第一篇：嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)一 嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境的建立

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

通過(guò)此實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，讀者可以了解嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) uC/OS-II 的內(nèi)核機(jī)制和運(yùn)行原理。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)展示了 uC/OS-II 各方面的管理功能，包括信號(hào)量、隊(duì)列、內(nèi)存、時(shí)鐘等。在各個(gè)實(shí)驗(yàn)中具體介紹了 uC/OS-II 的相關(guān)函數(shù)。讀者在做實(shí)驗(yàn)的同時(shí)能夠結(jié)合理論知識(shí)加以分析，了解各個(gè)函數(shù)的作用和嵌入式應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)方法，最終對(duì)整個(gè) uC/OS-II 和嵌入式操作系統(tǒng)的應(yīng)用有較為清楚的認(rèn)識(shí)。

二、實(shí)驗(yàn)步驟

1.安裝集成開(kāi)發(fā)環(huán)境LambdaEDU 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境LambdaEDU 的安裝文件夾為 LambdaEDU，其中有一個(gè)名為“Setup.exe” 的文件，直接雙擊該文件便可啟動(dòng)安裝過(guò)程。具體的安裝指導(dǎo)請(qǐng)看“LambdaEDU 安裝手 冊(cè).doc”文件。

當(dāng) LambdaEDU 安裝完畢之后，我們看到的是一個(gè)空的界面，現(xiàn)在就開(kāi)始一步一步地將 我們的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建立并運(yùn)行起來(lái)。

2.建立項(xiàng)目

為了我們的實(shí)驗(yàn)運(yùn)行起來(lái)，需要建立1 個(gè)項(xiàng)目基于x86 虛擬機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用項(xiàng)目。通過(guò)點(diǎn) 擊“文件”、“新建”、“項(xiàng)目”開(kāi)始根據(jù)向?qū)?chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目。

在隨后出現(xiàn)的對(duì)話(huà)框中選擇“Tool/標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用項(xiàng)目”，點(diǎn)擊下一步，開(kāi)始創(chuàng)建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 可執(zhí)行的應(yīng)用程序項(xiàng)目。

在隨后出現(xiàn)的對(duì)話(huà)框中填入項(xiàng)目名稱(chēng)“ucos_x86_demo”。點(diǎn)擊“下一步”。

選擇“pc386 uC/OS-II 應(yīng)用(x86)”作為該項(xiàng)目的應(yīng)用框架。點(diǎn)擊“下一步”

選擇“pc386_elf_tra_debug”作為該項(xiàng)目的基本配置。點(diǎn)擊“完成”。

新創(chuàng)建的項(xiàng)目“ucos_x86_demo”將會(huì)被添加到項(xiàng)目列表。src 文件夾下保存了該項(xiàng)目中 包含的源文件。ucos2 文件夾中包含了移植到x86 虛擬機(jī)的全部代碼。init.c 文件是基于ucos2 和本虛擬機(jī)的一個(gè)應(yīng)用程序。在進(jìn)行ucos2 內(nèi)核實(shí)驗(yàn)中，只需要替換init.c 文件，即可。文

件名不限，但是文件名中最好不要使用英文符號(hào)和數(shù)字以外的其他字符，3.構(gòu)建項(xiàng)目

到這里，項(xiàng)目配置全部完成。接下來(lái)就可以進(jìn)行構(gòu)建項(xiàng)目了。

第一次構(gòu)建本項(xiàng)目，在此項(xiàng)目上點(diǎn)擊右鍵，選擇“重建BSP 及項(xiàng)目”。即可開(kāi)始構(gòu)建。

之后彈出的對(duì)話(huà)框顯示了構(gòu)建的進(jìn)度?？梢渣c(diǎn)擊“在后臺(tái)運(yùn)行”，以隱藏該對(duì)話(huà)框

在構(gòu)建的同時(shí)，在右下角的“構(gòu)建信息”視圖輸出構(gòu)建過(guò)程中的詳細(xì)信息：

注：“重新構(gòu)建”將本項(xiàng)目中的全部源代碼進(jìn)行一次完全的編譯和連接，花費(fèi)時(shí)間較多?！皹?gòu)建項(xiàng)目”則僅僅將新修改過(guò)的源代碼進(jìn)行編譯和連接，花費(fèi)時(shí)間最少?！爸亟˙SP及項(xiàng) 目”，不但要完成“重新構(gòu)建”的全部工作，另外還要編譯與該項(xiàng)目有關(guān)的的LambdaEDU 中內(nèi)置的部分代碼，花費(fèi)時(shí)間最多。但是在項(xiàng)目剛建立后，第一次構(gòu)建時(shí)需要選擇“重建 BSP 及項(xiàng)目”。以后的構(gòu)建中選擇“重新構(gòu)建”或“構(gòu)建項(xiàng)目”即可。另外，在替換了源代 碼中的文件后，需要選擇“重新構(gòu)建”來(lái)完成該項(xiàng)目的構(gòu)建。

4.配置虛擬機(jī)和目標(biāo)機(jī)代理

(1)制作X86啟動(dòng)盤(pán)

在 LambdaEDU 中依次點(diǎn)擊“工具”、“Bochs”、“制作虛擬機(jī)啟動(dòng)映象”。對(duì)啟動(dòng)盤(pán)進(jìn)行一些參數(shù)設(shè)置后（如下圖所示），系統(tǒng)將自動(dòng)為你生成一個(gè)PC 虛擬機(jī)的 啟動(dòng)盤(pán)映像。

(2)配置虛擬機(jī) 選擇使用的網(wǎng)絡(luò)適配器（網(wǎng)卡）后，點(diǎn)擊“確定”完成配置。

注意：如果計(jì)算機(jī)上有多網(wǎng)卡，請(qǐng)將其他網(wǎng)卡停用（包括 VMware 虛擬機(jī)添加的虛擬 網(wǎng)卡）。

(3)創(chuàng)建目標(biāo)機(jī)代理

配置好虛擬機(jī)后，創(chuàng)建目標(biāo)機(jī)代理：點(diǎn)擊LambdaEDU 左下方窗口中綠色的十字符號(hào)，在彈出的窗口中選擇“基于TA 的連接方式”，并點(diǎn)擊“下一步”。

在彈出的“新目標(biāo)機(jī)連接配置中”的這些參數(shù)，應(yīng)該與之前制作啟動(dòng)盤(pán)時(shí)設(shè)置的參數(shù)一致。

注意：

名字：輸入目標(biāo)機(jī)的名字（缺省是 default），注意如果和現(xiàn)有目標(biāo)機(jī)重名的話(huà)，改個(gè)名 字。

連接類(lèi)型：默認(rèn)選擇 UDP IP地址：這里輸入目標(biāo)機(jī)（在本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中是虛擬機(jī)）的 IP地址；

最后點(diǎn)擊“確定”，在目標(biāo)機(jī)管理窗口中，可以看到新增加了一個(gè)名為default 的目標(biāo)機(jī) 節(jié)點(diǎn)

(4)調(diào)試應(yīng)用 啟動(dòng)虛擬機(jī)。

虛擬機(jī)啟動(dòng)后的畫(huà)面如下（其中顯示的IP 地址創(chuàng)建虛擬機(jī)啟動(dòng)盤(pán)時(shí)填入的IP 地址）中設(shè)置的IP 地址）：

在成功完成構(gòu)建的項(xiàng)目ucos_x86_demo 中的“pc386_elf_tra_debug”上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇“調(diào)試”，啟動(dòng)調(diào)試器調(diào)試生成的程序：

第一次進(jìn)行調(diào)試/運(yùn)行，需要選擇目標(biāo)機(jī)，如下圖，選擇“Default”，點(diǎn)擊“確定”，開(kāi) 始向目標(biāo)機(jī)（虛擬機(jī)）下載應(yīng)用程序。程序下載完成后，會(huì)彈出一個(gè)“確認(rèn)透視圖切換”對(duì)話(huà)框，選擇“是”，切換到調(diào)試透 視圖。

調(diào)試的界面如下：

點(diǎn)擊綠色的按鈕，全速運(yùn)行。

注意：全速運(yùn)行后，程序不能夠被暫停和停止。

三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及體會(huì)

在設(shè)置IP地址時(shí)，要求該IP地址與本計(jì)算機(jī)在同一個(gè)子網(wǎng)中，同時(shí)要求該 IP地址沒(méi)有被網(wǎng)絡(luò)上其他計(jì)算機(jī)使用。此外，通過(guò)構(gòu)建開(kāi)發(fā)環(huán)境，處次體驗(yàn)到了嵌入式開(kāi)發(fā)工作的樂(lè)趣。

實(shí)驗(yàn)二 任務(wù)的基本管理

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.理解任務(wù)管理的基本原理，了解任務(wù)的各個(gè)基本狀態(tài)及其變遷過(guò)程； 2.掌握 uC/OS-II 中任務(wù)管理的基本方法（創(chuàng)建、啟動(dòng)、掛起、解掛任務(wù)）； 3.熟練使用 uC/OS-II 任務(wù)管理的基本系統(tǒng)調(diào)用。

二、實(shí)驗(yàn)原理及程序結(jié)構(gòu)

1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

為了展現(xiàn)任務(wù)的各種基本狀態(tài)及其變遷過(guò)程，本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了 Task0、Task1 兩個(gè)任務(wù)： 任務(wù) Task0 不斷地掛起自己，再被任務(wù) Task1 解掛，兩個(gè)任務(wù)不斷地切換執(zhí)行。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，讀者可以清晰地了解到任務(wù)在各個(gè)時(shí)刻的狀態(tài)以及狀態(tài)變遷的原因。2.運(yùn)行流程 描述如下：

（1）系統(tǒng)經(jīng)歷一系列的初始化過(guò)程后進(jìn)入 boot_card()函數(shù)，在其中調(diào)用 ucBsp_init()進(jìn) 行板級(jí)初始化后，調(diào)用 main()函數(shù)；

（2）main()函數(shù)調(diào)用 OSInit()函數(shù)對(duì) uC/OS-II 內(nèi)核進(jìn)行初始化，調(diào)用 OSTaskCreate 創(chuàng) 建起始任務(wù) TaskStart；

（3）main()函數(shù)調(diào)用函數(shù) OSStart()啟動(dòng) uC/OS-II 內(nèi)核的運(yùn)行，開(kāi)始多任務(wù)的調(diào)度，執(zhí) 行當(dāng)前優(yōu)先級(jí)最高的就緒任務(wù) TaskStart；（4）TaskStart 完成如下工作：

a、安裝時(shí)鐘中斷并初始化時(shí)鐘，創(chuàng)建 2 個(gè)應(yīng)用任務(wù)；

b、掛起自己(不再被其它任務(wù)喚醒)，系統(tǒng)切換到當(dāng)前優(yōu)先級(jí)最高的就緒任務(wù)Task0。之后整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行流程如下：

? t1 時(shí)刻，Task0 開(kāi)始執(zhí)行，它運(yùn)行到 t2 時(shí)刻掛起自己；

? t2 時(shí)刻，系統(tǒng)調(diào)度處于就緒狀態(tài)的優(yōu)先級(jí)最高任務(wù) Task1 執(zhí)行，它在 t3 時(shí)刻喚醒Task0，后者由于優(yōu)先級(jí)較高而搶占 CPU；

? Task0 執(zhí)行到 t4 時(shí)刻又掛起自己，內(nèi)核調(diào)度 Task1 執(zhí)行； ? Task1 運(yùn)行至 t5 時(shí)刻再度喚醒 Task0； ? ……

3.μC/OS-Ⅱ中的任務(wù)描述

一個(gè)任務(wù)通常是一個(gè)無(wú)限的循環(huán)，由于任務(wù)的執(zhí)行是由操作系統(tǒng)內(nèi)核調(diào)度的，因此任務(wù)是絕不會(huì)返回的，其返回參數(shù)必須定義成 void。在μC/OS-Ⅱ中，當(dāng)一個(gè)運(yùn)行著的任務(wù)使一個(gè)比它優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)進(jìn)入了就緒態(tài)，當(dāng)前任務(wù)的 CPU 使用權(quán)就會(huì)被搶占，高優(yōu)先級(jí)任務(wù)會(huì)立刻得到 CPU 的控制權(quán)（在系統(tǒng)允許調(diào)度和任務(wù)切換的前提下）。μC/OS-Ⅱ可以管理多達(dá) 64 個(gè)任務(wù)，但目前版本的μC/OS-Ⅱ有兩個(gè)任務(wù)已經(jīng)被系統(tǒng)占用了（即空閑任務(wù)和統(tǒng)計(jì)任務(wù)）。必須給每個(gè)任務(wù)賦以不同的優(yōu)先級(jí)，任務(wù)的優(yōu)先級(jí)號(hào)就是任務(wù)編號(hào)（ID），優(yōu)先級(jí)可以從 0 到 OS_LOWEST_PR10-2。優(yōu)先級(jí)號(hào)越低，任務(wù)的優(yōu)先級(jí)越高。μC/OS-Ⅱ總是運(yùn)行進(jìn)入就緒態(tài)的優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)。4.源程序說(shuō)明(1)TaskStart任務(wù)

TaskStart 任務(wù)負(fù)責(zé)安裝操作系統(tǒng)的時(shí)鐘中斷服務(wù)例程、初始化操作系統(tǒng)時(shí)鐘，并創(chuàng)建所 有的應(yīng)用任務(wù)：

UCOS_CPU_INIT();/* Install uC/OS-II's clock tick ISR */ UCOS_TIMER_START();/*Timer 初始化*/ TaskStartCreateTasks();/* Create all the application tasks */ OSTaskSuspend(OS_PRIO_SELF);

具體負(fù)責(zé)應(yīng)用任務(wù)創(chuàng)建的 TaskStartCreateTasks 函數(shù)代碼如下，它創(chuàng)建了兩個(gè)應(yīng)用任務(wù) Task0 和 Task1：

void TaskStartCreateTasks(void){

INT8U i;

for(i = 0;i < N_TASKS;i++)// Create tasks {

TaskData[i] = i;// Each task will display itsown information }

OSTaskCreate(Task0,(void *)&TaskData[0], &TaskStk[0][TASK_STK_SIZE1], 6);}

TaskStart 任務(wù)完成上述操作后將自己掛起，操作系統(tǒng)將調(diào)度當(dāng)前優(yōu)先級(jí)最高的應(yīng)用任務(wù)Task0 運(yùn)行。(2)應(yīng)用任務(wù)

應(yīng)用任務(wù) Task0 運(yùn)行后將自己掛起，之后操作系統(tǒng)就會(huì)調(diào)度處于就緒狀態(tài)的優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)，具體代碼如下： void Task0(void *pdata){

INT8U i;INT8U err;i=*(int *)pdata;for(;;){

printf(“Application tasks switched %d times!nr”,++count);

printf(“TASK_0 IS RUNNING..............................................................nr”);printf(“task_1 is suspended!nr”);

printf(“**************************************************nr”);err=OSTaskSuspend(5);// suspend itself } }

應(yīng)用任務(wù) Task1 運(yùn)行后將 Task0 喚醒，使其進(jìn)入到就緒隊(duì)列中： void Task1(void *pdata){

INT8U i;INT8U err;i=*(int *)pdata;for(;;){

OSTimeDly(150);

printf(“Application tasks switched %d times!nr”,++count);printf(“task_0 is suspended!nr”);printf(“TASK_1 IS RUNNING..............................................................nr”);printf(“**************************************************nr”);OSTimeDly(150);

err=OSTaskResume(5);/* resume task0 */ } }

三、運(yùn)行及觀察應(yīng)用輸出信息

按照本實(shí)驗(yàn)手冊(cè)第一部分所描述的方法建立應(yīng)用項(xiàng)目并完成構(gòu)建，當(dāng)我們?cè)?LambdaEDU 調(diào)試器的控制下運(yùn)行構(gòu)建好的程序后，將看到在μC/OS-Ⅱ內(nèi)核的調(diào)度管理下，兩個(gè)應(yīng)用任務(wù)不斷切換執(zhí)行的情形：

