信息安全系统设计基础实验二

北京电子科技学院（BESTI）

实     验    报     告

　　　　　　　　　　　　　课程：信息安全系统设计基础                  班级： 1352班             

　　　　　　　　　　　　　姓名：（按贡献大小排名）银雪纯、益西拉姆、马悦

　　　　　　　　　　　　　学号：（按贡献大小排名）20125221、20135239、20135235

　　　　　　　　　　　　　成绩：            指导教师：娄嘉鹏            实验日期：2015.11.17

　　　　　　　　　　　　　实验密级：        预习程度：        实验时间：15:30—18:00

　　　　　　　　　　　　　仪器组次：        必修/选修：必修            实验序号：二

　　　　　　　　　　　　　实验名称：   固件设计——串行端口程序设计                                                         

　　　　　　　　　　　　　　　　　实验目的与要求：

　　　　　　　　　　　　　1、了解在 linux 环境下串行程序设计的基本方法。

　　　　　　　　　　　　　2、掌握终端的主要属性及设置方法，熟悉终端I /O 函数的使用。

　　　　　　　　　　　　　3、学习使用多线程来完成串口的收发处理。                                                         

　　　　　　　　　　　　　实验仪器：

名称	型号	数量
计算机		1
嵌入式开发平台	UP-NETARM2410-CL	1

一、实验内容

       读懂程序源代码， 学习终端I/O 函数的使用方法，学习将多线程编程应用到串口的接收和发送程序设计中。

二、实验原理

       异步串行 I /O 方式是将传输数据的每个字符一位接一位(例如先低位、后高位)地传送。数据的各不同位可以分时使用同一传输通道，因此串行I／O 可以减少信号连线，最少用一对线即可进行。接收方对于同一根线上一连串的数字信号，首先要分割成位，再按位组成字符。为了恢复发送的信息，双方必须协调工作。在微型计算机中大量使用异步串行I／O方式，双方使用各自的时钟信号，而且允许时钟频率有一定误差，因此实现较容易。但是由于每个字符都要独立确定起始和结束(即每个字符都要重新同步)，字符和字符间还可能有长度不定的空闲时间，因此效率较低。

                          图 2.3.1 串行通信字符格式

       图 2.3.1 给出异步串行通信中一个字符的传送格式。开始前，线路处于空闲状态，送出连续“1”。传送开始时首先发一个“０”作为起始位，然后出现在通信线上的是字符的二进制编码数据。每个字符的数据位长可以约定为5 位、6 位、7 位或8 位，一般采用ASCII编码。后面是奇偶校验位，根据约定，用奇偶校验位将所传字符中为“1”的位数凑成奇数个或偶数个。也可以约定不要奇偶校验，这样就取消奇偶校验位。最后是表示停止位的“1”信号，这个停止位可以约定持续1 位、1.5 位或2 位的时间宽度。至此一个字符传送完毕，线路又进入空闲，持续为“1”。经过一段随机的时间后，下一个字符开始传送才又发出起始位。每一个数据位的宽度等于传送波特率的倒数。微机异步串行通信中，常用的波特率为50，95，110，150，300，600，1200，2400，4800，9600 等。

       接收方按约定的格式接收数据，并进行检查，可以查出以下三种错误：

　　1、奇偶错：在约定奇偶检查的情况下，接收到的字符奇偶状态和约定不符。

　　2、帧格式错：一个字符从起始位到停止位的总位数不对。

　　3、溢出错：若先接收的字符尚未被微机读取，后面的字符又传送过来，则产生溢出错。

　　每一种错误都会给出相应的出错信息，提示用户处理。一般串口调试都使用空的MODEM 连接电缆，其连接方式如图2.3.2 所示。   

          图 2.3.2 实用RS-232C 通讯连线

三、实验步骤

1、阅读理解源码

　　进入 exp\basic\03_tty 目录，使用vi 编辑器或其他编辑器阅读理解源代码。

2、编译应用程序

运行 make 产生term 可执行文件

[root@zxt root]# cd /arm2410cl/exp/basic/03_tty/

[root@zxt 03_tty]# make

armv4l-unknown-linux-gcc -c -o term.o term.c

armv4l-unknown-linux-gcc -o ../bin/term term.o -lpthread

armv4l-unknown-linux-gcc -o term term.o -lpthread

[root@zxt 03_tty]# ls

Makefile Makefile.bak term term.c term.o tty.c

 

3、下载调试

　　到超级终端窗口，使用 NFS mount 开发主机的/arm2410cl 到/host 目录。进入

exp\basic\03_tty 目录，运行term，观察运行结果的正确性。

[/mnt/yaffs] mount -t nfs -o nolock 192.168.0.56:/arm2410cl /host

[/mnt/yaffs]cd /host/exp/basic/03_tty/

[/host/exp/basic/03_tty]./term

read modem

send data

123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWX

 

　　注意：如果在执行./term 时出现下面的错误，可以通过我们前文提到的方法建立一个连接来解决。/dev/ttyS0: No such file or directory

解决方法：

[/mnt/yaffs] cd /dev

[/dev] ln –sf /dev/tts/0 ttyS0 （注意首字母是l, 不是数字1）

由于内核已经将串口 1 作为终端控制台，所以可以看到term 发出的数据，却无法看到开发主机发来的数据，可以使用另外一台主机连接串口2 进行收发测试；这时要修改一下执行命令，在term 后要加任意参数（下面以 ./term www 为例）Ctrl+c 或者ESC 可使程序强行退出。

注意：如果我们需要使用串口1 通讯，比如做Zigbee 或微型打印机实验时，需要加载串口1 的驱动，这个在光盘里做了补充，请到实验补充里面找一下驱动程序s3c2410-tty.o。insmod s3c2410-tty.o 就可以了。如果在执行./term www 时出现下面的错误，可以通过我们前文提到的方法建立两个连接来解决；/dev/ttyS0: No such file or directory

解决方法：

[/mnt/yaffs] cd /dev

[/dev] ln –sf /dev/tts/0 ttyS0 （注意首字母是l, 不是数字1）

[/dev] ln –sf /dev/tts/1 ttyS1 （注意首字母(红色的)是l, 不是数字1;而后面的两个蓝色的都是1，2，3 的1）

四、实验体会

       在上次实验的基础之上，这次实验我们做了串行端口程序的设计。本次实验有了上次实验的基础顺利了不少，对实验平台的启动、开发工具的安装和开发环境的配置已经比较熟悉。实验源代码是用的老师写好的，我们只是对代码做了编译下载执行的工作，对源代码的理解也不是特别深刻，在实验后，我会继续学习理论知识，争取对本次实验有更加深入的理解和掌握。

       在本次试验程序运行中，我们还遇到了一些问题，比如串行端口程序下载后无法正常运行，按照指导书输入“ln –sf  /dev/tts/0 ttyS0”命令建立连接后，程序可正常运行。

      上星期的实验一我以为是一个小组写一份实验报告，所以没有写，老师通知完后我补上了实验报告，希望老师原谅！