嵌入式系统开发实验一

1、ADSil成环境下应用程序开发过程1 .实验目的1.1 理解启动代码功能硬件初始化，引导 c代码特征通常用汇编语言编写，程序复位运行入口点，代码量非常小程序流程I、设置中断、异常入口n、关中断出、硬件寄存器初始化（GPIO配置、总线配置、PLL时钟）IV、初始化栈指针V、数据区初始化VI、C入口函数调用 BL Main1.2 掌握ADSft成环境下应用程序开发过程I、JTAG仿真器的应用n、应用程序功能出、硬件驱动IV、应用V、应用程序特征VI、通常用C语言或者嵌入式汇编语言编写口、程序较复杂，代码量较大2 .实验容2.1 安装ADSI、安装ADSn、安装 ARM License出、编译2.2

2、 用ADS&J建工程I、配置ADSn、添加文件、编写程序出、C或汇编程序2.3 编译I、配置编译、汇编和连接参数 n、编写连接脚本文件 出、编写连接脚本文件2.4 调试I、连接调试器 n、下载程序 出、运行、调试3 .实验过程3.1 ADS1.2开发环境的创建3.1.1 ADS1.2 概述由于嵌入式控制器收其本身资源的限制，其应用程序不能再其自身上开发。 因此开发其应用程序，还需要一台PC机，我们可以把这台 PC称为“宿主机”。在“宿 主机”上开发需要安装有集成开发环境。ADS就是ARM勺集成开发环境。 ADSi:称为 ARM Development Suit ,是ARM 司推出的新一

3、代 ARM1成开发工具。它主要包括编译器、器、调试器、C和C+保等，是ARM公司推出的新一代 ARM集成开发工具。其最新版本是 ADS1.2,该版本 支持包括 Windows和Linux在的多种操作环境。 ADS1.2的组成如下。1 .编译器AD限供多种编译器，以支持ARMF口 Thumb（在ARM系中数据和指令采用 16 位字长）指令的便宜，主要有armcc:是 ARM C译器 tcc :是Thumb C编译器 armcpp:是ARM C+编译器 tcpp :是Thumb C+斓译器 arm asm ：是ARMF口 Thumb的汇编语言编译器2 .器armlink是ARM。该命令既可以将编译

4、得到的一个或多个多个目标文件 和相关的一个或多个库文件进行，生成一个可执行文件，也可以将多个目标文 件成一个目标文件，以供进一步。3 .符号调试器armsd是ARMM口 Thumb的符号调试器，能进行源码级的程序调试。用户可 以在用C或汇编语言编写的代码中进行单步调试、设置断点、查看变量值和存 单元的容。4 . FromELF将ELF格式的文件转换为各种格式的输出文件，包括 bin (二进制)格式 映像文件，Motorola 32为S格式映像文件、Intel 32位格式映像文件和 Verilog 十六进制文件。FromELF命令也能够为输入映像文件产生文本信息，例如代码 和数据长度。5 . a

5、rmarArmar是ARM库函数生成器，它将一系列ELF格式的目标文件以库函数的形式集合在一起。用户可以把一个库传递给一个器以代替几个ELF文件。6 . CodeWarriorCodeWarrior集成开发环境(IDE)为管理和开发项目提供了简单多样化 的图形用户界面，用户可以使用ADS的CodeWarriorIDE为ARMM Thumb处理器开发用C、C+或者ARM汇编语言编写的程序代码。一般来说我们会使用 CodeWarrior集成开发环境来开发我们的C语言程序。7 .调试器ADS中含有3个调试器，即 AXD Armsd和ADW/ADU在ARM体系中，可以选择多种调试方式，如 Multi-

6、ICE(Multi-processor In-Circuit Emulator) 、ARMulator 或 Angel。(1)Multi-ICE 是一个独立的产品，是ARM司自己的JTAG在线仿真器，而不是由ADS提供的。(2)ARMulator是一个ARM旨令仿真器，集成在 ARM的调t器AXD中，提供对 ARMBS器的指令集成的仿真，为ARMMn Thumb提供精确的模拟。用户可以再硬件尚未做好的情况下开发程序代码，利用模拟器方式进行调试。(3)Angel是AR必司常驻在目标机 Flash中的监控程序，只需通过RS232C串口与PC主机相连，就可以对基于ARM架构处理器的目标机进行监控器方

