ARM嵌入式开发基础实践.doc

电气与信息工程学院实践基地 实践报告XXXX学院综合性实践报告实践项目名称ARM嵌入式开发基础实践所属课程名称ARM工程实践 实 践 日 期班 级学 号姓 名成 绩电气与信息工程学院实践基地ARM实践1：汇编程序设计1【实践目的】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。【实践内容】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。2 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（Processor Registers）监视R0，R1 的值，打开存储器观察窗口（Memory）监视0x30003100 上的值。【实践设备】硬件：PC 机一台。软件：Windows98/XP/2000 系统，ADS1.2 集成开发环境。【实践过程】（实践步骤、记录、数据、分析）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中的调试口地址Image entry point 为0x30000000。4编译连接工程，选择Project|Debug，启动AXD 进行软件仿真调试。5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。设置寄存器显示格式与之类似。使用鼠标左键选择某一个寄存器，然后点击鼠标右键，Format 项中选择显示格式Hex，Decimal 等等。6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。这时观察寄存器和0x30003100 地址上的值。【实践程序分析】COUNT EQU 0x30003100 ；定义变量COUNT的基地址 AREA Example1,CODE,READONLY ；声明代码段Example1为只读 ENTRY ；标识程序入口 CODE32 ；声明32位ARM指令START LDR R1,=COUNT ；将0X30003100赋给R1 MOV R0,#0 ；执行R0=0 STR R0,R1 ；存储R0寄存器的数据到R1指向的存储单元LOOP LDR R1,=COUNT ；将0X30003100赋给R1 LDR R0,R1 ；将R1中的数值作为地址，取出此地址中的数据保存到R0中 ADD R0,R0,#1 ；执行R0=R0+1 CMP R0,#10 ；将R0与10进行比较 MOVHS R0,#0 ；若R0大于等于10，则R0=0 STR R0,R1 ；存储R0寄存器的数据到R1指向的地址单元 B LOOP ；跳转到LOOP END ；汇编文件结束【实践小结】通过本实践，我熟悉了ADS1.2 软件开发环境，掌握了ARM920T 汇编指令的用法，并能编写简单的汇编程序，还掌握了指令的条件执行和使用LDR/STR 指令完成存储器的访问。ARM实践2：汇编程序设计2【实践目的】1掌握ARM 乘法指令的使用方法；2了解子程序编写及调用。【实践内容】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。【实践设备】硬件：PC 机一台。软件：Windows98/XP/2000 系统，ADS1.2 集成开发环境。【实践过程】（实践步骤、记录、数据、分析）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，设置调试口地址Image entry point 为0x30000000。4编译连接工程，选择Project|Debug，启动AXD 进行软件仿真调试。5打开寄存器窗口（Processor Registers），选择Current 项监视寄存器R0，R1，R13（SP）和R14（LR）的值。6打开存储器观察窗口（Memory），设置观察地址为0x30003EA0，显示方式Size 为32Bit，监视从0x30003F00 起始的满递减堆栈区。7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，判断执行结果是否正确。8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，然后继续运行程序。说明：用鼠标双击寄存器窗口的寄存器，即可修改寄存器的值。输入数据可以是十进制数（如136，198），也可以是十六进制数（如0x123，0xF0），输入数据后回车确定。