thumb2指令集及汇编格式PPT课件

1、第二讲 thumb-2指令集、IAR汇编及固件库 Thumb-2指令集 同时支持16位和32位指令系统 Bit15:11 0b11101 0b11110 0b11111 紧邻的两个半字构成一条32位指令 其他：皆为16位指令 1 前索引 2 后索引 32位指令解码 .N 表明此指令为16位指令 .W 表面此指令为32位指令集 如果没有，则根据指令的15：11位自动选择 WFE 等待一个事件发生 WFI 等待一个中断发生 汇编语言设计 汇编语言程序设计更能充分发挥处理器的硬件特性 两个优势 操作系统移植需要编写几百行底层硬件的汇编语言程序，这 是C语言不可取代的。 优化算法的时空效率，C语言的目

2、标代码优化是编译器完成的， 而汇编语言的目标代码优化是人工完成的。人是算法的创造 者，也是编译器的设计者，人工优化比编译器质量高。 弱点 编程效率低，开发周期长，经济代价大。 ARM汇编程序编写规范 汇编语句格式 ARM汇编中，所有标号必须在一行的顶格书写， 而所有指令均不能顶格书写。 ARM汇编器对标识符大小写敏感(即区分大小写字母)，书写标号 及指令时字母大小写要一致。 在ARM汇编程序中，ARM指令、伪指令、寄存器名可以全部为 大写字母，也可以全部为小写字母，但不要大小写混合使用。 源程序中，语句之间可以插入空行，以使得源代码的可读性更好。 ARM汇编程序编写规范（续） 格式如下： 标号

3、 ;注释 源程序中允许有空行。适当地插入空行，可以提高源程序的可读性。 如果单行代码太长，可以使用字符“”将其分行。“”后不能有任何字符，包括空格 和制表符等。 对于变量的设置、常量的定义，其标识符必须在一行的顶格书写。 汇编指令错误的例子 DOB MOV R0，#1 ;标号DOB没有顶格书写 MOV R2，#3 ;命令不允许顶格书写 Loop Mov R2,#3 ;指令中大小写混合 B loop ;无法跳转到loop标号，大小写 ;不一致 几个重要伪指令 1.1. DCB:DCB: 标号 DCB DCB 表达式 说明：DCBDCB用于分配一块字节单元并用伪指令中指定的表达式进行初始化。其 中

4、，表达式可以为使用双引号的字符串或02550255的数字,DCB,DCB可用“=”=”代替。 2. DCD/DCDU2. DCD/DCDU： 标号 DCD/DCDU DCD/DCDU 表达式 说明：DCDDCD伪指令用于分配一块字存储单元并用伪指令中指定的表达式初始化， 它定义的存储空间是字对齐的。DCDDCD也可用“ asm(mov r0,#1); asm(mov r0, #1); asm(add r0, r1); IAR的固件库 由ST公司开发，包括驱动程序和应用函数的函数库 版本：3.4 优点： 入手快 便于开发，节约时间 缺点： 结构复杂繁琐 原理不够清晰 PPP:某一外设名称 说明

5、每一个外设都有一个对应的源文件：stm32f10 x_ppp.c和一个对应的头文件：stm32f10 x_ppp.h 文件stm32f10 x_ppp.c包含了使用外设PPP所需的所有固件函数 文件stm32f10 x_ppp.h包含了.c文件所需的预定义，函数声明以及变量定义等 同时，外设需要在时钟控制下工作，因此会用到时钟的头文件 说明 CM3对包括外设的所有存储设备统一编址，因此在头文件中包含了存储器的 映射关系stm32f10 x_map.h 该文件也包含了所有寄存器的声明 用户文件与库文件通过stm32f10 x_lib.h建立关系，该文件中定义了所有外 设头文件的头文件，用于声明头