四、本實(shí)驗(yàn)中用到的μC/OS-Ⅱ相關(guān)函數(shù)

4.1 OSTaskCreate()

OSTaskCreate（）建立一個(gè)新任務(wù)。任務(wù)的建立可以在多任務(wù)環(huán)境啟動(dòng)之前，也可以在 正在運(yùn)行的任務(wù)中建立。中斷處理程序中不能建立任務(wù)。一個(gè)任務(wù)必須為無(wú)限循環(huán)結(jié)構(gòu)，且 不能有返回點(diǎn)。

OSTaskCreate（）是為與先前的μC/OS 版本保持兼容，新增的特性在 OSTaskCreateExt（）函數(shù)中。

無(wú)論用戶(hù)程序中是否產(chǎn)生中斷，在初始化任務(wù)堆棧時(shí)，堆棧的結(jié)構(gòu)必須與 CPU 中斷后 寄存器入棧的順序結(jié)構(gòu)相同。詳細(xì)說(shuō)明請(qǐng)參考所用處理器的手冊(cè)。函數(shù)原型：

INT8U OSTaskCreate(void(*task)(void *pd), void *pdata, OS_STK *ptos, INT8U prio);

參數(shù)說(shuō)明：

task 是指向任務(wù)代碼首地址的指針。

pdata 指向一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)用來(lái)在建立任務(wù)時(shí)向任務(wù)傳遞參數(shù)。

ptos 為指向任務(wù)堆棧棧頂?shù)闹羔?。任?wù)堆棧用來(lái)保存局部變量，函數(shù)參數(shù)，返回地址 以及任務(wù)被中斷時(shí)的 CPU 寄存器內(nèi)容。任務(wù)堆棧的大小決定于任務(wù)的需要及預(yù)計(jì)的中斷嵌 套層數(shù)。計(jì)算堆棧的大小，需要知道任務(wù)的局部變量所占的空間，可能產(chǎn)生嵌套調(diào)用的函數(shù)，及中斷嵌套所需空間。如果初始化常量 OS_STK_GROWTH 設(shè)為 1，堆棧被設(shè)為從內(nèi)存高地址 向 低 地 址 增 長(zhǎng)，此時(shí) ptos 應(yīng) 該 指 向任 務(wù)堆 棧 空 間 的 最 高 地 址。反 之，如 果OS_STK_GROWTH 設(shè)為 0，堆棧將從內(nèi)存的低地址向高地址增長(zhǎng)。prio 為任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。每個(gè)任務(wù)必須有一個(gè)唯一的優(yōu)先級(jí)作為標(biāo)識(shí)。數(shù)字越小，優(yōu)先級(jí)越高。返回值：

OSTaskCreate()的返回值為下述之一： ? OS_NO_ERR：函數(shù)調(diào)用成功。

? OS_PRIO_EXIST：具有該優(yōu)先級(jí)的任務(wù)已經(jīng)存在。

? OS_PRIO_INVALID：參數(shù)指定的優(yōu)先級(jí)大于 OS_LOWEST_PRIO。? OS_NO_MORE_TCB：系統(tǒng)中沒(méi)有 OS_TCB 可以分配給任務(wù)了。注意：

任務(wù)堆棧必須聲明為 OS_STK 類(lèi)型。

在任務(wù)中必須調(diào)用μC/OS 提供的下述過(guò)程之一：延時(shí)等待、任務(wù)掛起、等待事件發(fā)生（等待信號(hào)量，消息郵箱、消息隊(duì)列），以使其他任務(wù)得到 CPU。用 戶(hù) 程 序 中 不 能 使 用 優(yōu) 先 級(jí) 0，1，2，3，以 及 OS_LOWEST_PRIO-3, OS_LOWEST_PRIO-2, OS_LOWEST_PRIO-1, OS_LOWEST_PRIO。這些優(yōu)先級(jí)μC/OS 系統(tǒng)

保留，其余的 56 個(gè)優(yōu)先級(jí)提供給應(yīng)用程序。4.2 OSTaskSuspend()

OSTaskSuspend（）無(wú)條件掛起一個(gè)任務(wù)。調(diào)用此函數(shù)的任務(wù)也可以傳遞參數(shù)

OS_PRIO_SELF，掛起調(diào)用任務(wù)本身。當(dāng)前任務(wù)掛起后，只有其他任務(wù)才能喚醒。任務(wù)掛起 后，系統(tǒng)會(huì)重新進(jìn)行任務(wù)調(diào)度，運(yùn)行下一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高的就緒任務(wù)。喚醒掛起任務(wù)需要調(diào)用 函數(shù) OSTaskResume（）。

任務(wù)的掛起是可以疊加到其他操作上的。例如，任務(wù)被掛起時(shí)正在進(jìn)行延時(shí)操作，那么 任務(wù)的喚醒就需要兩個(gè)條件：延時(shí)的結(jié)束以及其他任務(wù)的喚醒操作。又如，任務(wù)被掛起時(shí)正 在等待信號(hào)量，當(dāng)任務(wù)從信號(hào)量的等待對(duì)列中清除后也不能立即運(yùn)行，而必須等到被喚醒后。函數(shù)原型：

INT8U OSTaskSuspend(INT8U prio);參數(shù)說(shuō)明：

prio 為指定要獲取掛起的任務(wù)優(yōu)先級(jí)，也可以指定參數(shù) OS_PRIO_SELF，掛起任務(wù)本 身。此時(shí)，下一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高的就緒任務(wù)將運(yùn)行。返回值：

OSTaskSuspend()的返回值為下述之一： ? OS_NO_ERR：函數(shù)調(diào)用成功。

? OS_TASK_ SUSPEND_IDLE：試圖掛起 μC/OS-II 中的空閑任務(wù)（Idle task）。此為非法操作。

? OS_PRIO_INVALID ：參數(shù)指定的優(yōu)先級(jí)大于 OS_LOWEST_PRIO 或沒(méi)有設(shè)定 ? OS_PRIO_SELF 的值。

? OS_TASK_ SUSPEND _PRIO：要掛起的任務(wù)不存在。注意：

在程序中 OSTaskSuspend（）和 OSTaskResume（）應(yīng)該成對(duì)使用。用 OSTaskSuspend（）掛起的任務(wù)只能用 OSTaskResume（）喚醒。4.3 OSTaskResume()

OSTaskResume（）喚醒一個(gè)用 OSTaskSuspend（）函數(shù)掛起的任務(wù)。OSTaskResume（）也是唯一能“解掛”掛起任務(wù)的函數(shù)。函數(shù)原型：

INT8UOSTaskResume(INT8U prio);參數(shù)說(shuō)明：

prio 指定要喚醒任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。返回值：

OSTaskResume()的返回值為下述之一： ? OS_NO_ERR：函數(shù)調(diào)用成功。

? OS_TASK_RESUME_PRIO：要喚醒的任務(wù)不存在。

? OS_TASK_NOT_SUSPENDED：要喚醒的任務(wù)不在掛起狀態(tài)。

? OS_PRIO_INVALID：參數(shù)指定的優(yōu)先級(jí)大于或等于 OS_LOWEST_PRIO。

五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及體會(huì)

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中體會(huì)到了嵌入式開(kāi)發(fā)的樂(lè)趣，對(duì)上課老師所講的內(nèi)容有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)與理解。17 實(shí)驗(yàn)三 信號(hào)量：哲學(xué)家就餐問(wèn)題的實(shí)現(xiàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

掌握在基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) uC/OS-II 的應(yīng)用中，任務(wù)使用信號(hào)量的一般原理。通 過(guò)經(jīng)典的哲學(xué)家就餐實(shí)驗(yàn)，了解如何利用信號(hào)量來(lái)對(duì)共享資源進(jìn)行互斥訪問(wèn)。

二、實(shí)驗(yàn)原理及程序結(jié)構(gòu)

1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

掌握在基于嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) uC/OS-II 的應(yīng)用中，任務(wù)使用信號(hào)量的一般原理。通 過(guò)經(jīng)典的哲學(xué)家就餐實(shí)驗(yàn)，了解如何利用信號(hào)量來(lái)對(duì)共享資源進(jìn)行互斥訪問(wèn)。2.源程序說(shuō)明

五個(gè)哲學(xué)家任務(wù)（ph1、ph2、ph3、ph4、ph5）主要有兩種過(guò)程：思考（即睡眠一段時(shí)

間）和就餐。每個(gè)哲學(xué)家任務(wù)在就餐前必須申請(qǐng)并獲得一左一右兩支筷子，就餐完畢后釋放 這兩支筷子。五個(gè)哲學(xué)家圍成一圈，每?jī)扇酥g有一支筷子。一共有五支筷子，在該實(shí)驗(yàn)中 用了五個(gè)互斥信號(hào)量來(lái)代表。每個(gè)任務(wù)的代碼都一樣，如下所示： void Task(void *pdata){

INT8U err;INT8U i;INT8U j;

i=*(int *)pdata;j=(i+1)% 5;

uC/OS-II 實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) for(;;){

TaskThinking2Hungry(i);OSSemPend(fork[i], 0, &err);

OSSemPend(fork[j], 0, &err);/* Acquire semaphores to eat */ TaskEat(i);

OSSemPost(fork[j]);

OSSemPost(fork[i]);/* Release semaphore */ OSTimeDly(200);/* Delay 10 clock tick */ } }

操作系統(tǒng)配置

修改 uC_OS-II/OS_CFG.h： ：： ：

#define OS_MAX_EVENTS 10 /*最多可以有 10 個(gè)事件*/ #define OS_MAX_FLAGS 5 /*最多可以有 5 個(gè)事件標(biāo)志*/

#define OS_MAX_MEM_PART 5 /*最多可以劃分 5 個(gè)內(nèi)存塊*/ #define OS_MAX_QS 2 /*最多可以使用 2 個(gè)隊(duì)列*/ #define OS_MAX_TASKS 8 /*最多可以創(chuàng)建 8 個(gè)任務(wù)*/

#define OS_LOWEST_PRIO 14 /*任務(wù)優(yōu)先級(jí)不可以大于 14*/ #define OS_TASK_IDLE_STK_SIZE 1024 /*空閑任務(wù)堆棧大小*/ #define OS_TASK_STAT_EN 1 /*是否允許使用統(tǒng)計(jì)任務(wù)*/ #define OS_TASK_STAT_STK_SIZE 1024 /*統(tǒng)計(jì)任務(wù)堆棧大小*/ #define OS_FLAG_EN 1 /*是否允許使用事件標(biāo)志功能*/

#define OS_FLAG_WAIT_CLR_EN 1 /*是否允許等待清除事件標(biāo)志*/ #define OS_FLAG_ACCEPT_EN 1 /*是否允許使用 OSFlagAccept()*/ #define OS_FLAG_DEL_EN 1 /*是否允許使用 OSFlagDel()*/

#define OS_FLAG_QUERY_EN 1 /*是否允許使用 OSFlagQuery()*/ #define OS_MBOX_EN 0 /*是否允許使用郵箱功能*/

#define OS_MEM_EN 0 /*是否允許使用內(nèi)存管理的功能*/

#define OS_MUTEX_EN 0 /*是否允許使用互斥信號(hào)量的功能*/ #define OS_Q_EN 0 /*是否允許使用隊(duì)列功能*/ #define OS_SEM_EN 1 /*是否允許使用信號(hào)量功能*/

#define OS_SEM_ACCEPT_EN 1 /*是否允許使用 OSSemAccept()*/ #define OS_SEM_DEL_EN 1 /*是否允許使用OSSemDel()*/

#define OS_SEM_QUERY_EN 1 /*是否允許使用OSSemQuery()*/ #define OS_TASK_CHANGE_PRIO_EN 1 /* 是 否 允 許 使 用 OSTaskChangePrio()*/

#define OS_TASK_CREATE_EN 1 /*是否允許使用 OSTaskCreate()*/

#define OS_TASK_CREATE_EXT_EN 1 /*是否允許使用 OSTaskCreateExt()*/ #define OS_TASK_DEL_EN 1 /*是否允許使用 OSTaskDel()*/

#define OS_TASK_SUSPEND_EN 1 /* 是 否 允 許 使 用 OSTaskSuspend()and OSTaskResume()*/

#define OS_TASK_QUERY_EN 1 /*是否允許使用 OSTaskQuery()*/ #define OS_TIME_DLY_HMSM_EN 1 /* 是 否 允 許 使 用 OSTimeDlyHMSM()*/

#define OS_TIME_DLY_RESUME_EN 1 /* 是 否 允 許 使 用 OSTimeDlyResume()*/

#define OS_TIME_GET_SET_EN 1 /* 是否允許使用 OSTimeGet()和 OSTimeSet()*/

#define OS_SCHED_LOCK_EN 1 /* 是 否 允 許 使 用 OSSchedLock()和 OSSchedUnlock()*/

#define OS_TICKS_PER_SEC 200 /*設(shè)置每秒之內(nèi)的時(shí)鐘節(jié)拍數(shù)目*/

三、運(yùn)行及觀察應(yīng)用輸出信息

開(kāi)始，所有的哲學(xué)家先處于 thinking 狀態(tài)，然后都進(jìn)入 hungry 狀態(tài)：

后首先獲得兩個(gè)信號(hào)量的 1、3 號(hào)哲學(xué)家開(kāi)始 eating，待他們釋放相關(guān)信號(hào)量之后，哲

學(xué)家 2、5、4 獲得所需的信號(hào)量并 eating： 應(yīng)用如此這般地循環(huán)執(zhí)行程序下去??

四、本實(shí)驗(yàn)中用到的μC/OS-Ⅱ相關(guān)函數(shù)

4.1 OSSemCreate()

OSSemCreate（）函數(shù)建立并初始化一個(gè)信號(hào)量。信號(hào)量的作用如下： ? 允許一個(gè)任務(wù)和其他任務(wù)或者中斷同步 ? 取得設(shè)備的使用權(quán) ? 標(biāo)志事件的發(fā)生

函數(shù)原型：

OS_EVENT *OSSemCreate（（（（WORD value））））參數(shù)說(shuō)明：

value 參數(shù)是所建立的信號(hào)量的初始值，可以取 0 到 65535 之間的任何值。返回值：

OSSemCreate()函數(shù)返回指向分配給所建立的信號(hào)量的控制塊的指針。如果沒(méi)有可用的 控制塊，OSSemCreate()函數(shù)返回空指針。注意：

必須先建立信號(hào)量，然后使用。4.2 OSSemPend()

OSSemPend（）函數(shù)用于任務(wù)試圖取得設(shè)備的使用權(quán)，任務(wù)需要和其他任務(wù)或中斷同

步，任務(wù)需要等待特定事件的發(fā)生的場(chǎng)合。如果任務(wù)調(diào)用 OSSemPend（）函數(shù)時(shí)，信號(hào)量 的值大于零，OSSemPend（）函數(shù)遞減該值并返回該值。如果調(diào)用時(shí)信號(hào)量等于零，OSSemPend（）函數(shù)函數(shù)將任務(wù)加入該信號(hào)量的等待隊(duì)列。OSSemPend（）函數(shù)掛起當(dāng)前 任務(wù)直到其他的任務(wù)或中斷置起信號(hào)量或超出等待的預(yù)期時(shí)間。如果在預(yù)期的時(shí)鐘節(jié)拍內(nèi)信 號(hào)量被置起，μC/OS-Ⅱ默認(rèn)最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)取得信號(hào)量恢復(fù)執(zhí)行。一個(gè)被 OSTaskSuspend（）函數(shù)掛起的任務(wù)也可以接受信號(hào)量，但這個(gè)任務(wù)將一直保持掛起狀態(tài)直到通過(guò)調(diào)用 OSTaskResume（）函數(shù)恢復(fù)任務(wù)的運(yùn)行。函數(shù)原型： ：： ：

Void OSSemPend(OS_EVNNT *pevent, INT16U timeout, int8u *err);參數(shù)說(shuō)明： ：： ：

pevent

是指向信號(hào)量的指針。該指針的值在建立該信號(hào)量時(shí)可以得到。（參考 OSSemCreate()函數(shù)）。

Timeout

允許一個(gè)任務(wù)在經(jīng)過(guò)了指定數(shù)目的時(shí)鐘節(jié)拍后還沒(méi)有得到需要的信號(hào)量時(shí) 恢復(fù)就緒狀態(tài)。如果該值為零表示任務(wù)將持續(xù)地等待信號(hào)量，最大的等待時(shí)間為 65535 個(gè)時(shí)

鐘節(jié)拍。這個(gè)時(shí)間長(zhǎng)度并不是非常嚴(yán)格的，可能存在一個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍的誤差。

Err 是指向包含錯(cuò)誤碼的變量的指針。OSSemPend()函數(shù)返回的錯(cuò)誤碼可能為下述幾 種：

? OS_NO_ERR ：信號(hào)量不為零。

? OS_TIMEOUT ：信號(hào)量沒(méi)有在指定數(shù)目的時(shí)鐘周期內(nèi)被設(shè)置。

? OS_ERR_PEND_ISR ：從中斷調(diào)用該函數(shù)。雖然規(guī)定了不允許從中斷調(diào)用該函數(shù)，但 μC/OS-Ⅱ仍然包含了檢測(cè)這種情況的功能。

?

