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嵌入式课程设计--_串口通信

嵌入式课程设计--_串口通信
嵌入式课程设计--_串口通信

摘要 (2)

1、绪论 (2)

1.1目的和意义 (2)

1.2设计内容 (2)

2、设计方案 (3)

2.1方案选择 (3)

2.1.1S3C2410X 串行通讯(UART)单元 (3)

2.1.2 波特率的产生 (3)

2.1.3 UART 通信操作 (4)

2.1.4 UART 控制寄存器 (4)

2.1.5 RS232 接口电路 (5)

3、硬件设计 (6)

3.1Embest EduKit-III 实验平台 (6)

3.2ULINK2 仿真器套件,PC 机 (6)

4、软件设计 (6)

4.2程序流程图设计 (7)

4.3调试运行结果 (7)

5、总结与体会 (8)

参考文献 (9)

摘要

为了掌握嵌入式技术,就应该学习以ARM 微处理器为核心的嵌入式开发环境和开发平台。本设计采用ARM原理和C语言程序设计的,设置S3C2410X 处理器 UART 相关控制寄存器和ARM 处理器系统硬件电路中 UART 接口,利用Embest EduKit-III 实验平台实现S3C2410X处理器和PC机的结合。

关键字: Embest EduKit-III 实验平台;S3C2410X 串行通讯(UART)单元;UART 控制寄存器;串口通信

1、绪论

1.1目的和意义

串口通信是目前单片机和 DSP 等嵌入式系统之间,以及嵌入式系统与 PC 机或无线模块之间的一种非常重要且普遍使用的通信方式。在嵌入式系统的硬件结构中,通常只有一个8位或 16位的 CPU, 不仅要完成主流程的工作, 同时还要处理随时发生的各种中断, 因而嵌入式系统中的串口通信程序设计与 PC 机有很大的不同。为了顺应当今世界技术革新的潮流,了解、学习和掌握嵌入式技术,就必然要学习和掌握以ARM 微处理器为核心的嵌入式开发环境和开发平台。

1.2设计内容

本设计采用Embest EduKit-III 实验平台实现,通过EmbestIDE Pro for ARM 软件编写程序,仿真调试。实现实验平台与PC的串口通信。通过PC的超级终端显示接受的结果。

2、设计方案

2.1方案选择

本设计只用了Embest EduKit-III 实验平台的部分模块。其中包括ARM核心芯片S3C2410X以及串口通信模块。如图1所示,下面描述了所用模块的具体设置。

图1 总体设计框图

2.1.1S3C2410X 串行通讯(UART)单元

S3C2410X UART 单元提供三个独立的异步串行通信接口,皆可工作于中断和DMA 模式。使用系统时钟最高波特率达230.4Kbps,如果使用外部设备提供的时钟,可以达到更高的速率。每一个UART 单元包含一个 16 字节的FIFO,用于数据的接收和发送。

S3C44B0X UART 支持可编程波特率,红外发送/接收,一个或两个停止位,5bit/6bit/ 7bit/ 或 8bit 数据宽度和奇偶校验。

2.1.2 波特率的产生

波特率由一个专用的UART 波特率分频寄存器(UBRDIVn )控制,计算公式如下:

UBRDIVn = (int)(ULK/(bps x 16) ) –1

或者UBRDIVn = (int)(PLK/(bps x 16) ) –1

其中:时钟选用 ULK 还是 PLK 由 UAR控制寄存器 UCONn[10]的状态决定。如果 UCONn[10]=0,用PLK 作为波特率发生,否则选用ULK 做波特率发生。UBRDIVn 的值必须1到(16

2-1)之间。

例如:ULK 或者PLK 等于40MHz,当波特率为 115200 时,

UBRDIVn = (int)(40000000/(115200 x 16) ) -1

= (int)(21.7) -1

= 21-1 = 20

2.1.3 UART 通信操作

下面简略介绍 UART 操作,关于数据发送,数据接收,中断产生,波特率产生,轮流检测模式,红外模式和自动流控制的详细介绍,请参照相关教材和数据手册。

发送数据帧是可编程的。一个数据帧包含一个起始位,5 到8 个数据位,一个可选的奇偶校验位和 1 到2 位停止位,停止位通过行控制寄存器ULCONn 配置。

与发送类似,接收帧也是可编程的。接收帧由一个起始位,5 到8 个数据位,一个可选的奇偶校验和1 到2 位行控制寄存器ULCONn 里的停止位组成。接收器还可以检测溢出错,奇偶校验错,帧错误和传输中断,每一个错误均可以设置一个错误标志。

溢出错误(Overrun error)是指已接收到的数据在读取之前被新接收的数据覆盖。

奇偶校验错是指接收器检测到的校验和与设置的不符。

帧错误指没有接收到有效的停止位。

传输中断表示接收数据RxDn 保持逻辑0 超过一帧的传输时间。

在FIFO 模式下,如果RxFIFO 非空,而在3 个字的传输时间内没有接收到数据,则产生超时。

2.1.4 UART 控制寄存器

1) UART 行控制寄存器 ULCONn

该寄存器的第6 位决定是否使用红外模式,位 5~3 决定校验方式,位2 决定停止位长度,位 1 和0决定每帧的数据位数。

2)UART 控制寄存器 UCONn

该寄存器决定UART 的各种模式。

UCONn[10]= 1 : ULK 做比特率发生;0:PLK 做比特率发生。

UCONn[9] = 1: Tx 中断电平触发;0:Tx 中断脉冲触发。

UCONn[8] = 1: Rx 中断电平触发;0:Rx 中断脉冲触发。

UCONn[7] = 1: 接收超时中断允许;0:接收超时中断不允许。

UCONn[6] = 1: 产生接收错误中断;0:不产生接收错误中断。

UCONn[5] = 1: 发送直接传给接收方式(Loopback);0:正常模式。

UCONn[4] = 1: 发送间断信号;0:正常模式发送。

UCONn[3:2]: 发送模式选择

00:不允许发送;

01:中断或查询模式

10:DMA0 请求(UART0 )

DMA3 请求(UART2 )

11: DMA1 请求(UART1 ).