6、文件，因此需要include在用户的文件中 而文件stm32f10 x_conf.h则指定具体的参数，用户可以对此文件进行修改 外设的操作步骤 PPP代表任意外设 1. 在主应用文件中，声明一个结构PPP_InitTypeDef，例如： PPP_InitTypeDef PPP_InitStructure; 这里PPP_InitStructure是一个位于内存中的工作变量，用来初始化一个或者多个外设PPP。 外设的操作步骤 2. 为变量PPP_InitStructure的各个结构成员填入允许的值。按照如下程 序设置整个结构体PPP_InitStructure.member1 = val1; PP

7、P_InitStructure.member2 = val2; PPP_InitStructure.memberN = valN; 3. 调用函数PPP_Init(.)来初始化外设PPP。 4. 在这一步，外设PPP已被初始化。可以调用函数PPP_Cmd(.)来使能之。 PPP_Cmd(PPP, ENABLE); 可以通过调用一系列函数来使用外设。每个外 设都拥有各自的功能函数。 外设的操作步骤 注： 1. 在设置一个外设前，必须调用以下一个函数来使能它的时钟： RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_PPPx, ENABLE); RCC_APB2PeriphC

8、lockCmd(RCC_APB2Periph_PPPx, ENABLE); RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_PPPx, ENABLE); 2. 可以调用函数PPP_Deinit(.)来把外设PPP的所有寄存器复位为缺省值： PPP_DeInit(PPP) 外设的操作步骤 注： 3. 在外设设置完成以后，继续修改它的一些参数，可以参照如下步骤： PPP_InitStucture.memberX = valX; PPP_InitStructure.memberY = valY; PPP_Init(PPP, 仅为arm公司粗略设计 的存储器映射图，不 同厂

9、家根据需要，设 计自己的存储器映射 （对应）关系，以及 各存储器的大小。 关于存储器映射关系 Bit-Band 处理器存储器映射包括两个bit-banding 区域。它们分别为SRAM 和外设存储区域中的最低的1MB。 作用：将存储器别名区的一个字映射为bit-band 区的一个位 即：在别名存储区写入一个字具有对位段区的目标位执读-改-写操 作的相同效果。 目的：所有STM32F10 x外设寄存器都被映射到一个位段(bit-band) 区。在各个函数中对单个比特进行置1/置0操作时被大量使用，用以 减小和优化代码尺寸。 Bit-Band Bit-Band 如何对应？ 映射公式： bit_wo

10、rd_offset = (byte_offset x 32) + (bit_number 4) bit_word_addr = bit_band_base + bit_word_offset 其中： bit_word_offset是目标位在存取器位段区中的位置bit_word_addr 是别名存储器区中字的地址，它映射到某个目标位。 bit_band_base 是别名区的起始地址。 byte_offset 是包含目标位的字节在位段的序号bit_number 是目 标位所在位置（0-31） Bit-Band example 设置地址0 x2000_0000 中的比特2，则： bit_word_o

11、ffset = (byte_offset x 32) + (bit_number 4) =0*32+2*4=8 bit_word_addr = bit_band_base + bit_word_offset =0 x22000000+8=0 x2200008 example 设置地址0 x2000_0000 中的比特2，则： 寄存器RCC_CR的PLLON24位，映射到别名区： #define PERIPH_BASE (u32)0 x40000000) #define PERIPH_BB_BASE (u32)0 x42000000) #define RCC_OFFSET (RCC_BASE -

12、 PERIPH_BASE) #define CR_OFFSET (RCC_OFFSET + 0 x00) #define PLLON_BitNumber 0 x18 #define CR_PLLON_BB (PERIPH_BB_BASE + (CR_OFFSET * 32 (PLLON_BitNumber * 4) 一、什么是GPIO？ GPIO，英文全称为General-Purpose IO ports，也就是通用IO口。嵌 入式系统中常常有数量众多，但是结构却比较简单的外部设备/电路，对这 些设备/电路有的需要CPU为之提供控制手段，有的则需要被CPU用作输 入信号。而且，许多这样的设备/

