湖南工业大学ARM实验报告

1、ARM嵌入式系统原理及应用开发实验报告学院：电气与信息工程学院班级：电子信息1204 指导老师：谭会生 姓名： 学号： 实验一：ARM汇编指令使用实验基本数学/逻辑运算一、实验目的1初步学会使用ARM ADS / Embest IDE for ARM 开发环境及ARM软件模拟器。2通过实验掌握数据传送和基本数学/逻辑运算的ARM汇编指令的使用方法。二、实验设备1硬件：PC机。2软件：ADS 1.2 / Embest IDE 200X集成开发环境。三、实验内容熟悉ADS 1.2 / Embest IDE 200X开发环境的使用，使用LDR/STR和MOV等指令访问寄存器或存储单元，实现数据的加法

2、运算。具体实验参考程序如下： 四实验操作步骤1新建工程。先建立一个实验文件夹，如EARMSYarmasm1；然后运行Embest IDE集成开发环境，选择FileNew Workspace菜单项，弹出一个对话框，输入工程名armasm1a/armasmlb等相关内容；最后单击OK按钮，将创建一个新工程，并同时创建一个与工程名相同的工作区。此时在工作区窗口将能打开该工作区和工程。2建立源文件。选择FileNew菜单项，弹出一个新的、没有标题的文本编辑窗口，输入光标位于窗口中第一行，按照实验参考程序编辑输入源文件代码。编辑完后，保存文件armasmla. s。1）armasmla. s源程序：/*

3、 armasm1a.s */.EQU X, 45 /*定义变量X，并赋值为45*/.EQU Y, 64 /*定义变量Y，并赋值为64*/.EQU STACK_TOP, 0X1000 /*定义栈顶0X1000*/.GLOBAL _START.TEXT _START: /*程序代码开始标志*/ MOVSP, #STACK_TOP MOV R0, #X /*X的值放入R0*/ STR R0, SP/*R0的值保存到堆栈*/ MOV R0, #Y /*Y的值放入R0*/ LDR R1, SP/*取堆栈中的数到R1*/ADDR0, R0, R1STR R0, SPSTOP: B STOP /*程序结束，

4、进入死循环*/.END2）使用ADD/SUB/LSL/LSR/AND/ORR等指令，完成基本数学/逻辑运算。具体实验参考程序如下：/* armasm1b.s */.EQUX, 45/*定义变量X，并赋值为45*/.EQUY, 64/*定义变量Y，并赋值为64*/.EQU Z, 87/*定义变量Z，并赋值为87*/.EQUSTACK_TOP, 0X1000/*定义栈顶0X1000*/.GLOBAL _START.TEXT_START: /*程序代码开始标志*/ MOV R0, #X /*X的值放入R0*/ MOVR0, R0, LSL #8/*R0的值乘以2的8次方 */ MOV R1, #Y

5、/*Y的值放入R1*/ADDR2, R0, R1, LSR #1 /*R1的值除以2再加上R0后的值放入R2*/MOVSP, #0X1000STR R2, SP MOV R0, #Z /*Z的值放入R0*/ANDR0, R0, #0XFF /*取R0的低八位*/MOV R1, #Y /*Y的值放入R1*/ADDR2, R0, R1, LSR #1/*R1的值除以2再加上R0后的值放入R2*/LDRR0, SP/*Y的值放入R1*/MOVR1, #0X01ORRR0, R0, R1MOV R1, R2 /*Y的值放入R1*/ADD R2, R0, R1, LSR #1/*R1的值除以2加上R0的

6、值放入R2*/STOP: B STOP /*程序结束，进入死循环*/.END3添加源文件。选择ProjectAdd To ProjectFile项或单击工程管理窗口中的相应右键快捷菜单命令，打开文件选择对话框，在工程目录下选择刚才建立的源文件armasmla.s/armasmlb.s。4基本设置。选择ProjectSettings菜单项或按下快捷键Alt+F7，弹出工程设置对话框；在工程设置对话框中选择Processor属性页，按照使用要求对目标板所用处理器进行设置。5生成目标代码。选择BuildBuild armasmla菜单项或按下快捷键F7，生成目标代码。此步骤也可以通过单击工具栏上相应

7、按钮来完成。6调试设置。选择选择ProjectSettings菜单项或按下快捷键Alt+F7，弹出工程设置对话框；在工程设置对话框中，若选择Remote页面则对调试设备模块进行设置；若选择Debug页面则对调试模块进行设置。7选择DebugRemote Connect连接软件仿真器，执行Download命令下载程序，并打开寄存器窗口。8打开存储器窗口，观察地址0x80000x801F的内容以及地址0xFF00xFFF的内容。9单步执行程序，并观察和记录寄存器与存储器值的变化。五、实验报告 执行-START前将45赋值给X，将64赋值给Y，并定义栈顶为0X00001000, 执行MOVsp, #

