基于ARM9的嵌入式教学平台开发

本 系 统 采 用 的 ｙ ｆｓ文 件 系 统 是 专 门 针 对 ａｆ ＮＡＮＤ闪存设 备 的嵌 入 式 文 件 系统 。文 件 系 统 的 建立 首先从 创建 基本 目录 开始 ， 次配 置启 动过程 其 所必 须 的 文 件 ， 且 在／ ｔ 并 ｅｃ目录 下 建 立 配 置 文 件 ｉｉ ａ ， ｎｔ ｂ 确定 ｉｉ进程 在启 动与 关机 时 的工 作 特性 。 ｔ ｎｔ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｅｍ ｂ ｄ ｅ ｙ ｔ ｍ ｓ ａ ｓ ｃａ ｏ ｓｒ ｃ ： ｅ ｄ ｄ ｓ ｓ ｅ ｉ ｐｅ ｉ ｌｃ ｍｐｕ ｅ ｙｓ ｅ ｆ ｒ ｓ ｃａ ｐ ｉａ ｉ ｎｓ，ａ ｔｃ ｎ ａ ｎ ｏｔ ｏｆ— ｔ ｒ ｓ ｔ ｍ ｏ ｐｅ ｉ ｌａ ｐｌ ｔｏ ｃ ｎｄ ｉ ｏ ｔ ｉ ｓ ｂ ｈ ｓ ｔ ｗａ ｅ ｄ ｓｇ ａ ｈａ ｄ ｒ ｄ ｓｇｎ Ｔｈ ｓ ｒ ｅ ｉ ｎ ｎｄ ｒ ｗａ ｅ ｅ ｉ ． ｉ ｐａ ｒ ｘｐ ａ ｎ ｔ ｅ ｅ ｌ ｐｍｅ ｔ ｒ ｅ ｓ ｏｆ ｅ ｅ ｅ ｐ ａ ｆ ｒ ｐｅ ｅ ｌ ｉ ｓ ｈ ｄ ｖｅｏ ｎ ｐ ｏｃ ｓ ｍｂ ｄｄ ｄ ｌ ｔｏ ｍ ｂ ｓｄｏ ａ ｅ ｎ ＡＲＭ ９ Ａｎｄ ｉ ｈ ｓ ｒ ａｉ ｅ ｈ ｒ ｗａ ｅ ｄ ｓｇ ｆ ｄ ｖ ｌ ｐｍｅ ｔ ｐ ａ ｆ ｒ ，ｔ ｅ ｅ ｏ ｍ ｅ ｎｖ — ． ｔ ａ ｅ ｌ ｄ ｔ ｅ ｈａ ｄ ｒ ｅ ｉ ｎ ｏ ｅ ｅｏ ｚ ｎ ｌ ｔｏ ｍ ｈｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎｔｅ ｉ
音 频输入 Ｉ ｌＡ Ｄ采样
输出 模块 ｌ Ｉ 与键盘
电源
运行 之前 的一 段程 序 。在 本嵌 入 式 开 发 系统 中 ， 该 段程 序保存 在地 址为 ０ ０ ０ ０ ０ ｘ ０ ０ ０ ０处 ， 系统 复位 上 当
电后 它 就 从 该 地 址 开 始 执 行 。
该段 程序 的主要 功 能 为初 始化 硬 件设 备 、 建立 内存 窨 的映射 图 ， 而为 操 作 系统 的运行 建 立 一个 从 较好 的软 硬 件 环 境 。Ｂ ｏＬ ａ ｅ 程 序 是 与 硬 件 平 ｏｔ ｏｄｒ 台紧 密相关 的 ， 特别 是在嵌 入式 系统 中 ， 同的体系 不
彼 此独立 ， 每个 文件 目录下都 有 相 应 的 Ｍａ ｅ ｌ ｋ ｆｅ文 ｉ 件， 该文 件解决 了编译 哪些 文件 、 怎样编译 这些 文件
和 怎样连 接这些 文件 的问题 。
器件使 用 ３ ３ 电源 ， Ｃ 接 口、 声 波测 距模 块 、 ．Ｖ Ｌ Ｄ 超
（） ２ 内核 的配 置一 下载 源 代 码后 根 据 系统 所 需 对 内核进行 合理 的裁剪 ， 除多余 的选项 ， 到一个 去 得 相 当精 简 的 内核 。编 译 之 前 首 先 修 改 根 目录下 的 Ｍａ ｅｉ 文 件 ， 别 选择 ＡＲ 和 ａｍ— ｎ ｘｇ ｃ ｋｆｅ ｌ 分 Ｍ ｒ ｌ ｕ —ｃ 为 ｉ