OS_ERR_EVENT_TYPE ：pevent 不是指向信號(hào)量的指針。返回值： 無(wú) 注意：

必須先建立信號(hào)量，然后使用。不允許從中斷調(diào)用該函數(shù)。

4.3 OSSemPost()

OSSemPost（）函數(shù)置起指定的信號(hào)量。如果指定的信號(hào)量是零或大于零，OSSemPost（）函數(shù)遞增該信號(hào)量并返回。如果有任何任務(wù)在等待信號(hào)量，最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)將得到信

號(hào)量并進(jìn)入就緒狀態(tài)。任務(wù)調(diào)度函數(shù)將進(jìn)行任務(wù)調(diào)度，決定當(dāng)前運(yùn)行的任務(wù)是否仍然為最高 優(yōu)先級(jí)的就緒狀態(tài)的任務(wù)。函數(shù)原型：

INT8U OSSemPost（OS_EVENT *pevent）;參數(shù)說(shuō)明：

pevent

是指向信號(hào)量的指針。該指針的值在建立該信號(hào)量時(shí)可以得到。（參考 OSSemCreate()函數(shù)）。返回值：

OSSemPost()函數(shù)的返回值為下述之一： ?

OS_NO_ERR ：信號(hào)量被成功地設(shè)置 ?

OS_SEM_OVF ：信號(hào)量的值溢出

?

OS_ERR_EVENT_TYPE ：pevent 不是指向信號(hào)量的指針 注意：

必須先建立信號(hào)量，然后使用。4.4 OSTimeDly()

OSTimeDly（）將一個(gè)任務(wù)延時(shí)若干個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍。如果延時(shí)時(shí)間大于 0，系統(tǒng)將立即進(jìn) 行任務(wù)調(diào)度。延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)度可從 0 到 65535 個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍。延時(shí)時(shí)間 0 表示不進(jìn)行延時(shí)，函

數(shù)將立即返回調(diào)用者。延時(shí)的具體時(shí)間依賴(lài)于系統(tǒng)每秒鐘有多少時(shí)鐘節(jié)拍（由文件 SO_CFG.H 中的常量 OS_TICKS_PER_SEC 設(shè)定）。函數(shù)原型：

void OSTimeDly(INT16U ticks);參數(shù)說(shuō)明：

ticks 為要延時(shí)的時(shí)鐘節(jié)拍數(shù)。返回值：

無(wú)

注意：

注意到延時(shí)時(shí)間 0 表示不進(jìn)行延時(shí)操作，而立即返回調(diào)用者。為了確保設(shè)定的延時(shí)時(shí)間，建議用戶(hù)設(shè)定的時(shí)鐘節(jié)拍數(shù)加 1。例如，希望延時(shí) 10 個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍，可設(shè)定參數(shù)為 11。

五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及體會(huì)

在實(shí)驗(yàn)前要對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行深入的理解，即五個(gè)哲學(xué)家任務(wù)（ph1、ph2、ph3、ph4、ph5）主要有兩種過(guò)程：思考（即睡眠一段時(shí)間）和就餐。每個(gè)哲學(xué)家任務(wù)在就餐前必須申請(qǐng)并獲得一左一右兩支筷子，就餐完畢后釋放這兩支筷子。五個(gè)哲學(xué)家圍成一圈，每?jī)扇酥g有一支筷子。只有理解了，才能更好的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

第二篇：操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)二

進(jìn)程調(diào)度

1．目的和要求

通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，理解進(jìn)程調(diào)度的過(guò)程，進(jìn)一步掌握進(jìn)程狀態(tài)的轉(zhuǎn)變、進(jìn)程調(diào)度的策略，進(jìn)一步體會(huì)多道程序并發(fā)執(zhí)行的特點(diǎn)，并分析具體的調(diào)度算法的特點(diǎn)，掌握對(duì)系統(tǒng)性能的評(píng)價(jià)方法。

2．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

閱讀教材《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》第二章和第三章，掌握進(jìn)程管理及調(diào)度相關(guān)概念和原理。

編寫(xiě)程序模擬實(shí)現(xiàn)進(jìn)程的輪轉(zhuǎn)法調(diào)度過(guò)程，模擬程序只對(duì)PCB進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)度模擬操作，不需要實(shí)際程序。假設(shè)初始狀態(tài)為：有n個(gè)進(jìn)程處于就緒狀態(tài)，有m個(gè)進(jìn)程處于阻塞狀態(tài)。采用輪轉(zhuǎn)法進(jìn)程調(diào)度算法進(jìn)行調(diào)度(調(diào)度過(guò)程中，假設(shè)處于執(zhí)行狀態(tài)的進(jìn)程不會(huì)阻塞)，且每過(guò)t個(gè)時(shí)間片系統(tǒng)釋放資源，喚醒處于阻塞隊(duì)列隊(duì)首的進(jìn)程。

程序要求如下：

1）輸出系統(tǒng)中進(jìn)程的調(diào)度次序； 2）計(jì)算CPU利用率。

3．實(shí)驗(yàn)環(huán)境

Windows操作系統(tǒng)、VC++6.0 C語(yǔ)言

4設(shè)計(jì)思想：

（1）

程序中進(jìn)程可用PCB表示，其類(lèi)型描述如下：

struct PCB_type

{

int pid;

//進(jìn)程名 int

state;

//進(jìn)程狀態(tài)

2——表示“執(zhí)行”狀態(tài)

1——表示“就緒”狀態(tài)

0——表示“阻塞”狀態(tài)

int cpu_time;//運(yùn)行需要的CPU時(shí)間（需運(yùn)行的時(shí)間片個(gè)數(shù)）

} 用PCB來(lái)模擬進(jìn)程；

（2）設(shè)置兩個(gè)隊(duì)列，將處于“就緒”狀態(tài)的進(jìn)程PCB掛在隊(duì)列ready中；將處于“阻塞”狀態(tài)的進(jìn)程PCB掛在隊(duì)列blocked中。隊(duì)列類(lèi)型描述如下：

struct QueueNode{

struct PCB_type

PCB;

Struct QueueNode *next;} 并設(shè)全程量：

struct QueueNode *ready_head=NULL,//ready隊(duì)列隊(duì)首指針

*ready_tail=NULL , //ready隊(duì)列隊(duì)尾指針

*blocked_head=NULL,//blocked隊(duì)列隊(duì)首指針 *blocked_tail=NULL;//blocked隊(duì)列隊(duì)尾指針（3）設(shè)計(jì)子程序：

start_state();

讀入假設(shè)的數(shù)據(jù)，設(shè)置系統(tǒng)初始狀態(tài)，即初始化就緒隊(duì)列和阻塞隊(duì)列。

dispath();

模擬調(diào)度，當(dāng)就緒隊(duì)列的隊(duì)首進(jìn)程運(yùn)行一個(gè)時(shí)間片后，放到就緒隊(duì)列末尾，每次都是隊(duì)首進(jìn)程進(jìn)行調(diào)度，一個(gè)進(jìn)程運(yùn)行結(jié)束就從就緒隊(duì)列中刪除，當(dāng)?shù)絫個(gè)時(shí)間片后，喚醒阻塞隊(duì)列隊(duì)首進(jìn)程。

calculate();

就緒進(jìn)程運(yùn)行一次，usecpu加1，當(dāng)就緒隊(duì)列為空時(shí)unusecpu加1，CPU利用率為use_cpu/(use_cpu+unuse_cpu)。

5源代碼：

#include #include

struct PCB_type {

int pid;

//進(jìn)程名

int

state;

//進(jìn)程狀態(tài)

//2--表示“執(zhí)行”狀態(tài)

//1--表示“就緒”狀態(tài)

//0--表示“阻塞”狀態(tài)

int cpu_time;//運(yùn)行需要的CPU時(shí)間（需運(yùn)行的時(shí)間片個(gè)數(shù)）};struct QueueNode{

struct PCB_type

PCB;

struct QueueNode *next;};struct QueueNode *ready_head=NULL，//ready隊(duì)列隊(duì)首指針

*ready_tail=NULL，//ready隊(duì)列隊(duì)尾指針

*block_head=NULL，//blocked隊(duì)列隊(duì)首指針

*block_tail=NULL;

//blocked隊(duì)列隊(duì)尾指針

int use_cpu,unuse_cpu;

void start_state()//讀入假設(shè)的數(shù)據(jù)，設(shè)置系統(tǒng)初始狀態(tài) {

int n,m;

int i;

struct QueueNode *p,*q;

printf(“輸入就緒節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)n:”);

scanf(“%d”,&n);

printf(“輸入阻塞節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)m:”);

scanf(“%d”,&m);

p=(struct QueueNode *)malloc(sizeof(struct QueueNode));

p->next =NULL;

ready_head=ready_tail=p;

for(i=0;i

{

p=(struct QueueNode *)malloc(sizeof(struct QueueNode));

p->next =NULL;

p->PCB.state=1;

printf(“輸入就緒進(jìn)程%d的pid和cpu_time:”,i+1);

scanf(“%d%d”,&p->PCB.pid,&p->PCB.cpu_time);

ready_tail->next=p;

ready_tail=p;

}

q=(struct QueueNode *)malloc(sizeof(struct QueueNode));

q->next =NULL;

block_head=block_tail=q;

for(i=0;i

{

q=(struct QueueNode *)malloc(sizeof(struct QueueNode));

q->next=NULL;

q->PCB.state=0;

printf(“輸入阻塞進(jìn)程%d的pid和cpu_time:”,i+1);

scanf(“%d%d”,&q->PCB.pid,&q->PCB.cpu_time);

block_tail->next=q;

block_tail=q;

}

printf(“n處于就緒狀態(tài)的進(jìn)程有:n”);

p=ready_head->next;

i=1;

while(p)

{printf(“進(jìn)程%d的pid和cpu_time:%5d%5d%5dn“,i,p->PCB.pid,p->PCB.state,p->PCB.cpu_time);

p=p->next;

i++;

} } void dispath()

//模擬調(diào)度 {

int x=0,t;

use_cpu=0;

unuse_cpu=0;

printf(”輸入t:“);

scanf(”%d“,&t);

printf(”開(kāi)始調(diào)度n“);

while(ready_head!=ready_tail||block_head!=block_tail)

{

struct QueueNode *p,*q;

if(ready_head!=ready_tail)

{

p=ready_head->next;

ready_head->next=p->next;

p->next=NULL;

if(ready_head->next==NULL)

{

ready_tail=ready_head;

}

p->PCB.state=2;

printf(”進(jìn)程%d調(diào)度t“,p->PCB.pid);

state和

use_cpu++;

x++;

p->PCB.cpu_time--;

if(p->PCB.cpu_time)

{

ready_tail->next=p;

ready_tail=p;

}

else

{

printf(”進(jìn)程%d完成t“,p->PCB.pid);

free(p);

}

}

else

{

unuse_cpu++;

x++;

printf(”空閑一個(gè)時(shí)間片t“);

}

if(x==t&&block_head!=block_tail)

{

q=block_head->next;

block_head->next=q->next;

q->next=NULL;

if(block_head->next==NULL)

{

block_tail=block_head;

}

ready_tail->next=q;

ready_tail=q;

x=0;

}

} } void calculate()

//計(jì)算CPU利用率 { printf(”ncpu的利用率%.2fn“,(float)use_cpu/(use_cpu+unuse_cpu));

} void main(){start_state();

dispath();

calculate();} 6運(yùn)行結(jié)果：

7實(shí)驗(yàn)總結(jié)：

實(shí)驗(yàn)幫我復(fù)習(xí)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和C語(yǔ)言，且鞏固課本知識(shí)，知道了如何定義結(jié)構(gòu)體，如何在鏈接隊(duì)列中增刪節(jié)點(diǎn)。模擬進(jìn)程調(diào)度幫我們鞏固了進(jìn)程三狀態(tài)之間的變遷。懂得調(diào)式的重要性?？傊?，我們明白了理論聯(lián)系實(shí)際。多看書(shū)，多上機(jī)。

實(shí)驗(yàn)三

可變分區(qū)存儲(chǔ)管理

1．目的和要求

通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)內(nèi)存管理的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步掌握內(nèi)存的分配、回收算法的思想。

2．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

閱讀教材《計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)》第四章，掌握存儲(chǔ)器管理相關(guān)概念和原理。編寫(xiě)程序模擬實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的動(dòng)態(tài)分區(qū)法存儲(chǔ)管理。內(nèi)存空閑區(qū)使用自由鏈管理，采用最壞適應(yīng)算法從自由鏈中尋找空閑區(qū)進(jìn)行分配，內(nèi)存回收時(shí)假定不做與相鄰空閑區(qū)的合并。

假定系統(tǒng)的內(nèi)存共640K，初始狀態(tài)為操作系統(tǒng)本身占用64K。在t1時(shí)間之后，有作業(yè)A、B、C、D分別請(qǐng)求8K、16K、64K、124K的內(nèi)存空間；在t2時(shí)間之后，作業(yè)C完成；在t3時(shí)間之后，作業(yè)E請(qǐng)求50K的內(nèi)存空間；在t4時(shí)間之后，作業(yè)D完成。要求編程序分別輸出t1、t2、t3、t4時(shí)刻內(nèi)存的空閑區(qū)的狀態(tài)。

3．實(shí)驗(yàn)環(huán)境

Windows操作系統(tǒng)、VC++6.0 C語(yǔ)言

4.設(shè)計(jì)思想

模擬內(nèi)存分配和回收，要設(shè)置兩個(gè)鏈隊(duì)列，一個(gè)空閑區(qū)鏈和一個(gè)占用區(qū)鏈，空閑區(qū)鏈節(jié)點(diǎn)有起始地址，大小和指向下一節(jié)點(diǎn)的指針等數(shù)據(jù)域，占用區(qū)鏈節(jié)點(diǎn)有起始地址，大小，作業(yè)名和指向下一節(jié)點(diǎn)的指針等數(shù)據(jù)域，本實(shí)驗(yàn)用最壞適應(yīng)算法，每次作業(yè)申請(qǐng)內(nèi)存都是從空閑鏈隊(duì)頭節(jié)點(diǎn)分配，如果相等，就刪除空閑頭結(jié)點(diǎn)，如果小于申請(qǐng)的，就不分配，否則就劃分內(nèi)存給作業(yè)，剩下的內(nèi)存大小，重新插入空閑鏈隊(duì)，按從大到小，接著把作業(yè)占用的內(nèi)存放到占用區(qū)鏈節(jié)點(diǎn)的末尾。每次作業(yè)運(yùn)行完，就要回收其占用的內(nèi)存大小，把作業(yè)節(jié)點(diǎn)按從大到小插入到空閑鏈隊(duì)中。5.源代碼：