UCONn[1:0] : 接收模式选择

00 :不允许接收

01 :中断或查询模式

10 :DMA0 请求(UART0 )

DMA3 请求(UART2 )

11: DMA1 请求(UART1 )

3) UART FIFO 控制寄存器 UFCONn

UFCONn[7:6] = 00:Tx FIFO 寄存器中有0 个字节就触发中断

01:Tx FIFO 寄存器中有4 个字节就触发中断

10:Tx FIFO 寄存器中有8 个字节就触发中断

11:Tx FIFO 寄存器中有0 个字节就触发中断

UFCONn[5:4] = 00: Rx FIFO 寄存器中有0 个字节就触发中断

01:Rx FIFO 寄存器中有4 个字节就触发中断

10:Rx FIFO 寄存器中有8 个字节就触发中断

11:Rx FIFO 寄存器中有0 个字节就触发中断

UFCONn[3]:保留。

UFCONn[2] =1:FIFO 复位清零Tx FIFO; 0:FIFO 复位不清零Tx FIFO

UFCONn[1] =1:FIFO 复位清零 Rx FIFO; 0:FIFO 复位不清零 Rx FIFO

UFCONn[0] =1:允许 FIFO 功能; 0:不允许FIFO 功能

4) UART MODEM 控制寄存器 UMCONn(n=0 或 1)

UMCONn[7:5] 保留,必须全为 0

UMCONn[4] =1:允许使用AFC 模式; 0:不允许使用AFC

UMCONn[3:1] 保留,必须全为 0

UMCONn[0] =1:激活nRTS; 0:不激活 nRTS

5) 发送寄存器 UTXH 和接收寄存器 URXH

这两个寄存器存放着发送和接收的数据,当然只有一个字节8位数据。需要注意的是在发生溢出错误的时候,接收的数据必须被读出来,否则会引发下次溢出错误。

2.1.5 RS232 接口电路

UART0 串口电路如图4-4-1 所示,UART0 只采用二根接线 RXD0 和TXD0,因此只能进行简单的数据传输及接收功能。UART0 则采用MAX3221E作为电平转换器。

3、硬件设计

3.1Embest EduKit-III 实验平台

采用双CPU子板,ARM7 S3C44B0子板,ARM9 S3C2410子板,16M NandFlash;4Kbit IIC BUS 的串行EEPROM ,2个串口,两个中断按钮,4个LED, 320*240 STN 彩色 LCD及TSP触摸屏,4×5键盘,20针JTAG接口,PS/2接口, 2个USB 主口;1个USB从口, Sd卡,VGA接口,双PCI扩展接口,双以太网接口,8段数码管,双CAN总线模块,A/D 、D/A 模块,IDE 硬盘 +CF 卡模块;固态硬盘 16M × 8bit,MICROPHONE 输入口,IIS 音频信号输出口,GPRS 模块(选配),GPS 模块(选配)。

多外扩模块支持:提供 GPRS 模块、提供 GPS 模块、步进电机模块、摄像模块、PCI外部焊接板

核心模块:基于ARM7架构的嵌入式芯片三星S3C44B0x芯片(或ARM9架构的嵌入式芯片三星S3C2410V6),整套系统可通过CPU子板可自由更换变化为ARM7或者ARM9

电源:外部5V电源供电或者由USB接PC供电,电源指示LED以及500mA保险丝

2M×16bit Flash;4M×16bit SDRM

复位开关

Embest EDUKIT-III软件配置:uCosII 实时操作系统移植例子以及源代码,uClinux实时操作系统移植例子以及源代码,Linux实时操作系统移植例子以及源代码,WinCE实时操作系统移植例子*,Vxworks实时操作系统移植例子,GNU toolchain including ARM cross compiler, Linker, Assembler, and Utilities,基于Embest IDE Pro for ARM环境和Embest EDUKIT-III实验箱实验源程序。

3.2ULINK2 仿真器套件,PC 机

ULINK2不仅具有ULINK仿真器的所有功能,还增加了串行调试(SWD)支持,返回时钟支持和实时代理等功能。开发工程师通过结合使用RealView MDK的调试器和ULINK2,可以方便的在目标硬件上进行片上调试(使用on-chip JTAG,SWD 和OCDS)、Flash编程。

4、软件设计

4.1软件设备

Embest IDE for ARM 集成开发环境,Windows 98/2000/NT/XP

4.2程序流程图设计

图2程序流程图4.3调试运行结果

如果输入就会马上显示在超级终端上(假设输入为abcdefg),输入回车符后打印一整串字符:

按回车键就会显示:abcdefg 串口通信成功完成。

5、总结与体会

一方面,通过这一周的课程设计,对关于Embest EduKit-III 实验平台,ULINK2 仿真器套件,S3C2410X 串行通讯(UART)单元结构的知识有了更加深刻的理解,而且对其用法掌握的更加熟练。在课程设计过程中,能够不断地发现问题,并想办法解决,如此提高了解决问题的能力。在程序设计方面,对串口通信的过程有了更深刻的理解和领会。通过本次课程设计,使我对ARM嵌入式开发有了一定的掌握和理解,巩固了我在《ARM嵌入式系统开发及应用》课程中所学的基本理论知识和实验技能,使我对《ARM嵌入式系统开发及应用》课程有了更深入的了解,熟悉了S3C2410 的串口的使用,了解S3C2410的内部功能模块,及内核架构。进一步激发了我对所学专业学习的兴趣;提高了我的思考与实践能力。

参考文献

[1]张勇编著.《ARM原理与C语言程序设计》. 西安:西安电子科技大学出版社,2004.

[2]王勇编著.《嵌入式系统原理与设计》. 杭州:浙江大学出版社,2007.

[3]马忠梅.《ARM嵌入式处理器结构与应用》. 北京:北京航空航天大学出版社,2002.

[4]周立功等编著.《ARM微控制器基础与实战》. 北京:北京航空航天大学出版社,2003.

[5]杜春雷.ARM体系结构与编程[M].北京:清华大学出版社,2003.

[6]周立功 .ARM嵌入式Linux系统构建与驱动开发范例[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.

[7]斯洛斯(Sloss,A.N.).ARM嵌入式系统开发:软件设计与优化[M].北京:北京航空航天大学出版社,2005.

[8]ARM&Linux嵌入式系统教程.北京:北京航空航天大学出版社,2004.