ｔ ｅ ｒ ｑ ｒ ｍ ｅ ｔ ｆｒ ｌｖａ ｐ ｃ ａｉｙ，ｓ ｈ ａ ｈ ｓｃ ｓ ｒａ ｏ ｍ ｕｎ ｃ ｔｏ ｈ ｅ ｕｉｅ ｎ ｓ ｏ ｅ ｅ ｎｔｓ ｅ ｉｌｔ ｕｃ ｓ ｔ ｅ ｂａ ｉ ｅ ｉ ｌｃ ｍ ｉａ ｉ ｎ，ｔ ｒｖ ｒ ｔ ａ ｓ ａ ｔ ｔｏ ｈｅ ｄ ｉｅ ｒ ｎ ｐｌ ｎ ａ ｉ ｎ
实 用性 。
件 、 持程序 、 入式操 作系 统和应用 软件等 几部分 支 嵌
组 成 。 我 国许 多 高 校 已 实 现 嵌 入 式 教 学 平 台 开 发 。 有 些 高 校 选 择 了 ￥ Ｃ ４ ０微 处 理 器 作 为 系 统 的 主 ３ ２１
控 中 心［ ， 照模 块 化 的思 想 设 计 了 Ｃ Ｕ 和存 储 １ 按 ］ Ｐ 器、 音频 、 ＡＮ通 讯 、 Ｃ 电源和 以太 网等各个 模块 。在 硬 件平 台的基础上 ， 对软件 系统进 行 了规划 ， 在分 并 析 各个模块 原理 和结 构 的基 础 上 实现 了引 导加 载 、 Ｌ ｎ ｘ内核 、 件系统 以及 Ｃ ｉｕ 文 ＡＮ驱 动程序等 模块 。
收 稿 日期 ：０ ００ １ 修 回 日期 ：０ ００ １ ２ １—３１ ； ２ １－７０
作 者 简介 ：
１ 系统 电路 设计
本系统 硬 件 部 分 的 Ｃ Ｕ 采 用 了三 星 公 司 的 Ｐ ￥ Ｃ ４ ０ 其 它部 分包 括扩展 Ｆａｈ Ｓ Ｒ ３ ２４ ， ｌｓ 、 Ｄ ＡＭ 、 口、 串
第３ ２卷 第 ５期 ２１ ０ ０年 １ ０月
电气 电子 教 学 学 报
Ｖｏ ＿ ２ Ｎｏ ５ Ｉ３ ． ＯＣ ． ０ ０ ｔ２ １
Ｊ ＯｕＲＮＡＬ ＯＦ ＥＥＥ
基于 Ａ ＲＭ９的嵌 入 式 教 学 平 台开 发
卜 权 ， 成 华 ， 心 一 王 王
（ 京航 空航 天 大 学 信 息 科 学 与技 术 学 院 ， 苏 南 京 ２ ０ １ ） 南 江 １０ ６
（） ３ 内核 的编 译一 配 置 完 成 后 ， 行 “ ｋ ” 执 ｍａ ｅ 命 令 将 在 顶层 目录 下 生 成 内核 映像 文 件 ｖ ｉｕ ； ｍｌ ｘ 执 ｎ
行 “ ｋ ｌ ｇ ” 生 成 ｖ ｉｕ ｍａ ｅｕｍａ ｅ 除 ｍｌ ｘ外 ， 在 ａｃ／ ｎ 还 ｒｈ
来 存储 Ｂ ｏｌａ ｅ、 ｉｕ ｏ ｔ ｄｒ Ｌｎ ｘ内核 、 件 系统 和应 用 程 ｏ 文
ａ ｄ ＧＵＩｐ ｏ ｒ ｍｍｉｇ ｂ ｓ ｄｏ ｈ ｎ ｒｇ ａ ｎ ａ ｅ ｎ ｔ ｅＱＴ／ Ｅ．
Ｋｅ ｗｏ ｄ ＡＲＭ ；ｔ ａ ｈｉ ｇ ｐ ａ ｆ ｍ ；ｅ ｙ ｒ ｓ： ｅ ｃ ｎ ｌ ｔｏｒ ｍｂｅ ｅ ｅ ｌ ｐｍｅ ｔ ｄｄ ｄ ｄ ｖｅｏ ｎ
嵌入 式 系统通 常 由嵌 入式 处 理 器 、 相关 支 撑硬