7、式的调试。8 . C和C+取ADS提供了 ANSI C库函数和C+库函数，支持被编译的C和C+弋码。用户可以把C库中的与目标相关的函数作为自己应用程序的一部分。重新进行 代码的实现。3.1.2 ADS1.2 的安装在YLE2440W用户光盘实用工具的目录下有一个嵌入式系统开发ADS1 2破解版.zip的文件，解压后运行 SETUP.EXE根据安装向导一步一步完成 ADS集成开发环境的安装。需要注意的是，如图 3-1所示，选择Intall License 。图3-1如图 3-2 所示，选择 Linseed File To Be Installed 。单机"Browse",选择

8、 CRACK 目录下的license.dat文件即可安装许可证。图3-2安装并注册成功后，CodeWarrior集成开发环境就可以使用了。如图 3-3所示。i anii or r lelaiwrC l：<ro»ft Office用 Mflbc Rckr X口 Ul TraE-liTVi svil C* $5icra9oft Visual SourceSafeHfewl * t -Pox：li.QxdHP31 innfgr aRI 0”二£ 叩tar青 License& On! i rw Rea-dle For AM Developer Suhe *1.2U S

9、etup for AJV Dewi oper Sui 1. 2簪;：后吐工印产上.可图3-33.2 ADS集成开发环境的使用3.2.1 建立一个新工程点击Windows操作系统的【开始】-【程序】-【ARMDeveloper Suite v1.2 -【CodeWarriorfor ARM Developer Suite 启动 Metrowerks CodeWarrior ,运 行后的界面如图3-4所示。图3-4选择File -【NeWI,出现如图3-5所示对话框。NewXProject Ipiia | Ubjaet |施痢 Obj e ct LifcrajryEmpty Project flg

10、Hakefile Importer Wizard 据Thumb ON Interw orki ng 5吨电 的 ThiJimh ExeetiLt abls 工m也g 修 H&Thiun'b Object Libr*rjrLo cation：|C： Do cunt ent 5 and Seftines, 9七Pr oj ec1!定 I 取消 I图3-5ADS为用户提供了 7个模板，分别是：I、ARMExecutable Image：用于由ARM旨令的代码生成一个 ELF格式的可执行映 像文件；n、ARMObject Library :用于由ARM旨令的代码生成一个 armar格式

11、的目标文件 库；出、Empty Project :用于创建一个不包含任何库或者源文件的工程；IV、Makefile Importer Wizard :用于将 VC 的 nmake 或者 GNU make文件转入到 Code Warrior IDE 工程文件；Thumb ARMExecutable Image ：用于由ARM旨令和Thumb指令的混合代码生成 一个可执行的ELF格式的映像文件；Thumb ARMExecutable Image:用于由Thumb指令创建一个可执行的 ELF格式 的映像文件；ThumbObject Library :用于由Thumb指令的代码生成一个 armar格式

12、的目标 文件库。一般情况下均选择"ARMExecutable Image",然后在"Project name:"栏输 入工程的名称，在“ Location :"栏指定路径，在本例中工程名为 Expe1_LED ,存 储路彳仝为 E:ADSProject 。设置好后点击确定。这时候会出以工程名命名的 .mcp 对话框，如图3-6所示。图3-6有三个标签页，风别为Files , Link Order, Targets 。默认的是第一个 Files 。在该标签页下，在空白处点击鼠标右键，选中“ Add Files”可以把用到的源程 序添加到工程中。也

13、可以选择新建一个文件编辑源码。下面我们分别介绍这两种方法。首先我们说下添加源程序到工程中。如图3-6,在Files标签选项卡下单击鼠标右键，选中“ Add Files”要使用ADS新建一个文件编辑源码可以有两种方法，第一种是直接点击工具栏上按钮，在弹出的对话框中输入源码，也可以在菜单栏上点击【文件】 -【新建】， 然后选择File选项卡，如图3-8所示。在"File Name ”中输入文件的名字，点击确定。也可以勾上 Add to project 前面的复选按钮，然后在 Targets中勾上DebugRel,这样源码就添加到工程中了。 如果不勾上Add to project前面的复选

14、按钮，那么编辑好源码后，需要按照前面添加源码的方法把添加源码到工程中去了。在弹出的对话框中输入程序源码（见附录一），注意：ARM汇编语言程序源代码中允许有空行，可以在汇编程序中加上一个空白行，来增加程序的可阅读性。此外需要注意的是：指令， 指示符，伪指令前必'须加空格或者Tab制表符，这就是说指令，指示符，伪指令不可以从行的最左边开始书写，即不能顶格书写。在ARM匚编语言程序中，所有标号必须在一行的最左边的位置开始书写，标号的后面不要加“：”。指令，指示符，寄存器名可以用小写字母也可以用大写字母来 表示，但不能大小写字母相杂。当一行写不下时，可以用反斜线作为这一行最后的符号，然后另起一

