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1、嵌入式系统专题实验指导书西安交通大学电信学院“嵌入式系统专题实验”课程组2023年5月目 录第一章 嵌入式系统专题实验概述 1第二章 M16C/62P嵌入式系统实验箱及嵌入式C语言的基本编程方法 4第三章 M16C/62P嵌入式系统的集成编译环境和仿真调试环境实验 .5第四章 基础模块设计实验 .14第五章 综合设计实验 25第一章 嵌入式系统专题实验概述1、实验概貌中文名称：嵌入式系统专题实验英文名称：Experiment of Embedded System课程编号：COMP4329实验学时：32学时 学分：1学分合用专业：自动化、信息、电信（硕）先修课程：程序设计基础、微机原理与接口技术
2、开课学院：自动化系开课学期：第6学期2、实验课性质、目的和任务嵌入式系统专题实验是以培养学生动手能力为主的实践性教学环节，提高学生对程序设计技术、微机原理与接口技术等知识的综合应用能力，加深对嵌入式系统知识的理解和掌握。本专题实验具有工程实践性和较强的综合性等特点，旨在培养学生分析问题、解决问题的能力，培养学生的创新意识。性质：以培养学生动手能力和创新意识为主的综合性实验。目的：使学生加深对嵌入式系统知识的理解和掌握，对renesas嵌入式系统有总体的结识。熟悉并掌握renesas嵌入式系统的开发和调试环境，掌握各基础模块的编程和调试方法。可以运用以上知识，设计并实现综合实验任务。通过本专题实
3、验，为学生以后从事嵌入式系统开发和设计奠定实践技术基础。任务：熟悉renesas嵌入式系统的集成开发环境HEW和仿真调试环境KD30；掌握嵌入式C语言的编程方法；编写各基础模块的应用程序，掌握这些模块的使用和编程方法，进行系统调试并分析运营结果；综合运用各基础模块，实现较为复杂的综合实验任务，完毕调试并得到对的的实验结果；观测调试结果，解释实验中出现的问题，给出解决思绪和方法，写出实验报告。3、实验教学基本规定和实验内容基本规定：l 掌握renesas嵌入式系统原理及嵌入式C语言的编程方法。l 熟悉并掌握renesas嵌入式系统的集成编译环境和仿真调试环境。l 掌握M16C/62P系列嵌入式微
4、控制器的基本程序设计方法。实验内容：实验一：熟悉M16C/62P嵌入式系统实验箱及嵌入式C语言的基本编程方法实验目的：了解renesas嵌入式系统，掌握嵌入式C语言的编程方法。基本规定：学会使用M16C/62P嵌入式系统实验箱；熟悉嵌入式C语言的编程方法，了解嵌入式C语言和普通C语言的异同。 内容提纲：了解renesas嵌入式系统的组成结构，熟悉M16C/62P嵌入式系统实验箱。嵌入式C语言的变量定义；程序结构设计；外围输入、输出设备的控制指令的使用等。 实验二：M16C/62P嵌入式系统的集成编译环境和仿真调试环境实验实验目的：掌握M16C/62P的集成编译HEW和仿真调试环境KD30的使用
5、方法。基本规定：可以纯熟使用renesas嵌入式设备的集成编译环境HEW和仿真调试环境KD30。内容提纲：熟悉renesas嵌入式设备的编程环境HEW和调试环境KD30。可以根据实验规定在编程环境HEW下设计相应的工程项目，涉及文献定义、变量定义、程序结构设计、算法实现等；在KD30环境下，掌握程序的调试环节，如何排除程序中的错误等。实验三：基础模块设计实验实验目的：掌握各基础模块的使用和编程方法。基本规定：熟悉功能函数库library中的函数，通过对各基础模块（如LCD、LED、键盘、定期器和中断等）的学习，了解其工作原理。并能根据实验规定编制相应的控制程序。 内容提纲：完毕7段LED模块、
6、LCD16*2和LCD128*64显示模块、键盘的使用模块，定期器的使用、定期中断的使用、AD和DA等模块基本实验环节。 实验四：综合设计实验实验目的：全面掌握M16C/62P系列嵌入式微控制器的程序设计技术。基本规定：运用实验一三的积累，完毕综合实验任务。内容提纲：1）设计程序查找一维数组的最大（小）值、中值和均值；2）实现具有简朴人机界面的加、减、乘、除、开方和幂运算计算器；3）分别采用定期中断和定期器，设计秒表和倒计时表，并能显示日历。4、重要仪器与工具软件计算机、M16C/62P嵌入式系统实验箱；集成开发环境HEW和仿真调试环境KD30。5、实验中用到的资料：瑞萨网站：1) RENES
7、AS M16C/62嵌入式微控制器程序设计，黄一夫，黄立，邱邦能编著，华中科技大学出版社，20232) 嵌入式C语言教材（PPT电子版）3) 瑞萨M16C硬件手册（pdf电子版）4）瑞萨嵌入式系统介绍讲义（PPT电子版），5）参考例程R-Experiment，工具Tools。以上资料均除1）外均在 RenesasM16C62P中。6、实验结果的验收与成绩评估办法l 本专题实验从以下几个方面进行考核：学习态度和积极性；程序设计及规范性；调试结果及问题分析；实验完毕情况；实验报告撰写情况。对平时实验过程中表现突出的学生，适当给予加分。l 实验完毕后，规定通过老师的验收并回答老师的提问；最后根据实验
