熟悉Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫相關(guān)使用；(3)熟悉Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫的構(gòu)成和相關(guān)工具；
(4)通過Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫的使用來理解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念。
2．通過創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫、并進(jìn)行相應(yīng)的維護(hù)，了解并掌握Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建和維護(hù)的不同方法和途徑，并通過這一具體的數(shù)據(jù)庫理解實(shí)際數(shù)據(jù)庫所包含的各要素。
二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境
Windows7下的Microsoft SQL Server 2012 standard edition。
三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟
一、Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫安裝
1．下載相應(yīng)版本。選擇實(shí)驗(yàn)室Windows XP或者Win7系統(tǒng)或者虛擬機(jī)（vmware）上自行安裝的操作系統(tǒng)或者是自己的機(jī)器之一安裝該版本的Microsoft SQL Server?？蛇x版本有Microsoft SQL Server 2005/2008或者2012的Express，Develop或者Enterprise等各版本。安裝時通?？赏瑫r安裝SQL Server Management Studio Express，以后建立數(shù)據(jù)庫等很方便。
2．練習(xí)啟動和停止數(shù)據(jù)庫服務(wù)。
打開控制面板|管理工具|服務(wù)，找出與所使用數(shù)據(jù)庫相關(guān)的服務(wù)，嘗試停止和啟動它們。再使用SQL Server Configuration Manager下的SQL Server Services選項(xiàng)進(jìn)行相關(guān)操作。最后保持這些服務(wù)為啟動狀態(tài)。如果這些服務(wù)沒有啟動，非?？赡軐?dǎo)致數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)無法工作，從而后續(xù)實(shí)驗(yàn)無法進(jìn)行。
二、熟悉Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫基本用戶界面：
1． 請運(yùn)行SQL Server Management Studio Express。熟悉數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基本用戶界面。
三、使用Microsoft SQL Server創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫: 1．Microsfot SQL Server數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建(1)了解數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的命令行操作界面：
編寫包含CREATE DATABASE命令的腳本文件，SQL Server Management Studio Express下打開該文件并執(zhí)行之。
如下圖，新創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫lian出現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫目錄中：
(2)SQL Server Management Studio Express下使用向?qū)?chuàng)建數(shù)據(jù)庫。并將創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫腳本保存到文件中。打開文件查看相應(yīng)命令。理解用戶界面上相關(guān)參數(shù)。后續(xù)實(shí)驗(yàn)也同樣的學(xué)習(xí)腳本和理解參數(shù)的要求。
連接參數(shù)的意義就是與其他的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行連接；查詢即使用數(shù)據(jù)庫查詢語言對已選擇數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢
(3)找出系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，查看其下的表及其它數(shù)據(jù)庫對象。
四、Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫維護(hù)
(1)對數(shù)據(jù)庫屬性和參數(shù)進(jìn)行查詢、相應(yīng)的修改和維護(hù)，內(nèi)容包括：
a)調(diào)整數(shù)據(jù)庫的大小，完成數(shù)據(jù)庫大小的增加、減小；
b)增加文件組；
c)修改日志文件的最大值；
d)查看數(shù)據(jù)庫的屬性值。
(2)數(shù)據(jù)庫的刪除
a)使用腳本文件刪除數(shù)據(jù)庫。
命令 drop database 如圖，先前的數(shù)據(jù)庫lian已被刪除：
b)使用SQL Server Management Studio Express刪除數(shù)據(jù)庫
直接右擊該數(shù)據(jù)庫，選擇刪除命令。
四、實(shí)驗(yàn)要求
1． Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫的安裝實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生在微機(jī)上安裝Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，為后續(xù)各個實(shí)驗(yàn)搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境。
2． 數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建與維護(hù)實(shí)驗(yàn)以GSM網(wǎng)絡(luò)配置數(shù)據(jù)庫為背景，要求面向具體應(yīng)用領(lǐng)域，利用Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫相關(guān)機(jī)制，創(chuàng)建并維護(hù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，為后續(xù)各個實(shí)驗(yàn)提供前期準(zhǔn)備。
3． 要求學(xué)生根據(jù)以上要求確定實(shí)驗(yàn)步驟，獨(dú)立完成以上實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。并在安裝和數(shù)據(jù)庫運(yùn)行后熟悉Microsoft SQL Server數(shù)據(jù)庫的各種運(yùn)行管理。
4．對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)和分析；給出完成以上實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的Transact_SQL語句，并對相應(yīng)的SQL語句進(jìn)行分析；說明建立的數(shù)據(jù)庫的相關(guān)內(nèi)容，和維護(hù)后的相關(guān)屬性的改變。
使用了create database 和 drop database這兩個語句，前者用來建立一個新的數(shù)據(jù)庫，包括其名稱、位置、以及日志文件的相關(guān)屬性定義；后者用來刪除之前建立好的數(shù)據(jù)庫，直接在其后面加上數(shù)據(jù)庫名稱即可。
通過修改維護(hù)相關(guān)屬性的操作之后，數(shù)據(jù)庫會做相應(yīng)的變化，例如添加屬性、修改大小等等。
5． 實(shí)驗(yàn)完成后完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。
五、實(shí)驗(yàn)總結(jié)
在實(shí)驗(yàn)中有哪些重要問題或者事件？你如何處理的？你的收獲是什么？有何建議和意見等等。
1、安裝時沒有出現(xiàn)任何問題，就是在一些插件的選擇以及用戶的添加上略微繁瑣，在使用SQL server配置管理器時，其中有一個服務(wù)無法直接手動打開，在網(wǎng)上查閱資料后使用高級選項(xiàng)中的操作才將其打開；
2、在使用腳本文件創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫時，確認(rèn)好編寫的代碼無誤后編譯還是會出錯，仔細(xì)檢查之后發(fā)現(xiàn)是冒號的打成了中文的，改正后運(yùn)行無誤；
首先，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫還是要多查閱資料，因?yàn)橛写罅康能浖僮?，所以熟悉軟件至關(guān)重要，其次，在做一些編碼的任務(wù)時，一定要細(xì)心，切不可再因?yàn)槭韬龃笠鈱?dǎo)致時間白白浪費(fèi)。
第三篇：北郵數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)報(bào)告[最終版]
數(shù)據(jù)庫實(shí)驗(yàn)報(bào)告
（四）姓名：學(xué)號：班級:
1.簡單查詢：
SQL語句：
select credit from course where course_name='SQL Server數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)';(1)查詢“數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)”課程的學(xué)分；
或者模糊查詢：
select credit from course where course_name like'%數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)';執(zhí)行結(jié)果：
