嵌入式综合设计实习报告

桂林理工大学

嵌入式综合设计实习报告

学院：信息科学与工程

班级：计算机2010-1

姓名：周杰

学号：3100717102

指导：金红

日期：2014年1月

一、引言

1、实习的性质、目的和意义

以培养学生实际的嵌入式系统软件设计能力和创新为主要目的，通过实习，基本掌握嵌入式系统应用系统的设计方法、调试技术及创新能力等技能。

本课程是计算机专业的一门必修的专业实习课。通过该实习，使学生进一步加深对《嵌入式系统》、《C语言程序设计》、《单片机应用系统设计》、《微机原理》、等课程相关理论知识的理解；通过该实习，使学生初步掌握嵌入式系统应用系统设计方法、系统调试等能力，提高创新技能。

2、实习的要求

要求学生从嵌入式应用系统和实现的角度出发，能够利用课程内容设计嵌入式系统应用系统，掌握基本嵌入式软件设计、调试等技能，提高创新能力。

（1）掌握嵌入式系统的概念及系统构成；

（2）初步掌握嵌入式系统移植及应用软件设计及调试方法；

（3）初步掌握设计报告的格式要求和撰写方法。

二、课题设计

1、嵌入式系统

1.1嵌入式系统概述

1.1.1嵌入式系统定义

（1）根据IEEE（Institute of Electrical & Electronic Engineers,国际电气和电子工程师协会）的定义[1]：

嵌入式系统是“用于控制、监视或者辅助操作机器和设备的装置”（原文为devices used to control, monitor, or assist the operation of equipment, machinery or plants）

（2）通俗定义

嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。

1.1.2嵌入式系统构架

总体上嵌入式系统可以划分成硬件和软件两部分

硬件一般由高性能的嵌入式微处理器、外围的接口电路、外设组成

软件一般由：应用软件或者

嵌入式操作系统和其上运行的应用软件构成；

1.1.3、嵌入式系统硬件

嵌入式系统硬件可分为：微处理器、外围电路和外设。嵌入式处理器作为嵌入式系统的核心，它必须首先满足系统在功耗、功能和速度方面的要求。一般来说，嵌入式系统对实时性、功耗、体积和可靠性等方面要求比较高。嵌入式处理器的分类可以根据组织结构和功能特点的不同进行分类第二，或按照嵌入式处理器的字长来分类。流行的嵌入式处理器有8051、ARM、PowerPC、MIPS。

1.2嵌入式操作系统

目前，嵌入式系统有一部分有操作系统，还有一部分没有操作系统。

由于嵌入式技术的飞速发展和广泛应用，嵌入式操作系统的种类繁多，下面简单介绍几种常见的嵌入式操作系统。

1．嵌入式Linux

嵌入式Linux是以Linux为基础的嵌入式操作系统，广泛应用于移动电话、个人数字助理(PDA)、媒体播放器、消费性电子产品以及航空航天等领域中。

2．Windows CE

Windows CE是微软公司基于掌上型电脑所开发的32位嵌入式操作系统，可看作是Windows 95的精简版本，具有相当出色的图形用户界面。CE中的C代表袖珍（Compact）、消费（Consumer）、通信能力（Connectivit)和伴侣（Companion），E代表电子产品（Electronics）。

3．VxWorks

VxWorks 是美国Wind River System 公司（风河公司）推出的一个实时操作系统。它具有高性能的内核、友好的用户开发环境，是实时操作系统领域的佼佼者，广泛应用在通信、军事、航空、航天等高精尖技术及实时性要求极高的领域，如卫星通信、军事演习、导弹制导、飞机导航等。1997年4月在火星表面登陆的火星探测器上就使用了VxWorks 操作系统。但VxWorks价格昂贵，在大众化的嵌入式产品中使用不多。

4．µC/OS-Ⅱ

µC/OS-Ⅱ是一个源代码开放、可剪裁、结构小巧、抢先式的实时操作系统，主要用于中小型嵌入式系统中，执行效率高、占用空间小、可移植性强，具有良好的实时性能和可扩展性，最多支持64个任务，可运行在大部分嵌入式微处理器上。

2、STC15F2K60S2硬件平台

STC15 系列最小系统板，以宏景STC15F2K60S2单片机为核心， STC15F2K60S2功能简介如下，具体可参考相关数据手册[2]。

1、STC15为1T单片机即晶振速度既是主频速度

2、工作电压STC15F2K60S2 5V单片机 5.5v-3.8v

3、60K flash 存储空间

4、2048字节即2K SRAM

5、1K EEPROM存储空间

6、共8通道10位高速ADC 速度可达30万次/秒3路PWM还可当3路D/A使用

7、共3通道捕获/比较单元（CCP/PWM/PCA）

8、内部高可靠复位8级可选择复位门槛电压可省去外部复位电路

9、支持内部高精度R/C时钟，可选择（5.5296MHz、11.0592MHz、22.1184MHz、33.1776MHz）

10、两组高速异步串行通信端口（可同时使用）即双串口可在5组管脚之间进行切换分时复用可当5组串口使用!

11、一组高速异步串行SPI总线在读SD卡NRF24L01 flash芯片即扩展IO等均可使用

12、低功耗设计：低速模式，空闲模式，掉电模式/停机模式

13、共6个定时器/计数器3个16位可重装载定时器/计数器（T0/T1/T2 其中T0/T1兼容普通8051的定时器/计数器），并均可独立实现对外可编程时钟输出（3通道），3路CPP/PWM/PCA还可再实现3个定时器。

14、可编程时钟输出功能（对内部系统时钟或对外部管脚的时钟输入进行时钟分频输出）

15、硬件看门狗（WDT）

16、先进的指令集结构兼容普通8051指令集有硬件乘法/除非指令

17、42个通用I/O口复位后为：准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口）可设置四