[9]陈赜.ARM9嵌入式技术及Linux高级实践教程[M] .北京:北京航空航天大学出版社,2005.

[10]孙天泽,袁文菊.嵌入式设计及Linux驱动开发指南——基于ARM9处理器[M] .第2版.北京:电子工业出版社,2007.

2020年嵌入式串口通信设计参照模板

***************** 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2013年春季学期 嵌入式系统开发技术课程设计 题目:嵌入式串口通信设计 专业班级:通信工程四班 姓名: 学号: 指导教师: 成绩:

嵌入式是以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可剪裁,适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。随着嵌入式系统的发展和大规模应用,为了提升系统的整体性能,必须实现PC机和嵌入式计算机之间的通信。在实际开发应用中,串口通信是不可缺少的部分。 目前嵌入式系统与PC机之间一种非常重要而且普遍应用的通信方式。本文通过基于2410F 的嵌入式串口通信的实现,按照嵌入式系统的软、硬件结构组成,较为详细地介绍了串口通信的硬件电路和软件实现方法。通过与计算机串口间的接,实现在ARM 平台上,传输速率115200bps,接收来自串口(通过超级终端)的字符并将接收到的字符发送到超级终端,实现监测。与外部设备通信的基本功能。 关键字:嵌入式系统,串口通信,Linux系统

前言 ------------------------------------------------------------------------------------------- - 4 - 一、串口通信概述--------------------------------------------------------------------------- - 5 - 1.1 串口通信的原理 ------------------------------------------------------------------ - 5 - 1.2 串口通信的开发工具 ------------------------------------------------------------ - 5 - 1.2.1 2410F硬件平台简介---------------------------------------------------------- - 5 - 1.3 串口通信的基本任务 ------------------------------------------------------------ - 8 - 二、系统分析--------------------------------------------------------------------------------- - 9 - 三、串口驱动程序设计 ------------------------------------------------------------------- - 17 - 3.1 串口操作需要的头文件 -------------------------------------------------------- - 17 - 3.2 打开串口 -------------------------------------------------------------------------- - 17 - 3.3 串口设置 -------------------------------------------------------------------------- - 18 - 3.4 串口读写 -------------------------------------------------------------------------- - 20 - 3.5 关闭串口 -------------------------------------------------------------------------- - 22 - 四、总结-------------------------------------------------------------------------------------- - 23 - 参考文献-------------------------------------------------------------------------------------- - 24 - 附录----------------------------------------------------------------------------------------- - 25 -

串口通信实验报告全版.doc

实验三双机通信实验 一、实验目的 UART 串行通信接口技术应用 二、实验实现的功能 用两片核心板之间实现串行通信,将按键信息互发到对方数码管显示。 三、系统硬件设计 (1)单片机的最小系统部分 (2)电源部分 (3)人机界面部分

数码管部分按键部分 (4)串口通信部分 四、系统软件设计 #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int void send(); uchar code0[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};//0-9的数码管显示 sbit H1=P3^6; sbit H2=P3^7;

sbit L1=P0^5; sbit L2=P0^6; sbit L3=P0^7; uint m=0,i=0,j; uchar temp,prt; /***y延时函数***/ void delay(uint k) { uint i,j; //定义局部变量ij for(i=0;i

{ m=1; //KEY1键按下 return(m); } if(H2==0) { m=4; //KEY4键按下 return(m); } } } if(L2==0) { delay(5); if (L2==0) { L2=0;H1=1;H2=1; if(H1==0) { m=2; //KEY2键按下 return(m); } if(H2==0) { m=5; //KEY5键按下 return(m); } } } if(L3==0) { delay(5); if (L3==0) { L3=0;H1=1;H2=1; if(H1==0) { m=3; //KEY3键按下

RS232串口通信实验报告

RS232串口通信实验报告 学院:电子信息学院 班级:08031102 姓名:张泽宇康启萌余建军 学号:2011301966 2011301950 2011301961 时间:2014年11月13日 学校:西北工业大学

一.实验题目: 设计一个简单的基于串口通信的信息发送和接受界面 二.实验目的: 1.熟悉并掌握RS232串口标准及原理。 2.实现PC机通过RS232串口进行数据的收发。 3.熟悉VC语言编写程序的环境,掌握基本的VC语言编程技巧。 三.实验内容 程序代码: P// PC1PC2Dlg.cpp : implementation file // #include "stdafx.h" #include "PC1PC2.h" #include "PC1PC2Dlg.h" #ifdef _DEBUG #define new DEBUG_NEW #undef THIS_FILE static char THIS_FILE[] = __FILE__; #endif ////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CAboutDlg dialog used for App About class CAboutDlg : public CDialog { public: CAboutDlg(); // Dialog Data //{{AFX_DATA(CAboutDlg) enum { IDD = IDD_ABOUTBOX }; //}}AFX_DATA // ClassWizard generated virtual function overrides //{{AFX_VIRTUAL(CAboutDlg) protected: virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX); // DDX/DDV support //}}AFX_VIRTUAL

基于STM32和uC_OS-II的多任务设计-嵌入式系统课程设计报告

基于STM32和uC_OS-II的多任务设计-嵌入式系统课程设 计报告 NORTH CHINA UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 嵌入式系统课程设计报告 学生姓名: 学号: 学院: 专业班级: 指导教师: 同组成员: 2016年 12 月 26 日 嵌入式系统课程设计报告 一、课程设计目的 本课程设计是在《嵌入式系统原理与应用》课程的基础上,通过软件编程及仿真调试的实践,进一步掌握嵌入式系统的原理和应用方法,是毕业设计前的一 次重要实践,为今后从事嵌入式系统相关工作岗位打下良好的基础。 二、设计题目及要求 2.1 设计题目: 基于STM32和uC/OS-II的多任务设计 2.2 功能实现:

使用uC/OS-II的任务管理函数和STM32库函数控制相应的寄存器,完成一个多任务设计。整个设计共有4个任务,驱动一个LED指示灯闪烁、由3个LED指示灯组成的流水灯、驱动蜂鸣器和利用swd方式进行printf输出。 2.3 设计要求: 理解和熟练使用KEIL软件、STM32寄存器、STM32库函数和uC/OS-II任务管理函数,用KEIL软件完成编程和调试,下载到开发板中实现4个设定的任务,并完成课程设计报告。 四个任务分别为: (1)驱动1个LED指示灯闪烁、 (2)由3个LED指示灯组成流水灯 (3)驱动蜂鸣器发出响声。 (4)利用swd方式进行printf输出。 三、设计原理说明 3.1 硬件说明 本次课程设计主要使用的是STM32 神舟 IV 号开发板为基础进行课程设计的,本节将详细介绍神舟IV号开发板的各部分硬件原理与实现。 (1)开发板资源图 - 1 - 嵌入式系统课程设计报告

嵌入式系统实验报告-串行通信实验

《嵌入式系统实验报告》 串行通信实验 南昌航空大学自动化学院050822XX 张某某 一、实验目的: 掌握μC/OS-II操作系统的信号量的概念。 二、实验设备: 硬件:PC机1台;MagicARM2410教学实验开发平台台。 软件:Windows 98/2000/XP操作系统;ADS 1.2集成开发环境。 三、实验内容: 实验通过信号量控制2个任务共享串口0打印字符串。为了使每个任务的字符串信息(句子)不被打断,因此必须引入互斥信号量的概念,即每个任务输出时必须独占串口0,直到完整输出字符串信息才释放串口0。 四、实验步骤: (1)为ADS1.2增加DeviceARM2410专用工程模板(若已增加过,此步省略)。 (2)连接EasyJTAG-H仿真器和MagicARM2410实验箱,然后安装EasyJTAG-H仿真器(若已经安装过,此步省略),短接蜂鸣器跳线JP9。 (3)启动ADS 1.2,使用ARM Executable Image for DeviceARM2410(uCOSII)工程模板建立一个工程UART0_uCOSII。(本范例在ADS文件夹中操作) (4)在ADS文件夹中新建arm、Arm_Pc、SOURCE文件夹。将μC/OS 2.52源代码添加到SOURCE文件夹,将移植代码添加到arm文件夹,将移植的PC服务代码添加到Arm_Pc文件夹。 (5)在src组中的main.c中编写主程序代码。 (6)选用DebugRel生成目标,然后编译链接工程。 (7)将MagicARM2410实验箱上的UART0连接跳线JP1短接,使用串口延长线把MagicARM2410实验箱的CZ11与PC机的COM1连接。 注意:CZ11安装在MagicARM2410实验箱的机箱右侧。 (8)PC机上运行“超级终端”程序(在Windows操作系统的【开始】->【程序】->【附件】->【通讯】->【超级终端】),新建一个连接,设置串口波持率为115200,具体设置参考图3.5,确定后即进入通信状态。 (9)选择【Project】->【Debug】,启动AXD进行JTAG仿真调试。 (10)全速运行程序,程序将会在main.c的主函数中停止(因为main函数起始处默认设置有断点)。 (11)可以单步运行程序,可以设置/取消断点,或者全速运行程序,停止程序运行,在超级终端上观察任务0和任务1的打印结果。 五、实验结论与思考题(手写,打印无效): 1、如果任务0删除语句“OSSemPost(UART0_Sem);”,那么程序还能完全正常无误运行么?如果发生异常会出现什么现象?

UART串口通信实验报告

实验四 UART 串口通信 学院:研究生院 学号:1400030034 姓名:张秋明 一、 实验目的及要求 设计一个UART 串口通信协议,实现“串 <-->并”转换功能的电路,也就是 “通用异步收发器”。 二、 实验原理 UART 是一种通用串行数据总线,用于异步通信。该总线双向通信,可以实 现全双工传输和接收。在嵌入式设计中,UART 用来主机与辅助设备通信,如汽 车音响与外接AP 之间的通信,与PC 机通信包括与监控调试器和其它器件,如 EEPROM 通信。 UART 作为异步串口通信协议的一种,工作原理是将传输数据的每个字符一 位接一位地传输。 其中各位的意义如下: 起始位:先发出一个逻辑” 0的信号,表示传输字符的开始。 资料位:紧接着起始位之后。资料位的个数可以是 4、5、6、7、8等,构成 一个字符。通常采用ASCII 码。从最低位开始传送,靠时钟定位。 奇偶校验位:资料位加上这一位后,使得“ 1的位数应为偶数(偶校验)或奇数 (奇校验),以此来校验资料传送的正确性。 停止位:它是一个字符数据的结束标志。可以是 1位、1.5位、2位的高电 平。由于数据是在传输线上定时的,并且每一个设备有其自己的时钟,很可能 在通信中两台设备间出现了小小的不同步。 因此停止位不仅仅是表示传输的结束, 并且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多,不同时钟同步 的容忍程度越大,但是数据传输率同时也越慢。 空闲位:处于逻辑“ 1状态,表示当前线路上没有资料传送。 波特率:是衡量资料传送速率的指标。表示每秒钟传送的符号数(symbol )。 一个符号代表的信息量(比特数)与符号的阶数有关。例如资料传送速率为 120 字符/秒,传输使用256阶符号,每个符号代表8bit ,则波特率就是120baud,比 特率是120*8=960bit/s 。这两者的概念很容易搞错。 三、 实现程序 library ieee; use ieee.std 」o gic_1164.all; end uart; architecture behav of uart is en tity uart is port(clk : in std_logic; rst_n: in std 」o gic --系统时钟 --复位信号 rs232_rx: in std 」o gic rs232_tx: out std 」o gic --RS232接收数据信号; --RS232发送数据信号;); use ieee.std_logic_ un sig ned.all;

嵌入式系统设计课设报告分析解析

福州大学 《嵌入式系统设计课设》 报告书 题目:基于28027的虚拟系统 姓名: 学号: 学院:电气工程与自动化学院 专业:电气工程与自动化 年级: 起讫日期: 指导教师:

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嵌入式系统在智能交通中的应用摘要:介绍了嵌入式系统及其操作系统,并将其系统和通用计算机系统作了比较,总结了嵌入式系统产品在ITS(Intelligent Traffic system ),智能交通系统应用中的工作稳定性高,环境适应能力强和设备独立性三个特点,且结合嵌入式产品在ITS中应用的这几个特点,探讨了嵌入式系统在智能交通系统中应用研究。最后,展望嵌入式系统在ITS(智能交通系统)中的广泛应用。 关键词:嵌入式系统;嵌入式操作系;ITS;数字信号 中图分类号: Application of Embedded System in ITS Abstract: This article mainly introduce embedded system and its operation system , the embedded system are compared with general computer system. And this article summarizes three characteristics about embedded systems’ production applied to ITS: the high working stabilities, the strong ability for environment and the independency of equipments .Combining with the application research of embedded systems in ITS。At last, the author prospects that embedded systems are used widely in ITS in the whole nation. Keywords; embedded system; embedded operational systems ; ITS ; digital signal 嵌入式系统如今在实际生活中有巨大应用,观察身边不难发现电子产品、智能家居等大多用嵌入式系统来实现。这篇论文举一个应用实例,即智能交通系统。一个智能交通系统(ITS)主要由交通信息采集、交通状况监视、交通控制、信息发布和通信5大子系统组成。各种信息都是ITS的运行基础,而以嵌入式为主的交通管理系统就像人体内的神经系统一样在ITS 中起至关重要的作用。嵌入式系统应用在测速雷达、(返回数字式速度值)运输车队遥控指挥系统、车辆导航系统等方面,在这些应用系统中能对交通数据进行获取、存储、管理、传输、分析和显示,以提供交通管理者或决策者对交通状况现状进行决策和研究。 1.嵌入式系统与嵌入式操作系统 1.1嵌入式系统 通俗来讲,嵌入式系统是带有操作系统的单片机系统;主要由嵌入式处理器、相关支撑硬件和嵌入式软件系统组。他的框架可分为5个部分:处理器、内存、输入/输出、操作系统与应用软件(如图1所示)。嵌入式软件包括与硬件相关的底层软件、操作系统、图形界面、通讯协议、数据库系统、标准化浏览器和应用软件等。总体看来,嵌入式系统具有便利灵活、性能价格比高、嵌入性强等特点,可以嵌入到现有任何信息家电和工业控制系统中。软件角度来看,嵌入式系统具有不可修改性,系统所需配置要求较低&系统专业性和实时性较强等特点。 1.2 嵌入式操作系统 对于目前发展迅速的信息产品来说,其最关键的核心技术就是嵌入式操作系统。嵌入式操作系统EOS(Embedded Operating System)是一种支持嵌入式系统应用的操作系统软件。嵌入式操作系统具有通用操作系统的基本特点,如能够有效管理越来越复杂的系统资源;能够把硬件虚拟化,使得开发人员从繁忙的驱动程序移植和维护中解脱出来;能够提供库函数、驱动程序、工具集以及应用程序;另外,嵌入式操作系统在系统实时高效性、硬件的相关依赖性、软件固态化以及应用的专用性等方面具有较为突出的特点。

嵌入式UART接口模块的设计

嵌入式UART接口模块的设计 引言 在计算机的数据通信中,外设一般不能与计算机直接相连,它们之间的信息交换主要存在以下问题: (1)速度不匹配。外设的工作速度和计算机的工作速度不一样,而且外设之间的工作速度差异也比较大。 (2)数据格式不匹配。不同的外设在进行信息存储和处理时的数据格式可能不同,例如最基本的数据格式可分为并行数据和串行数据。 (3)信息类型不匹配。不同的外设可能采用不同类型的型号,有些是模拟信号,有些是数字信号,因此采用的处理方式也不同。 为了解决外设和计算机之间的信息交换问题,即需要设计一个信息交换的中间环节接口。UART控制器是最常用的接口。 通用异步收发器(UniversalAsynchrONousReceiv2er/Transmitter,UART)是辅助计算机与串行设备之间的通信,作为RS232通信接口的一个重要的部分,目前大部分的处理器都集成了UART。 1 UART的数据格式 UART的数据传输格式。 图1 UART的数据传输格式 由于数字图像亚像素在计算机中是用8位二进制表示,因此UART传输的有效数据位为8位。传输线在空闲时为高电平,因此有效数据流的开始位设为0。 接着传输8位有效数据位,先从最低位开始传送。奇偶检验位可以设置为奇检验、偶校验或者不设置校验位,由于本系统使用的传输速率不高,为了加快开发进程,减少电路面积,因此没有设计奇偶检验模块,数据流中不设奇偶检验位。最后停止位为高电平。 2 UART的基本结构 设计的UART主要由UART内核、信号检测器、移位寄存器移位寄存器、波特率发生器和计数器组成,。 图2 UART基本结构 UART各个功能模块的功能如下文所述。 2.1 信号检测器模块 信号检测器用于对RS232的输入信号进行实时监测,一旦发现新的数据则立即通知UART 内核。信号检测器的仿真波形。 图3 信号检测器仿真波形图 其中,RxD第一次为低时,new_data信号阐述输出,之后RxD又变低,但由于信号检测器处于锁定状态,所以new_data信号并没有输出;最后,reset_n信号将信号检测器复位,RxD再次变低时,new_data又有输出。可见信号检测器的实现完全正确,其功能完全符合设计要求。 2.2 移位寄存器模块 移位寄存器模块的作用是存储输入或者输出数据。 当UART接收RS232输入时,移位寄存器在波特率模式下采集RS232输入信号,且保存结果;当进行RS232输出时,UART内核首先将数据加载到移位寄存器内,再使移位寄存器在波特率模式下将数据输出到RS232输出端口上。移位寄存器的仿真波形图。关键字:嵌入式嵌

串行通信实验报告材料

串行通信实验报告 班级姓名学号日期 一、实验目的: 1、掌握单片机串行口工作方式的程序设计,及简易三线式通讯的方法。 2、了解实现串行通讯的硬环境、数据格式的协议、数据交换的协议。 3、学习串口通讯的程序编写方法。 二、实验要求 1.单机自发自收实验:实现自发自收。编写相应程序,通过发光二极管观察收发状态。 2.利用单片机串行口,实现两个实验台之间的串行通讯。其中一个实验台作为发送方,另一侧为接收方。 三、实验说明 通讯双方的RXD、TXD信号本应经过电平转换后再行交叉连接,本实验中为减少连线可将电平转换电路略去,而将双方的RXD、TXD直接交叉连接。也可以将本机的TXD接到RXD上。 连线方法:在第一个实验中将一台实验箱的RXD和TXD相连,用P1.0连接发光二极管。波特率定为600,SMOD=0。 在第二个实验中,将两台实验箱的RXD和TXD交叉相连。编写收发程序,一台实验箱作为发送方,另一台作为接收方,编写程序,从内部数据存储器20H~3FH单元中共32个数据,采用方式1串行发送出去,波特率设为600。通过运行程序观察存储单元内数值的变化。 四、程序 甲方发送程序如下: ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0023H LJMP COM_INT ORG 1000H MAIN: MOV SP,#53H MOV 78H,#20H