#include #include struct freelinkNode{ int len;int address;

struct freelinkNode *next;};struct busylinkNode{ char name;

int len;int address;struct busylinkNode *next;};struct freelinkNode *free_head=NULL;

//自由鏈隊(duì)列（帶頭結(jié)點(diǎn)）隊(duì)首指針

struct busylinkNode *busy_head=NULL;

//占用區(qū)隊(duì)列隊(duì)（帶頭結(jié)點(diǎn)）首指針

struct busylinkNode *busy_tail=NULL;

//占用區(qū)隊(duì)列隊(duì)尾指針 void start(void)/* 設(shè)置系統(tǒng)初始狀態(tài)*/ { struct freelinkNode *p;

struct busylinkNode *q;

free_head=(struct freelinkNode*)malloc(sizeof(struct freelinkNode));

free_head->next=NULL;// 創(chuàng)建自由鏈頭結(jié)點(diǎn)

busy_head=busy_tail=(struct busylinkNode*)malloc(sizeof(struct busylinkNode));

busy_head->next=NULL;// 創(chuàng)建占用鏈頭結(jié)點(diǎn)

p=(struct freelinkNode *)malloc(sizeof(struct freelinkNode));

p->address=64;

p->len=640-64;//OS占用了64K

p->next=NULL;

free_head->next=p;

q=(struct busylinkNode *)malloc(sizeof(struct busylinkNode));

q->name='S';/* S表示操作系統(tǒng)占用

*/

q->len=64;q->address=0;q->next=NULL;

busy_head->next=q;busy_tail=q;} void requireMemo(char name, int require)/*模擬內(nèi)存分配*/ { freelinkNode *w,*u,*v;busylinkNode *p;if(free_head->next->len>=require){

p=(struct busylinkNode*)malloc(sizeof(struct busylinkNode));

p->name=name;

p->address=free_head->next->address;

p->len=require;

p->next=NULL;

busy_tail->next=p;

busy_tail=p;} else

printf(”Can't allocate“);

w=free_head->next;

free_head->next=w->next;

if(w->len==require)

{

free(w);} else {

w->address=w->address+require;

w->len=w->len-require;}

u=free_head;

v=free_head->next;

while((v!=NULL)&&(v->len>w->len)){

u=v;

v=v->next;}

u->next=w;

w->next=v;} void freeMemo(char name)/* 模擬內(nèi)存回收*/ { int len;

int address;busylinkNode *q,*p;freelinkNode *w,*u,*v;q=busy_head;

p=busy_head->next;

while((p!=NULL)&&(p->name!=name))

{

q=p;

p=p->next;}

if(p==NULL){

printf(”%c is not exist“,name);} else

{

if(p==busy_tail)

{

busy_tail=q;

}

else

{

q->next=p->next;

len=p->len;

address=p->address;

free(p);

w=(struct freelinkNode*)malloc(sizeof(struct freelinkNode));

w->len=len;

w->address=address;

u=free_head;

v=free_head->next;

while((v!=NULL)&&(v->len>len))

{ u=v;v=v->next;

}

u->next=w;

w->next=v;

} } } void past(int time)/* 模擬系統(tǒng)過(guò)了time 時(shí)間*/ { printf(”過(guò)了時(shí)間%d后:n“,time);} void printlink()/* 輸出內(nèi)存空閑情況（自由鏈的結(jié)點(diǎn)）*/ {

freelinkNode *p;

printf(”內(nèi)存的空閑情況為:n“);

p=(struct freelinkNode *)malloc(sizeof(struct freelinkNode));

p=free_head->next;

while(p!=NULL)

{

printf(”內(nèi)存的起始地址和內(nèi)存的大小%5dt%5d:n",p->address,p->len);

p=p->next;

} }

void main(){

int t1=1,t2=2,t3=3,t4=4;

start();

past(t1);

requireMemo('A',8);

requireMemo('B',16);

requireMemo('C',64);

requireMemo('D',124);

printlink();

past(t2);

freeMemo('C');

printlink();

past(t3);

requireMemo('E',50);

printlink();

past(t4);

freeMemo('D');

printlink();} 6.運(yùn)行結(jié)果：

7.實(shí)驗(yàn)總結(jié)：

鞏固編程能力，和調(diào)式能力，復(fù)習(xí)課本知識(shí)，明白理論聯(lián)系實(shí)際的重要性，動(dòng)手能力非常重要，多看書(shū)，多獨(dú)立思考，品味痛苦的過(guò)程，享受成功的喜悅。

操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

院系：數(shù)計(jì)學(xué)院

班級(jí)：大類(lèi)6班 學(xué)號(hào)：100511624 姓名：明章輝

指導(dǎo)教師：徐軍利

第三篇：操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

許昌學(xué)院

《操作系統(tǒng)》實(shí)驗(yàn)報(bào)告書(shū)

學(xué)號(hào)：姓名：閆金科班級(jí)：成績(jī):

5006140057

14物聯(lián)網(wǎng)工程 2016年02月實(shí)驗(yàn)一 Linux的安裝與配置

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.熟悉Linux系統(tǒng)的基本概念，比如Linux發(fā)行版、宏內(nèi)核、微內(nèi)核等。2.掌握Linux系統(tǒng)的安裝和配置過(guò)程，初步掌握Linux系統(tǒng)的啟動(dòng)和退出方法。3.熟悉Linux系統(tǒng)的文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，了解Linux常用文件夾的作用。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.從網(wǎng)絡(luò)上下載VMware軟件和兩個(gè)不同Linux發(fā)行版鏡像文件。2.安裝VMware虛擬機(jī)軟件。

3.在VMware中利用第一個(gè)鏡像文件完成第一個(gè)Linux的安裝，期間完成網(wǎng)絡(luò)信息、用戶(hù)信息、文件系統(tǒng)和硬盤(pán)分區(qū)等配置。

4.在VMware中利用第二個(gè)鏡像文件完成第二個(gè)Linux的安裝，并通過(guò)LILO或者GRUB解決兩個(gè)操作系統(tǒng)選擇啟動(dòng)的問(wèn)題。

5.啟動(dòng)Linux系統(tǒng)，打開(kāi)文件瀏覽器查看Linux系統(tǒng)的文件結(jié)構(gòu)，并列舉出Linux常用目錄的作用。

三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果

1、啟動(dòng)VMware，點(diǎn)擊新建Linux虛擬機(jī)，如圖所示：

2、點(diǎn)擊下一步，選擇經(jīng)典型，點(diǎn)擊下一步在選擇客戶(hù)機(jī)頁(yè)面選擇Linux，版本選擇Red Hat Enterprise Linux 5，如圖所示：

3、點(diǎn)擊下一步創(chuàng)建虛擬機(jī)名稱(chēng)以及所要安裝的位置，如圖所示：

4、點(diǎn)擊下一步，磁盤(pán)容量填一個(gè)合適大小，此處選擇默認(rèn)值大小10GB，如圖所示：

5、點(diǎn)擊完成，點(diǎn)擊編輯虛擬機(jī)設(shè)置，選擇硬件選項(xiàng)中的CD-ROM（IDE...）選項(xiàng)，在右側(cè)連接中選擇“使用ISO鏡像（I）”選項(xiàng)，點(diǎn)擊“瀏覽”，找到Linux的鏡像文件，如圖所示：

6點(diǎn)擊確定按鈕后，點(diǎn)擊啟動(dòng)虛擬機(jī)按鈕，來(lái)到Linux的安裝界面，如圖所示：

7、到此頁(yè)面之后，等待自動(dòng)檢測(cè)安裝，如圖所示：

8、等到出現(xiàn)如圖所示頁(yè)面后點(diǎn)擊“skip”按鈕，跳過(guò)檢測(cè)，直接進(jìn)入安裝設(shè)置界面，如圖所示：

9、安裝設(shè)計(jì)界面如圖所示：

10、點(diǎn)擊Next按鈕進(jìn)入設(shè)置語(yǔ)言界面，設(shè)置語(yǔ)言為“簡(jiǎn)體中文”，如圖所示：

11、點(diǎn)擊Nest按鈕進(jìn)入系統(tǒng)鍵盤(pán)設(shè)置按鈕，設(shè)置系統(tǒng)鍵盤(pán)為“美國(guó)英語(yǔ)式”，如圖所示：

12、點(diǎn)擊下一步按鈕，彈出“安裝號(hào)碼”對(duì)話(huà)框，選擇跳過(guò)輸入安裝號(hào)碼，如圖所示：

13、按照提示，一直點(diǎn)擊下一步按鈕，如圖所示：

14、到設(shè)置最后一步，點(diǎn)擊下一步按鈕進(jìn)入開(kāi)始安裝Red Hat Enterprise Linux Sever界面，如圖所示：

15、安裝完成后，進(jìn)入歡迎界面，按照提示點(diǎn)擊前進(jìn)按鈕知道進(jìn)入Linux桌面，如圖所示：

16、安裝成功的Linux系統(tǒng)桌面如圖所示,桌面包含五個(gè)圖標(biāo)，分別為：計(jì)算機(jī)、jk’s Home、回收站、RHEL/5.3 i386DVD。

四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)

通過(guò)安裝虛擬機(jī)等操作讓我認(rèn)識(shí)到Linux這系統(tǒng)一些基本特點(diǎn)，本次試驗(yàn)學(xué)會(huì)了安裝虛擬機(jī)并且使用虛擬機(jī)安裝操作系統(tǒng)，掌握了紅帽Linux系統(tǒng)的安裝和配置過(guò)程，以及對(duì)鏡像ISO文件的使用，有別于我們機(jī)器上使用的系統(tǒng)，通過(guò)虛擬機(jī)這個(gè)軟件還可以在已有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上使用其他操作系統(tǒng)。安裝過(guò)程中一定要注意選擇版本的時(shí)候要選擇Red Hat Enterprise Linux 5版本，否則安裝不能成功。自己動(dòng)手成功的安裝了Linux系統(tǒng)，自己對(duì)Linux的學(xué)習(xí)產(chǎn)生更大的興趣。

實(shí)驗(yàn)二 Linux操作系統(tǒng)的運(yùn)行模式

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.熟悉Linux系統(tǒng)終端工作環(huán)境的使用，了解Linux命令的格式，使用學(xué)會(huì)利用常用的Linux命令來(lái)完成系統(tǒng)的管理和維護(hù)。

2.了解X-Windows的特點(diǎn)，熟悉Linux圖形用戶(hù)接口的使用，掌握GNOME桌面環(huán)境的基本操作。

3.了解和掌握在Linux環(huán)境下安裝軟件包的方法，如QQ for Linux等用軟件的安裝方法。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.啟動(dòng)Linux系統(tǒng)打開(kāi)虛擬終端界面，使用Linux的在線(xiàn)幫助指令man或help獲得ls、uname、date、cal、mkdir、cp等Linux命令的幫助手冊(cè)，了解這些命令的具體使用方法。同時(shí)，也可以通過(guò)執(zhí)行“命令名 –help”來(lái)顯示該命令的幫助信息，如“l(fā)s –help”,試用這些命令。

2.通過(guò)uname命令的執(zhí)行，查看并給出相關(guān)系統(tǒng)信息：操作系統(tǒng)的名稱(chēng)、系統(tǒng)域名、系統(tǒng)CPU名稱(chēng)等。

3.在主目錄下創(chuàng)建一個(gè)名為myetc的子目錄，將/etc目錄下與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的文件和子目錄拷貝到該目錄，并將這些文件的執(zhí)行權(quán)限設(shè)置為可執(zhí)行。

4.在主目錄/home下創(chuàng)建目錄program、music 和temp，然后在program下建立目錄java和C，列出完成該過(guò)程的所有命令。

5.在圖形界面環(huán)境中，查看GNOME桌面的面板和桌面，設(shè)置GNOME，包括屏幕保護(hù)程序、更改背景和指定關(guān)聯(lián)程序等。6.實(shí)現(xiàn)對(duì)光盤(pán)的加載和訪問(wèn)，然后卸載。

三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果

1、打開(kāi)終端，輸入 【ls –help】來(lái)查看【ls】指令的使用方法，同理查看uname、date、cal、mkdir、cp的使用方法。

2、在終端中輸入【uname –a】顯示操作系統(tǒng)名系統(tǒng)cpu名和系統(tǒng)域名

3、重啟系統(tǒng)，用【root】用戶(hù)名進(jìn)入系統(tǒng)，以獲得權(quán)限。在終端中輸入【mkdir myetc】，在主目錄下創(chuàng)建【myrtc】的目錄，【ls】查看是否創(chuàng)建。輸入【cd..】返回至【/】文件，輸入【cp –r etc root/myetc】講etc中內(nèi)容復(fù)制到myetc中，進(jìn)入myetc文件【ls】查看。輸入

【chmod u+x etc】賦予文件可執(zhí)行的權(quán)限，輸入【ll】查看。

4、在home下，輸入【mkdir {program,music,temp}】,可在home下創(chuàng)立這三個(gè)目錄，輸入【ls】查看。在program下輸入【mkdir{java,C}】，可創(chuàng)立java和C兩個(gè)目錄，【ls】查看。

5、在桌面上方選擇【系統(tǒng)】-【首選項(xiàng)】，即可設(shè)置屏幕保護(hù)程序和更改背景和指定關(guān)聯(lián)程序

5、在桌面上可見(jiàn)看到有CD光盤(pán)，雙擊瀏覽，右鍵【彈出】即卸載。

四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)和體會(huì)

Linux的指令系統(tǒng)是學(xué)習(xí)Linux操作系統(tǒng)很重要的一部分，指令系統(tǒng)相當(dāng)于在Windows操作系統(tǒng)下的doc，可以省去圖形化界面。通過(guò)這次的實(shí)驗(yàn)讓我了解了Linux的強(qiáng)大功能，了解到Linux有許多方便快捷的設(shè)置基本配置的方法，這使我更喜歡上Linux的使用。在使用指令的過(guò)程中，有時(shí)候?qū)ξ募牟僮餍枰欢ǖ臋?quán)限，這時(shí)需要在登陸時(shí)用戶(hù)名使用【root】，而不是我們?cè)诎惭b時(shí)使用的用戶(hù)名，這樣就獲得了管理員權(quán)限，可以對(duì)一些系統(tǒng)文件進(jìn)行操作。

實(shí)驗(yàn)三 Linux應(yīng)用軟件與系統(tǒng)管理

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.了解OpenOffice.Org集成辦公軟件，掌握利用OpenOffice.Org的套件來(lái)完成文檔和圖片的處理。

2.了解Linux網(wǎng)絡(luò)管理的知識(shí)，熟悉Linux網(wǎng)絡(luò)配置的方法，掌握在Linux環(huán)境下配置Web服務(wù)器和ftp服務(wù)的方法。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.配置Linux系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，安裝FTP和Web服務(wù)器，并配置相關(guān)的屬性，利用FTP實(shí)現(xiàn)WINDOWS和Linux之間的數(shù)據(jù)交換。

2.利用FTP程序上傳自己的照片到FTP服務(wù)器，利用OpenOffice的文字處理工具OpenOffice Writer制作一份表格形式的個(gè)人簡(jiǎn)歷。個(gè)人簡(jiǎn)歷中至少包含學(xué)號(hào)、姓名、性別、專(zhuān)業(yè)、照片和學(xué)習(xí)經(jīng)歷等內(nèi)容，并保存為網(wǎng)頁(yè)格式(html格式)。3.將個(gè)人簡(jiǎn)歷網(wǎng)頁(yè)設(shè)置為WEB服務(wù)器的首頁(yè)，然后在客戶(hù)端利用瀏覽器訪問(wèn)WEB服務(wù)器，查看效果。