【实践程序分析】X EQU 9 ；初始化X为9N EQU 8 ；初始化N为8 AREA Example3,CODE,READONLY ；生明代码段Example3为只读 ENTRY ；标识程序入口路 CODE32 ；声明32位ARM指令START LDR SP,=0x30003F00 ；把0x30003F00 赋给SP（R13） LDR R0,=X ；把9赋给R0 LDR R1,=n ；把8赋给R1 BL POW ；跳转到POW，并把下一条指令地址存入到R14中HALT B HALT ；等待跳转POW STMFD SP!,R1-R12,LR ；将R1-R12入栈，满递减堆栈 MOVS R2,R1 ；将R1赋给R2，并影响标志位 MOVEQ R0,#1 ；若Z=1,则R0=1 BEQ POW_END ；若Z=1,跳转到POW_END MOV R1,R0 ；将R0中值赋给R1 SUBS R2,R2,#1 ；将R2-1的只赋给R2 BEQ POW_ENDPOW_L1 BL DO_MUL ；跳转到DO-MUL，并把下一条指令地址存入R14中 SUBS R2,R2,#1 ；将R2-1的值赋给R2，并影响标志位 BNE POW_L1 ；若Z=0,跳转到POW_L1POW_END LDMFD SP!,R1-R12,PC ；数据出栈，存入到R1-R12,PC中DO_MUL MUL R0,R1,R0 ；把R1*R0的值赋给R0 MOV PC,LR ；LR中的值赋给PC END ；汇编结束【实践小结】通过本实践，我掌握了ARM 乘法指令的使用方法，了解了子程序的编写及调用。ARM实践3：C语言程序设计1【实践目的】通过实验了解使用 ADS1.2 编写C 语言程序,并进行调试。【实践内容】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（N0）。【实践设备】硬件：PC 机一台。软件：Windows98/XP/2000 系统，ADS1.2 集成开发环境。【实践过程】（实践步骤、记录、数据、分析）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，设置调试口地址Image entry point 为0x30000000。4设置位于开始位置的起始代码段。5编译连接工程，选择Project|Debug，启动AXD 进行软件仿真调试。6在Startup.s 的”B Main”处设置断点, 然后全速运行程序。7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。8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。【实践程序分析】#define uint8 unsigned char ；定义一个无符号字符常量uint8#define uint32 unsigned int ；定义一个无符号整形常量unint32#define N 100 ；定义一个常量N=100(宏定义，100用N代替)uint32 sum； ；定义sum为无符号整型常量（声明一个unsigned int型的变量sum）void Main（void） ；主函数uint32 i； ；定义无符号整型常量i（声明一个unsigned int型的变量i） sum=0； ；sum初始值为0 for（i=0;i=N;i+） ；i在N内自增加1（i从0开始，i=N时循环成立） sum+=i； ；把sum+i赋给sum while（1）； ；为真循环 IMPORT |Image$RO$Limit | ；R0输出段存储区域界限 IMPORT |Image$RW$Base | ；RW输出段运行时起始地址 IMPORT |Image$ZI$Base | ；ZI输出段运行时起始地址 IMPORT |Image$ZI$Limit | ；ZI输出段存储区域界限 IMPORT Main ；主函数 AREA Start,CODE,READONLY ；声明代码段start，为只读 ENTRY ；程序入口 CODE32 ；声明32位ARM指令Reset LDR SP,=0x40003f00 ；将0x40003f00赋给SP LDR R0,=|Image$RO$Limit| ；将R0输出段存储区域界限赋给R0 LDR R1,=|Image$RW$Base | ；将RW输出段运行时起始地址赋给R1 LDR R3,=|Image$ZI$Base | ；将ZI输出段运行时起始地址赋给R3 CMP R0,R1 ；比较R0和R1，相等Z=1，反之Z=0 BEQ LOOP1 ；若Z=1，则跳到LOOP1LOOP0 CMP R1,R3 ；比较R1和R3，若R1R3，C=0 LDRCC R2,R0,#4 ；若C=0,读取R0地址单元内容并且存入R2，且R0=R0+4 STRCC R2,R1,#4 ；若C=0，读取R2中的数据存入R1，且R1=R1+4 BCC LOOP0 ；若C=0，跳转到LOOP0LOOP1 LDR R1,=|Image$ZI$Limit| ；将ZI输出段存储区域赋给R1 MOV R2,#0 ；把0赋给R2LOOP2 CMP R1,R3 ；比较R1和R3，若R1R3，C=0 STRCC R2,R3,#4 ；若C=0，将R2中数据保存到内存单元R3中，且R3=R3+4 BC LOOP2 ；若C=0，跳转到LOOP2 B Main ；跳转到主程序 END ；汇编结束【实践小结】通过本实践，我了解了如何使用 ADS1.2 编写C 语言程序,还学会了如何进行调试。