MOV 77H,00H MOV 76H,20H MOV 75H,40H ACALL TRANS HERE: SJMP HERE TRANS: MOV TMOD,#20H MOV TH1,#0F3H MOV TL1,#0F3H MOV PCON,#80H SETB TR1 MOV SCON,#40H MOV IE,#00H CLR F0 MOV SBUF,78H WAIT1: JNB TI,WAIT1 CLR TI MOV SBUF,77H WAIT2: JNB TI,WAIT2 CLR TI MOV SBUF,76H WAIT3: JNB TI,WAIT3 CLR TI

单片机串口通讯实验报告

实验十单片机串行口与PC机通讯实验报告 ㈠实验目的 1.掌握串行口工作方式的程序设计,掌握单片机通讯的编制; 2.了解实现串行通讯的硬环境,数据格式的协议,数据交换的协议; 3.了解PC机通讯的基本要求。 ㈡实验器材 1.G6W仿真器一台 2.MCS—51实验板一台 3.PC机一台 ㈢实验内容及要求 利用8051单片机串行口,实现与PC机通讯。 本实验实现以下功能,将从实验板键盘上键入的字符或数字显示到PC 机显示器上,再将PC机所接收的字符发送回单片机,并在实验板的LED上显示出来。 ㈣实验步骤 1.编写单片机发送和接收程序,并进行汇编调试。 2.运行PC机通讯软件“commtest.exe”,将单片机和PC机的波特率均设定 为1200。 3.运行单片机发送程序,按下不同按键(每个按键都定义成不同的字符), 检查PC机所接收的字符是否与发送的字符相同。 4.将PC机所接收的字符发送给单片机,与此同时运行单片机接受程序,检 查实验板LED数码管所显示的字符是否与PC机发送的字符相同。

㈤ 实验框图

源程序代码: ORG 0000H AJMP START ORG 0023H AJMP SERVE ORG 0050H START: MOV 41H,#0H ;对几个存放地址进行初始化 MOV 42H,#0H MOV 43H,#0H MOV 44H,#0H MOV SCON,#00H ;初始化串行口控制寄存器,设置其为方式0 LCALL DISPLAY ;初始化显示 MOV TMOD,#20H ;设置为定时器0,模式选用2 MOV TL1, #0E6H ;设置1200的波特率 MOV TH1, #0E6H SETB TR1 ;开定时器 MOV SCON,#50H ;选用方式1,允许接收控制 SETB ES SETB EA ;开中断 LOOP: ACALL SOUT ;键盘扫描并发送,等待中断 SJMP LOOP SERVE JNB RI,SEND ;判断是发送中断还是接收中断,若为发送中 断则调用 ACALL S IN ;发送子程序,否则调用接收子程序 RETI SEND: CLR TI ;发送子程序 RETI SIN: CLR RI ;接受子程序 MOV SCON, #00H MOV A, SBUF ;接收数据 LCALL XS ;调用显示子程序 RETI 子程序: SOUT: CLR TI ;清发送中断标志位 LCALL KEY ;调用判断按键是否按下子程序 MOV A,R0 ;将按键对应的数字存入A MOV SBUF,A ;输出按键数字给锁存 RET KEY: MOV P1,#0FFH ;将P1设置为输入口 MOV A, P1 CPL A ;将A内值取反

嵌入式系统课程设计

《嵌入式系统设计与应用》课程设计 题目嵌入式系统的实践教学探讨 1.嵌入式系统设计与应用课程的内容概述 1.1 内容概述 本课程适用于计算机类专业,是一门重要的专业课程。它的任务是掌握嵌入式系统的基本概念;掌握嵌入式处理器 ARM 体系结构,包括ARM总体结构、存储器组织、系统控制模块和I/O外围控制模块;掌握ARM指令集和Thumb指令集;掌握ARM汇编语言和C语言编程方法;了解基于ARM 的开发调试方法。它的目的是了解和掌握嵌入式处理器的原理及其应用方法。 1)介绍嵌入式系统开发的基础知识,从嵌入式计算机的历史由来、嵌入式系统的定义、嵌入式系统的基本特点、嵌入式系统的分类及应 用、嵌入式系统软硬件各部分组成、嵌入式系统的开发流程、嵌入 式技术的发展趋势等方面进行了介绍,涉及到嵌入式系统开发的基 本内容,使学生系统地建立起的嵌入式系统整体概念。 2)对ARM技术进行全面论述,使学生对ARM技术有个全面的了解和掌握,建立起以ARM技术为基础的嵌入式系统应用和以ARM核为基础 的嵌入式芯片设计的技术基础。 3)ARM指令系统特点,ARM 指令系统,Thumb 指令系统,ARM 宏汇编,ARM 汇编语言程序设计,嵌入式 C 语言程序设计。 1.2实践教学探讨 在IEEE 计算机协会2004年6月发布的Computing Curricula Computer Engineering Report, Ironman Draf t 报告中把嵌入式系统课程列为计算机工程学科的领域之一,把软硬件协同设计列为高层次的选修课程。美国科罗拉多州立大学“嵌入式系统认证”课程目录包括实时嵌入式系统导论、嵌入式系统设计和嵌入式系统工程训练课程。美国华盛顿大学嵌入式系统课程名称是嵌入式系统

实验四 UART串口通信实验报告

实验四UART串口通信 一、实验目的及要求 设计一个UART串口通信协议,实现“串<-->并”转换功能的电路,也就是“通用异步收发器”。 二、实验原理 UART是一种通用串行数据总线,用于异步通信。该总线双向通信,可以实现全双工传输和接收。在嵌入式设计中,UART用来主机与辅助设备通信,如汽车音响与外接AP之间的通信,与PC机通信包括与监控调试器和其它器件,如EEPROM通信。 UART作为异步串口通信协议的一种,工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位地传输。 其中各位的意义如下: 起始位:先发出一个逻辑”0”的信号,表示传输字符的开始。 资料位:紧接着起始位之后。资料位的个数可以是4、5、6、7、8等,构成一个字符。通常采用ASCII码。从最低位开始传送,靠时钟定位。 奇偶校验位:资料位加上这一位后,使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验),以此来校验资料传送的正确性。 停止位:它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、1.5