(2)查詢選修了課程編號為“dep04_s004”的學(xué)生的學(xué)號和成績，并將成績按降序輸出；
SQL語句：
select student_id,grade from student_course where course_id='dep04_s003' orderby grade desc;執(zhí)行結(jié)果：
SQL語句：
select course_id,grade from student_course where student_id='g9940205';(3)查詢學(xué)號為“g9940205”的學(xué)生選修的課程編號和成績；
執(zhí)行結(jié)果：
(4)查詢選修了課程編號為“dep04_s001”且成績高于85分的學(xué)生的學(xué)號和成績。
SQL語句：
select student_id,grade from student_course where course_id='dep04_s001'and grade>'85';執(zhí)行結(jié)果：
2.在多表連接的查詢實(shí)驗(yàn)中，用Transact SQL語句完成以下查詢操作：(1)查詢選修了課程編號為“dep04_s002”且成績高于85分的學(xué)生的學(xué)號、姓名和成績；
SQL語句：
select student.student_id,student_name,grade from student,student_course where student.student_id=student_course.student_id and student_course.course_id='dep04_s002' and student_course.grade>'85';執(zhí)行結(jié)果：
SQL語句：
select student.student_id,student_name,course_name,grade from student,course,student_course where student.student_id=student_course.student_id and student_course.course_id=course.course_id;(2)查詢所有學(xué)生的學(xué)號、姓名、選修的課程名稱和成績；
執(zhí)行結(jié)果：
(3)查詢林紅同學(xué)選修的課程名稱、學(xué)分和成績。(考試成績>＝60 否則無學(xué)分。)
SQL語句：
select course_name,student_course.credit,grade from student,student_course,course where student_name='林紅'
and student.student_id=student_course.student_id and student_course.course_id=course.course_id;
有學(xué)分，3.在復(fù)雜查詢實(shí)驗(yàn)中，用Transact SQL語句完成以下查詢操作：
SQL語句：
select student.student_id,student_name from student,student_course where student.student_id=student_course.student_id groupby student.student_id,student_name havingcount(student_course.course_id)>=3;(1)查詢至少選修了三門課程的學(xué)生的學(xué)號和姓名；
執(zhí)行結(jié)果：
SQL語句：
selectavg(grade)from student_course where course_id='dep04_b001';(2)查詢選修課程號為“dep04_b001”的學(xué)生的平均成績； 執(zhí)行結(jié)果：
(3)查詢所有學(xué)生的學(xué)號和他選修課程的最高成績，要求他的選修課程中沒有成績?yōu)榭盏摹?/p>
SQL語句：
select student_id,max(grade)from student_course whereexists(select grade from student_course)groupby student_id;執(zhí)行結(jié)果：
(4)查詢嚴(yán)為老師2001/2002學(xué)年教的軟件開發(fā)技術(shù)課程的最高成績及此學(xué)生的學(xué)號、姓名、班級。
SQL語句：
select student.student_id,student_name,student.class_id,grade from teacher_course_class,teacher,course,student,student_course where teacher_course_class.teacher_id = teacher.teacher_id and teacher.teacher_name ='嚴(yán)為'and teacher_course_class.course_id = course.course_id and course.course_name ='軟件開發(fā)技術(shù)'and
teacher_course_class.course_id = student_course.course_id and student_course.student_id = student.student_id and teacher_course_class.school_year ='2001/2002'and student_course.grade>=all(select grade from student_course,course where student_course.course_id = course.course_id and
course.course_name ='軟件開發(fā)技術(shù)');執(zhí)行結(jié)果：
(5)查詢數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)課程用過的教材名稱，作者和出版社。
SQL語句：
select book_name,author,publish_company from book,course where course.book_id=book.book_id and course_name='SQL SERVER數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)';執(zhí)行結(jié)果：
(6)查詢計(jì)算機(jī)科學(xué)系講授過數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)的老師姓名和職稱。
SQL語句：
select teacher_name,profession from teacher,course,teacher_course_class,department where teacher.teacher_id = teacher_course_class.teacher_id and course.course_id = teacher_course_class.course_id and department.department_id = teacher.department_id and department.department_name ='計(jì)算機(jī)科學(xué)'and
course.course_name ='SQL Server數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)';執(zhí)行結(jié)果：
4.在嵌套查詢實(shí)驗(yàn)中，用Transact SQL語句完成以下查詢操作，要求寫嵌套查詢語句：
SQL語句：
select student_id,student_name from student where student_id in(select student_id from student_course where course_id in(select course_id from course where course_name ='軟件開發(fā)技術(shù)'));(1)查詢選修了軟件開發(fā)技術(shù)的學(xué)生的學(xué)號和姓名；
執(zhí)行結(jié)果：
SQL語句：
select student_id,student_name from student wherenotexists(select student_id from student_course(2)查詢沒有選修軟件開發(fā)技術(shù)的學(xué)生的學(xué)號和姓名； where course_id in(select course_id from course where course_name ='軟件開發(fā)技術(shù)'));執(zhí)行結(jié)果：
(3)查詢至少選修了學(xué)號為“g9940201”的學(xué)生所選修的所有課程的學(xué)生的學(xué)號和姓名。
SQL語句：
select student_id,student_name from student wherenotexists(select*
from student_course student_course1 where student_course1.student_id ='g9940201' andnotexists(select*
from student_course student_course2 where student.student_id=student_course2.student_id and student_course2.course_id = student_course1.course_id));執(zhí)行結(jié)果：
5.建立如下視圖：
學(xué)生選修課程信息視圖，包括以下內(nèi)容：
對（1）（2）內(nèi)容用企業(yè)管理器和SQL語句方式分別完成。1）學(xué)生學(xué)號、姓名、所在系、授課老師姓名、課程名稱、課程教材名稱、出版社、學(xué)分、選課成績
SQL語句：
Createview
view1(student_id,student_name,department_name,teacher_name,course_name, book_name,publish_name,credit,grade)asselectdistinct
student.student_id,student.student_name,department_name,teacher_name，course_name,book_name,publish_company,student_course.credit,student_course.grade from
student,course,department,student_course,teacher,teacher_course_class,book,class where
