嵌入式实验报告

嵌入式实验

姓名：刘亚男

学号：1043031503 班级：自动化34班任课老师：刘宜成老师

一、实验基本信息

(一) 实验地点

高压楼304嵌入式实验实验室

(二) 实验名称与介绍

1. 实验名称：嵌入式实验

2. 介绍：本次实验过程中包括几个小实验，内容在后面将具体说明。二、实验基本内容

(一) 实验一汇编指令实验1

1. 实验目的

1) 熟悉ADS1.2 软件开发环境。

2) 掌握ARM920T 汇编指令的用法，并能编写简单的汇编程序。

3) 掌握指令的条件执行和使用LDR/STR 指令完成存储器的访问。

2. 实验内容

1) 使用LDR 指令读取0x30003100 上的数据，将数据加1，若结果小于10，

则使用。

2) STR 指令把结果写回原地址，若结果大于等于10，则把0 写回原地址。

3) 使用ADS1.2 软件仿真，单步，全速运行程序，设置断点，打开寄存

器窗口（ProcessorRegisters）监视R0，R1 的值，打开存储器观察窗口（Memory）监视0x30003100 上的值。

3. 预备知识

1) ARM 指令系统内容；

2) ADS1.2 工程编辑和AXD 调试的内容。

4. 实验设备

硬件：PC 机一台。

软件：Windows98/XP/2000 系统，ADS1.2 集成开发环境。

5. 实验步骤

1) 启动ADS1.2，使用ARM Executable Image 工程模板建立一个工程

arm1.mcp。

2) 建立汇编源文件arm1.s，编写实验程序，然后添加到工程中。

3) 设置工程连接地址RO Base 为0x30000000，RW Base 为0x30003000，

设置options

4) 中的调试口地址Image entry point 为0x30000000。

5) 编译连接工程，选择Project|Debug，启动AXD 进行软件仿真调试。

6) 打开寄存器窗口（Processor Registers），选择Current 项监视R0，

R1 的值。打开存储器观察窗口（Memory），设置观察地址为

0x30003100，显示方式Size 为32Bit，监视0x30003100 地址上的值。说明：在Memory 窗口中点击鼠标右键，Size 项中选择显示格式为8bit，16bit，32bit。

6. 实验程序

COUNT EQU 0x30003100

AREA Example1,CODE,READONLY

ENTRY

CODE32

START LDR R1,=COUNT

MOV R0,#0

STR R0,[R1]

LOOP LDR R1,=COUNT

LDR R0,[R1]

ADD R0,R0,#1

CMP R0,#10

MOVHS R0,#0

STR R0,[R1]