4.通過(guò)讀取proc文件系統(tǒng)，獲取系統(tǒng)各種信息（如主機(jī)名、系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間、版本號(hào)、所有進(jìn)程信息、CPU使用率等），并以比較容易的方式顯示。

三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果

1.配置網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：在（服務(wù).cmd）.里面進(jìn)行以下操作：在服務(wù)里選擇3按回車(chē)

完成后，可在本地連接看到VMware已連接上網(wǎng)絡(luò)

在虛擬機(jī)設(shè)置中設(shè)置以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)連接方式為

網(wǎng)關(guān)地址填虛擬機(jī)的網(wǎng)管，IP地址設(shè)為虛擬機(jī)的一個(gè)子網(wǎng)：

四、總結(jié)：

在linux系統(tǒng)下，make是我們經(jīng)常用到的編譯命令，所以關(guān)于make代碼和他的操作指令一定要記清楚。所以，熟練掌握了make和makefile工具之后，源碼安裝軟件就變的像windows下安裝軟件一樣簡(jiǎn)單。

實(shí)驗(yàn)四 進(jìn)程控制與管理

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.掌握GCC編譯器的用法，學(xué)會(huì)利用GCC編輯器來(lái)編輯C語(yǔ)言程序，學(xué)會(huì)利用GDB調(diào)試器來(lái)調(diào)試C語(yǔ)言程序。

2.理解進(jìn)程和程序的區(qū)別和聯(lián)系，3.掌握在Linux環(huán)境下觀察進(jìn)程運(yùn)行情況和CPU工作情況的命令。4.了解fork()系統(tǒng)調(diào)用，掌握利用fork()創(chuàng)建進(jìn)程的方法。

5.了解Linux系統(tǒng)其他與進(jìn)程相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用，如exec、wait和exit等。6.了解Linux常用的進(jìn)程通信機(jī)制。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.利用Linux的進(jìn)程管理命令ps、top來(lái)監(jiān)視和跟蹤進(jìn)程，體會(huì)進(jìn)程和程序的關(guān)系。2.利用Linux的文字編輯器編寫(xiě)文件復(fù)制的C語(yǔ)言程序，并用gcc編譯該程序，然后運(yùn)行該程序。

3.編寫(xiě)一段程序，使用系統(tǒng)調(diào)用fork()創(chuàng)建兩個(gè)子進(jìn)程。當(dāng)此程序運(yùn)行時(shí)，在系統(tǒng)中有一個(gè)父進(jìn)程和兩個(gè)子進(jìn)程活動(dòng)。讓每一個(gè)進(jìn)程在屏幕上顯示一個(gè)字符：父進(jìn)程顯示'a'，子進(jìn)程分別顯示字符'b'和字符'c'。試觀察記錄屏幕上的顯示結(jié)果，并分析原因。

4.修改上述程序，每一個(gè)進(jìn)程循環(huán)顯示一句話(huà)。子進(jìn)程顯示'daughter ?'及'son ??'，父進(jìn)程顯示 'parent ??'，觀察結(jié)果，分析原因。5.用fork()創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程，再調(diào)用exec()用新的程序替換該子進(jìn)程的內(nèi)容。

三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果

1、利用Linux的進(jìn)程管理命令ps、top來(lái)監(jiān)視和跟蹤進(jìn)程，體會(huì)進(jìn)程和程序的關(guān)系。<1>從用戶(hù)身份切換到ROOT身份

<2>輸入命令 ps 查看進(jìn)程

<2>輸入命令 top 跟蹤進(jìn)程

2、利用Linux的文字編輯器編寫(xiě)一個(gè)計(jì)算機(jī)100個(gè)自然數(shù)和的C語(yǔ)言程序，并用gcc編譯該程序，然后運(yùn)行該程序。

<1>創(chuàng)建一個(gè).C文件 并進(jìn)入進(jìn)行編輯

<2>用GCC 進(jìn)行編譯，再查看文件，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生執(zhí)行文件 a.out

<3>執(zhí)行這個(gè)可執(zhí)行文件得到結(jié)果5050

1、編寫(xiě)一段程序，使用系統(tǒng)調(diào)用fork()創(chuàng)建兩個(gè)子進(jìn)程。當(dāng)此程序運(yùn)行時(shí)，在系統(tǒng)中有一個(gè)父進(jìn)程和兩個(gè)子進(jìn)程活動(dòng)。讓每一個(gè)進(jìn)程在屏幕上顯示一個(gè)字符：父進(jìn)程顯示'a'，子進(jìn)程分別顯示字符'b'和字符'c'。試觀察記錄屏幕上的顯示結(jié)果，并分析原因。

<1>穿件一個(gè).C文件 并進(jìn)行編寫(xiě)程序代碼

<2>反復(fù)執(zhí)行2次該程序

<3>可以看出兩次執(zhí)行的結(jié)果 a b c 出現(xiàn)的順序不同，原因是，3個(gè)進(jìn)程的輸出次序是隨機(jī)的，并不會(huì)按規(guī)定的順序出現(xiàn)，所以會(huì)出現(xiàn)上述結(jié)果。

4、修改上述程序，每一個(gè)進(jìn)程循環(huán)顯示一句話(huà)。子進(jìn)程顯示'daughter ?'及'son ??'，父進(jìn)程顯示 'parent ??'，觀察結(jié)果，分析原因。<1>重新修改代碼

<3>執(zhí)行這段程序

<4>原分析：

因和之前一樣，可以看出執(zhí)行的結(jié)果 3個(gè)單詞出現(xiàn)的順序不同，原因是，3個(gè)進(jìn)程的輸出次序是隨機(jī)的，并不會(huì)按規(guī)定的順序出現(xiàn)，所以會(huì)出現(xiàn)上述結(jié)果。

5、用fork()創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程，再調(diào)用exec()用新的程序替換該子進(jìn)程的內(nèi)容。<1>

編寫(xiě)代碼

<2> 執(zhí)行的結(jié)果

結(jié)果表明 execl 替代了ｓｏｎ的內(nèi)容

四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)和體會(huì)

這個(gè)實(shí)驗(yàn)考察的是進(jìn)程之間存在很多可能性以及對(duì)編輯器的使用。本次實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)了在linux環(huán)境下用gcc編譯器運(yùn)行c語(yǔ)言程序，在linux環(huán)境下編寫(xiě)程序用到了vi編輯器，知道了該編輯器也需要各種命令來(lái)操作。編寫(xiě)C語(yǔ)言程序時(shí)用到了fork()函數(shù)，再調(diào)用execl()用新的程序替換該子進(jìn)程的內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)五 進(jìn)程調(diào)度模擬程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.了解進(jìn)程調(diào)度的概念，掌握常用進(jìn)程調(diào)度算法的原理。2.掌握Linux程序設(shè)計(jì)編輯、編譯和調(diào)試的技巧。

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)進(jìn)程調(diào)度調(diào)度算法先來(lái)先服務(wù)、優(yōu)先級(jí)高優(yōu)先和時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法。（編程語(yǔ)言不限）

2.輸入數(shù)據(jù)，輸出運(yùn)行結(jié)果。

三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果

1先來(lái)先服務(wù)

＃i nclude float t,d;

struct { int id;

float ArriveTime;float RequestTime;float StartTime;float EndTime;float RunTime;float DQRunTime;int Status;}arrayTask[4];GetTask(){ int i;float a;

for(i=0;i<4;i++){arrayTask[i].id=i+1;printf(“input the number”);

printf(“input the the ArriveTime of arrayTask[%d]:”,i);scanf(“%f”,&a);

arrayTask[i].ArriveTime=a;

printf(“input the RequestTime of arrayTask[%d]:”,i);scanf(“%f”,&a);

arrayTask[i].RequestTime=a;arrayTask[i].StartTime=0;arrayTask[i].EndTime=0;arrayTask[i].RunTime=0;arrayTask[i].Status=0;

} }

int fcfs()

{

int i,j,w=0;

for(i=0;i<4;i++)

{

if(arrayTask[i].Status==0)

{

t=arrayTask[i].ArriveTime;

w=1;

}

if(w==1)

break;

}

for(i=0;i<4;i++)

{

if(arrayTask[i].ArriveTime

t=arrayTask[i].ArriveTime;

}

for(i=0;i<4;i++)

{

if(arrayTask[i].ArriveTime==t)

return i;

}

}

int sjf(){

int i,x=0,a=0,b=0;float g;

for(i=0;i<4;i++){

if(arrayTask[i].Status==1){g=arrayTask[i].EndTime;x=1;} }

if(x==0){

t=arrayTask[0].ArriveTime;

for(i=0;i<4;i++){

if(arrayTask[i].ArriveTime

t=arrayTask[i].ArriveTime;a=i;} }

return a;} else {

for(i=0;i<4;i++){ if(arrayTask[i].EndTime>g)g=arrayTask[i].EndTime;}

for(i=0;i<4;i++){ if(arrayTask[i].Status==0&& arrayTask[i].ArriveTime<=g){ t=arrayTask[i].RequestTime;a=i;b=1;} /*判斷有沒(méi)有進(jìn)程在前個(gè)進(jìn)程完成前到達(dá)*/ }

if(b!=0)/*有進(jìn)程到達(dá)則按SJF*/ { for(i=0;i<4;i++){

if(arrayTask[i].Status==0&&arrayTask[i].ArriveTime<=g&&arrayTask[i].RequestTime

return a;} else{ /*否則按FCFS*/ for(i=0;i<4;i++)

{if(arrayTask[i].Status==0)t=arrayTask[i].ArriveTime;}

for(i=0;i<4;i++){

if(arrayTask[i].Status==0&&arrayTask[i].ArriveTime

return a;} } }

new(int s)/*定義執(zhí)行進(jìn)程后相關(guān)數(shù)據(jù)的修改*/ { int i,g=0;for(i=0;i<4;i++){

if(arrayTask[i].Status==0)continue;else { g=1;break;} }

if(g==0)/*當(dāng)處理的是第一個(gè)未執(zhí)行的進(jìn)程時(shí)執(zhí)行*/ {

arrayTask[s].StartTime=arrayTask[s].ArriveTime;

arrayTask[s].EndTime=arrayTask[s].RequestTime+arrayTask[s].ArriveTime;arrayTask[s].RunTime=arrayTask[s].RequestTime;arrayTask[s].Status=1;g=2;}

if(g==1)/*當(dāng)處理的不是第一個(gè)未執(zhí)行的進(jìn)程時(shí)執(zhí)行*/ {

arrayTask[s].Status=1;for(i=0;i<4;i++){

if(arrayTask[i].Status==1)d=arrayTask[i].EndTime;}

for(i=0;i<4;i++)/*查找最后執(zhí)行的進(jìn)程的完成時(shí)間*/ {

if(arrayTask[i].EndTime>d&&arrayTask[i].Status==1)d=arrayTask[i].EndTime;}

if(arrayTask[s].ArriveTime

arrayTask[s].StartTime=arrayTask[s].ArriveTime;

arrayTask[s].EndTime=arrayTask[s].StartTime+arrayTask[s].RequestTime;arrayTask[s].RunTime=arrayTask[s].EndTime-arrayTask[s].ArriveTime;}

arrayTask[s].DQRunTime=arrayTask[s].RunTime/arrayTask[s].RequestTime;}

Printresult(int j)/*定義打印函數(shù)*/ {

printf(“%dt”,arrayTask[j].id);

printf(“%5.2ft”,arrayTask[j].ArriveTime);printf(“%5.2ft”,arrayTask[j].RequestTime);printf(“%5.2ft”,arrayTask[j].StartTime);printf(“%5.2ft”,arrayTask[j].EndTime);printf(“%5.2ft”,arrayTask[j].RunTime);printf(“%5.2fn”,arrayTask[j].DQRunTime);} main(){

int i,b,k,a,c=0;int d[4];clrscr();

printf(“t F.FCFS n”);printf(“t S.SFJ n”);printf(“t Q.EXIT n”);for(i=0;;i++){ if(c)break;

printf(“please input the number a:n”);scanf(“%d”,&a);switch(a){

case Q: c=1;break;

case F:printf(“please input the different-ArriveTime of arrayTasksn”);GetTask();

printf(“*****************************the result of fcfsn”);printf(“NumbertArrivetServertStarttFinishtTurnovetTake power turnover timen”);

for(b=0;b<4;b++)/*調(diào)用兩個(gè)函數(shù)改變結(jié)構(gòu)體數(shù)的值*/ {

k=fcfs();d[b]=k;new(k);}

for(b=0;b<4;b++)

Printresult(d[b]);/*調(diào)用打印函數(shù)打出結(jié)果*/ continue;

case S: printf(“please input the different-RequestTime of array

Tasksn”);GetTask();

printf(“******************************the result of sjfn”);printf(“NumbertArrivetRequesttStarttEndtRuntDQRun timen”);for(b=0;b<4;b++){ k=sjf();d[b]=k;new(k);}

for(b=0;b<4;b++)Printresult(d[b]);continue;

default:printf(“the number Error.please input another number!n”);} } }

四、實(shí)驗(yàn)總結(jié)和體會(huì)

通過(guò)做本實(shí)驗(yàn)，讓我對(duì)進(jìn)程或作業(yè)先來(lái)先服務(wù)、高優(yōu)先權(quán)、按時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法以及進(jìn)程調(diào)度的概念和算法，有了更深入的認(rèn)識(shí)！理解進(jìn)程的狀態(tài)及變化，動(dòng)態(tài)顯示每個(gè)進(jìn)程的當(dāng)前狀態(tài)及進(jìn)程的調(diào)度情況。進(jìn)程調(diào)度是處理機(jī)管理的核心內(nèi)容。優(yōu)先級(jí)高優(yōu)先是根據(jù)作業(yè)的優(yōu)先級(jí)，總是選擇優(yōu)先級(jí)最高者進(jìn)入隊(duì)列。輪轉(zhuǎn)調(diào)度算法是調(diào)度程序每次把CPU分配給就緒隊(duì)列首進(jìn)程/線(xiàn)程使用規(guī)定的時(shí)間間隔，就緒隊(duì)列中都路保留巡行一個(gè)時(shí)間片。

第四篇：嵌入式實(shí)驗(yàn)報(bào)告

目錄

實(shí)驗(yàn)一 跑馬燈實(shí)驗(yàn).........................................................................1 實(shí)驗(yàn)二 按鍵輸入實(shí)驗(yàn).....................................................................3 實(shí)驗(yàn)三 串口實(shí)驗(yàn).............................................................................5 實(shí)驗(yàn)四 外部中斷實(shí)驗(yàn).....................................................................8 實(shí)驗(yàn)五 獨(dú)立看門(mén)狗實(shí)驗(yàn)................................................................11 實(shí)驗(yàn)七 定時(shí)器中斷實(shí)驗(yàn)................................................................13 實(shí)驗(yàn)十三 ADC實(shí)驗(yàn)........................................................................15 實(shí)驗(yàn)十五 DMA實(shí)驗(yàn)........................................................................17 實(shí)驗(yàn)十六 I2C實(shí)驗(yàn)........................................................................21 實(shí)驗(yàn)十七 SPI實(shí)驗(yàn)........................................................................24 實(shí)驗(yàn)二十一 紅外遙控實(shí)驗(yàn)............................................................27 實(shí)驗(yàn)二十二 DS18B20實(shí)驗(yàn).............................................................30

實(shí)驗(yàn)一 跑馬燈實(shí)驗(yàn)