student.student_id=student_course.student_id and student.class_id=class.class_id and class.department_id=department.department_id and student_course.course_id=course.course_id and course.book_id=book.book_id and teacher.teacher_id=teacher_course_class.teacher_id and teacher_course_class.course_id=course.course_id
企業(yè)管理器：
Step1:右鍵視圖，選擇新建視圖。
Step2:添加涉及到的表。
Step3:選擇需要顯示的列。
Step4:右鍵視圖view1，選擇查看前1000行。
執(zhí)行結(jié)果：
SQL語句：
alterview
view1(student_id,student_name,department_name,teacher_name,course_name,book_name,publish_name,credit,grade,class_id)ASSELECT DISTINCT
student.student_id,student_name,department_name,teacher_name,course_name,book_name,publish_company,student_course.credit,student_course.grade,student.class_id FROM
student,student_course,course,teacher,teacher_course_class,book,department,class WHERE student.student_id=student_course.student_id and student.class_id=class.class_id and class.department_id=department.department_id and student_course.course_id=course.course_id and course.book_id=book.book_id and teacher.teacher_id=teacher_course_class.teacher_id and teacher_course_class.course_id=course.course_id 2）修改以上視圖，增加學(xué)生所在班級信息。
企業(yè)管理器：
勾選class表中的“所有列”。
執(zhí)行結(jié)果：
SQL語句：
select student_id,grade from view1 where course_name ='計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)';3）對以上視圖進(jìn)行相關(guān)的查詢操作：(1)查詢選修了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的學(xué)生的學(xué)號和成績；
執(zhí)行結(jié)果：
SQL語句：
select student_id,student_name,course_name,grade from view1(2)查詢所有學(xué)生的學(xué)號、姓名、選修的課程名稱和成績；
執(zhí)行結(jié)果：
SQL語句：
select student_id,student_name,course_name from view1 where teacher_name ='章紅';(3)查詢選修了章紅老師課程的學(xué)生的學(xué)號和姓名、課程名稱。
執(zhí)行結(jié)果：
第四篇：北郵嵌入式實(shí)驗(yàn)報(bào)告
北京郵電大學(xué)
嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
學(xué)院：
班級： 姓名： 學(xué)號：
序號：
目錄
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.............................................................................................1
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備..............................................................................................1
三、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)一~實(shí)驗(yàn)七）............................................................1
1.實(shí)驗(yàn)五..................................................................................................1 2.實(shí)驗(yàn)六..................................................................................................1 3.實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)......................................................................................8
1.實(shí)驗(yàn)十二簡單設(shè)備驅(qū)動程序..............................................................9 2.實(shí)驗(yàn)十三 CPU GPIO驅(qū)動程序設(shè)計(jì)...................................................9 3.實(shí)驗(yàn)十四中斷實(shí)驗(yàn)...........................................................................10 4.實(shí)驗(yàn)十五數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)................................................................12 5.實(shí)驗(yàn)十六 LED點(diǎn)陣驅(qū)動程序設(shè)計(jì)...................................................19 6.實(shí)驗(yàn)十七 AD驅(qū)動實(shí)驗(yàn)....................................................................23 7.實(shí)驗(yàn)十八 DA驅(qū)動實(shí)驗(yàn)....................................................................26
六、實(shí)驗(yàn)中遇到的問題及解決方法........................................................30
七、實(shí)驗(yàn)總結(jié)及心得................................................................................31
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
通過實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)程序。學(xué)習(xí)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(jìn)一步的了解。
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
1.一套PXA270EP嵌入式實(shí)驗(yàn)箱
2.安裝Redhat9的宿主PC機(jī)，并且配置好ARM Linux的開發(fā)環(huán)境
三、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)一~實(shí)驗(yàn)七）
實(shí)驗(yàn)一～七為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，目的是為后續(xù)實(shí)驗(yàn)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(jìn)行測試。由于后面的實(shí)驗(yàn)都要依靠前面實(shí)驗(yàn)的配置，故本段只著重?cái)⑹鰧?shí)驗(yàn)七的具體實(shí)現(xiàn)。
1.實(shí)驗(yàn)五
實(shí)驗(yàn)五為宿主PC機(jī)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(jī)時，都須先輸入命令：service xinetd restart，以啟動TFTP服務(wù)。
2.實(shí)驗(yàn)六
實(shí)驗(yàn)六為宿主PC機(jī)配置了NFS服務(wù)。NFS(Network File System)指網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，它實(shí)現(xiàn)了文件在不同的系統(tǒng)間使用。當(dāng)我們想用遠(yuǎn)端檔案時，只需調(diào)用“mount”就可以遠(yuǎn)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(jī)時，都須先輸入命令：service nfs restart，以啟動nfs服務(wù)。
3.實(shí)驗(yàn)七
實(shí)驗(yàn)七通過用c語言編寫的簡單程序HelloWorld，測試前面幾個實(shí)驗(yàn)是否成功配置好環(huán)境，從超級終端可以看到HelloWorld程序的運(yùn)行結(jié)果。
實(shí)驗(yàn)步驟如下： 1)硬件連接：