B LOOP

END

(二) 实验二汇编指令实验2

1. 实验目的

1) 掌握ARM 乘法指令的使用方法。

2) 了解子程序编写及调用。

2. 实验内容

使用 STMFD/LDMFD，MUL 指令编写一个整数乘方的子程序，然后使用BL 指令调用子程序计算X n 的值。

3. 预备知识

1) ARM 指令系统内容。

2) ADS1.2 工程编辑和AXD 调试的内容。

4. 实验设备

硬件：PC 机一台。

软件：Windows98/XP/2000 系统，ADS1.2 集成开发环境。

5. 实验原理

X n= X*X*X ?? *X，其中相乘的X 的个数为n 个。先将X 的值装入R0 和R1，使用

寄存器R2 进行计数，循环n-1 次R0=R0*R1，运算结果就保存在R0 中。（不考虑溢出问题）

注意：若n=0，则运算结果直接赋1；若n=1，则运算结果直接赋X。

6. 实验步骤

1) 启动ADS1.2，使用ARM Executable Image 工程模板建立一个工程

arm2.mcp。

2) 建立汇编源文件arm2.s，编写实验程序，然后添加到工程中。

3) 设置工程连接地址RO Base 为0x30000000，RW Base 为0x30003000，

设置调试口

4) 地址Image entry point 为0x30000000。

5) 编译连接工程，选择Project|Debug，启动AXD 进行软件仿真调试。

6) 打开寄存器窗口（Processor Registers），选择Current 项监视寄

存器R0，R1，R13

7) （SP）和R14（LR）的值。

8) 打开存储器观察窗口（Memory），设置观察地址为0x30003EA0，显

示方式Size 为

9) 32Bit，监视从0x30003F00 起始的满递减堆栈区。

10) 单步运行程序，跟踪程序执行的流程，观察寄存器值的变化和堆栈

区的数据变化，

11) 判断执行结果是否正确。

12) 调试程序时，更改参数X 和n 来测试程序，观察是否得到正确的结

果。例如：先

13) 复位程序，接着单步执行到“BL POW”指令，在寄存器窗口中将R0，

R1 的值进行修改，

14) 然后继续运行程序。

7. 实验程序

X EQU 9

n EQU 8

AREA Example3,CODE,READONLY

ENTRY

CODE32

START LDR SP,=0x30003F00

LDR R0,=X

LDR R1,=n

BL POW

HALT B HALT

POW STMFD SP!,{R1-R12,LR}

MOVS R2,R1

MOVEQ R0,#1

BEQ POW_END

MOV R1,R0

SUB R2,R2,#1

POW_L1 BL DO_MUL

SUBS R2,R2,#1

BNE POW_L1

POW_END LDMFD SP!,{R1-R12,PC}

DO_MUL MUL R0,R1,R0

MOV PC,LR

END

(三) 实验三 C语音程序实验1

1. 实验目的

通过实验了解使用 ADS1.2 编写C 语言程序,并进行调试。

2. 实验内容

编写一个汇编程序文件和一个 C 程序文件,汇编程序的功能是初始化堆栈指针和初始

化C 程序的运行环境,然后跳转到C 程序运行,这就是一个简单的启动程序.C 程序使用加法

运算来计算1+2+3+?+（N-1）+N 的值（N>0）。

3. 预备知识

1) ARM 指令系统内容。

2) ADS1.2 工程编辑和AXD 调试的内容。

4. 实验设备

硬件：PC 机一台。

软件：Windows98/XP/2000 系统，ADS1.2 集成开发环境。

5. 实验步骤

1) 启动ADS1.2，使用ARM Executable Image 工程模板建立一个工程

c1.mcp。

2) 建立汇编源文件Startup.s 和c1.c，编写实验程序，然后添加到工

程中。

3) 设置工程连接地址RO Base 为0x30000000，RW Base 为0x30003000，

设置调试口

4) 地址Image entry point 为0x30000000。

5) 设置位于开始位置的起始代码段,如图3.1 所示。

6) 编译连接工程，选择Project|Debug，启动AXD 进行软件仿真调试。

7) 在Startup.s 的”B Main”处设置断点, 然后全速运行程序。

8) 程序在断点处停止,单步运行程序,判断程序是否跳转到C 程序中运

行。

9) 选择Processor Views | Variables 打开变量观察窗口,观察全局变

量的值,单步/全速运

10) 行程序，判断程序的运算结果是否正确。

6. 实验程序

程序清单（一） C 语言实验参考程序

#define uint8 unsigned char

#define uint32 unsigned int

#define N 100

uint32 sum;

void Main（void）

{uint32 i;

sum=0;

for（i=0;i<=N;i++）

{sum+=i;}

while（1）;