15、行接下去写，这样汇编器会将这两行代码看作一行代码。需要注意的是，如果在被引号括住的字符串中使用反斜线，则反斜线不能起到续行的作用。每行的长度限制一般在128255个字符串之间。分号；除非在字符串常量中出现，否则它的出现就表示着注释的开始，此注释直至行尾结束。可以将注释单独列为一行。所有注释被汇编器忽略。编辑好源码并保存添加到工程后还不能编译和，还需要进行一些配置。在如图3-6所示的对话框上面有一些按钮和选项卡，我们把鼠标移到上面的时候会出现一些提示，如图所示? DebugRel Settings 工程设置，如地址设置、输出文件设置、编译选项等， 其中DebugRel为当前的生成目标 （targ

16、et system） 。? Synchronize Modification Dates同步修改日期，检查工程中每个文件的修改 日期，若发现有更新（如使用其它编辑器编辑源文件），则在Touch栏标记 ”? Make编译连接（快捷键为F7）。? Debug启动AXD进行调试（快捷键为F5）。? Run启动AXD进行调试，并直接运行程序。? Project Inspector工程检查，查看和配置工程中源文件的信息选择菜单栏【Edit -> DebugRel Setting 】出现如图所示的对话框1.Target设置选项Target Name文本框显示了当前的目标设置Linker选项供用户选择

17、要使用的器。在这里默认选择的是ARM Linker,使用该器，将使用armlink编译器和汇编器生成的工程中的文件相应的目标文件。在这个设置中海油两个可选项，None表示不适用任何器，如果使用None,则工程中的所有文件都不会被编译或汇编器处理。ARMLibrarian 表示将编译或汇编得到的目标文件转换为ARM文件。对于本例，使用默认的器ARM Linker。Pre-linker :目前 CodeWarriorlDE 不支持该选项Post-Linker :选择在完成后，还要对输出文件进行的操作。我们一般希望生 成一个可以烧写到 Flash中去的二进制代码，所以在这里选择ARMfromELF

18、,表示在生成映像文件后，再调用FromELF命令将含有调试信息的 ELF格式的映像文件转 换成其他格式的文件。设置好后如图所示2.Language Settings设置选项我们实验采用的汇编语言编写，因此要使用到汇编器。 选才L Language Settings下选择 ARM Assembler。如图所示在 Target选项卡下 Architecture or Processor 的下拉菜单中选择 ARM920T（CPU的类型）。在 Floating Point 选择 No floating point 。 Byte Order 中选择Little Endi o Initial State

19、中选择ARM如果使用 C语言编写程序，也 需要在Architecture or Processor的下拉菜单中选择 ARM920T设置好后如图所示3.Linker 设置单击ARMLinker ,在Output选项卡中设定程序的代码段地址，以及数据的地RW Base文本框中填写程址。在RO Base文本框中填写程序代码存放的起始地址,序数据存放的起始地址。注意：RW Base地址必须是SDRAM勺地址。如图所示加DebugRel Settings?区在Option选项卡中，Image entry point文本框填写程序代码的入口地址,其他保持不变，如果是在SDRA四运行，则可以再0x30000

20、0000x33ffffff中选值,这是64M SDRAMS地址，但是这里用的是起始地址，所以必须把用户的程序空间给留出来，并且还要留出足够的程序使用的数据空间,所以必须把用户的程序空间给而且还必须是4字节对齐的地为 0x30000000, RO_base 也为0x30000000。如图所示流出来。并且还要留出足够的程序使用的数据空间, 址（ARM状态）。通常入口点 Image entry point在Layout选项卡中，在 Place at beginning of image选项组里要填写项目的入口程序的目标文件名， 例如，在本例中整个工程项目的入口程序是asm_led.s ,那么应该在

21、Object/Symbol文本框中填写其目标文件名asm_led.o ,在Section文本框中填写程序入口的起始段标号。它的作用是通知编译器，整个项目的开始运行，是从该段开始的。单击 ARM fromELF选项卡，在 Output file name 文本框中设置输出文件名*.bin ,前缀名可以自己取，在 Output format 下拉列表中选择 Plain binary ,这是设置要下载到flash中的二进制文件。如图所示。?X1由DebugRel Settings到这里，设置就基本上完成了，可以对工程进行编译和了。可以点击CodeWarrior IDE 的菜单栏【Project -【

