《嵌入式系统》实验报告zq.doc

实验一 ARM 指令实验一、 实验目的1、了解ADS 1.2集成开发环境的使用方法。2. 掌握ARM数据处理指令的使用方法；3了解ARM指令灵活的第2个操作数。 二、实验设备1. 硬件：PC机1台。2软件： 1）Windows 98/2000/XP操作系统；2）ADS 1.2集成开发环境。三、实验内容1. 使用MOV和MVN指令访问ARM通用寄存器；2. 使用ADD、SUB、AND、ORR、CMP、TST等指令完成数据加减运算及逻辑运算。四、实验预习要求1、仔细阅读实验附带文档“ARM指令参考资料”或其它相关资料。2、仔细阅读实验附带文档“ADS集成开发环境及JTAG仿真器应用.pdf”或其它ADS相关资料，了解ADS工程编辑和AXD调试的内容。(本实验使用软件仿真) 五、实验步骤1、新建一个你的专用目录。在F:新建一个目录，作为今后你的嵌入式实验的专用目录，比如：张伟的目录名为zw。2、 建立工程 。 启动ADS1.2 IDE集成开发环境，即“CodeWarrior for ARM Developer Suite”。点击【File】菜单，选择【New】即弹出 New对话框。使用ARM Executable Image工程模板建立一个工程，名称为ADS，目录为F:zw（步骤1建的目录）。3、建立文件，添加到工程中。选择【File】-【New】建立一个新的文件TEST1.S，设置直接添加到项目中。输入如程序代码，并保存，此时在工程窗口中可以看到TEST1.S文件。 4、设置文本编辑器支持中文（不是必须的步骤）选择【Edit】-【Perferences】，在Font选项设置字体是Fixedsys，Script是CHINESE_GB2312。5、编译连接工程。选择【Edit】-【DebugRel Settings】，在DebugRel Settings对话框的左边选择ARM Linker项，设置链接地址。设置工程链接地址RO Base为0x40000000，RW Base为0x40003000。设置调试入口地址Image entry point为0x40000000。选择【Project】-【Make】，或者按下快捷键F7，将编译链接整个工程。6、工程的调试选择【Project】-【Debug】，或者按下快捷键F5。IDE环境就会启动AXD调试软件。点击AXD菜单【Options】选择【Configure Target】，即弹出 Choose Target 窗口，本实验选择 ARMUL(软件仿真)。接着可以执行单步、全速运行调试。打开寄存器窗口(Processor Registers)，选择Current项监视各寄存器的值。7、重复26步，另建立工程Instruction1，另建立工程TEST2.S。使用LDR指令读取0x40003100上的数据，将数据加1，若结果小于10则使用STR指令把结果写回原地址，若结果大于等于10，则把0写回原地址周而复此循环。要求：调试过程中，使用ADS 1.2软件仿真，单步、全速运行程序，设置断点，打开寄存器窗口(Processor Registers)监视R0、R1的值，打开存储器观察窗口(Memory) 监视0x40003100上的值。 8、重复26步，另建立工程Instruction2，另建立工程TEST3.S。使用MOV和MVN指令访问ARM通用寄存器； 使用ADD、SUB、AND、ORR、CMP、TST等指令完成数据加减运算及逻辑运算。 六、实验参考程序以下是三段程序的完整代码。请把注释填写完整。；TEST1.S程序代码AREAExample1,CODE,READONLY; 声明代码段Example1 ENTRY ; 标识程序入口CODE32; 声明32位ARM指令START MOVR0,#15 ; 设置参数MOVR1,#8ADDSR0,R0,R1; R0 = R0 + R1BSTARTEND；TEST2.S程序代码COUNTEQU0x40003100; 定义一个变量，地址为0x40003100AREAExample2,CODE,READONLY; 声明代码段Example2 ENTRY; 标识程序入口CODE32; 声明32位ARM指令STARTLDRR1,=COUNT; R1 = COUNTMOVR0,#0; R0 = 0 STRR0,R1; R1 = R0，即设置COUNT为0LOOP