ARM实践4：C语言程序设计2【实践目的】掌握在 C 语言程序中调用汇编程序,了解ATPCS 基本规则。【实践内容】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。【实践设备】硬件：PC 机一台。软件：Windows98/XP/2000 系统，ADS1.2 集成开发环境。【实践过程】（实践步骤、记录、数据、分析）1启动ADS1.2，使用ARM Executable Image 工程模板建立一个工程c2.mcp。2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。3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。4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。5编译连接工程，选择Project|Debug，启动AXD 进行软件仿真调试。6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。7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。8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。【实践程序分析】#define uint8 unsigned char ；定义一个无符号字符常量uint8#define uint32 unsigned int ；定义一个无符号整型常量uint32extern uint32 Add（uint32 x,uint32 y） ；声明子程序Add为一个无符号整型常量，它为2个无符号整型常量x,y的和uint32 sum； ；定义sum为无符号整型常量 void Main（void） ；无返回主程序 sum=Add（555,168）； ；sum等于555+168 while（1）； ；为真循环 EXPORT Add ；声明子程序Add方便调用AREA Start,CODE,READONLY ；声明代码段start,为只读ENTRY ；程序入口CODE32 ；声明32位ARM指令Add ADD R0,R0,R1 ；将R0+R1值赋给R0 MOV PC,LR ；将LR值赋给PCEND ；汇编结束【实践小结】通过本实践，我掌握了在 C 语言程序中如何调用汇编程序,了解了ATPCS 的基本规则。ARM实践5：无仿真器下载运行【实践目的】1熟悉ADS 软件的基本配置；2通过实验掌握无仿真器时程序下载及运行的方法。【实践内容】1学习如何在ADS 集成开发环境中编译生成二进制（BIN）文件；2掌握如何利用超级终端在无仿真器的情况下进行程序的下载及运行。【实践设备】1ARM2410 嵌入式开发板；2软件：PC 机操作系统Win98、Win2000 或WinXP，ADS1.2 集成开发环境，超级终端通讯程序。【实践过程】（实践步骤、记录、数据、分析）1. 打开项目“LEDARY”，单击 Debugrel Setting按钮。2. 在 Debugrel Settings中包括 6 个面板，这里我们选择如下面板设置相关的生成选项。（1）设置生成目标的基本选项（Target Settings）；（2) 连接器的选项设置（Linker）在 Target Settings Panels列表中选择 Linker选项，再在其下选择ARM Linker，即可得到连接器的选项设置对话框；（3）在Target Settings Panels列表中选择 Linker选项，再在其下选择 ARM fromELF，即可得到连接器的选项设置对话框。这里output format选择 Plain binary，Output file name输入相应的路径即文件名：D:Program FilesARMADSv1_2ExamplesLEDARY2410LEDARY.bin。 修改完一项设置的时候，需要按一下 APPLY，这样在下面显示栏里面看到更新过的设置。至此已经完成了DebugRel Settings的所有设置，点击 OK保存。3点击 Make按钮，即可在所设置的文件夹下面得到 2410LEDARY.bin文件。如果有ERROR提示 2410init.o的路径不正确，可以在PROJECT选项里面单击Remove Object Code。还可以修改代码，以显示不同的灯闪效果，保持其他设置不变，单击 Make重新生成.bin文件，注意.bin 文件的路径。至此，我们已经详细介绍了如何编译得到可以下载到开发板上RAM并且运行的 BIN文件。4. 连接好实验箱电源，并将计算机的串口接到开发板的UART0上，将SW1拨至 R，SW4拨至LEFT。 5运行超级终端，选择正确的串口号，并将串口设置为：波特率（115200）、奇偶校验（None）、数据位数（8）和停止位（1），无流控，打开串口。 6启动实验箱，在超级终端出现“按 ENTER键进入 BIOS