}

程序清单（二）简单的启动代码IMPORT |Image$$RO$$Limit| IMPORT |Image$$RW$$Base|

IMPORT |Image$$ZI$$Base|

IMPORT |Image$$ZI$$Limit|

IMPORT Main

AREA Start,CODE,READONLY

ENTRY

CODE32

Reset LDR SP,=0x40003f00

LDR R0,=|Image$$RO$$Limit|

LDR R1,=|Image$$RW$$Base|

LDR R3,=|Image$$ZI$$Base|

CMP R0,R1

BEQ LOOP1

LOOP0 CMP R1,R3

LDRCC R2,[R0],#4

STRCC R2,[R1],#4

BCC LOOP0

LOOP1 LDR R1,=|Image$$ZI$$Limit|

MOV R2,#0

LOOP2 CMP R3,R1

STRCC R2,[R3],#4

BCC LOOP2

B Main

END

实验四 C语言程序实验2

7. 实验目的

掌握在 C 语言程序中调用汇编程序,了解ATPCS 基本规则。

8. 实验内容

在 C 程序调用汇编子程序,实现两个整数的加法运算。汇编子程序的原型为：

unit32 Add（unit32 x,unit32 y）其中, unit32 已定义为unsigned int。

9. 预备知识

1) ARM 公司的ATPCS 的相关文档,比如ATPCS.PDF；

2) ADS1.2 工程编辑和AXD 调试的内容。

10. 实验设备

硬件：PC 机一台。

软件：Windows98/XP/2000 系统，ADS1.2 集成开发环境。

11. 实验步骤

启动ADS1.2，使用ARM Executable Image 工程模板建立一个工程c2.mcp。

建立汇编源文件Startup.S , Add.S 和c2.c，编写实验程序，然后添加到工程中。

设置工程连接地址RO Base 为0x30000000，RW Base 为0x30003000，设置调试口

地址Image entry point 为0x30000000。

设置工程连接选项,位于开始位置的起始代码段设置为Startup.o 的Start 段.

编译连接工程，选择Project|Debug，启动AXD 进行软件仿真调试。在c1 .c 文件中的调用Add（）的代码处设置断点, 然后全速运行程序。程序在断点处停止,使用Step In 单步运行程序,观察程序是否跳转到汇编程序中

Add.s 运行。

选择Processor Views | Variables 打开变量观察窗口,观察全局变量的值,单步/全速运

行程序, 判断程序的运算结果是否正确。

12. 实验程序

程序清单（一） C 语言调用汇编的参考程序

#define uint8 unsigned char

#define uint32 unsigned int

extern uint32 Add（uint32 x,uint32 y）;

uint32 sum;

void Main（void）

{sum=Add（555,168）;

while（1）;

}

程序清单（二）汇编加法函数程序 EXPORT Add

AREA Start,CODE,READONLY ENTRY

CODE32

Add ADD R0,R0,R1

MOV PC,LR

END

第二篇：建筑设备与智能化实验报告

建筑设备与智能化实验报告

实验1 中法能源培训中心参观认知实验

实验2 智能化操作台认知实验

实验3 闭路电视监控及周边防范模块认知实验

实验4 视频监控系统实验

班级电研20##

姓名刘晨曦

学号 2108521315134

实验1 中法能源培训中心参观认知实验

一、实验目的：了解和学习燃气和中央空调系统

二、实验内容：首先参观的是燃气系统，王亚慧老师给我们讲述了锅炉、燃气管道、测压器、以及电机转动等相关知识。如电机转动需两端加入橡胶管防止共振，并且橡胶管与铜管间要用铜丝辅助连接来消除静电，锅炉运行产生的热量将通过空调排放到室外，测压器有电压器和直接测压器的分类，但它们在接入管道中间都有一个保护缓冲来防止因瞬间压强过大从而破坏设备。

第二个参观的就是中央空调系统。王亚慧老师主要讲解了空调的工作原理和送排风管道的位置，以及风机盘管和致冷原理等方面的知识。结合张德老师上课时理论方面的讲述，让我更加直观和深刻的了解了空调系统的工作原理。为了系统的学习中央空调的知识，我从网上找到了相关知识。

中央空调系统由冷热源系统和空气调节系统组成。采用液体汽化制冷的原理为空气调节系统提供所需冷量，用以抵消室内环境的冷负荷；制热系统为空气调节系统提供用以抵消室内环境热负荷的热量。制冷系统是中央空调系统至关重要的部分，其采用种类、运行方式、结构形式等直接影响了中央空调系统在运行中的经济性、高效性、合理性。