LDRR1,=COUNTLDRR0,R1; R0 = R1 ADDR0,R0,#1; R0 = R0 + 1CMPR0,#10; R0与10比较，影响条件码标志MOVHSR0,#0; 若R0大于等于10，则此指令执行，R0 = 0STRR0,R1; R1 = R0，即保存COUNTBLOOPEND；TEST3.S程序代码XEQU11; 定义X的值为11YEQU9 ; 定义Y的值为9BIT23EQU(123); 定义BIT23的值为0x00800000AREAExample3,CODE,READONLY; 声明代码段Example3ENTRY; 标识程序入口CODE32; 声明32位ARM指令START; 使用MOV、ADD指令实现：R8 = R3 = X + YMOVR0,#X; R0 = X，X的值必须是8位图数据MOVR1,#Y; R1 = Y，Y的值必须是8位图数据ADDR3,R0,R1; MOVR8,R3; R8 (2*X)吗？若大于则R5 = R5&0xFFFF0000，否则R5 = R5|0x000000FFMOVR0,#YADDR0,R0,R0,LSL #2; MOVR0,R0,LSR #1; MOVR1,#XMOVR1,R1,LSL #1; 计算R1 = 2*XCMPR0,R1; 比较R0和R1，即(5*Y/2)和(2*X)进行比较LDRHI R2,=0xFFFF0000; 若(5*Y/2)(2*X)，则R2 (2*X)，则R5 = R5&R2ORRLSR5,R5,#0x000000FF; 若(5*Y/2)(2*X)，则R5 = R5|0x000000FFTST R5,#BIT23 ； BICNER5,R5,#0x00000040BSTARTEND七、思考1、请把上述源程序中的注释补充完整。2、AXD 运行调试工具条和调试观察窗口工具条如下图所示，请指出每个图标的作用。 3、CPSR寄存器显示分为两部分，一部分是各个标志位，另一部分是工作模式。标志位NZCVQ为条件码标志N、Z、C、V、Q，显示为大写字母，表示该位为1；显示为小写字母，表示该位为0。标志位IFT为IRQ中断禁止位I、 FIQ 中断禁止位F、ARM 处理器状态位T，显示为大写字母，表示该位为1；显示为小写字母，表示该位为0。工作模式指示ARM处理器当前的工作模式，包括User（用户模式）、FIQ（FIQ中断模式）、IRQ（IRQ中断模式）、SVC（管理模式）、Abort（中止模式）、Undef（未定义模式）、SYS（系统模式）。在TEST2.S中执行CMP R0,#10指令后，CPSR由nzcvqIFt_SVC变成了NzcvqIFt_SVC,请解释说明一下。八、心得体会实验后的实验结果分析和心得体会必须独立完成，对实验中发现的问题应加以讨论，并提出自己的改进意见和要求。实验二 GPIO输入/输出实验一、 实验目的1掌握DeviceARM2410专用工程模板的使用;2掌握Wiggler JTAG仿真器的安装和使用；3能够在MagicARM2410实验箱上运行第一个程序(无操作系统)；4熟悉S3C2410A处理器的I/O配置方法及GPIO输出控制。 5. 掌握3C2410A处理器的I/O配置方法，能够使用GPIO输入模式读取开关信号。二、实验设备1. 硬件： 1）PC机1台；2）MagicARM2410教学实验开发平台1台。2软件： 1）Windows 98/2000/XP操作系统；2）ADS 1.2集成开发环境。三、实验内容控制MagicARM2410实验箱上的LED1LED4显示及蜂鸣器报警。先使用片外SDRAM进行调试，调试通过后将程序固化到片外NOR FLASH中，脱机运行程序。不断地读取GPF4口上的电平值，然后将读到的值输出控制蜂鸣器。四、实验预习要求1、仔细阅读实验附带文档“ADS集成开发环境及JTAG仿真器应用.pdf”或其它ADS相关资料，了解ADS 1.2集成开发环境、DeviceARM2410专用工程模板、Wiggler JTAG仿真器的应用。五、实验原理S3C2410A具有117个通用I/O口，分为AH等8个端口，由于每个I/O都有第2功能，甚至第3功能，所以需要通过设置GPxCON寄存器来选择GPx口I/O的功能，其中x可以为A、B、C、D、E、F、G、H，表示相应的I/O端口。