連接宿主 PC 機(jī)和一臺 PXA270-RP目標(biāo)板。2)打開宿主PC 機(jī)電源，進(jìn)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(jìn)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(biāo)板電源，按目標(biāo)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(jìn)行操作。
7)宿主機(jī)上打開一個終端窗口（Terminal），點(diǎn)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(jìn)行編輯，我們看到的空白窗口是對文件進(jìn)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(dāng)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(rèn)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(biāo)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(biāo)板的mnt目錄下，請您輸入下列 3 條命令，運(yùn)行HelloWorld編譯成功的HelloWorld目標(biāo)程序：
① cd home/HW
/*回到minicom中目標(biāo)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(xì)節(jié)，完成以下功能：
?對設(shè)備初始化和釋放；
?對設(shè)備進(jìn)行管理，包括實(shí)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(jìn)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(xì)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(jìn)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(biāo)設(shè)備的連接。
?打開了代表著目標(biāo)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(biāo)設(shè)備進(jìn)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(biāo)設(shè)備是同類設(shè)備中的第幾個。
由于Linux 中將設(shè)備當(dāng)做文件處理，所以對設(shè)備進(jìn)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(diǎn)來進(jìn)行，入口點(diǎn)也可以理解為設(shè)備的句柄，就是對設(shè)備進(jìn)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(diǎn)：
?
open入口點(diǎn)。打開設(shè)備準(zhǔn)備I/O操作。對字符設(shè)備文件進(jìn)行打開操作，都會調(diào)用設(shè)備的open入口點(diǎn)。open子程序必須對將要進(jìn)行的I/O操作做好必要的準(zhǔn)備工作，如清除緩沖區(qū)等。如果設(shè)備是獨(dú)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(biāo)志以表示設(shè)備處于忙狀態(tài)。
?
close入口點(diǎn)。關(guān)閉一個設(shè)備。當(dāng)最后一次使用設(shè)備完成后，調(diào)用close子程序。獨(dú)占設(shè)備必須標(biāo)記設(shè)備方可再次使用。
?
read入口點(diǎn)。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(jìn)行讀操作將調(diào)用read子程序。
?
write入口點(diǎn)。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(jìn)行寫操作將調(diào)用write子程序。
?ioctl入口點(diǎn)。執(zhí)行讀、寫之外的操作。
select入口點(diǎn)。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(diǎn)。
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(diǎn)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(dāng)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(dāng)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(xiàng)。（1）對驅(qū)動程序管理的硬件進(jìn)行必要的初始化。
對硬件寄存器進(jìn)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(xiàng)進(jìn)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(fù)責(zé)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(dāng)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(dāng)運(yùn)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(rèn)的內(nèi)核發(fā)布版中不一定包括所有驅(qū)動程序。所以進(jìn)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?？梢栽谟布a(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(shí)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(jì)。
（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(biāo)識。主設(shè)備號惟一標(biāo)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(xiàng)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(dú)立的設(shè)備。
（3）實(shí)現(xiàn)初始化函數(shù)。在驅(qū)動程序中實(shí)現(xiàn)驅(qū)動的注冊和卸載。（4）設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的文件操作，定義file_operations結(jié)構(gòu)。（5）實(shí)現(xiàn)所需的文件操作調(diào)用，如read、write等。
（6）實(shí)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(jìn)行測試。
五、基本接口實(shí)驗(yàn)
在完成了基本實(shí)驗(yàn)后，我們開始著手基本接口實(shí)驗(yàn)。在這些實(shí)驗(yàn)中，我們學(xué)習(xí)如何編寫設(shè)備驅(qū)動程序，及如何用測試程序檢驗(yàn)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(jìn)行相關(guān)操作。
1.實(shí)驗(yàn)十二 簡單設(shè)備驅(qū)動程序
本次實(shí)驗(yàn)的任務(wù)是編寫一個字符型設(shè)備驅(qū)動程序，并學(xué)習(xí)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(dǎo)書中提供了本次實(shí)驗(yàn)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(shí)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?yàn)閺?fù)雜繁瑣的驅(qū)動，其骨架都是相同的。因此，看懂本實(shí)驗(yàn)的源代碼，學(xué)習(xí)并模仿其編寫方法，對于后續(xù)實(shí)驗(yàn)有著非常重要的意義。
2.實(shí)驗(yàn)十三 CPU GPIO驅(qū)動程序設(shè)計(jì)
在本實(shí)驗(yàn)中，我們要編寫第一個針對實(shí)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(shí)驗(yàn)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(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)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(shí)驗(yàn)作業(yè)
要求在目標(biāo)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(shí)驗(yàn)十四
中斷實(shí)驗(yàn)
// 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(xué)習(xí)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(bǔ)充代碼1 voidshowversion(void){ printk(“*********************************************n”);
printk(“t %s tn”, VERSION);
printk(“*********************************************nn”);
} static intSimpleINT_temp_count = 0;補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)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(shí)驗(yàn)，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(fù)雜的中斷程序打下基礎(chǔ)。
4.實(shí)驗(yàn)十五
數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)
在此實(shí)驗(yàn)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(bǔ)充代碼1 voidshowversion(void){ printk(“*********************************************n”);