制冷原理：

液体汽化制冷是利用液体汽化时的吸热、冷凝时的放热效应来实现制冷的。液体汽化形成蒸汽。当液体（制冷工质）处在密闭的容器中时，此容器中除了液体及液体本身所产生的蒸汽外，不存在其他任何气体，液体和蒸汽将在某一压力下达到平衡，此时的汽体称为饱和蒸汽，压力称为饱和压力，温度称为饱和温度。平衡时液体不再汽化，这时如果将一部分蒸汽从容器中抽走，液体必然要继续汽化产生一部分蒸汽来维持这一平衡。液体汽化时要吸收热量，此热量称为汽化潜热。汽化潜热来自被冷却对象，使被冷却对象变冷。为了使这一过程连续进行，就必须从容器中不断地抽走蒸汽，并使其凝结成液体后再回到容器中去。从容器中抽出的蒸汽如直接冷凝成液体，则所需冷却介质的温度比液体的蒸发温度还要低，我们希望蒸汽的冷凝是在常温下进行，因此需要将蒸汽的压力提高到常温下的饱和压力。

制冷工质将在低温、低压下蒸发，产生冷效应；并在常温、高压下冷凝，向周围环境或冷却介质放出热量。蒸汽在常温、高压下冷凝后变为高压液体，还需要将其压力降低到蒸发压力后才能进入容器。

液体汽化制冷循环是由工质汽化、蒸汽升压、高压蒸汽冷凝、高压液体降压四个过程组成。

制热原理：

压缩机吸入低压气体经过压缩机压缩变成高温高压气体，高温气体通过换热器把水温提高，同时高温气体会冷凝变成液体。液体再进入蒸发器进行蒸发，（蒸发器蒸发的同时也要有换热媒体，根据换热的媒体不同机器的型号结构也不同。常用的有风冷和地源。）液体经过蒸发器后变成低压低温气体，低温气体再次被压缩机吸入进行压缩。就这样循环下去，空调侧循环水就变成45-55度左右的热水了。热水经过管道送到需要采暖的房间，房间安装有风机盘管把热水和空气进行热交换实现制热目的。

水系统工作原理

水冷中央空调包含四大部件，压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器，制冷剂依次在上述四大部件循环，压缩机出来的冷媒（制冷剂）高温高压的气体，流经冷凝器，降温降压，冷凝器通过冷却水系统将热量带到冷却塔排出，冷媒继续流动经过节流装置，成低温低压液体，流经蒸发器，吸热，再经压缩。在蒸发器的两端接有冷冻水循环系统，制冷剂在此次吸的热量将冷冻水温度降低，使低温的水流到用户端，再经过风机盘管进行热交换，将冷风吹出。

风系统工作原理

新风的传输方式采用置换式，而非空调气体的内循环原理和新旧气体混合的不健康做法，户外的新颖空气经过负压方式会自动吸入室内，经过安装在卧室、室厅或起居室窗户上的新风口进入室内时，会自动除尘和过滤。同时，再由对应的室内管路与数个功用房间内的排风口相连，构成的循环系统将带走室内废气，集中在排风口“呼出”，而排出的废气不再做循环运用，新旧风形良好的循环。

盘管系统工作原理

风机盘管空调系统的工作原理，就是借助风机盘管机组不断地循环室内空气，使之通过盘管而被冷却或加热，以保持房间要求的温度和一定的相对湿度。盘管使用的冷水或热水，由集中冷源和热源供应。与此同时，由新风空调机房集中处理后的新风，通过专门的新风管道分别送入各空调房间，以满足空调房间的卫生要求。

风机盘管空调系统与集中式系统相比，没有大风道，只有水管和较小的新风管，具有布置和安装方便、占用建筑空间小、单独调节好等优点，广泛用于温、湿度精度要求不高、房间数多、房间较小、需要单独控制的舒适性空调中。

实验2 智能化操作台认知实验

一、实验目的：了解智能化操作台的结构组成

二、实验内容：学校购置了3台50万的智能化操作平台，可以让我们更加直观的认识关于智能化建筑方面相关的系统构成。像这个操作台就有监控系统、消防系统、门禁系统、报警系统等等。