当I/O设置为GPIO输出模式(Output模式)时，可以通过写GPxDAT控制相应I/O口输出高电平或低电平。GPxDAT为1的位对应I/O输出高电平，为0的位对应I/O输出低电平。当I/O设置为GPIO输入模式(Input模式)时，读取GPxDAT寄存器即取得I/O口线上的电平状态。通常会使用if(GPxDAT & (1n)语句来判断GPxn口是否为高电平。MagicARM2410实验箱上使用了S3C2410A的GPF4口连接一个独立按键KEY1。当KEY1键按下时，GPF4口上的电平值为0；当KEY1键放开时，由上拉电阻将GPF4口拉到高电平，所以其电平值为1。六、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)。将“ADS集成开发环境及JTAG仿真器应用 MagicARM2410 Project module”目录下的所有文件和目录拷贝到“Stationery”即可。参看“ADS集成开发环境及JTAG仿真器应用.pdf”。这个步骤只需 1 次，以后就可以直接使用工程模板了。2、连接Wiggler JTAG仿真器和MagicARM2410实验箱，然后安装Wiggler JTAG仿真器，正确设置仿真器(若已经安装、设置过，此步省略)。1）安装H-JTAG软件。（本机已安装）2）将 Wiggler JTAG仿真器的 25 针接口通过并口延长线与 PC 机的并口 LPT1 连接，先将Wiggler JTAG仿真器的20针接口通过连接电缆接到MagicARM2410实验箱主板的J29上，再给 MagicARM2410 实验箱供电。 3）点击 Windows 操作系统的【开始】-【程序】-【H-JTAG V0.2】-【H-JTAG】启动 H-JTAG，或双击桌面“H-JTAG”快捷方式启动。H-JTAG 会自动检测 ARM 内核，如果JTAG连接正确将会在H-JTAG主窗口中显示S3C2410A处理器的内核ARM920T。4）从【开始】-【程序】处启动 AXD调试环境，打开【Options】-【Configure Target.】，弹出 Choose Target窗口，如图 1.12 所示。点击“ADD”添加仿真器的驱动程序，在添加文件窗口选择如C:Program FilesH-JTAG V0.2 目录下的 H-JTAG.dll，点击“ Choose Target窗口中选择 H-JTAG项，点击“OK”按钮即可。 5）将”ADS集成开发环境及JTAG仿真器应用 初始化文件 ARM2410.txt”复制到“ bin”目录下，在AXD中打开【Options】-【Configure Interface】菜单，在弹出的Configure Interface 窗口中选择“Session file options”页，选中“Run Configuration Script”项，然后单击“Browse.”命令按钮去选择(ADS 安装目录 bin 目录下的)ARM2410.txt 文件，点击“确定”按钮，再关闭 AXD。这样，每次启动 AXD 时，在加载调试程序到目标板之前，AXD会先执行 ARM2410.txt 文件中的初始化命令，对目标板进行初始化(如系统时钟、SDRAM控制器等)。 3、 启动ADS 1.2，使用ARM Executable Image for DeviceARM2410工程模板建立一个工程LEDCON。4、 在src组中的main.c中编写实验代码。（验证GPIO输出功能）5、 选用DebugRel生成目标，然后编译链接工程。 6、 将MagicARM2410实验箱上的蜂鸣器跳线JP9短接，将启动方式选择跳线JP8短接，然后按RST键复位系统。7、 选择【Project】-【Debug】，启动AXD进行JTAG仿真调试。此时AXD主窗口将显示Starup.s源程序。如有问提，可能在步骤2中没有正确设置仿真器，还可以参看“ADS集成开发环境及JTAG仿真器应用.pdf”。8、调试程序，观察数据的变化 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)。单击Context Variable图标按钮（或者选择【Processor Views】-【Variable】）打开变量观察窗口，通过此窗口可以观察局部变量和全局变量。可以单步运行程序，可以设置/取消断点，或者全速运行程序，停止运行程序，观