位、2位的高电平。由于数据是在传输线上定时的,并且每一个设备有其自己的时钟,很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束,并且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多,不同时钟同步的容忍程度越大,但是数据传输率同时也越慢。 空闲位:处于逻辑“1”状态,表示当前线路上没有资料传送。 波特率:是衡量资料传送速率的指标。表示每秒钟传送的符号数(symbol)。一个符号代表的信息量(比特数)与符号的阶数有关。例如资料传送速率为120字符/秒,传输使用256阶符号,每个符号代表8bit,则波特率就是120baud,比特率是120*8=960bit/s。这两者的概念很容易搞错。 三、实现程序 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_arith.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity uart is port(clk : in std_logic; --系统时钟rst_n: in std_logic; --复位信号 rs232_rx: in std_logic; --RS232接收

基于linux的嵌入式串口通信

天津电子信息职业技术学院《嵌入式软件编程》课程报告 课程名称:基于linux的嵌入式串口通信 课程代码:115229 姓名:甘琦 学号:48 专业:物联网应用技术 班级:物联S14-1 完成时间:2016 年10 月28日

目录 摘要 (1) 前言 (2) 一、嵌入式串口通信概述 (2) 1.1 嵌入式串口通信的原理 (2) 1.2 嵌入式串口通信的开发工具 (2) 1.2.1 CC2530功耗 (2) 1.2.2 ARM简介 (3) 1.2.3 Linux系统简介 (3) 1.3 嵌入式串口通信的基本任务 (4) 1.4嵌入式串口通信协议及实现 (4) 二、 RS-232C标准 (5) 2.1引脚定义 (5) 2.2 字符(帧)格式 (6) 2.3握手协议 (8) 2.4 双机互连方式 (9) 2.4.1无硬件握手情况 (9) 2.4.2 DTR和DSR握手情况 (9) 三、嵌入式串口驱动程序设计 (10) 3.1 嵌入式串口操作需要的头文件 (10) 3.2 打开串口 (10) 3.3 串口设置 (11) 3.4 串口读写 (13) 3.5 关闭串口 (14) 四、源程流程图 (15) 五、源程序代码 (15) 总结 (19)

摘要 随着Internet的发展和后PC时代的到来,嵌入式系统以其可靠性强、体积小、专用性、成本低等特性得到日益广泛的应用。目前嵌入式系统技术已经成为了最热门的技术之一。与此同时,一个独立的嵌入式系统的功能缺陷也逐渐暴露出来。新一代嵌入计算系统的功能集成和应用模式使之迅速向网络化嵌入计算的方向发展,标准和统一的TCP/IP通信协议是独立于任何厂家的硬件的,因此嵌入环境下的实时网络通信成为嵌入计算技术研究的重点和热点。本文通过基于2410F 的嵌入式串口通信的实现,按照嵌入式系统的软、硬件结构组成,较为详细地介绍了串口通信的硬件电路和软件实现方法。 关键词:嵌入式串口通信 2410F

单片机串口通信实验报告

信息工程学院实验报告 课程名称:单片机原理及接口 实验项目名称:串口通信实验实验时间:2017、5 一、实验目得: 1.了解什么就是串口,串口得作用等。 2、了解串口通信得相关概念 3、利用keil软件,熟悉并掌握中串口通信得使用 4、通过实验,熟悉串口通信程序得格式,串口通信得应用等 二、实验原理 1、串口通信概念: 单片机应用与数据采集或工业控制时,往往作为前端机安装在工业现场,远离主机,现场数据采用串行通信方式发往主机进行处理,以降低通信成本,提高通信可靠性。如下图所示。 2、串口数据通信方式及特点 ★数据通信方式有两种:并行通信与串行通信 ★并行通信: 所传送数据得各位同时发送或接收, ?数据有多少位就需要多少根数据线。 特点: 速度快,成本高,适合近距离传输 如计算机并口,打印机,8255 。 ★串行通信:所传送数据得各位按顺序一位一位 地发送或接收。 只需一根数据,一根地线,共2 根 特点:成本低,硬件方便,适合远距离通信, 传输速度低。 串行通信与并行通信示意图如下: 成绩: 指导老师(签名):

3、串行通信基本格式 ①单工通信:数据只能单向传送。 ②半双工通信:通信就是双向得,但每一时刻,数据流通得方向就是单向得。 ③全双工通信:允许数据同时在两个方向流动,即通信双方得数据发送与接收就是同时进行得。 4、异步串行通信/同步串行通信 ①异步串行通信: 异步串行通信采用如下得帧结构: 起始位+ 8位数据位+ 停止位或起始位+ 9位数据位+停止位 其中:起始位为低电平,停止位为高电平。 优点:硬件结构简单 缺点:传输速度慢 ②同步串行通信: 在同步通信中,发送方在数据或字符开始处就用同步字符(常约定1~2个字节)指示一帧得开始,由时钟来实现发送端与接收端同步,接收方一旦检测到与规定得同步字符符合,下面就连续按顺序传送若干个数据,最后发校验字节。见下图: 5、串行通信过程与UART 基本得计算机异步串行通信系统中,两台计算机之间通过三根信号线TxD、RxD与GND连接起来,TxD与GND构成发送线路,RxD与GND构成接收线路。一台计算机得TxD、RxD线分别与另一台计算机得RxD、TxD线相连。 由于在串行通信过程中得并串转换、串并转换、线路检测、采样判决、组帧、 拆帧、发送与接收等操作需消耗CPU大量时间,以至CPU无法处理其它工 作,因而开发出专用于处理异步串行通信发送与接收工作得芯片UART(通用 异步串行通信接收发送器)。 CPU只需将要发送得一个字节数据交给UART,其它发送工作由UART自动完成,当UART将一帧数据发送完毕,会通知CPU 已发送完,可提交下一个字节。 UART自动监测线路状态并完成数据接收工作,当接收到一个字节数据后,UART会通知CPU来读取。采用UART 后,CPU得负担大大减轻了。