一．實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

我的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，跑馬燈實(shí)驗(yàn)。

二．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

掌握STM32開(kāi)發(fā)環(huán)境，掌握從無(wú)到有的構(gòu)建工程。

三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

熟悉MDK KEIL開(kāi)發(fā)環(huán)境，構(gòu)建基于固件庫(kù)的工程，編寫(xiě)代碼實(shí)現(xiàn)跑馬燈工程。通過(guò)ISP下載代碼到實(shí)驗(yàn)板，查看運(yùn)行結(jié)果。使用JLINK下載代碼到目標(biāo)板，查看運(yùn)行結(jié)果，使用JLINK在線(xiàn)調(diào)試。

四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備

硬件部分：PC計(jì)算機(jī)（宿主機(jī)）、亮點(diǎn)STM32實(shí)驗(yàn)板、JLINK。軟件部分：PC機(jī)WINDOWS系統(tǒng)、MDK KEIL軟件、ISP軟件。

五．實(shí)驗(yàn)步驟

1.熟悉MDK KEIL開(kāi)發(fā)環(huán)境 2.熟悉串口編程軟件ISP 3.查看固件庫(kù)結(jié)構(gòu)和文件

4.建立工程目錄，復(fù)制庫(kù)文件 5.建立和配置工程 6.編寫(xiě)代碼 7.編譯代碼

8.使用ISP下載到實(shí)驗(yàn)板 9.測(cè)試運(yùn)行結(jié)果

10.使用JLINK下載到實(shí)驗(yàn)板 11.單步調(diào)試

12.記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

六．實(shí)驗(yàn)結(jié)果及測(cè)試

源代碼：

兩個(gè)燈LED0與LED1實(shí)現(xiàn)交替閃爍的類(lèi)跑馬燈效果，每300ms閃爍一次。

七．實(shí)驗(yàn)總結(jié)

通過(guò)本次次實(shí)驗(yàn)我了解了STM32開(kāi)發(fā)板的基本使用，初次接觸這個(gè)開(kāi)發(fā)板和MDK KEILC軟件，對(duì)軟件操作不太了解，通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)了解并熟練地使用MDK KEIL軟件，用這個(gè)軟件來(lái)編程和完成一些功能的實(shí)現(xiàn)。作為 STM32 的入門(mén)第一個(gè)例子，詳細(xì)介紹了STM32 的IO口操作，同時(shí)鞏固了前面的學(xué)習(xí)，并進(jìn)一步介紹了MDK的軟件仿真功能。

實(shí)驗(yàn)二 按鍵輸入實(shí)驗(yàn)

一．實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

在實(shí)驗(yàn)一的基礎(chǔ)上，使用按鍵控制流水燈速度，及使用按鍵控制流水燈流水方向。

二．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

熟練使用庫(kù)函數(shù)操作GPIO,掌握中斷配置和中斷服務(wù)程序編寫(xiě)方法，掌握通過(guò)全局變量在中斷服務(wù)程序和主程序間通信的方法。

三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)現(xiàn)初始化GPIO，并配置中斷，在中斷服務(wù)程序中通過(guò)修改全局變量，達(dá)到控制流水燈速度及方向。

使用JLINK下載代碼到目標(biāo)板，查看運(yùn)行結(jié)果，使用JLINK在線(xiàn)調(diào)試。

四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備

硬件部分：PC計(jì)算機(jī)（宿主機(jī)）、亮點(diǎn)STM32實(shí)驗(yàn)板、JLINK、示波器。軟件部分：PC機(jī)WINDOWS系統(tǒng)、MDK KEIL軟件、ISP軟件。

五．實(shí)驗(yàn)步驟

1在實(shí)驗(yàn)1代碼的基礎(chǔ)上，編寫(xiě)中斷初始化代碼

2在主程序中聲明全局變量，用于和中斷服務(wù)程序通信，編寫(xiě)完成主程序 3編寫(xiě)中斷服務(wù)程序

4編譯代碼，使用JLINK下載到實(shí)驗(yàn)板 5.單步調(diào)試

6記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

六．實(shí)驗(yàn)結(jié)果及測(cè)試

源代碼：

我們將通過(guò)MiniSTM32 板上載有的3個(gè)按鈕，來(lái)控制板上的2個(gè)LED，其中KEY0控制LED0，按一次亮，再按一次，就滅。KEY1 控制LED1，效果同KEY0。KEY_2（KEY_UP），同時(shí)控制LED0 和LED1，按一次，他們的狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)一次。

七．實(shí)驗(yàn)總結(jié)

通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我學(xué)會(huì)了如何使用STM32 的IO 口作為輸入用。TM32 的IO 口做輸入使用的時(shí)候，是通過(guò)讀取IDR 的內(nèi)容來(lái)讀取IO 口的狀態(tài)的。這里需要注意的是 KEY0 和KEY1 是低電平有效的，而WK_UP 是高電平有效的，而且要確認(rèn)WK_UP 按鈕與DS18B20 的連接是否已經(jīng)斷開(kāi)，要先斷開(kāi)，否則DS18B20 會(huì)干擾WK_UP按鍵！并且KEY0 和KEY1 連接在與JTAG 相關(guān)的IO 口上，所以在軟件編寫(xiě)的時(shí)候要先禁用JTAG 功能，才能把這兩個(gè)IO 口當(dāng)成普通IO 口使用。

實(shí)驗(yàn)三 串口實(shí)驗(yàn)

一．實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

編寫(xiě)代碼實(shí)現(xiàn)串口發(fā)送和接收，將通過(guò)串口發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)回送回去。

二．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

掌握STM32基本串口編程，進(jìn)一步學(xué)習(xí)中斷處理。

三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

編寫(xiě)主程序，初始化串口1，設(shè)置波特率為9600，無(wú)校驗(yàn)，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位。編寫(xiě)中斷服務(wù)程序代碼實(shí)現(xiàn)將發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)回送。

四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備

硬件部分：PC計(jì)算機(jī)（宿主機(jī)）、亮點(diǎn)STM32實(shí)驗(yàn)板、JLINK、示波器。

軟件部分：PC機(jī)WINDOWS系統(tǒng)、MDK KEIL軟件、ISP軟件、串口調(diào)試助手。

五．實(shí)驗(yàn)步驟

1編寫(xiě)串口初始化代碼

2編寫(xiě)中斷服務(wù)程序代碼

3編譯代碼，使用JLINK或ISP下載到實(shí)驗(yàn)板 4記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

六．實(shí)驗(yàn)結(jié)果及測(cè)試

源代碼：

把代碼下載到 MiniSTM32 開(kāi)發(fā)板，可以看到板子上的LED0 開(kāi)始閃爍，說(shuō)明程序已經(jīng)在跑了。接著我們打開(kāi)串口調(diào)試助手，看到如下信息：

證明串口數(shù)據(jù)發(fā)送沒(méi)問(wèn)題。接著，我們?cè)诎l(fā)送區(qū)輸入上面的文字，輸入完后按回車(chē)鍵。然后單擊發(fā)送，可以得到如下結(jié)果：

七．實(shí)驗(yàn)總結(jié)

通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我進(jìn)一步了解了串口的使用，學(xué)會(huì)了通過(guò)串口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，將通過(guò)串口發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)回送回去。該實(shí)驗(yàn)的硬件配置不同于前兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，串口 1 與USB 串口默認(rèn)是分開(kāi)的，并沒(méi)有在PCB上連接在一起，需要通過(guò)跳線(xiàn)帽來(lái)連接一下。這里我們把P4 的RXD 和TXD 用跳線(xiàn)帽與P3 的PA9 和PA10 連接起來(lái)。

實(shí)驗(yàn)四 外部中斷實(shí)驗(yàn)

一．實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

STM32 的 IO 口在本章第一節(jié)有詳細(xì)介紹，而外部中斷在第二章也有詳細(xì)的闡述。這里我們將介紹如何將這兩者結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)外部中斷輸入。

二．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

進(jìn)一步掌握串口編程，進(jìn)一步學(xué)習(xí)外部中斷編程，提高編程能力。

三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

初始化IO口的輸入，開(kāi)啟復(fù)用時(shí)鐘，設(shè)置IO與中斷的映射關(guān)系，從而開(kāi)啟與IO口相對(duì)應(yīng)的線(xiàn)上中斷事件，設(shè)置觸發(fā)條件。配置中斷分組（NVIC），并使能中斷，編寫(xiě)中斷服務(wù)函數(shù)。

四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備

硬件部分：PC計(jì)算機(jī)（宿主機(jī)）、亮點(diǎn)STM32實(shí)驗(yàn)板、JLINK、示波器。

軟件部分：PC機(jī)WINDOWS系統(tǒng)、MDK KEIL軟件、ISP軟件、串口調(diào)試助手。

五．實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.3.4.編寫(xiě)中斷服務(wù)程序代碼 使用ISP下載到實(shí)驗(yàn)板 測(cè)試運(yùn)行結(jié)果

記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

六．實(shí)驗(yàn)結(jié)果及測(cè)試

源代碼：

打開(kāi)串口助手。

七．實(shí)驗(yàn)總結(jié)

首先需要將IO設(shè)置為中斷輸入口： 1）初始化 IO 口為輸入。

2）開(kāi)啟 IO 口復(fù)用時(shí)鐘，設(shè)置 IO 口與中斷線(xiàn)的映射關(guān)系。

3）開(kāi)啟與該 IO口相對(duì)的線(xiàn)上中斷/事件，設(shè)置觸發(fā)條件。

4）配置中斷分組（NVIC），并使能中斷。

5）編寫(xiě)中斷服務(wù)函數(shù)。

這一節(jié)，使用的是中斷來(lái)檢測(cè)按鍵，通過(guò) WK_UP 按鍵實(shí)現(xiàn)按一次 LED0 和 LED 1 同時(shí)翻轉(zhuǎn)，按 KEY0 翻轉(zhuǎn) LED0，按 KEY1 翻轉(zhuǎn) LED1。

試驗(yàn)中外部中斷函數(shù)不能進(jìn)入的原因分析 ： 1）GPIO或者AFIO的時(shí)鐘沒(méi)有開(kāi)啟。2）GPIO和配置的中斷線(xiàn)路不匹配。3）中斷觸發(fā)方式和實(shí)際不相符合。

4）中斷處理函數(shù)用庫(kù)函數(shù)時(shí)，寫(xiě)錯(cuò)，經(jīng)?？赡艹霈F(xiàn)數(shù)字和字母之間沒(méi)有下劃線(xiàn)。5）外部中斷是沿觸發(fā)，有可能不能檢測(cè)到沿，比如 中斷線(xiàn)是低電平（浮空輸入），觸發(fā)是下降沿觸發(fā)，可能會(huì)出現(xiàn)一直是低電平,高電平的時(shí)候是一樣的情況，電平持續(xù)為高電平。

6）沒(méi)有用軟件中斷來(lái)觸發(fā)外部中斷，調(diào)用函數(shù)EXTI_GenerateSWInterrupt；，因?yàn)檐浖袛嘞扔谶呇刂袛嗵幚怼?/p>

實(shí)驗(yàn)五 獨(dú)立看門(mén)狗實(shí)驗(yàn)

一． 實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

獨(dú)立看門(mén)狗(IWDG)由專(zhuān)用的低速時(shí)鐘(LSI)驅(qū)動(dòng)，即使主時(shí)鐘發(fā)生故障它也仍然有效。窗口看門(mén)狗由從APB1時(shí)鐘分頻后得到的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)，通過(guò)可配置的時(shí)間窗口來(lái)檢測(cè)應(yīng)用程序非正常的過(guò)遲或過(guò)早的操作。

二．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

通過(guò)編程，編寫(xiě)一個(gè)獨(dú)立看門(mén)狗驅(qū)動(dòng)程序

三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

啟動(dòng) STM32 的獨(dú)立看門(mén)狗，從而使能看門(mén)狗，在程序里面必須間隔一定時(shí)間喂狗，否則將導(dǎo)致程序復(fù)位。利用這一點(diǎn)，我們本章將通過(guò)一個(gè) LED 燈來(lái)指示程序是否重啟，來(lái)驗(yàn)證 STM32 的獨(dú)立看門(mén)狗。

四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備

硬件部分：PC計(jì)算機(jī)（宿主機(jī)）、亮點(diǎn)STM32實(shí)驗(yàn)板、JLINK。

軟件部分：PC機(jī)WINDOWS系統(tǒng)、MDK KEIL軟件、ISP軟件、串口調(diào)試助手。

五．實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.3.4.參考教材獨(dú)立看門(mén)狗部分，編寫(xiě)?yīng)毩⒖撮T(mén)狗驅(qū)動(dòng)程序。建立和配置工程 編寫(xiě)代碼

使用ISP下載到實(shí)驗(yàn)板

記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

六．實(shí)驗(yàn)結(jié)果及測(cè)試

源代碼：

在配置看門(mén)狗后，看到LED0 不停的閃爍，如果WK_UP 按鍵按下，就喂狗，只要WK_UP 不停的按，看門(mén)狗就一直不會(huì)產(chǎn)生復(fù)位，保持LED0 的常亮，一旦超過(guò)看門(mén)狗定溢出時(shí)間（Tout）還沒(méi)按，那么將會(huì)導(dǎo)致程序重啟，這將導(dǎo)致LED0 熄滅一次。

七．實(shí)驗(yàn)總結(jié)

通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我掌握了啟動(dòng)獨(dú)立看門(mén)狗的步驟： 1）向 IWDG_KR 寫(xiě)入 0X5555。2）向 IWDG_KR 寫(xiě)入 0XAAAA。3）向 IWDG_KR 寫(xiě)入 0XCCCC。

通過(guò)上面 3個(gè)步驟，啟動(dòng) STM32 的看門(mén)狗，從而使能看門(mén)狗，在程序里面就必須間隔一定時(shí)間喂狗，否則將導(dǎo)致程序復(fù)位。利用這一點(diǎn)，本章通過(guò)一個(gè)LED 燈來(lái)指示程序是否重啟，來(lái)驗(yàn)證 STM32 的獨(dú)立看門(mén)狗。在配置看門(mén)狗后，LED0 將常亮，如果 WK_UP 按鍵按下，就喂狗，只要 WK_UP 不停的按，看門(mén)狗就一直不會(huì)產(chǎn)生復(fù)位，保持 LED 0 的常亮，一旦超過(guò)看門(mén)狗溢出時(shí)間（Tout）還沒(méi)按，那么將會(huì)導(dǎo)致程序重啟，這將導(dǎo)致 LED 0 熄滅一次。

實(shí)驗(yàn)七 定時(shí)器中斷實(shí)驗(yàn)

一． 實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

STM32 的定時(shí)器是一個(gè)通過(guò)可編程預(yù)分頻器（PSC）驅(qū)動(dòng)的 16 位自動(dòng)裝載計(jì)數(shù)器（CNT）構(gòu)成。STM32 的通用定時(shí)器可以被用于：測(cè)量輸入信號(hào)的脈沖長(zhǎng)度(輸入捕獲)或者產(chǎn)生輸出波形(輸出比較和 PWM)等。使用定時(shí)器預(yù)分頻器和 RCC 時(shí)鐘控制器預(yù)分頻器，脈沖長(zhǎng)度和波形周期可以在幾微秒到幾毫秒間調(diào)整。STM32 的每個(gè)通用定時(shí)器都是完全獨(dú)立的，沒(méi)有互相共享的任何資源。

二．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

熟練掌握定時(shí)器中斷，學(xué)會(huì)對(duì)定時(shí)器中斷的編程操作。

三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

使用定時(shí)器產(chǎn)生中斷，然后在中斷服務(wù)函數(shù)里面翻轉(zhuǎn) LED1 上的電平，來(lái)指示定時(shí)器中斷的產(chǎn)生，修改中斷時(shí)間。