printk(“t %s tn”, VERSION);
printk(“*********************************************nn”);
} 補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)充代碼4 //-------------------IOCTL-----------------------ssize_tSERIAL_LED_ioctl(structinode * inode ,struct file * file, unsigned intcmd, long data){ #ifdef OURS_HELLO_DEBUG
#endif
} 補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)充代碼10 static void __exit cleanup_SERIAL_LED(void){ #ifdef OURS_HELLO_DEBUG #ifdef OURS_HELLO_DEBUG
#endif }
補(bǔ)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(shí)驗(yàn)作業(yè)要求在上述基礎(chǔ)上，分別實(shí)現(xiàn)一下兩個功能：
①要求您再編寫一個測試程序，實(shí)現(xiàn) PXA270-EP 目標(biāo)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(shí)現(xiàn) PXA270-EP 目標(biāo)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)作業(yè)里要求的功能。
5.實(shí)驗(yàn)十六 LED點(diǎn)陣驅(qū)動程序設(shè)計(jì)
通過本實(shí)驗(yàn)的操作，我們將 8X8 的點(diǎn)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(jìn)行顯示。要求您還編寫更多的測試程序
補(bǔ)充代碼1 voidshowversion(void){ printk(“*********************************************n”);printk(“t %s tn”, VERSION);printk(“*********************************************nn”);
} 補(bǔ)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(bǔ)充代碼3 //-------------------IOCTL-----------------------ssize_tSIMPLE_LED_ioctl(structinode * inode ,struct file * file, unsigned intcmd, long data){
#endif
} 補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)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(shí)現(xiàn)按橫的方向隔行順序掃描 LED 點(diǎn)陣數(shù)碼管。
②要求您再編寫一個測試程序，實(shí)現(xiàn)按豎的方向順序掃描 LED 點(diǎn)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(shí)驗(yàn)十七 AD驅(qū)動實(shí)驗(yàn)
通過本實(shí)驗(yàn)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(bǔ)充代碼1 voidshowversion(void){ printk(“%sn”,VERSION);} struct ucb1x00 *ad_ucb;
補(bǔ)充代碼2 //-------------------READ------------------------staticssize_tadctl_read(struct file * file ,char *buf, size_t count, loff_t *offset){
} 補(bǔ)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(bǔ)充代碼4 //-------------------OPEN------------------------ssize_tadctl_open(structinode * inode ,struct file * file){
#ifdef OURS_HELLO_DEBUG printk(“openn”);
#endif
}
補(bǔ)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(bǔ)充代碼6 staticstructfile_operationsadctl_ops = {
};補(bǔ)充代碼7 //-------------------INIT------------------------staticint __initHW_AD_CTL_init(void){
return ret;}
補(bǔ)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(bǔ)充代碼9 static void __exit cleanup_AD_ctl(void){
}
7.實(shí)驗(yàn)十八 DA驅(qū)動實(shí)驗(yàn)
通過本實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)輸出三角波的測試程序。
補(bǔ)充代碼1 #include
} printk(“t %st n”,VERSION);printk(“*****************************n”);static long ioremap_addr;補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)充代碼7 /------------------structfile_operationsDA_ctl_ops ={
read: SIMPLE_DA_read，};
補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)充代碼10 static void __exit cleanup_DA_ctl(void){
#endif } 補(bǔ)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(shí)驗(yàn)中遇到的問題及解決方法
每一次上課重新啟動后，當(dāng)需要將宿主PC機(jī)的根目錄掛在到PXA270-EP目標(biāo)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(jī)終端中輸入命令”service nfs restart”兩遍后就可以掛載，當(dāng)然有時候也可能是因?yàn)榫W(wǎng)線沒插好。
在每次重啟機(jī)器之后都需要將PC機(jī)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(shí)驗(yàn)總結(jié)及心得
本學(xué)期的所有實(shí)驗(yàn)均在宿主PC機(jī)與PXA270-EP目標(biāo)板上進(jìn)行。在實(shí)驗(yàn)中，我們先建立硬件實(shí)驗(yàn)平臺，又建立主機(jī)軟件開發(fā)環(huán)境，接著為實(shí)驗(yàn)進(jìn)行各項(xiàng)配置，最后完成了各個實(shí)驗(yàn)中的多種功能。值得注意的是，前期的硬件、軟件準(zhǔn)備必須完整無誤地實(shí)現(xiàn)，后續(xù)的實(shí)驗(yàn)才能順利進(jìn)行。所以，打基礎(chǔ)的工作一定要仔細(xì)謹(jǐn)慎。后續(xù)實(shí)驗(yàn)中雖然給出了驅(qū)動程序的框架，仍需要我們自己補(bǔ)充完整，并開動腦筋舉一反三，在原代碼的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定修改以實(shí)現(xiàn)新的功能。
通過這學(xué)期的實(shí)驗(yàn)，我逐步完成了建立實(shí)驗(yàn)軟件開發(fā)平臺，搭建實(shí)驗(yàn)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(yùn)行和調(diào)試它的過程。在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)要求修改名稱，并且對其中必要的部分進(jìn)行修改。
除此之外，我認(rèn)為很多基礎(chǔ)知識對實(shí)驗(yàn)的進(jìn)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(jī)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(shí)驗(yàn)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(xué)，后來隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，我對實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和虛擬機(jī)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(shí)驗(yàn)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(xué)到的內(nèi)容非常豐富，相信在學(xué)習(xí)了這些內(nèi)容后，在今后的學(xué)習(xí)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(dǎo)！
第五篇：北郵嵌入式實(shí)驗(yàn)報(bào)告
嵌入式系統(tǒng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)報(bào)告
班
級: 姓
名: 班內(nèi)序號: 學(xué)
號: 日
期:
目錄
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.............................................................................................1