为了让自己学到的知识和参观学习的系统机构相结合，我从网上搜寻到了这些智能化建筑系统的知识来增强理论知识的了解。

监控系统

典型的电视监控系统主要由前端监视设备、传输设备、后端存储、控制及显示设备这五大部分组成，其中后端设备可进一步分为中心控制设备和分控制设备。前、后端设备有多种构成方式，它们之间的联系（也可称作传输系统）可通过电缆、光纤、微波或无线传输等多种方式来实现。组成部分主要有云台、支架、防护罩、监视器、视频放大器、视频分配器、视频切换器、视频分割器、硬盘录像机组成。具体的由下一个实验说明。

消防系统

主要由火灾自动报警及消防联动系统、自动喷淋系统、消火栓系统、防排烟系统、气体灭火系统、消费广播系统、消防电话系统、应急疏散和智能逃生系统。

门禁系统

出入口门禁安全管理系统是新型现代化安全管理系统，它集微机自动识别技术和现代安全管理措施为一体，它涉及电子，机械，光学，计算机技术，通讯技术，生物技术等诸多新技术。它是解决重要部门出入口实现安全防范管理的有效措施。适用各种机要部门，如银行、宾馆、车场管理、机房、军械库、机要室、办公间，智能化小区，工厂等。

系统架构：联网状态出故障情况下可脱机运行，消防联动，可卡片挂失卡片。门禁读头采用电容触摸密码键盘。采用分体式方案。可选配图像抓拍及电子地图功能，刷卡时可抓拍图像并保存，可防止代刷卡。可灵活设定持卡人的开门权限、开门时间、有权开门的区域时段。支持多种开门方式：密码、刷卡、远程开门（需联网）。可支持多条件灵活组合查询通行记录、按不同顺序对报表数据排序、支持报表数据打印及导出到文件功能。可与多奥电梯/停车场/通道/消费/等智能一卡通。

报警系统

防盗报警系统是用物理方法或电子技术，自动探测发生在布防监测区域内的侵入行为，产生报警信号，并提示值班人员发生报警的区域部位，显示可能采取对策的系统。防盗报警系统是预防抢劫、盗窃等意外事件的重要设施。一旦发生突发事件，就能通过声光报警信号在安保控制中心准确显示出事地点，使于迅速采取应急措施。防盗报警系统与出入口控制系统、闭路电视监控系统、访客对讲系统和电子巡更系统等一起构成了安全防范系统。

报警探测器是由传感器和信号处理组成的，用来探测入侵者入侵行为的，由电子和机械部件组成的装置，是防盗报警系统的关键，而传感器又是报警探测器的核心元件。采用不同原理的传感器件，可以构成不同种类、不同用途、达到不同探测目的的报警探测装置。

（1）报警探测器按工作原理主要可分为红外报警探测器、微波报警探测器、被动式红外/微波报警探测器、玻璃破碎报警探测器、振动报警探测器、超声波报警探测器、激光报警探测器、磁控开关报警探测器、开关报警探测器、视频运动检测报警器、声音探测器等许多种类。

（2）报警探测器按工作方式可分为主动式报警探测器和被动式报警探测器。

（3）报警探测器按探测范围的不同又可分为点控报警探测器、线控报警探测器、面控报警探测器和空间防范报警探测器。

实验3 闭路电视监控及周边防范模块认知实验

一、实验目的：了解闭路电视监控模块

二、实验内容：智能化控制台上主要有四种摄像机。包括球机、半球机、枪机、红外枪击。主要就是认知监控系统的组成和原理。

球机

球机全称为球型摄像机，是现代电视监控发展的代表，她集成彩色一体化摄像机、云台、解码器、防护罩等多功能与一体，安装方便、使用简单但功能强大，广泛应用于开阔区域的监控，价格较贵。

主要组成部件包含一体化摄像机、高速步进电机云台、嵌入式解码器板等电子器件和球机护罩（4寸(迷你球)、5.7寸、6寸，7寸，9寸）安装支架。其内，电动云台上安装的摄像机，可以在控制端控制下进行上下左右的转动，以达到监视效果。市场上球机常见的球机有3种类型：固定型、可转动型、PTZ功能型三种类型。根据其类型的不同其所具备的功能也有所不同，同时也使得用户在选择上也有了更大的空间，可以根据不同的应用环境来选择符合自己需求的产品。

