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大学毕业论文-—基于arm嵌入式系统的socket通信设计.doc
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基于 ARM 嵌入式系统的 Socket 通信设计
毕业论文
题 目 基于 ARM 嵌入式系统的 Socket 通信设计
第 I 页
摘 要
嵌入式系统是计算机技术、半导体技术和电子技术的综合体,
已经广泛应用于科学研究、工程设计、国防军事、自动化控制等各
个领域。随着网络通讯技术的迅猛发展,生产和生活中广泛要求嵌
入式系统终端能够完成网络通讯功能。论文就是以 ARM7 TDMI 为嵌
入式开发平台,开发具有网络通信功能的嵌入式终端。
SOCKET 是一个通信链的句柄,通过套接字向网络发出请求或者
应答网络请求,用于 TCP/IP 协议的应用程序之间的相互通信。论
文选择了 ARM 体系结构的嵌入式 LPC2200 处理器,根据系统的需求,
在综合各种设计方案的基础上,选择移植带有 TCP/IP 协议的 ucLi
nux 嵌入式操作系统。裁剪和定制系统后,构建相关的文件系统。
在此基础上,编写应用程序,调用系统的 Socket 通信函数,实现
服务器端和客户端的通信。描述 IP 地址和端口,用于在两个
论文成功的实现了嵌入式设备的网络接入功能,各个带有网络
通讯功能的嵌入式终端可以相互通讯,扩大了和提高了嵌入式设备
的应用范围,对嵌入式系统的发展有较大的意义。
关键词:嵌入式系统;ARM7TDMI;socket;TCP/IP
第 II 页
Abstract
The embedded system is a complex system with the computer technology,
semiconductor technology and electronic technology .It has been widely used in
scientific research, engineering, national defense, automation and other fields.
With the rapid development of network communication technology,our
production and life requires the terminal to complete the network
communication function in a wide range of embedded systems. The Paper select
the ARM7 TDMI for embedded development platform, develop the embedded
network communication terminal.
Socket is a communication chain handle, and sends network request or
response to network requests. It is used to describe the IP address and port for
both TCP / IP based protocol to communicate between applications,. The paper
select LPC2200 embedded ARM as processor architecture, with the system need,
design the integration based on transplantation with TCP / IP protocol
ucLinux embedded operating system. The paper build related file system.after
cutting and custom systems. On this basis, finished an application, and call the
system function of Socket Communications, achieve server and client
communication.
The paper achieved the network access functions of the embedded device,
the embedded with a network communication terminal can communicate with
each other, and expand and improve the application range of embedded devices,
and has a greater significance for embedded systems.
Key words: Embedded Systems;ARM7TDMI;socket;TCP/IP
第 III 页
目 录
1 绪论 ........................................................................................................................1
1.1 嵌入式系统 ............................................................................................................1
1.2 国内外现状和趋势 .................................................................................................2
1.3 选题必要性 ............................................................................................................3
1.4 选题的目的和意义 .................................................................................................4
1.5 课题研究范围及要达到的技术要求 ........................................................................5
2 需求分析 .................................................................................................................6
2.1 任务概述 ................................................................................................................6
2.2 系统的需求分析 .....................................................................................................6
2.2.1 系统的功能需求 ..............................................................................................6
2.2.2 系统的性能需求 ..............................................................................................6
2.3 系统设计思路 .........................................................................................................6
3 系统概要设计 ..........................................................................................................9
3.1 系统设计的基本原则 ..............................................................................................9
3.2 系统设计方案分析 .................................................................................................9
3.3 概要设计 ..............................................................................................................11
3.3.1 开发环境 .......................................................................................................11
3.3.2 ARM 开发环境的建立 ......................................................................................12
3.3.3 建立程序运行调试交叉编译环境 ..................................................................15
3.4 模块化的设计与分析 ............................................................................................15
3.4.1 开发板上完成的设计 .....................................................................................15
3.4.2 PC 机上完成的程序开发 ................................................................................16
3.5 设计基本流程 .......................................................................................................16
4 系统详细设计 .........................................................................................................19
4.1. UCLINUX 的移植 ......................................................................................................19
4.1.1 uClinux 嵌入式系统的下载 ...........................................................................19
4.1.2 根文件系统的建立 ........................................................................................19
4.1.3 应用程序库 ...................................................................................................20
第 IV 页
4.2. 内核编译 ..............................................................................................................20
4.2.1 uClinux 的安装 .............................................................................................20
4.2.2 配置 uClinux.................................................................................................21
4.2.3 构建文件系统 ................................................................................................23
4.3. PC 机上的程序设计 ...............................................................................................26
4.3.1 嵌入式 TCP /IP 分析 .....................................................................................26
4.3.2 嵌入式 TCP/IP 设计 .......................................................................................27
4.4. 编程模型 ..............................................................................................................28
4.4.1 TCP 客户端设计 .............................................................................................28
4.4.2 TCP 服务器端主要代码分析 ...........................................................................30
4.5. 程序下载到嵌入式硬件平台 .................................................................................34
5 系统的实现与测试..................................................................................................37
5.1 测试环境和测试的条件 ........................................................................................37
5.2 功能及数据测试 ...................................................................................................38
5.2.1 容错功能 .......................................................................................................38
5.2.2 连接成功的信息说明 .....................................................................................39
5.2.3 数据收发功能 ................................................................................................39
5.3 测试的结果 ..........................................................................................................41
结 论 ............................................................................................................................42
参考文献 ......................................................................................................................43
致 谢 ............................................................................................................................45
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