Ｄｅ ｅ ｏ ｍ ｅ ｔｏ ｖ ｌｐ ｎ ｆＥｍ ｂ ｄ ｅ ａ ｈ ｎｇ Ｐｌ ｔｏ ｍ ｓ ｄ ｏ ｅ ｄ ｄ Ｔｅ ｃ ｉ ａ ｆ ｒ Ｂａ ｅ ｎ ＡＲＭ ９
ＢＵ Ｑｕ ｎ，Ｗ ＡＮＧ Ｃｈ ｎ — ｕ ，Ｗ ＡＮＧ Ｘ ｎ ｙ ａ ｅ ｇｈ ａ ｉ－ ｉ
第 ５ 期
wenku.baidu.com
ｈ 权 ， 成 华 等 ： 于 ＡＲ 王 基 Ｍ９的 嵌 入 式教 学平 台开 发
１１ ０
以太 网 １ 、 Ｂ接 口、 Ｄ接 口、 ２ ＵＳ １ Ａ／ 音频接 口以及相 关 的 ＧＰ 、 Ｒ Ｓ ＧＰ Ｓ和超 声 波测 距 接 口电路 。构 成 一个 适合车 载服务 的控制 系统平 台 ， 图 １ 如 所示 。
ＵＳ ｌｖ 、 Ｏ ＭＢ网 络 Ｒ 一５接 口、 盘 和 Ａ／ ＢＳａ ｅ １ ０ Ｊ４ 键 Ｄ
４ ）文 件 系 统 移 植
采样等 基本 电路 。
（） ５ 车载系 统相 关模 块 电路包 括 真 彩屏 显 示 模 块 、 准音 频 输 入输 出接 口、 Ｓ模 块 接 口、 Ｐ Ｓ 标 ＧＰ Ｇ Ｒ 模 块接 口以及超 声波测 距模块 接 口等 。
权 （ ９ ７） 男 ， 士 研 究 生 ， 究 方 向 为 电 子 系统 设 计 ， ｉ ｈ ｑ ａ ｌ ３ ＠ １ ６ ｔ ｍ １８ ， 硕 研 Ｅ ｍａｌ ｕ ｕ ｎ ２ ４ ２ ． ｏ ：
王 成 华 （９ ３） 男 ， 士 ， 授 。 １６ 一， 硕 教 主要 从 事 ＶＬ Ｉ 计 、 证 与 测试 ， Ｓ设 验 电路 理 论 与 电子 系 统 设 计 ， — ｉ ｃｗａ ｇ ｎ ａ．ｄ ．ｎ Ｅ ｍａｌ ｈ ｎ ＠ ｕａ ｅｕ ｃ ： 王 心 一 （９ ７） 女 ， 士 研 究 生 ， 究 方 向 为 电 子 系统 设 计 ，— ｉ ｗａｇ ｉｙｂ ＠ １６ ｃｒ １８ 一， 硕 研 Ｅｍａｌ ｎ ｘｎ ｉｂ ２ ．ｏ ： ｎ
考 虑 到 Ｃ Ｕ 发展 以及 当今社 会 对 可视化 的要 Ｐ 求 ， 文 采 用 了主 频 相 对 较 高 的 ￥ Ｃ ４ Ｏ微 处 理 本 ３ ２４ 器 作 为 系统 Ｃ Ｕ， 结 合 了 车 载 服 务 系统 开 发 了 Ｐ 并
相 关 的 ＧＵＩ 程 实 验 ， 强 了 嵌 入 式 系 统 教 学 的 编 增
Ｃ Ｕ 架构 和交叉 编译器 。 Ｐ
Ｇ Ｓ和 ＧＰ Ｓ模块 使用 ５ 电源 。 Ｐ Ｒ Ｖ
（） ２ 晶振源有 ２个 ： 一个 提 供 主 时钟 ， 外 一 个 另
则提 供 ＲＴ Ｃ时钟 。 （ ） 储 电 路 包 括 了 大 小 都 为 ６ ＭＢ 的 ３ 存 ４
ＮＡＮ ｌ ｈ和 Ｓ ＡＭ 。 其 中 ， ＤＦａ ｓ ＤＲ ＮＡＮＤ Ｆａｈ可 用 ｌ ｓ
ＧＰ ＲＳ与
触摸屏
图 １ 车 载 服 务 控 制 硬 件 平 台
（） １ 系统 电源提供 １ ８ ３ ３ 和 ５ ． Ｖ、 ． Ｖ Ｖ输 出。其
中 ￥ Ｃ ４ Ｏ的 内 核 使 用 １ ８ 电 源 ； ３ ２ ４ ３ ２４ ．Ｖ ￥ Ｃ ４ Ｏ的