半球机

半球摄像机，顾名思义就是形状是个半球，仅仅是针对外形命名的。半球式摄像机由于体积小巧，外型美观，比较适合办公场所以及装修档次高的场所使用。半球摄像机图像的生成当前主要是来自CCD半球摄像机，CCD是电荷耦合器件的简称，它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移，也可将存储之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的摄像机元件，以其构成的CCD摄像机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击之特性而被广泛应用。

半球摄像机专指由专制的摄像机+专配的自动光圈手动变焦镜头+密封性能优异球罩和精密的摄像机安装支架组成的半球摄像机。其最大的特点是集摄像机、镜头以及安装系统为一体，设计精巧且易于安装。

枪机和红外枪机

针对枪式摄像机，之所以叫做枪式，仅是针对外形，内在配置和质量有很大的差异，枪式摄像机监控的主要要求枪式摄像机：适用于光线不充足地区及夜间无法安装照明设备的地区，在仅监视景物的位置或移动时，可选用枪式摄像机。

随着安防监控摄像机广泛深入的应用，枪机摄像机高清的成像技术，高清透雾功能、红外侦测锁定、日夜转换红外摄像功能等已在电视监控工程中被广泛使用。枪机摄像机的日夜转换红外摄像功能使摄像机在日夜转换模式下、探测红外线实现滤光片切换、解决普通日夜型摄像机出现的频繁日夜转换问题。可有效降低夜间低照度环境下的图像噪点，提升画面质量。枪机摄像机的变焦范围取决于你所选用的镜头，可从几倍到十数倍，并且镜头更换十分的方便。可根据选用不同镜头，实现远距离或广角监控，应用的场合非常得多。在道路监控使用中，即使车速变化范围较大，枪机摄像机也可以提供清晰的画面。通过内置的强光抑制功能、手动电子快门设定，实现对车牌的抓拍。可真实再现夜间动态画面,适用于高速公路、收费站、平安城市等24小时全天候监控的场所。

实验4 视频监控系统实验

一、实验目的：1、了解摄像机镜头的作用

2、掌握镜头的安装及调试

二、实验内容：在本实验中，设计组成一个4通道画面的实时数字录像监控系统，通过4路摄像系统将各自采集的数字图像在显示器上用4分屏方式分别显示出来并用硬盘予以记录便于回放和查询：同时，可以将其中任一路摄像系统采集来的连续视频图像或是单一图片通过网络传送至局域网上的另外一台计算机上，这样使得通过网络远距离查看录像资料成为可能，而且也可以在另外的计算机上对这些传送过来的图像、图片信息进行一定的图像处理及比对，若是发现异常情况可以将一定反馈报警信号通过局域网发送给图像采集系统，实时图像采集系统的管理员据此检查各现场的情况，这样就可以尽早发现监控现场的异常情况。

这套数字视频硬盘监控录像系统可以用于工厂厂房现场的监控；也可用于机械加工机床上对刀具进行多角度的观测和图像采集，在对采集来的图像进行比对和检查，可以尽早发现刀具表面的裂纹以及其他可能产生的失效形式。在一些对软、硬实时性要求并不高的场合都可以考虑应用。以功能要求的不同可以将系统分为五个组成部分：

（1）前端摄像系统---摄像部分是数字视频监控系统的前沿部分，是整个系统的眼睛，它把监视的内容变为图像信号，传送到控制中心的监视器上，摄像部分的好坏及它产生的图像信号质量将影响整个系统的质量。

（2）视频传输系统---系统的图像信号通道。

（3）视频控制系统---是整个系统的“心脏”和“大脑”，是整个系统功能的指挥中心。

（4）视频显示和记录系统---进行监控时的人机交互，将传送来的图像一一显示并予以存储。

（5）远程网络监控系统---可以查看视频服务器发送过来的录像资料。

软件部分采用PSS监控软件，软件界面如下：

实验总结：通过以上四个实验，系统的学习了建筑智能化技术，让我在学习理论的同时更能与实践相结合，使我对智能化建筑的理解达到一个新高度。

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