22、make】菜单，也可以直 接在.mcp对话框上点击按钮编译工程。在 Errors & Warnings 对话框中警告和错 误都为0Ei rcrs & WarningsIrror an4 wirnjnes f(r 裳*re1_LE0 mrrCedeHO tiaraM Data21 li ataT efarjig101010ssObject TotalsLibcaiy TotalsCedeRD DataRU BataII DataLULint 9 Col 203.2.2使用AXD!行代码仿真、调试项目建立并加入相应的文件后，“目标机”和“宿主机”通过JTAG仿真器进行连接，然后用A

23、XD进行代码仿真、调试。首先将使用并口电缆将计算机并口和 JTAG仿真小板连接起来，并把 JTAG仿 真小板和开发板的 JTAG接口用20芯排线连接到 SDTM座上。并按动将 JTAG小板 上的红色按钮，调制 Wiggler。（注：以下操作均在windowsXP下操作）在YLE2440W用户光盘实用工具目录下，解压 Arm Debug,复制 Arm Debug文件夹 GIVEIO.SYS拷贝到 C:WINDOWSsystem32drivers 目录下。运行 Arm Debug文件夹下“安装驱动.exe ” 就会弹出一个界面窗口，先点击“ remove”，再点击上面的“INSTALL”按键，出现

24、 提示信息“service is partially installed ”.然后在点击下面的"INSTALL”按 键，出现下面提示信息，如下图所示，说明安装成功。安装好后，重启下开发板。运行Arm Debug文件夹下 ARM9.exe,选择 Wiggler ,如果安装成功，并且连线正确，装会检测到 ARM920T如下图如示：不要关闭ARM调试代理,在Codewarrior IDE环境下，点击.mcp对话框上面 的Debug按钮，显示如图所示对话框。【Configure Target 】，弹出 Choose Target 对话点击菜单栏【Options ->框，如图所示，选择

25、Configure 。出现如图所示 Remote_A connection 对话框。Choose Target点击Select按钮，如图所示，选择 ARM Ethernet driver ，点击 OKAvailable connection在图选择 Configure ,出现如图所示对话框，输入 IP地址127.0.0.1 ，点击OKSetup ethernet con, . -? X工司get IP addreii: 127.0.0.1|-K | Cancel Hefc设置好后在 Remote_A connection 对话框点击 OK再在Choose Target对话 框点击OK出现如图所

26、示对话框。点击是如果目标系统正确了，会看到程序下载 的进度条显示。进度消息框消失后， 显示当前执行代码视窗，蓝色指针指向第一条执行的语句。如图所示。当工程编译连接通过后，也可以通过【开始】菜单启动AXD点击【File】选择【Load Image】加载 ELF格式的可执行文件，即*.axf 文件。说明：当工程 编译连接通过后，在“工程名工程名当前的生成目标”目录下就会生成一个*.axf 调试文件。比如工程 Expe1_LED,当前的生成目标 Debug,编译连接通过 后，贝U在一 Expe1_LEDExpe1_LED_DataDebugRel 目录下生成 Expe1_LED.axf 文 件。加载

27、调试文件(即*.axf文件)，用户就可以操作 AXD1行调试工具条中的工具 按钮实现程序运行调试。 AXD1行调试工具条如图 1.13所示，调试观察窗口工具 条如图1.14所示，文件操作工具条如图 1.15所示。运行调试工具条全速运行(Go)停止运行(Stop)单步运行(Step In),与Step命令不同之处在于对函数调用语句，Step In 命令将进入该函数。单步运行(Step),每次执行一条语句，这时函数调用将被作为一条语句执行。单步运行(Step Out),执行完当前被调用的函数，停止在函数调用的下一条语句 运行到光标(Run To Cursor),运行程序直到当前光标所在行时停止。设

28、置断点(Toggle BreakPoint)打开寄存器窗口 (Processor Registers)打开观察窗 口 (Processor Watch)打开变量观察窗口 (Context Variable)打开存储器观察窗口 (Memory)打开反汇编窗口 (Disassembly)加载调试文件(Load Image)重新加载文件(Reload Current Image)。由于AXD没有复位命令，所以通常使用 Reload 实现复位(直接更改PC寄存器为零也能实现复位)。在AXD中点击'GO 图标，则程序开始全速运行，我们可以看到实验板上 D8D14不停的闪烁着。4.ARM汇编与C语