8、stack_top后sp：0x00001000， 执行 MOV r0, #x后r0:0x0000002d 执行MOV r0, #y 后r0:0x00000040 LDRr1, sp取堆栈中的数到R1 ADDr0, r0, r1 执行前r0:0x0000002d r1:0x00000040 执行后：r0：0x0000006d最终实现了两个数字的相加。六.实验总结 本次实验主要是熟悉ARM汇编指令和学习使用ARM ADS / Embest IDE for ARM 开发环境及ARM软件模拟器。本次为验证试验，通过本次实验掌握了基本的汇编语句，实现了基本的加法运算和基本的数学/逻辑运算。在实验过程中记

9、录了在但不运行时有关寄存器和存储器的值，经过查询分析，查看寄存器和存储器的值，检查结果是否正确；通过这次实验熟练掌握了软件的操作和使用，学到了很多。实验二 ARM汇编指令使用实验存储区数据块的传送一、实验目的1熟悉ARM ADS 1.2 / Embest IDE for ARM 开发环境及ARM软件模拟器的使用。2通过实验掌握使用LDM/STM、B、BL等指令完成较为复杂的存储区访问和分支程序的方法，学习使用条件码，加强对CPSR的认识。二、实验设备1硬件：PC机。2软件：ADS 1.2 / Embest IDE 200X集成开发环境。三、实验内容设计并调试一个存储区数据块的传送程序，具体数据

10、块的传送要求为：将数据从源数据区snum复制到目标数据区dnum，数据的个数num假定为20，复制时以8个字为单位进行，对于最后不足8个字的数据，以字为单位进行复制。用ARM汇编语言设计该数据块复制程序的设计思想如下：先将源数据区的起始地址、目标数据区的起始地址以及数据个数赋给选定的寄存器R0、R1、R2，再根据每次批量/单个复制数据的个数R3确定用于数据复制的中间寄存器R4R11，之后先将源数据区的若干个数据批量装载到中间寄存器中，再将中间寄存器的数据批量存储到目的数据存储区，随后进行数据是否复制完毕的判断，若未复制完毕，则修改有关操作数据地址，并重复前面的数据复制操作，否则，终止操作，程序

11、结束。四、实验操作步骤1新建工程。先建立一个实验文件夹，如EARMSYarmasm2；然后运行Embest IDE集成开发环境，选择FileNew Workspace菜单项，弹出一个对话框，输入工程名ARMcode等相关内容；最后单击OK按钮，将创建一个新工程，同时创建一个与工程名相同的工作区。此时在工作区窗口将打开该工作区和工程。2建立源文件。选择FileNew菜单项，弹出一个新的、没有标题的文本编辑窗口，输入光标位于窗口中第一行，按照实验参考程序编辑输入源文件代码。编辑完后，保存文件armasm2.s。.GLOBAL _START.TEXT.EQU NUM, 20 /*定义需要复制的字数据

12、个数NUM为20*/_START: LDR R0, =SRC /*将R0指向源数据区的起始地址*/ LDR R1, =DST /*将R1指向源数据区的起始地址*/ MOV R2, #NUM /*将需要复制的字数据个数存放在R2中*/ MOV SP, #0X400 /*将堆栈指针SP指向#0X400*/ BLKCOPY: MOVS R3, R2, LSR #3 /*R2的值除以8的结果存入R3*/ BEQ COPYWORDS /*若Z=1，则转COPYWORDS*/ STMFD SP!, R4-R11 /*将R4R11的内容存入堆栈进行保护*/OCTCOPY: LDMIA R0!, R4-R11

13、 /*从源数据区装载8个字数据到R4R11*/ STMIA R1!, R4-R11 /*将R4R11中的8个字数据存入目的数据区*/ SUBS R3, R3, #1 /*每复制一次R3减1*/ BNE OCTCOPY /*若R3不等于0，则转移到OCTCOPY*/ LDMFD SP!, R4-R11 /*将堆栈内容恢复到R4R11*/COPYWORDS: ANDS R2, R2, #7 /*计算需复制的奇数个字的个数*/ BEQ STOP /*若R2=0则停止*/WORDCOPY: LDR R3, R0, #4 /*将源数据区的一个字装载至R3*/ STR R3, R1, #4 /*将R3中的