13、电路只要求一位，即只要有开/关两种状 态就够了，比如灯亮与灭。对这些设备/电路的控制，使用传统的串行口或 并行口都不合适。所以在微控制器芯片上一般都会提供一个“通用可编程 IO接口”，即GPIO。 Example:GPIO控制 硬件资源分配： PC6-PC9分别连到4个LED，定义为LED14 跑马灯实验 控制过程 点亮LED n相应管脚输出高电平 n即相应管脚置1 n管脚如何控制？ n特殊寄存器（端口配置寄 存器） Example:GPIO控制 GPIO寄存器结构 GPIO寄存器结构，GPIO_TypeDef和AFIO_TypeDef，在文件 “stm32f10 x_map.h”中定义如下：

14、 typedef struct vu32 CRL; vu32 CRH; vu32 IDR; vu32 ODR; vu32 BSRR; vu32 BRR; vu32 LCKR; GPIO_TypeDef; ntypedef struct nvu32 EVCR; nvu32 MAPR; nvu32 EXTICR4; nAFIO_TypeDef; Example:GPIO控制 五个GPIO外设声明于文件“stm32f10 x_map.h”： #define PERIPH_BASE (u32)0 x40000000) #define APB1PERIPH_BASE PERIPH_BASE #defin

15、e APB2PERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0 x10000) #define AHBPERIPH_BASE (PERIPH_BASE + 0 x20000) . #define AFIO_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0 x0000) #define GPIOA_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0 x0800) #define GPIOB_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0 x0C00) #define GPIOC_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0 x1000) #define GPIOD_BASE (

16、APB2PERIPH_BASE + 0 x1400) #define GPIOE_BASE (APB2PERIPH_BASE + 0 x1800) Example:GPIO控制 “stm32f10 x_conf.h”中定义如下： #define _GPIO #define _GPIOA #define _GPIOB #define _GPIOC #define _GPIOD #define _GPIOE #define _AFIO 用户可根据需要修改此文件中的定义，以决定其是否参与编译 Example:GPIO控制 ，初始化指针AFIO, GPIOA, GPIOB, GPIOC, GPIOD

17、和GPIOE 于文件 “stm32f10 x_lib.c”： #ifdef _GPIOA GPIOA = (GPIO_TypeDef *) GPIOA_BASE; #endif #ifdef _GPIOB GPIOB = (GPIO_TypeDef *) GPIOB_BASE; #endif #ifdef _GPIOC GPIOC = (GPIO_TypeDef *) GPIOC_BASE; #endif #ifdef _GPIOD GPIOD = (GPIO_TypeDef *) GPIOD_BASE; #endif #ifdef _GPIOE GPIOE = (GPIO_TypeDef *

18、) GPIOE_BASE; #endif #ifdef _AFIO AFIO = (AFIO_TypeDef *) AFIO_BASE; #endif Example:GPIO控制 Example:GPIO控制 实验二 GPIO控制跑马灯 练习使用IAR，建立工程 连接系统，进行调试 改变延时时间，调试LED亮灭时间 不用函数，直接控制led亮灭 汇编语言设计 汇编语言程序设计更能充分发挥处理器的硬件特性 两个优势 操作系统移植需要编写几百行底层硬件的汇编语言程序，这 是C语言不可取代的。 优化算法的时空效率，C语言的目标代码优化是编译器完成的， 而汇编语言的目标代码优化是人工完成的。人是算法的创造 者，也是编译器的设计者，人工优化比编译器质量高。 弱点 编程效率低，开发周期长，经济代价大。 几个重要伪指令 1.1. DCB:DCB: 标号 DCB DCB 表达式 说明：DCBDCB用于分配一块字节单元并用伪指令中指定的表达式进行初始化。其 中，表达式可以为使用双引号的字符串或02550255的数字,DCB,DCB可用“=”=”代替。 2. DCD/DCDU2. DCD/DCDU： 标号 DCD/DCDU DCD/DCDU 表达式 说明：DCDDCD伪指令用于分配一