ＩＯ 口 、 ／ ＭＡＸ３ ３ 、 Ｍ ９ ０ 、 ２ ２ Ｄ ０ ０ ＵＤＡ１ ４ ３ １和 Ｓ 卡 等 Ｄ
编程 。籍 此 可 以提 高 学 生 的综 合 创 新 设 计 能力 。
关 键词 ： ＡＲＭ； 学 平 台 ； 入式 开 发 教 嵌 中 图分 类 号 ： Ｎ７ ０ Ｇ ４ ． Ｔ １ ；６２０ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ：０ ８０ ８ （０ ００ —１ ００ １ ０—６ ６ ２ １ ） ５０ ０—３
Ｆ ＡＳ Ｌ Ｈ
Ｓ ＤＲＡ Ｍ
Ｇ Ｒ 模块 Ｉ ＰＳ
￥Ｃ４０ ３２４ 处理器
结 构需 求 的 Ｂ ｏＬ ａ ｅ 是不 同 的。 ｏ ｔｏｄｒ ３ ｉｕ ）Ｌ ｎ ｘ内核移 植 （） １ 内核 代码 分 析口 一 顶层 目录 下 的文 件基 本 ］ 可 分 为与体 系结构 相 关 和 与体 系 不相 关 两个 部 分 ，
（ ｏ ｌ ｅ 厂ｈｆ ｒ ｔ ｎ ａ ｄ Ｓ ｉｎ ｅ Ｃ ｌｇ ｅ ０ ｏ ｍａ ｉ ｎ ｃｅ ｃ ，Ｎａ ｊｎ ｎ ｖ ｒｉ ｆＡ ｒ ｎ ｕ ｉｓ ｎ ｏ ｎ ｉｇＵ ｉ ｅｓｔ ｏ ｅ ｏ ａ ｔ ｄＡｓ ｏ ａ ｔ ｓ Ｎａ ｊ ｎ ｉ ０ ６ Ｃ ｉ ） ｙ ｃａ ｔ ｎ ｕｉ ， ｎｉｇ２ ０ １ ，ｈｎ ｒ ｃ ａ
序 ；ＤＲ Ｓ ＡＭ 时 钟 频 率 １ ０ ０ ＭＨｚ 为 程 序 运 行 提 供 ，
了空间 。
ａｍ／ ｏ ｔ ｒ ｂ ｏ 目录 下 生 成 Ｕ— ｏ ｔ 式 的 内 核 映 像 文 Ｂｏ 格
件 ｕ ｍａ ｅ ｌ ｇ。
（ ） 本 实验 电路 包 括 调 试 串 口、 Ｂ Ｈｏｔ ４基 ＵＳ ｓ 、
摘 要 ： 入 式 开发 以应 用 为 中心 ， 备 了软 、 嵌 兼 硬件 的设 计 。 本文 基 于 ＡＲ Ｍ９的嵌 入 式 平 台 ， 现 了开 发 平 台 的 硬 件 设 计 、 入 式 开 发 环 境 的 实 嵌
搭 建 和 Ｌｎ ｘ操 作 系 统 以 及相 关 驱 动 的 移植 工 作 ， 设计 了相 关 的 实 验 项 目 ， 基 本 的 串 口 通 信 、 符 设 备 的 驱 动 移 植 和 基 于 ＱＴ／ ｉｕ 并 如 字 Ｅ的 Ｇ ＵＩ
ｒ ｎ ｎ ｆ ｍｂ ｄ ｅ ｐ ｒ ｔ ｇｓ ｓｅ ａ ｄ ｔ ｅｔａ ｓ ｌｎ ａｉｎｏ ｅｅ ａ ｔＬｉｕ ｒｖ ｒ ｏ ｍｅ ｔｏ ｅ ｅ ｄ ｄ ｏ ｅ ａｉ ｙ ｔｍ ｎ ｈ ｒ ｎ ｐａ ｔｔｏ ｆ ｌｖ ｎ ｎ ｘｄ ｉｅ ．Ｆｏ ｈ ｕ ｐ ｓ ｆ ｎ ｒ ｒｔ ｅｐ ｒ ｏ ｅｏ
ｉ ｒ ｉ ｇ ｓ ｕ ｎｔ＂ ｎ ｅ ｒ ｔｖｅｉ ｏ ｔｏ ｅ ｉ ｎ ａ ｉｉｙ，ｗｅ ａ ｓ ｅ ｔ ｄ ｎｔ＂ ｘ ｒｍｅ ｔ ｃ ｏ ｄｉ ｇ ｔ ｍｐ ｏｖ ｎ ｔ ｄｅ ｓ ｉ ｔ ｇ ａ ｉ ｎｎ ｖａ ｉ ｎ ｄ ｓｇ ｂ ｌｔ ｌ ｏ ｓ ｔｕｐ ｓ ｕ ｅ ｓ ｅ ｐｅ ｉ ｎ ｓ ａ ｃ ｒ ｎ ｏ