8、验收情况及实验报告按评分标准给出最终成绩。l 实验报告需要涉及以下内容：采用的实验设备、编译环境，实验内容和结果，调试中碰到的问题及解决办法，实验心得，对本专题实验的建议。实验报告为A4规格，双面打印，书写格式应规范。l 评分标准：优、良、中、及格、不及格。无实验报告者无成绩。第二章 M16C/62P嵌入式系统实验箱及嵌入式C语言的基本编程方法1、实验目的：了解renesas嵌入式系统，掌握嵌入式C语言的编程方法。2、基本规定：学会使用M16C/62P嵌入式系统实验箱；熟悉嵌入式C语言的编程方法，了解嵌入式C语言和普通C语言的异同。 3、内容提纲：了解renesas嵌入式系统的组成结构，熟悉M
9、16C/62P嵌入式系统实验箱。嵌入式C语言的变量定义；程序结构设计；外围输入、输出设备的控制指令的使用。 4、环节：1）授课：结合M16C/62P嵌入式系统实验箱，介绍瑞萨嵌入式系统；2）自学：嵌入式C语言教材（电子版）。第三章 M16C/62P嵌入式系统的集成编译环境和仿真调试环境实验1、实验目的：掌握M16C/62P的集成编译HEW和仿真调试环境KD30的使用方法。2、基本规定：可以纯熟使用renesas嵌入式设备的集成编译环境HEW和仿真调试环境KD30。3、内容提纲：熟悉renesas嵌入式设备的编程环境HEW和调试环境KD30。可以根据实验规定在编程环境HEW下设计相应的工程项目，
10、涉及文献定义、变量定义、程序结构设计、算法实现等；在KD30环境下，掌握程序的调试环节，如何排除程序中的错误等。4、实验环节：1）安装集成编译环境HEW：l 单击nc30wav530r02_setup.exe即可完毕安装。安装是Autoupdate不选。用keymaker.exe来获取安装密码。l 安装好后运用hewv40003update.exe进行升级。2）安装KD30仿真调试软件：l 单击KD30V400R1_E_20230615.EXE即可完毕安装。注：上述nc30wav530r02_setup.exe，keymaker.exe，hewv40003update.exe和KD30V400
11、R1_E_20230615.EXE文献均在目录Tools中。3）在HEW环境下，建立新的workspace：l 启动HEW后，如图3-1，选择create a new project workspace后，单击OK。图3-1l 图3-2将会出现。在Directory处写入途径，如E:。在Workspace Name处写入workspace名，如test。这时，Project Name和Directory处会相应发生变化。Directory处不要动，Project Name处改为test1。由于在test这个workspace下也许建多个project。单击OK。图3-2l 出现如图3-3的建立
12、projcet的帮助窗口。不要做修改。单击Next。图3-3l 出现如图3-4的窗口。Target type处选择M16C/60。Startup file type处选择USER。单击Next。图3-4l 出现如图3-5的窗口。不要做修改。单击Next。图3-5l 出现如图3-6的窗口。不要做修改。单击Next。图3-6l 出现如图3-7的窗口。不要做修改。单击Next。图3-7l 出现如图3-8的窗口。不要做修改。单击Finish。图3-8l 出现如图9的窗口。不要做修改。单击OK。这时，HEW会生成test这个workspace的框架。图3-9l 在E:WorkSpace根目录下有一个te
13、st目录。test目录中的内容如图3-10。图3-10l 将R_experiment文献夹中的library文献夹复制到本目录下。如图3-11。图3-11l 新建的workspace的框架如图3-12。双击击project名test1。l图3-12l 双击workspace框架下的test1.c文献名。test1.c文献会出现在编辑窗口。如图3-13加入文献包含编译预解决指令#include .librarysfr62p.h #include .librarydefs.h，就可以编写main()函数代码并编译。图3-134）使用KD30仿真器调试工程：l 用KD30调试时，先断电，然后S11拨
14、到kd30，同时S11拨到232。再上电。启动kd30后，出现：l 单击refer选择mcu类型M30626FHP，波特率选择9600。l 程序下装：在以下页面下，filedownloadload module中选择每个工程debug目录下的*.x30文献，写入后按go按钮即可运营。注意：假如在使用KD30时，闪存中有mot文献，或初次使用KD30，则在使用KD30之前，需要用flashsta（此时先断电，S11拨到flash位置，再上电。）将mon62p_384k_pll4.mot文献（该文献在Toolsflashsta目录中）重新写入闪存。环节是启动flashsta，选择mon62p_38
15、4k_pll4.mot文献，然后先erase，再program，退出后再启动KD30（此时先断电，S11拨到kd30位置，再上电）。5）程序写入闪存1、用flashsta.exe写入mot文献，先断电，S11拨到flash，同时S11拨到232，再上电。启动flashsta后，出现：按ok进入以下页面：假如filepath为空，则按refer按钮，选择要写入执行的*.mot文献（该文献在项目的debug目录中）。请注意，假如ID不匹配或者出现can not found the ID file，则ID所有设为00（或者全FF）。按ok则进入以下画面： 先erase，然后program，此时选定的mot写入闪存。退出即可。