嵌入式系统课程设计 跑马灯报告

嵌入式系统 课程设计报告 学部 专业 学号 姓名 指导教师 日期 一、实验内容

设计msp430单片机程序并焊接电路板,利用msp430单片机芯片实现对跑马灯、按键识别及数码显示这三大模块的控制 二、实验目的 1.熟悉电路原理图,了解单片机芯片与各大模块间的控制关系 2.增强看图和动手设计能力,为将来从事这个专业及相关知识奠定基础 3.在焊接的同时,理解源程序是如何实现相应功能的 三、实验设备及器材清单 实验设备:电烙铁、烙铁架、尖嘴钳、斜口钳、镊子、万用表等 器材清单: 模块元器件名称单位(个/块) 电源 78051 AMS11171 电容10V100u3 二极管IN40071 104电容2 晶振32768Hz1 33电容2 8MHz2跑马灯发光二极管8 100欧电阻8 74LS5731 104电容2 键盘按键8 10K电阻9 104电容3 103电容1 HD74HC212数码显示7段数码显示(共阴极)1 24脚插座1 74HC1641 14脚插座1复位电路二极管IN40071 电容10V100u1 按键1 10K电阻1 14脚下载口1电路板1 MSP430F149芯片及插座1 四、硬件电路框图

五、程序清单 跑马灯程序#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int int main( void ) { void delay( ); WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; unsigned char i=0,j=0; P2DIR=0XFF; P2SEL=0X00; while(1) { for(i=0;i<10;i++) { P2OUT=0XFF; delay(50); P2OUT=0X00; delay(50); } for(j=0;j<10;j++) { P2OUT=0X55;

嵌入式课程设计--_串口通信

摘要 (2) 1、绪论 (2) 1.1目的和意义 (2) 1.2设计内容 (2) 2、设计方案 (3) 2.1方案选择 (3) 2.1.1S3C2410X 串行通讯(UART)单元 (3) 2.1.2 波特率的产生 (3) 2.1.3 UART 通信操作 (4) 2.1.4 UART 控制寄存器 (4) 2.1.5 RS232 接口电路 (5) 3、硬件设计 (6) 3.1Embest EduKit-III 实验平台 (6) 3.2ULINK2 仿真器套件,PC 机 (6) 4、软件设计 (6) 4.2程序流程图设计 (7) 4.3调试运行结果 (7) 5、总结与体会 (8) 参考文献 (9)

摘要 为了掌握嵌入式技术,就应该学习以ARM 微处理器为核心的嵌入式开发环境和开发平台。本设计采用ARM原理和C语言程序设计的,设置S3C2410X 处理器 UART 相关控制寄存器和ARM 处理器系统硬件电路中 UART 接口,利用Embest EduKit-III 实验平台实现S3C2410X处理器和PC机的结合。 关键字: Embest EduKit-III 实验平台;S3C2410X 串行通讯(UART)单元;UART 控制寄存器;串口通信

1、绪论 1.1目的和意义 串口通信是目前单片机和 DSP 等嵌入式系统之间,以及嵌入式系统与 PC 机或无线模块之间的一种非常重要且普遍使用的通信方式。在嵌入式系统的硬件结构中,通常只有一个8位或 16位的 CPU, 不仅要完成主流程的工作, 同时还要处理随时发生的各种中断, 因而嵌入式系统中的串口通信程序设计与 PC 机有很大的不同。为了顺应当今世界技术革新的潮流,了解、学习和掌握嵌入式技术,就必然要学习和掌握以ARM 微处理器为核心的嵌入式开发环境和开发平台。 1.2设计内容 本设计采用Embest EduKit-III 实验平台实现,通过EmbestIDE Pro for ARM 软件编写程序,仿真调试。实现实验平台与PC的串口通信。通过PC的超级终端显示接受的结果。

串口通讯实验报告

网络编程与实践实验报告 实验内容:串口通信编程 学号:S201502189 姓名:职荣豪 日期:2015-9-28

一、实验要求 使用VS2010编写基于对话框的MFC应用程序,两个窗口分别使用两个串口,使得这两个窗口可以进行通信,包括数据的发送与接收。 二、实验原理 本实验使用Microsoft Communications Control控件,利用这个ActiveX控件,只需要编写少量代码即可轻松进行通信。 该控件相关的函数如下: put__CommPort:设置串口号 put_Settings:以字符串的形式设置波特率、奇偶校验位(n-无校验,e-偶校验,o-奇校验)、数据位数、停止位数 put_InputMode:设置接收数据的类型(0-文本类型,1-二进制类型) put_InputLen:设置从接收缓冲区读取的字节数,0表示全部读取 put_InBufferSize:设置接收缓冲区大小 put_OutBufferSize:设置发送缓冲区大小 put_RThreshold:设定当接收几个字符时触发OnComm事件,0表示不产生事件,1表示每接收一个字符就产生一个事件 put_SThreshold:设定在触发OnComm事件前,发送缓冲区内所允许的最少的字符数,0表示发送数据时不产生事件,1表示当发送缓冲区空时产生OnComm事件put_PortOpen:打开或关闭串口,传入参数为true时打开串口,传入参数为false时关闭串口 get_CommEvent:获得串口上刚发生的事件,事件值为2表示接收到数据 get_InBufferCount:获得缓冲区中的数据位数 get_Input:获取缓冲区数据,返回类型为VARIANT put_Output:发送数据 三、设计思路 需要添加一个Microsoft Communications Control控件,用于进行串口通信。 由于要求同一程序可运行两个窗口进行相互通信,需要两个窗口开启两个不同串口,故需要添加一个Edit Control控件用于输入串口号,并添加打开串口按钮,在点击该按钮时对串口控件的参数进行设置并开启串口。同时添加关闭串口按钮,点击后关闭串口并可以对串口号进行修改。 需要添加两个Edit Control 分别用于显示接收到的数据以及输入要发送的数据。 需要添加一个发送按钮,点击后发送输入的数据。 四、实验步骤 1.建立基于对话框的MFC应用程序 2.添加界面控件并设置ID与Caption

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