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ARM嵌入式系统开发课程设计报告.docx

发布时间：2022-05-30 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.36M 资料格式：docx 举报 版权申诉
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    一、概述
    二、设计目的
    三、设计要求
    四、嵌入式开发
    4.1 ARM嵌入式简介
    4.2 Linux操作系统
    4.3 交叉编译
    4.4 硬件开发
    五、软件编程
    5.1图片显示
    5.2数据获取
    5.3主程序
    六、心得体会
    七、参考文献
    长 沙 学 院 《 基 于 A R M 的 嵌 入 式 系 统 开 发 》 课 程 设 计 说 明 书 题 院 目 基于 ARM 的嵌入式系统开发课 程设计 系 电子信息与电气工程学院 专 业 ( 班 级 ) 姓 学 名 号 指 导 教 师 起 止 日 期 1
    基于 ARM 的嵌入式系统开发课程设计任务书 院(部):电子与电气工程学院 新辉，马凌云，谢明华，吴了，周智华 专业:14 级电子 指导教师: 龙英，刘辉，王 课题名称 智能云家居系统设计 设 计 内 容 及 要 求 进 度 安 排 一、课题内容 基于粤嵌 GEC210 开发平台的智能云家居系统设计 二、要求： 设计一个基于 ARM+Linux 的程序，通过获取温度、湿度、二氧化碳浓度、光线强 度等环境指标，自动控制照明系统、环境控制系统、家庭网络系统，并且将相关数 据传输智能云家居平台，同时在智能云家居平台上实现对照明、环境系统的监测和 控制。 起止日期（或时间量） 设计内容（或预期目标） 备注 第一天 第二天 第三天 第四天 第五天 课题介绍，答疑，收集材料 设计方案论证 程序设计 程序调试、仿真 系统测试并编写设计说明书 教研室 意见 院（部）主管 领导意见 年 月 日 年 月 日 2
    长沙学院课程设计鉴定表 姓名 杜莹 学号 B20140403229 专业 电子信息工程 班级 02 设计题目 智能云家居系统设计 指 导 教 师 龙英，刘辉，王新辉，马凌 云，谢明华，吴了，周智华 指导教师意见： 评定成绩： 教师签名： 日期： 教研室意见： 最终评定等级： 教研室主任签名： 日期： 说明 课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“中等”、“及格”、“不及格”五等。 3
    目录 一、概述 ............................................................................................................................................ 5 二、设计目的 .................................................................................................................................... 5 三、设计要求 .................................................................................................................................... 6 四、嵌入式开发................................................................................................................................ 6 ARM 嵌入式简介............................................................................................................... 6 4.1 Linux 操作系统 ............................................................................................................... 6 4.2 4.3 交叉编译 .......................................................................................................................... 6 4.4 硬件开发 .......................................................................................................................... 7 五、软件编程 .................................................................................................................................... 9 5.1 图片显示 ............................................................................................................................. 9 5.2 数据获取 ........................................................................................................................... 10 5.3 主程序............................................................................................................................... 11 六、心得体会 .................................................................................................................................. 14 七、参考文献 .................................................................................................................................. 14 4