四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備

硬件部分：PC計(jì)算機(jī)（宿主機(jī)）、亮點(diǎn)STM32實(shí)驗(yàn)板、JLINK。

軟件部分：PC機(jī)WINDOWS系統(tǒng)、MDK KEIL軟件、ISP軟件、串口調(diào)試助手。

五．實(shí)驗(yàn)步驟

1.參考教材定時(shí)器中斷部分，編寫(xiě)定時(shí)器中斷的驅(qū)動(dòng)程序。2.編寫(xiě)主程序

3.編譯代碼，使用JLINK或ISP下載到實(shí)驗(yàn)板 4.記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

六．實(shí)驗(yàn)結(jié)果及測(cè)試

源代碼：

七．實(shí)驗(yàn)總結(jié)

通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到時(shí)間中斷來(lái)控制LED燈的閃爍，同時(shí)也可以將時(shí)間中斷應(yīng)用到控制其他的程序塊。

以TIME3為例產(chǎn)生中斷的步驟為 1）TIM3 時(shí)鐘使能。

2）設(shè)置 TIM3_ARR 和 TIM3_PSC 的值。

3）設(shè)置 TIM3_DIER 允許更新中斷。

4）允許 TIM3 工作。

5）TIM3 中斷分組設(shè)置。6）編寫(xiě)中斷服務(wù)函數(shù)。

在中斷產(chǎn)生后，通過(guò)狀態(tài)寄存器的值來(lái)判斷此次產(chǎn)生的中斷屬于什么類(lèi)型。然后執(zhí)行相關(guān)的操作，我們這里使用的是更新（溢出）中斷，所以在狀態(tài)寄存器 SR 的最低位。在處理完中斷之后應(yīng)該向 TIM3_SR 的最低位寫(xiě) 0，來(lái)清除該中斷標(biāo)志。

實(shí)驗(yàn)十三 ADC實(shí)驗(yàn)

一．實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

通過(guò)DAC將STM32系統(tǒng)的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量。使用ADC將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。

二．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

掌握DAC和ADC編程。

三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

編寫(xiě)代碼實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的DAC單次發(fā)送

編寫(xiě)代碼實(shí)現(xiàn)ADC采集DAC發(fā)送的數(shù)據(jù)，并發(fā)送到串口

四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備

硬件部分：PC計(jì)算機(jī)（宿主機(jī)）、亮點(diǎn)STM32實(shí)驗(yàn)板、JLINK。

軟件部分：PC機(jī)WINDOWS系統(tǒng)、MDK KEIL軟件、ISP軟件、串口調(diào)試助手。

五．實(shí)驗(yàn)步驟

1編寫(xiě)主程序

2編譯代碼，使用JLINK或ISP下載到實(shí)驗(yàn)板，使用串口調(diào)試助手觀察數(shù)據(jù) 3記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

六．實(shí)驗(yàn)結(jié)果及測(cè)試

源代碼：

七．實(shí)驗(yàn)總結(jié)

本節(jié)將利用 STM32的 ADC1 通道 0 來(lái)采樣外部電壓值，并在串口調(diào)試助手中顯示出來(lái)。步驟如下：

1）開(kāi)啟 PA 口時(shí)鐘，設(shè)置 PA0 為模擬輸入。

2）使能 ADC1 時(shí)鐘，并設(shè)置分頻因子。

3）設(shè)置 ADC1 的工作模式。

4）設(shè)置 ADC1 規(guī)則序列的相關(guān)信息。

5）開(kāi)啟 AD 轉(zhuǎn)換器，并校準(zhǔn)。

6）讀取 ADC 值。

在上面的校準(zhǔn)完成之后，ADC 就算準(zhǔn)備好了。接下來(lái)我們要做的就是設(shè)置規(guī)則序列 0 里面的通道，然后啟動(dòng) ADC 轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換結(jié)束后，讀取 ADC1_DR 里面的值。

通過(guò)以上幾個(gè)步驟的設(shè)置，可以正常的使用 STM32 的 ADC1 來(lái)執(zhí)行 AD 轉(zhuǎn)換操作。

通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，我們了解了STM32 ADC的使用，但這僅僅是STM32強(qiáng)大的ADC 功能的一小點(diǎn)應(yīng)用。STM32 的ADC 在很多地方都可以用到，其ADC 的DMA 功能是很不錯(cuò)的，實(shí)驗(yàn)十五 DMA實(shí)驗(yàn)

一． 實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

直接存儲(chǔ)器存取(DMA)用來(lái)提供在外設(shè)和存儲(chǔ)器之間或者存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器之間的高速數(shù)據(jù)傳輸。無(wú)須CPU干預(yù)，數(shù)據(jù)可以通過(guò)DMA快速地移動(dòng)，這就節(jié)省了CPU的資源來(lái)做其他操作。

二．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

熟練掌握DMA編程，學(xué)會(huì)對(duì)EPC02的讀寫(xiě)操作，學(xué)習(xí)雙緩沖兵乓操作，理解互斥資源。提高編程能力。

三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

利用外部按鍵KEY0 來(lái)控制DMA 的傳送，每按一次KEY0，DMA 就傳送一次數(shù)據(jù)

到USART1，然后在串口調(diào)試助手觀察進(jìn)度等信息。LED0 還是用來(lái)做為程序運(yùn)行的指示燈。

這里我們使用到的硬件資源如下： 1)按鍵KEY0。2)指示燈LED0。

3)使用串口調(diào)試助手觀察數(shù)據(jù)

四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備

硬件部分：PC計(jì)算機(jī)（宿主機(jī)）、亮點(diǎn)STM32實(shí)驗(yàn)板、JLINK。

軟件部分：PC機(jī)WINDOWS系統(tǒng)、MDK KEIL軟件、ISP軟件、網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手。

五．實(shí)驗(yàn)步驟

1編寫(xiě)主程序

2編譯代碼，使用JLINK或ISP下載到實(shí)驗(yàn)板，使用串口調(diào)試助手觀察數(shù)據(jù) 3記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

六．實(shí)驗(yàn)結(jié)果及測(cè)試

源代碼：

伴隨 LED0 的不停閃爍，提示程序在運(yùn)行。我們打開(kāi)串口調(diào)試助手，然后按KEY0，可以看到串口顯示如下內(nèi)容：

七．實(shí)驗(yàn)總結(jié)

本節(jié)利用 STM32 的 DMA 來(lái)實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)傳送，DMA通道的配置需要： 1）設(shè)置外設(shè)地址。

2）設(shè)置存儲(chǔ)器地址。

3）設(shè)置傳輸數(shù)據(jù)量。

4）設(shè)置通道 4 的配置信息。

5）使能 DMA1 通道 4，啟動(dòng)傳輸。

通過(guò)以上 5 步設(shè)置，我們就可以啟動(dòng)一次 USART1 的 DMA 傳輸了。

DMA控制器對(duì)DMA請(qǐng)求判別優(yōu)先級(jí)及屏蔽，向總線(xiàn)裁決邏輯提出總線(xiàn)請(qǐng)求。當(dāng)CPU執(zhí)行完當(dāng)前總線(xiàn)周期即可釋放總線(xiàn)控制權(quán)。此時(shí)，總線(xiàn)裁決邏輯輸出總線(xiàn)應(yīng)答，表示DMA已經(jīng)響應(yīng)，通過(guò)DMA控制器通知I/O接口開(kāi)始DMA傳輸。

DMA控制器獲得總線(xiàn)控制權(quán)后，CPU即刻掛起或只執(zhí)行內(nèi)部操作，由DMA控制器輸出讀寫(xiě)命令，直接控制RAM與I/O接口進(jìn)行DMA傳輸。

在DMA控制器的控制下，在存儲(chǔ)器和外部設(shè)備之間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，在傳送過(guò)中不需要中央處理器的參與。開(kāi)始時(shí)需提供要傳送的數(shù)據(jù)的起始位置和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。

當(dāng)完成規(guī)定的成批數(shù)據(jù)傳送后，DMA控制器即釋放總線(xiàn)控制權(quán)，并向I/O接口發(fā)出結(jié)束信號(hào)。當(dāng)I/O接口收到結(jié)束信號(hào)后，一方面停 止I/O設(shè)備的工作，另一方面向CPU提出中斷請(qǐng)求，使CPU從不介入的狀態(tài)解脫，并執(zhí)行一段檢查本次DMA傳輸操作正確性的代碼。最后，帶著本次操作結(jié)果及狀態(tài)繼續(xù)執(zhí)行原來(lái)的程序。

由此可見(jiàn)，DMA傳輸方式無(wú)需CPU直接控制傳輸，也沒(méi)有中斷處理方式那樣保留現(xiàn)場(chǎng)和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程，通過(guò)硬件為RAM與I/O設(shè)備開(kāi)辟一條直接傳送數(shù)據(jù)的通路，使CPU的效率大為提高。

實(shí)驗(yàn)十六 I2C實(shí)驗(yàn)

一．實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

編程實(shí)現(xiàn)對(duì)使用I2C接口的EPC02芯片進(jìn)行寫(xiě)和讀操作。

二．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

熟練掌握I2C編程，學(xué)會(huì)對(duì)EPC02的讀寫(xiě)操作。

三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

編寫(xiě)I2C驅(qū)動(dòng)程序，使用驅(qū)動(dòng)程序初始化EPC02，判斷設(shè)備正確性。

寫(xiě)256個(gè)0x5A到EPC02，讀出并發(fā)送給串口，通過(guò)串口調(diào)試助手判別是否讀到的都是0x5A.四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備

硬件部分：PC計(jì)算機(jī)（宿主機(jī)）、亮點(diǎn)STM32實(shí)驗(yàn)板、JLINK。

軟件部分：PC機(jī)WINDOWS系統(tǒng)、MDK KEIL軟件、ISP軟件、串口調(diào)試助手。

五．實(shí)驗(yàn)步驟

1參考教材I2C部分，編寫(xiě)I2C驅(qū)動(dòng)程序。2編寫(xiě)主程序

3編譯代碼，使用JLINK或ISP下載到實(shí)驗(yàn)板 4記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

六．實(shí)驗(yàn)結(jié)果及測(cè)試

伴隨 LED0 的不停閃爍，提示程序在運(yùn)行。我們先按下KEY0，可以看到如下所示的內(nèi)容，證明數(shù)據(jù)已經(jīng)被寫(xiě)入到24C02了。

接著我們按KEY2，可以看我們剛剛寫(xiě)入的數(shù)據(jù)被顯示出來(lái)了，如下圖所示：

源代碼：

七．實(shí)驗(yàn)總結(jié)

IIC是由數(shù)據(jù)線(xiàn) SDA 和時(shí)鐘 SCL 構(gòu)成的串行總線(xiàn)，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在 CPU 與被控 IC 之間、IC 與 IC 之間進(jìn)行雙向傳送，高速 IIC 總線(xiàn)一般可達(dá) 400kbps 以上。

IIC總線(xiàn)在傳送數(shù)據(jù)過(guò)程中共有三種類(lèi)型信號(hào)，它們分別是：開(kāi)始信號(hào)、結(jié)束信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)。這些信號(hào)中，起始信號(hào)是必需的，結(jié)束信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)，都可以不要。程序在開(kāi)機(jī)的時(shí)候會(huì)檢測(cè) 24C02 是否存在，如果不存在則會(huì)在TFTLCD 模塊上顯示錯(cuò)誤信息，同時(shí)LED0 慢閃。大家可以通過(guò)跳線(xiàn)帽把PC11 和PC12 短接就可以看到報(bào)錯(cuò)了。通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我掌握了如何使用IIC寫(xiě)入與讀出數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)了編寫(xiě)I2C驅(qū)動(dòng)程序，使用驅(qū)動(dòng)程序初始化EPC02，判斷設(shè)備正確性，以及如何在助手上顯示。

實(shí)驗(yàn)十七 SPI實(shí)驗(yàn)

一．實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

編程實(shí)現(xiàn)對(duì)SPI接口的W25Q64進(jìn)行讀寫(xiě)操作。

二．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

熟練掌握SPI編程，學(xué)會(huì)對(duì)的W25Q64讀寫(xiě)操作。

三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.2.3.4.5.編寫(xiě)SPI驅(qū)動(dòng)程序 初始化SPI接口

讀取SPIFLASH的ID，如果正確繼續(xù)，否則報(bào)錯(cuò)

向SPIFALSH地址0x12AB00開(kāi)始寫(xiě)一串字符，再讀出比較判斷是否與寫(xiě)入的一致 向SPIFALSH地址0x12AB00開(kāi)始寫(xiě)連續(xù)256個(gè)字節(jié)的0x5A，然后讀出并發(fā)送給串口，通過(guò)串口調(diào)試助手判別是否讀到的都是0x5A.四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備

硬件部分：PC計(jì)算機(jī)（宿主機(jī)）、亮點(diǎn)STM32實(shí)驗(yàn)板、JLINK。

軟件部分：PC機(jī)WINDOWS系統(tǒng)、MDK KEIL軟件、ISP軟件、串口調(diào)試助手。

五．實(shí)驗(yàn)步驟

1參考SPI及SPI FLASH部分，編寫(xiě)SPI及SPI FLASH驅(qū)動(dòng)程序(可參考書(shū)上代碼)。2編寫(xiě)主程序

3編譯代碼，使用JLINK或ISP下載到實(shí)驗(yàn)板 4記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

六．實(shí)驗(yàn)結(jié)果及測(cè)試

源代碼：

伴隨 LED0 的不停閃爍，提示程序在運(yùn)行。我們先按下KEY0，可以看到如圖13.17.4.2 所示的內(nèi)容，證明數(shù)據(jù)已經(jīng)被寫(xiě)入到W25X16了。

接著我們按KEY2，可以看我們剛剛寫(xiě)入的數(shù)據(jù)被顯示出來(lái)了，如下圖所示：

七．實(shí)驗(yàn)總結(jié)

SPI 接口主要應(yīng)用在EEPROM，F(xiàn)LASH，實(shí)時(shí)時(shí)鐘，AD 轉(zhuǎn)換器，還有數(shù)字信號(hào)處理器和數(shù)字信號(hào)解碼器之間。SPI，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線(xiàn)，并且在芯片的管腳上只占用四根線(xiàn)，節(jié)約了芯片的管腳，同時(shí)為 PCB 的布局上節(jié)省空間，提供方便，正是出于這種簡(jiǎn)單易用的特性，現(xiàn)在越來(lái)越多的芯片集成了這種通信協(xié)議，STM32 也有 SPI 接口。

SPI 的設(shè)置步驟：

1）配置相關(guān)引腳的復(fù)用功能，使能 SPI時(shí)鐘。

2）設(shè)置 SPI 工作模式。

3）使能 SPI。

程序在開(kāi)機(jī)的時(shí)候會(huì)檢測(cè) W25X16 是否存在，如果不存在則會(huì)在TFTLCD 模塊上顯示錯(cuò)誤信息，同時(shí)LED0 慢閃。大家可以通過(guò)跳線(xiàn)帽把PA5 和PA6 短接就可以看到報(bào)錯(cuò)了。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)，我掌握了編寫(xiě)SPI程序?qū)懭牒妥x取FLASH的方法，掌握了對(duì)學(xué)會(huì)對(duì)的W25Q64讀寫(xiě)操作。對(duì)STM32開(kāi)發(fā)板有了進(jìn)一步的了解。

實(shí)驗(yàn)二十一 紅外遙控實(shí)驗(yàn)

一． 實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

編程實(shí)現(xiàn)通過(guò)在 ALIENTEK MiniSTM32 開(kāi)發(fā)板上實(shí)現(xiàn)紅外遙控器的控制。

二．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

掌握編程實(shí)現(xiàn)紅外遙控控制開(kāi)發(fā)板的方法。

三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.編寫(xiě)紅外遙控驅(qū)動(dòng)程序 2.編寫(xiě)紅外遙控程序代碼 3.使用紅外遙控控制開(kāi)發(fā)板