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備..............................................................................................1
三、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)一~實(shí)驗(yàn)七）............................................................1
1.實(shí)驗(yàn)五..................................................................................................2 2.實(shí)驗(yàn)六..................................................................................................2 3.實(shí)驗(yàn)七..................................................................................................2
四、驅(qū)動程序..............................................................................................3
1.設(shè)備驅(qū)動程序的概念..........................................................................3 2.驅(qū)動程序結(jié)構(gòu)......................................................................................3 3.設(shè)備注冊和初始化..............................................................................4 4.設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)過程..................................................................6
五、基本接口實(shí)驗(yàn)......................................................................................6
1.實(shí)驗(yàn)十二 簡單設(shè)備驅(qū)動程序............................................................6 2.實(shí)驗(yàn)十三 CPU GPIO驅(qū)動程序設(shè)計(jì)...................................................7 3.實(shí)驗(yàn)十四 中斷實(shí)驗(yàn)...........................................................................8 4.實(shí)驗(yàn)十五 數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)................................................................9 5.實(shí)驗(yàn)十六 LED點(diǎn)陣驅(qū)動程序設(shè)計(jì)...................................................11 6.實(shí)驗(yàn)十七 AD驅(qū)動實(shí)驗(yàn)....................................................................12 7.實(shí)驗(yàn)十八 DA驅(qū)動實(shí)驗(yàn)....................................................................13
六、實(shí)驗(yàn)中遇到的問題及解決方法........................................................15
七、實(shí)驗(yàn)總結(jié)及心得................................................................................15
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
通過實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)程序。學(xué)習(xí)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(jìn)一步的了解。
二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
1.一套PXA270EP嵌入式實(shí)驗(yàn)箱
2.安裝Redhat9的宿主PC機(jī)，并且配置好ARM Linux的開發(fā)環(huán)境
三、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)一~實(shí)驗(yàn)七）
實(shí)驗(yàn)一到六為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，主要是為了在熟悉實(shí)驗(yàn)操作平臺的同時為后續(xù)實(shí)驗(yàn)搭建好軟、硬件環(huán)境，配置好相關(guān)的協(xié)議、服務(wù)。
其中實(shí)驗(yàn)一是各個硬件的互聯(lián)，搭建好了實(shí)驗(yàn)的硬件環(huán)境。實(shí)驗(yàn)二是在宿主PC端安裝虛擬機(jī)，提供了實(shí)驗(yàn)需要的Linux操作系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)三是宿主PC端開發(fā)環(huán)境的安裝與配置。
實(shí)驗(yàn)四是配置宿主PC機(jī)端的超級終端，使PC機(jī)與PXA270目標(biāo)板之間可以通過串口通訊。在每次重啟宿主PC機(jī)時，都需要重新將超級終端掛載到虛擬機(jī)上，掛載之前須通過ifconfig命令查看該機(jī)的IP地址，若其已經(jīng)復(fù)位，須用命令：ifconfig eth0 192.168.0.100 up重置宿主PC機(jī)的IP地址。掛載虛擬機(jī)的代碼為：
root ifconfig eth0 192.168.0.50 up mount –o nolock 192.168.0.100:/ /mnt 實(shí)驗(yàn)五是配置宿主PC機(jī)的TFTP服務(wù)。TFTP是簡單文件傳輸協(xié)議。每次重啟宿主PC機(jī)時，都要重啟該服務(wù)，重啟命令為：
service xinetd restart。
實(shí)驗(yàn)六是配置宿主PC機(jī)端NFS服務(wù)。NFS是指網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，它實(shí)現(xiàn)了文件在不同的系統(tǒng)間使用。當(dāng)使用者想用遠(yuǎn)端檔案時，只需調(diào)用“mount”就可以遠(yuǎn)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(jī)時，也都要重啟該服務(wù)，重啟命令為: service nfs restart service nfs restart
1.實(shí)驗(yàn)五
實(shí)驗(yàn)五為宿主PC機(jī)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(jī)時，都須先輸入命令：service xinetd restart，以啟動TFTP服務(wù)。
2.實(shí)驗(yàn)六
實(shí)驗(yàn)六為宿主PC機(jī)配置了NFS服務(wù)。NFS(Network File System)指網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，它實(shí)現(xiàn)了文件在不同的系統(tǒng)間使用。當(dāng)我們想用遠(yuǎn)端檔案時，只需調(diào)用“mount”就可以遠(yuǎn)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(jī)時，都須先輸入命令：service nfs restart，以啟動nfs服務(wù)。
3.實(shí)驗(yàn)七
實(shí)驗(yàn)七通過用c語言編寫的簡單程序HelloWorld，測試前面幾個實(shí)驗(yàn)是否成功配置好環(huán)境，從超級終端可以看到HelloWorld程序的運(yùn)行結(jié)果。
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(xì)節(jié)，完成以下功能：
? 對設(shè)備初始化和釋放；
? 對設(shè)備進(jìn)行管理，包括實(shí)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(jìn)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(xì)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(jìn)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(biāo)設(shè)備的連接。
? 打開了代表著目標(biāo)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(biāo)設(shè)備進(jìn)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(biāo)設(shè)備是同類設(shè)備中的第幾個。
由于Linux 中將設(shè)備當(dāng)做文件處理，所以對設(shè)備進(jìn)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(diǎn)來進(jìn)行，入口點(diǎn)也可以理解為設(shè)備的句柄，就是對設(shè)備進(jìn)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(diǎn)：
?