29、言混合编程实例此程序实现开发板上的LED灯实现流水灯的功能，先要新建一个工程名为asm_c,然后新建源文件init.s 和main.c,输入代码(源码见附录2),如下所示：二I叵区% M«i.r（）wrtkii CinleWarr iqr- For ARM De;vlnj）&r Sui te v 1 - 2J11 e Edi t Vi ezl Ssarch. Pr eject Ite bug PinL.law Help后世按照前面调试的方法，调试程序。附录一实验一源码及其说明口 NTWPF4 N-raraPFS ElNT&GPFfl E1NT7/GFF7口 iftFr

30、一">"MT"MMa 肉£液-l-T>-rwsrr-7 rEKT4VF4i.i，： iwra;：、< -Fi M-Z -<CJKLKMTT &AWWItiT工DI 4曲T讪Ttil?IIM:昨UHPSJIBJE 匚禺TIB JH wntFisrj-o Cw2u.jT.jnW-.h- KI：同O*T2 毛 F.1 EMRMdgym .卜'"Wr M 1 .'I- JWiCT 心 SP上 rMQruicpji 匚fWiCDWOF ilH'lW上 .rnt+T liWHtfr甲第法瑞如dLVM*

31、 NFU WEVZUtMuGdragon «4*t<1.舁CMitkMPORT F CONTROL REGISTERS |GPFCON- GPFDAT)If GPF0-GPF7 will bu uhtd lor Wdke up sigi，dL ut puwyii dcvm rrmde Ilie putj v. M set ih interrupt nodeRq匕 t«rAddress知WDescriptionR-t ValueGFFCDN0x56000050RWCnnfiqiirfls thp 画产 讨 pxt F0x0GPFDM0x560D00S4RWFha U加

32、itjytslH foi purl Fui Kief.GPFUPQx5G0l>X.-bRWPull-up disable register fopert 卜UmUODRe56rvedMSfiOOOOSc一一GPFCONBitDAEtripticnGPF7115 I4OCi = Input 10 = ElNTp|-01 = Oirtpijt11 = RosarwadGPFO|13 12|00 = Input10 - FIN耐0 I = Output111 = RffljQfvodGPF5| IT l0|OC = IryiUt10 = ENT15)01 - Output ill = Rrvd

33、dGPF4G8|qo = infirt 10= FIN714!01 = OlLrtpLjt11- Reseived(5PF376|DO = ItVLtt10 - ENIP01 = Output111 = RfforvodGPF2|54|00 = Input10 = ElNT2|01 = Output11 - ReseiVEdAPF132|00 = Inrirt10 = FIN711I£i l - OirtpiX11 = RflSfwvedGPF010|OCi - inputID - blNTO|U 1 - OutputIl 1 - HeservedGPFDATBitDs6cripti

34、orGPF7 07/hftr tho pnrr A n-nnfigurAd as an nput pnrt thp armpordi即 hh rs the pin 与由原 When the port is 81刖川吧4 日s on QgM port pin st&te is Hie已5 ttw conespundinq bitWhen H咫 pon is txxifi9uied 比 山mum闽 pin. ihe 出心川足 vMul wii be readGPFUPBit口 ascriptionGPFS0roi0： The pun up hjnctKHi amriea io ihe co

35、rrespondinq pon pm is enetjied.1: The pull up function 由 disbloc!图4在开发板关盘YLE2440W用户光盘原理图原理图_PDF格式目录下YLE24xx_DEV_V2Q.pdf文件中我们可以找到如图1所示的 LED连接图。然后我们可以在YLE2440-CORE-V1.0.pdf文件中找到这几个 LED灯所连接的IO 口，如图2所示，因此我们可以 知道这四个LED灯连接在 MCU的F 口上。因此我们需要知道这几个口的地址。打开 YLE2440W 用户光盘芯片资料目录下 um_s3c2440a_rev10.pdf文件，在第九章I/O PORT外我们可以找到F 口对应的地址，如图 3,图4所示。 了解了 LED灯的连接之后，设计程序的思路就出来了，流程图如图5所示开始图5具体算法如下：；定义端口 E寄存器预定义rGPFCON EQU 0x56000050rGPFDAT EQU 0x5600005