四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備

硬件部分：PC計(jì)算機(jī)（宿主機(jī)）、亮點(diǎn)STM32實(shí)驗(yàn)板、JLINK。軟件部分：PC機(jī)WINDOWS系統(tǒng)、MDK KEIL軟件、ISP軟件。

五．實(shí)驗(yàn)步驟

4.編寫(xiě)紅外遙控驅(qū)動(dòng)程序 5.編寫(xiě)紅外遙控程序代碼

6.編譯代碼，使用JLINK或ISP下載到實(shí)驗(yàn)板 7.記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

六．實(shí)驗(yàn)結(jié)果及測(cè)試

源代碼：

使用串口調(diào)試助手觀察數(shù)據(jù)

七．實(shí)驗(yàn)總結(jié)

紅外遙控是一種無(wú)線(xiàn)、非接觸控制技術(shù)，具有抗干擾能力強(qiáng)，信息傳輸可靠，功耗低，成本低，易實(shí)現(xiàn)等顯著優(yōu)點(diǎn)，被諸多電子設(shè)備特別是家用電器廣泛采用，并越來(lái)越多的應(yīng)用到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。

通過(guò)本節(jié)實(shí)驗(yàn)，我學(xué)習(xí)到了如何編程使用紅外遙控控制，在本程序中只是簡(jiǎn)單地輸出一個(gè)數(shù)值，在以后的應(yīng)用中可以實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的功能，比如用紅外遠(yuǎn)程輸入控制開(kāi)發(fā)板進(jìn)行一些操作。對(duì)STM32有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

實(shí)驗(yàn)二十二 DS18B20實(shí)驗(yàn)

一． 實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

一． 在ALIENTEK MiniSTM32 開(kāi)發(fā)板上，通過(guò) DS18B20 來(lái)讀取環(huán)境溫度值。

二．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

鞏固SPI編程。掌握使用感應(yīng)器獲取環(huán)境溫度的方法。

三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.復(fù)位脈沖和應(yīng)答脈沖

2.寫(xiě)時(shí)序

3.讀時(shí)序

四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備

硬件部分：PC計(jì)算機(jī)（宿主機(jī)）、亮點(diǎn)STM32實(shí)驗(yàn)板、JLINK。軟件部分：PC機(jī)WINDOWS系統(tǒng)、MDK KEIL軟件、ISP軟件。

五．實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.3.4.參考教材DS18B20編程部分，編寫(xiě)DS18B20驅(qū)動(dòng)程序 編寫(xiě)主程序

編譯代碼，使用JLINK或ISP下載到實(shí)驗(yàn)板 記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

六．實(shí)驗(yàn)結(jié)果及測(cè)試

源代碼：

使用串口調(diào)試助手觀察數(shù)據(jù)：

七．實(shí)驗(yàn)總結(jié)

DS18B20 是由 DALLAS 半導(dǎo)體公司推出的一種的“一線(xiàn)總線(xiàn)”接口的溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測(cè)溫元件相比，它是一種新型的體積小、適用電壓寬、與微處理器接口簡(jiǎn)單的數(shù)字化溫度傳感器。

通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我認(rèn)識(shí)到STM32的強(qiáng)大，在開(kāi)發(fā)板上可以添加其他感應(yīng)器從而實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的功能。添加了DS18B20后的開(kāi)發(fā)板可以感應(yīng)外界的溫度，通過(guò)公式計(jì)算顯示出來(lái)。

第五篇：嵌入式實(shí)驗(yàn)報(bào)告

嵌入式系統(tǒng)及應(yīng)用課 程設(shè)計(jì)報(bào)告

姓名：陳宥祎

班級(jí)：14級(jí)計(jì)算機(jī)01班 學(xué)號(hào)：1255010116 指導(dǎo)老師：黃衛(wèi)紅

按鍵輸入實(shí)驗(yàn)

一．實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

在實(shí)驗(yàn)一的基礎(chǔ)上，使用按鍵控制流水燈速度，及使用按鍵控制流水燈流水方向。

二．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

熟練使用庫(kù)函數(shù)操作GPIO,掌握中斷配置和中斷服務(wù)程序編寫(xiě)方法，掌握通過(guò)全局變量在中斷服務(wù)程序和主程序間通信的方法。

三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)現(xiàn)初始化GPIO，并配置中斷，在中斷服務(wù)程序中通過(guò)修改全局變量，達(dá)到控制流水燈速度及方向。

使用JLINK下載代碼到目標(biāo)板，查看運(yùn)行結(jié)果，使用JLINK在線(xiàn)調(diào)試。

四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備

硬件部分：PC計(jì)算機(jī)（宿主機(jī)）、亮點(diǎn)STM32實(shí)驗(yàn)板、JLINK、示波器。軟件部分：PC機(jī)WINDOWS系統(tǒng)、MDK KEIL軟件、ISP軟件。

五．實(shí)驗(yàn)步驟

1在實(shí)驗(yàn)1代碼的基礎(chǔ)上，編寫(xiě)中斷初始化代碼

2在主程序中聲明全局變量，用于和中斷服務(wù)程序通信，編寫(xiě)完成主程序 3編寫(xiě)中斷服務(wù)程序

4編譯代碼，使用JLINK下載到實(shí)驗(yàn)板 5.單步調(diào)試

6記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

六．實(shí)驗(yàn)結(jié)果及測(cè)試

源代碼：

我們將通過(guò)MiniSTM32 板上載有的3個(gè)按鈕，來(lái)控制板上的2個(gè)LED，其中KEY0控制LED0，按一次亮，再按一次，就滅。KEY1 控制LED1，效果同KEY0。KEY_2（KEY_UP），同時(shí)控制LED0 和LED1，按一次，他們的狀態(tài)就翻轉(zhuǎn)一次。

七．實(shí)驗(yàn)總結(jié)

通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我學(xué)會(huì)了如何使用STM32 的IO 口作為輸入用。TM32 的IO 口做輸入使用的時(shí)候，是通過(guò)讀取IDR 的內(nèi)容來(lái)讀取IO 口的狀態(tài)的。這里需要注意的是 KEY0 和KEY1 是低電平有效的，而WK_UP 是高電平有效的，而且要確認(rèn)WK_UP 按鈕與DS18B20 的連接是否已經(jīng)斷開(kāi)，要先斷開(kāi)，否則DS18B20 會(huì)干擾WK_UP按鍵！并且KEY0 和KEY1 連接在與JTAG 相關(guān)的IO 口上，所以在軟件編寫(xiě)的時(shí)候要先禁用JTAG 功能，才能把這兩個(gè)IO 口當(dāng)成普通IO 口使用。

串口通信

一．實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

編寫(xiě)代碼實(shí)現(xiàn)串口發(fā)送和接收，將通過(guò)串口發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)回送回去。

二．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

掌握STM32基本串口編程，進(jìn)一步學(xué)習(xí)中斷處理。

三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

編寫(xiě)主程序，初始化串口1，設(shè)置波特率為9600，無(wú)校驗(yàn)，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位。編寫(xiě)中斷服務(wù)程序代碼實(shí)現(xiàn)將發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)回送。

四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備

硬件部分：PC計(jì)算機(jī)（宿主機(jī)）、亮點(diǎn)STM32實(shí)驗(yàn)板、JLINK、示波器。

軟件部分：PC機(jī)WINDOWS系統(tǒng)、MDK KEIL軟件、ISP軟件、串口調(diào)試助手。

五．實(shí)驗(yàn)步驟

1編寫(xiě)串口初始化代碼

2編寫(xiě)中斷服務(wù)程序代碼

3編譯代碼，使用JLINK或ISP下載到實(shí)驗(yàn)板 4記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

六．實(shí)驗(yàn)結(jié)果及測(cè)試

源代碼：

把代碼下載到 MiniSTM32 開(kāi)發(fā)板，可以看到板子上的LED0 開(kāi)始閃爍，說(shuō)明程序已經(jīng)在跑了。接著我們打開(kāi)串口調(diào)試助手，看到如下信息：

證明串口數(shù)據(jù)發(fā)送沒(méi)問(wèn)題。接著，我們?cè)诎l(fā)送區(qū)輸入上面的文字，輸入完后按回車(chē)鍵。然后單擊發(fā)送，可以得到如下結(jié)果：

七．實(shí)驗(yàn)總結(jié)

通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我進(jìn)一步了解了串口的使用，學(xué)會(huì)了通過(guò)串口發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，將通過(guò)串

口發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)回送回去。該實(shí)驗(yàn)的硬件配置不同于前兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，串口 1 與USB 串口默認(rèn)是分開(kāi)的，并沒(méi)有在PCB上連接在一起，需要通過(guò)跳線(xiàn)帽來(lái)連接一下。這里我們把P4 的RXD 和TXD 用跳線(xiàn)帽與P3 的PA9 和PA10 連接起來(lái)。

外部中斷

一．實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

STM32 的 IO 口在本章第一節(jié)有詳細(xì)介紹，而外部中斷在第二章也有詳細(xì)的闡述。這里我們將介紹如何將這兩者結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)外部中斷輸入。

二．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

進(jìn)一步掌握串口編程，進(jìn)一步學(xué)習(xí)外部中斷編程，提高編程能力。

三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

初始化IO口的輸入，開(kāi)啟復(fù)用時(shí)鐘，設(shè)置IO與中斷的映射關(guān)系，從而開(kāi)啟與IO口相對(duì)應(yīng)的線(xiàn)上中斷事件，設(shè)置觸發(fā)條件。配置中斷分組（NVIC），并使能中斷，編寫(xiě)中斷服務(wù)函數(shù)。

四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備

硬件部分：PC計(jì)算機(jī)（宿主機(jī)）、亮點(diǎn)STM32實(shí)驗(yàn)板、JLINK、示波器。

軟件部分：PC機(jī)WINDOWS系統(tǒng)、MDK KEIL軟件、ISP軟件、串口調(diào)試助手。

五．實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.3.4.編寫(xiě)中斷服務(wù)程序代碼 使用ISP下載到實(shí)驗(yàn)板 測(cè)試運(yùn)行結(jié)果

記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

六．實(shí)驗(yàn)結(jié)果及測(cè)試

源代碼：

打開(kāi)串口助手。

七．實(shí)驗(yàn)總結(jié)

首先需要將IO設(shè)置為中斷輸入口： 1）初始化 IO 口為輸入。

2）開(kāi)啟 IO 口復(fù)用時(shí)鐘，設(shè)置 IO 口與中斷線(xiàn)的映射關(guān)系。

3）開(kāi)啟與該 IO口相對(duì)的線(xiàn)上中斷/事件，設(shè)置觸發(fā)條件。

4）配置中斷分組（NVIC），并使能中斷。

5）編寫(xiě)中斷服務(wù)函數(shù)。

這一節(jié)，使用的是中斷來(lái)檢測(cè)按鍵，通過(guò) WK_UP 按鍵實(shí)現(xiàn)按一次 LED0 和 LED 1 同時(shí)翻轉(zhuǎn)，按 KEY0 翻轉(zhuǎn) LED0，按 KEY1 翻轉(zhuǎn) LED1。試驗(yàn)中外部中斷函數(shù)不能進(jìn)入的原因分析 ： 1）GPIO或者AFIO的時(shí)鐘沒(méi)有開(kāi)啟。2）GPIO和配置的中斷線(xiàn)路不匹配。3）中斷觸發(fā)方式和實(shí)際不相符合。

4）中斷處理函數(shù)用庫(kù)函數(shù)時(shí)，寫(xiě)錯(cuò)，經(jīng)?？赡艹霈F(xiàn)數(shù)字和字母之間沒(méi)有下劃線(xiàn)。5）外部中斷是沿觸發(fā)，有可能不能檢測(cè)到沿，比如 中斷線(xiàn)是低電平（浮空輸入），觸發(fā)是下降沿觸發(fā)，可能會(huì)出現(xiàn)一直是低電平,高電平的時(shí)候是一樣的情況，電平持續(xù)為高電平。

6）沒(méi)有用軟件中斷來(lái)觸發(fā)外部中斷，調(diào)用函數(shù)EXTI_GenerateSWInterrupt；，因?yàn)檐浖袛嘞扔谶呇刂袛嗵幚怼?/p>

獨(dú)立看門(mén)狗實(shí)驗(yàn)

一． 實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)介

獨(dú)立看門(mén)狗(IWDG)由專(zhuān)用的低速時(shí)鐘(LSI)驅(qū)動(dòng)，即使主時(shí)鐘發(fā)生故障它也仍然有效。窗口看門(mén)狗由從APB1時(shí)鐘分頻后得到的時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)，通過(guò)可配置的時(shí)間窗口來(lái)檢測(cè)應(yīng)用程序非正常的過(guò)遲或過(guò)早的操作。

二．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

通過(guò)編程，編寫(xiě)一個(gè)獨(dú)立看門(mén)狗驅(qū)動(dòng)程序

三．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

啟動(dòng) STM32 的獨(dú)立看門(mén)狗，從而使能看門(mén)狗，在程序里面必須間隔一定時(shí)間喂狗，否則將導(dǎo)致程序復(fù)位。利用這一點(diǎn)，我們本章將通過(guò)一個(gè) LED 燈來(lái)指示程序是否重啟，來(lái)驗(yàn)證 STM32 的獨(dú)立看門(mén)狗。

四．實(shí)驗(yàn)設(shè)備

硬件部分：PC計(jì)算機(jī)（宿主機(jī)）、亮點(diǎn)STM32實(shí)驗(yàn)板、JLINK。

軟件部分：PC機(jī)WINDOWS系統(tǒng)、MDK KEIL軟件、ISP軟件、串口調(diào)試助手。

五．實(shí)驗(yàn)步驟

1.2.3.4.參考教材獨(dú)立看門(mén)狗部分，編寫(xiě)?yīng)毩⒖撮T(mén)狗驅(qū)動(dòng)程序。建立和配置工程 編寫(xiě)代碼

使用ISP下載到實(shí)驗(yàn)板

記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程，撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

六．實(shí)驗(yàn)結(jié)果及測(cè)試

源代碼：

在配置看門(mén)狗后，看到LED0 不停的閃爍，如果WK_UP 按鍵按下，就喂狗，只要WK_UP 不停的按，看門(mén)狗就一直不會(huì)產(chǎn)生復(fù)位，保持LED0 的常亮，一旦超過(guò)看門(mén)狗定溢出時(shí)間（Tout）還沒(méi)按，那么將會(huì)導(dǎo)致程序重啟，這將導(dǎo)致LED0 熄滅一次。

七．實(shí)驗(yàn)總結(jié)

通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我掌握了啟動(dòng)獨(dú)立看門(mén)狗的步驟： 1）向 IWDG_KR 寫(xiě)入 0X5555。2）向 IWDG_KR 寫(xiě)入 0XAAAA。3）向 IWDG_KR 寫(xiě)入 0XCCCC。

通過(guò)上面 3個(gè)步驟，啟動(dòng) STM32 的看門(mén)狗，從而使能看門(mén)狗，在程序里面就必須間隔一定時(shí)間喂狗，否則將導(dǎo)致程序復(fù)位。利用這一點(diǎn)，本章通過(guò)一個(gè)LED 燈來(lái)指示程序是否重啟，來(lái)驗(yàn)證 STM32 的獨(dú)立看門(mén)狗。在配置看門(mén)狗后，LED0 將常亮，如果 WK_UP 按鍵按下，就喂狗，只要 WK_UP 不停的按，看門(mén)狗就一直不會(huì)產(chǎn)生復(fù)位，保持 LED 0 的常亮，一旦超過(guò)看門(mén)狗溢出時(shí)間（Tout）還沒(méi)按，那么將會(huì)導(dǎo)致程序重啟，這將導(dǎo)致 LED 0 熄滅一次。