open入口點(diǎn)。打開設(shè)備準(zhǔn)備I/O操作。對字符設(shè)備文件進(jìn)行打開操作，都會調(diào)用設(shè)備的open入口點(diǎn)。open子程序必須對將要進(jìn)行的I/O操作做好必要的準(zhǔn)備工作，如清除緩沖區(qū)等。如果設(shè)備是獨(dú)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(biāo)志以表示設(shè)備處于忙狀態(tài)。
?
close入口點(diǎn)。關(guān)閉一個設(shè)備。當(dāng)最后一次使用設(shè)備完成后，調(diào)用close子程序。獨(dú)占設(shè)備必須標(biāo)記設(shè)備方可再次使用。
?
read入口點(diǎn)。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(jìn)行讀操作將調(diào)用read子程序。
?
write入口點(diǎn)。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(jìn)行寫操作將調(diào)用write子程序。
?
ioctl入口點(diǎn)。執(zhí)行讀、寫之外的操作。
select入口點(diǎn)。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(diǎn)。
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：int register_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(diǎn)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?。环祷?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(dāng)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(dāng)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：int unregister_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(xiàng)。（1）對驅(qū)動程序管理的硬件進(jìn)行必要的初始化。
對硬件寄存器進(jìn)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(xiàng)進(jìn)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(fù)責(zé)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 __init chr_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(dāng)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： int init_module(void)當(dāng)運(yùn)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(rèn)的內(nèi)核發(fā)布版中不一定包括所有驅(qū)動程序。所以進(jìn)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(shí)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(jì)。
（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(biāo)識。主設(shè)備號惟一標(biāo)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(xiàng)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(dú)立的設(shè)備。
（3）實(shí)現(xiàn)初始化函數(shù)。在驅(qū)動程序中實(shí)現(xiàn)驅(qū)動的注冊和卸載。（4）設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的文件操作，定義file_operations結(jié)構(gòu)。（5）實(shí)現(xiàn)所需的文件操作調(diào)用，如read、write等。
（6）實(shí)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(jìn)行測試。
五、基本接口實(shí)驗(yàn)
在完成了基本實(shí)驗(yàn)后，我們開始著手基本接口實(shí)驗(yàn)。在這些實(shí)驗(yàn)中，我們學(xué)習(xí)如何編寫設(shè)備驅(qū)動程序，及如何用測試程序檢驗(yàn)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(jìn)行相關(guān)操作。
1.實(shí)驗(yàn)十二 簡單設(shè)備驅(qū)動程序
本次實(shí)驗(yàn)的任務(wù)是編寫一個字符型設(shè)備驅(qū)動程序，并學(xué)習(xí)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(dǎo)書中提供了本次實(shí)驗(yàn)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(shí)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?yàn)閺?fù)雜繁瑣的驅(qū)動，其骨架都是相同的。因此，看懂本實(shí)驗(yàn)的源代碼，學(xué)習(xí)并模仿其編寫方
法，對于后續(xù)實(shí)驗(yàn)有著非常重要的意義。
2.實(shí)驗(yàn)十三 CPU GPIO驅(qū)動程序設(shè)計(jì)
在本實(shí)驗(yàn)中，我們要編寫第一個針對實(shí)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(shí)驗(yàn)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)。
實(shí)驗(yàn)第一步是編寫 PXA270 GPIO 驅(qū)動程序。驅(qū)動的寫法參照實(shí)驗(yàn)十二，大體相同，主要區(qū)別如下：
//-------------------控制IO設(shè)備-----------------------switch(cmd){ case LED_ON : {GPCR3 |= 0x1;break;} 為1 case LED_OFF: {GPSR3 |= 0x1;break;} 為1
default :
{
//如果cmd=LED_OFF，那么GPSR3置//如果cmd=LED_ON，那么GPCR3置printk(“l(fā)cd control : no cmd run [--kernel--]n”);return(-EINVAL);} //-------------------驅(qū)動程序初始化--------------------------GPDR3 |= 0x00000001;//設(shè)置GPIO96輸出模式：開燈 GPSR3 |= 0x00000001;// 關(guān)燈
對Makefile中的目標(biāo)體和依賴文件也要做相應(yīng)的修改，此處省略。在測試程序中有這樣一段代碼： while(1){ ioctl(fd, LED_OFF);sleep(1);
// 休眠1秒
ioctl(fd,LED_ON);sleep(1);}
實(shí)驗(yàn)作業(yè)要求在目標(biāo)板上LED閃爍產(chǎn)生亮7秒，滅5秒的效果，很容易實(shí)現(xiàn)，只需將上面的代碼改為如下代碼即可：
while(1){ ioctl(fd, LED_OFF);sleep(5);
sleep(7);}
// 滅5秒 // 亮7秒 ioctl(fd,LED_ON);
3.實(shí)驗(yàn)十四
中斷實(shí)驗(yàn)
在理論課中，我們學(xué)習(xí)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。
在此實(shí)驗(yàn)中，我們要編寫一個中斷程序，利用目標(biāo)板上的按鍵SW2來產(chǎn)生中斷，使得當(dāng)每次按下此按鍵時，在超級終端上打印出響應(yīng)的信息。編寫中斷程序與前兩個實(shí)驗(yàn)的主要區(qū)別如下：
/*--------------------------初始化
request_irq申請硬件中斷，參數(shù)包括申請的硬件中斷號、設(shè)備id、中斷處理的