    一、概述 随着社会信息化的加快，人们的工作、生活和通讯、信息的关系日益紧密。信息化社会 在改变人们工作方式和生活习惯的同时，也对传统的住宅提出了挑战。社会、技术以及经济 的进步，更是人们的观念随之巨变。人们对居家的要求早已不只是需要一个物理空间，更为 关注的是一个安全、方便、和舒适的居家环境。为了满足人们对现代居家生活的不断追求智 能家居应运而生，正悄然走近我们的生活。 智能家居（Smart Home），又称智能住宅，是利用先进的计算机系统和网络通讯技术， 将各种家用设备（如照明设备、安防设备、网络家电设备等）连接到一起，构成一个可以相 互通信、协作的整体。通过统筹管理优化人们的生活方式，帮助人们有效的安排时间，增强 家居生活安全性，甚至可以为各种能源费用节省资金。此外，它还能让用户使用更方便的方 法来管理家庭设备，如果，通过无线遥控器、电话、互联网的各种设备相互间可以通讯，自 动根据不同状态互动运行，从而给用户带来高效、舒适、便利与安全的生活。目前智能家居 系统包括照明控制系统、家居安防系统、环境控制系统、电器控制系统、电话远程控制系统、 智能化协同工作系统等。 图 1-1 智能家居系统 二、设计目的 通过两周实训中老师对对嵌入式系统原理、、Linux 操作系统基本原理以及嵌入式系统 设计开发流程的指导，使学生深入了解嵌入式以及智能家居的相关理论，加强学生的动手实 践能力，掌握以所学的计算机技术、电子技术等解决实际问题的能力，使学生在掌握嵌入式 技术的基础上，以应用为中心，从产品角度出发，掌握电子技术、计算机技术、软件工程等 5
    技术的交叉应用，建立产品研发的整体思路及流程，把理论应用到实际中去。为学生将来就 业、创业打下坚实的技术基础。 三、设计要求 设计一个基于 ARM+Linux 的程序，通过获取温度、湿度、二氧化碳浓度、光线强度等环 境指标，自动控制照明系统、环境控制系统、家庭网络系统，并且将相关数据传输智能云家 居平台，同时在智能云家居平台上实现对照明、环境系统的监测和控制。 四、嵌入式开发 4.1 ARM 嵌入式简介 RISC ARM（Advanced Machines）是微处理器行业的一家知名企业，设计了大量高性 能、廉价、耗能低的 RISC 处理器、相关技术及软件。其技术具有性能高、成本低和能耗省 的特点，适用于多种领域，比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP 和移动式应用等。 ARM 处理器的性能优点主要有以下几点： （1）体积小、低成本、低功耗、高性能； （2）支持 Thumb（16 位）/ARM（32 位）双指令集，能很好的兼容 8 位/16 位器件； （3）寻址方式灵活简单、执行效率高； （4）大多数数据操作都在寄存器中完成； （5）大量使用寄存器，指令执行速度更快； （6）指令长度固定。 4.2 Linux 操作系统 Linux 操作系统作为一种多任务、稳定可靠内核可裁剪的系统，是开发嵌入式硬件产品 的优秀软件平台。嵌入式 Linux 是指对 Linux 经过裁剪小型化后，应用于特定嵌入式场合的 专用 Linux 操作系统。其特点如下 （1）完全免费 （2）完全兼容 POSIX1.0 标准 （3）多用户、多任务 （4）良好的界面 （5）丰富的网络功能 （6）可靠的安全、稳定性能 （7）支持多种平台 4.3 交叉编译 嵌入式软件开发所用的编译为交叉编译。所谓交叉编译就是在一个平台上生成在另一个 6
    平台上的执行的代码。编译的主要工作就是在将程序转化成运行该程序 CPU 所能识别的机器 代码。由于不同的体系结构有不同的指令系统，因此，不同的 CPU 需要有相应的编译器，而 交叉编译就如同编译一样，把相同的程序翻译成不同的 CPU 的对应语言。 图 4-1 嵌入式系统交叉编译过程 4.4 硬件开发 4.4.1 GEC210 本次设计采用硬件平台采用 GEC210。GEC210 是一款高性能的 Cortex A8 核心板，它是 采用三星 S5PV210 作为主处理器，运行主频可高 1GHz。GEC210 主要采用了 2.0mm 间距的双 排针，引出 CPU 大部分常用功能引脚，，另外还根据 S5PV210 芯片的特性，分别引出了标准 的 miniHDMI 接口。 图 4-2 GEC210 高性能 Cortex A8 核心板 GEC210 开发板 Cortex-A8 基本配置： （1）硬件配置 CPU 处理器 Samsung S5PV210，基于 CortexTM-A8，运行主频 1GHz；内置 PowerVR SGX540 高性能图形引 擎，支持流畅的 2D/3D 图形加速；最高可支持 1080p @ 30fps 硬件解码视频流畅播放，格式 可为 MPEG4, H.263, H.264 等；最高可支持 1080p @ 30fps 硬件编码(Mpeg-2/VC1)视频输出 （2）DDR2 RAM 内存 Size: 512MB 7
    32bit 数据总线，单通道 运行频率: 200MHz （3）FLASH 存储 SLC NAND Flash: 256MB(标配)/1GB （4）PCB 规格尺寸 Size: 69 x 50 11(mm) 4.4.2 SecureCRT 的设置与连接 (1)获取连接上的端口号 用串口线连接好开发板后，启动开发板。 在设备管理器中，查找识别出的端口。 若不能正确识别端口(有感叹号)，则需要安装驱动。 (2)SecureCRT 的设置 点击快速连接，并进行设置 a.协议: Serial b.端口: 你电脑识别出的端口号 c.波特率: 115200 d.把数据流控制中的 RTS/CTS(R)勾去掉 其它保持默认设置 4.4.3 BY8301-16P 语音模块 1、模块管脚图 BY8301-16P 引脚图 图 4-3 2、控制指令详细说明 播放：7E 03 01 02 EF 发送该指令为播放音乐，在暂停或者停止状态下可启动播放。 暂停：7E 03 02 01 EF 发送该指令暂停播放音乐。 下一曲：7E 03 03 00 EF 该指令能够触发播放下一曲音乐，在播放最后一曲音乐时，发送该指令可触发播放第一曲音 乐。 上一曲：7E 03 04 07 EF 该指令能够触发播放下一曲音乐，在播放第一曲音乐时，发送该指令可触发播放最后一曲音 8
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