一些屬性(SA_INTERRUPT是快速處理程序，調(diào)用時屏蔽所有中斷)等
-----------------*/ ret = request_irq(SIMPLE_INT_IRQ, &SIMPLE_INT_interrupt, SA_INTERRUPT, “int_ctl”, NULL);//--------------------卸載，對應(yīng)request_irq釋放中斷---------------------free_irq(SIMPLE_INT_IRQ,NULL);通過此實(shí)驗(yàn)，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(fù)雜的中斷程序打下基礎(chǔ)。
4.實(shí)驗(yàn)十五
數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)
在此實(shí)驗(yàn)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。
在編寫驅(qū)動程序時，主要有以下需要注意的： // 按位寫入
void write_bit(int data){
{ } else
{GPCR2 |=(0x1 << 26);
GPCR2 |=(0x1 << 27);GPSR2 |=(0x1 << 26);if((data & 0x80)== 0x80)
}
GPSR2 |=(0x1 << 27);} // 按字節(jié)寫，一次寫8位
void write_byte(int data){ { } } int i;
write_bit(data << i);for(i=0;i<8;i++)
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(shí)驗(yàn)作業(yè)要求在上述基礎(chǔ)上，分別實(shí)現(xiàn)一下兩個功能：
① 要求您再編寫一個測試程序，實(shí)現(xiàn) PXA270-EP 目標(biāo)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(shí)現(xiàn) PXA270-EP 目標(biāo)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(shí)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(shí)現(xiàn)功能①：
while(1){ { } } for(count=9;count>=0;count--)// 倒序顯示數(shù)字
data[0] = buf[count];ret=write(fd,data,1);sleep(1);
實(shí)現(xiàn)功能②：
while(1){ { } } for(count=0;count<9;count=count+2)// 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(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)作業(yè)里要求的功能。
5.實(shí)驗(yàn)十六 LED點(diǎn)陣驅(qū)動程序設(shè)計(jì)
通過本實(shí)驗(yàn)的操作，我們將 8X8 的點(diǎn)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(jìn)行顯示。要求您還編寫更多的測試程序
① 要求您再編寫一個測試程序，實(shí)現(xiàn)按橫的方向隔行順序掃描 LED 點(diǎn)陣數(shù)碼管。
② 要求您再編寫一個測試程序，實(shí)現(xiàn)按豎的方向順序掃描 LED 點(diǎn)陣數(shù)碼管。作業(yè)一，隔行掃描：
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
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
6.實(shí)驗(yàn)十七 AD驅(qū)動實(shí)驗(yàn)
通過本實(shí)驗(yàn)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。
主要代碼：
for(i=0;i<50;i++){ val0 = ioctl(fd,UCB_ADC_INP_AD1,0);usleep(100);val1 = ioctl(fd,UCB_ADC_INP_AD0,0);
usleep(100);val2 = ioctl(fd,UCB_ADC_INP_AD2,0);usleep(100);
7.實(shí)驗(yàn)十八 DA驅(qū)動實(shí)驗(yàn)
通過本實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)輸出三角波的測試程序。
主要代碼：
while(flag_func_run == FUNC_RUN){ print_prompt();// print select functions scanf(“%d”,&flag_select_func);// user input select getchar();// get ENTER
switch(flag_select_func){ case DA_SIN : {da_create_sin(fd);break;} case DA_FANG case FUNC_QUIT :
{ flag_func_run = FUNC_NOT_RUN;printf(“Quit DA function.byebyen”);break;} case DA_TRI :{da_create_tri(fd);break;} default : { printf(“input = %xn”,flag_select_func);printf(“statys = %xn”,flag_func_run);
: {da_create_fang(fd);break;} printf(“--please input your select use 1 to 4--n”);} }
六、實(shí)驗(yàn)中遇到的問題及解決方法
每一次上課重新啟動后，當(dāng)需要將宿主PC機(jī)的根目錄掛在到PXA270-EP目標(biāo)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(jī)終端中輸入命令”service nfs restart”兩遍后就可以掛載，當(dāng)然有時候也可能是因?yàn)榫W(wǎng)線沒插好。
在每次重啟機(jī)器之后都需要將PC機(jī)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(shí)驗(yàn)總結(jié)及心得
本學(xué)期的所有實(shí)驗(yàn)均在宿主PC機(jī)與PXA270-EP目標(biāo)板上進(jìn)行。通過這些為數(shù)不多課時的實(shí)驗(yàn)，我逐步完成了建立實(shí)驗(yàn)軟件開發(fā)平臺，搭建實(shí)驗(yàn)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(yùn)行和調(diào)試它的過程。在實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)要求修改名稱，并且對其中必要的部分進(jìn)行修改。
除此之外，我認(rèn)為很多基礎(chǔ)知識對實(shí)驗(yàn)的進(jìn)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(jī)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。
之后，我們又進(jìn)行了更加深入的應(yīng)用試驗(yàn)，如人機(jī)接口方面的鍵盤驅(qū)動實(shí)驗(yàn)、LCD控制實(shí)驗(yàn)和觸摸屏數(shù)據(jù)采集與控制實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用方面的多線程應(yīng)用實(shí)驗(yàn)等。由于涉及到嵌入式實(shí)驗(yàn)板的開發(fā)，我們在之前實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上自己動手編寫了程序，對算法和開發(fā)環(huán)境有了更深入的掌握，在自我與互相學(xué)習(xí)中解決了許多問題，受益匪淺。
整個實(shí)驗(yàn)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(xué)到的內(nèi)容非常豐富，相信在學(xué)習(xí)了這些內(nèi)容后，在今后的學(xué)習(xí)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(dǎo)！
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