14、数据存到目的数据区*/ SUBS R2, R2, #1 /*数据传输控制计数器减1*/ BNE WORDCOPY /*若R2不等于0，则转移到WORDCOPY*/STOP: B STOP.LTORGSRC: /*源数据区起始地址标号*/ .LONG 1, 2,3 ,4, 5, 6, 7, 8, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 1, 2, 3, 4DST: /*目的数据区起始地址标号*/ .LONG 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0.END3添加源文件。选择ProjectAdd To Projec

15、tFile项，或单击工程管理窗口中的相应右键快捷菜单命令，打开文件选择对话框，在工程目录下选择刚才建立的源文件armasm2.s。4基本设置。选择ProjectSettings菜单项或按下快捷键Alt+F7，弹出工程设置对话框；然后在工程设置对话框中，选择Processor属性页，对目标板所用处理器进行设置。5生成目标代码。选择BuildBuild armasm2菜单项或按下快捷键F7，生成目标代码。也可以单击工具栏上的相应按钮来完成。6调试设置。选择ProjectSettings菜单项或按下快捷键Alt+F7，弹出工程设置对话框；在工程设置对话框中，若选择Remote页面则对调试设备模块进行

16、设置；若选择Debug页面，则对调试模块进行设置。7选择DebugRemote Connect连接软件仿真器，执行Download命令下载程序，并打开寄存器窗口。8打开存储器窗口，观察地址0x80540x80A0的内容以及地址0x80A40X80F0的内容。 五、实验报告执行-START之后：R0:0X00008054 R1:0X000080a4 R2:0X00000014 SP:0X00004000执行STMIA R1!,R4R11后：R0:0X00008074 R1:0X000080a4 R4R11：0X000000010X00000008执行LDMFD之后：SP:0X000004000

17、R4R11:0X000000000X000000000实验最终完成了将数据从源数据区snum复制到目标数据区dnum。六、实验总结 进一步熟悉了ARM ADS 1.2 / Embest IDE for ARM 开发环境及ARM软件模拟器的使用。通过本次实验掌握使用LDM/STM、B、BL等指令完成较为复杂的存储区访问和分支程序的方法，学习使用条件码，加强对CPSR的认识，掌握了存储数据块的传送，加强了对操作命令符的认识，以及选择wire型和reg型的区别，更加熟悉和编写程序，对程序的理解也进一步加深，同时也发现了许多不足，有很多指令需进一步弄懂和多向其他人请教学习。实验三 汇编语言与C语言的相

18、互调用实验 随机数发生器一、实验目的1阅读实验程序，观察处理器启动过程，学会使用ADS1.2/Embest IDE辅助信息窗口来分析判断调试过程和结果。2学会在ADS1.2/Embest IDE中编写、编译与调试汇编语言和C语言相互调用的程序。二、实验设备1硬件：PC机。2软件：ADS 1.2 / Embest IDE 200X集成开发环境。三、实验内容使用汇编语言设计一个产生随机数的函数，然后通过C语言来调用该函数产生一系列随机数，并存放到数组中。四、实验步骤1创建新的工程，工程名为armcasm。2 按照参考程序编写源代码文件，并分别保存为 randtest.c、init. s、rando

19、m. s和ldscript，然后把它们加入工程中。1）randtest.c参考源代码/*随机数产生测试例子，程序通过调用random.s中的函数randomnumber来生成随机数*/#include <stdio.h>extern unsigned int randomnumber( void );int main( ) int i; int nTemp; unsigned int random10; for( i = 0; i < 10; i+ ) nTemp = randomnumber( ); randomi = nTemp; return( 0 );2)init.s

20、参考源代码/*系统初始化程序，用于硬件初始化设置，并转入外部的随机数产生主函数main( )*/#程序入口，ARM汇编#.ARM.GLOBAL _START.TEXT_START: B RESET_HANDLERUNDEFINED_HANDLER: B UNDEFINED_HANDLERSWI_HANDLER: B SWI_HANDLERPREFETCH_HANDLER: B PREFETCH_HANDLERABORT_HANDLER: B ABORT_HANDLER NOP/* RESERVED VECTOR */IRQ_HANDLER: B IRQ_HANDLERFIQ_HANDLER:

21、B FIQ_HANDLERRESET_HANDLER: LDRSP, =0X00002000 .EXTERN MAIN LDR R0, = MAIN MOV LR, PC BX R0#- LOOP FOR EVEREND: B END.GLOBAL _GCCMAIN_GCCMAIN:MOV PC, LR .END 3)random.s参考源代码# 这是一个使用33位反馈移位寄存器产生伪随机数的函数产生器RANDOMNUMBER# AREA |Random$code|, CODE, READONLY .GLOBAL RANDOMNUMBERRANDOMNUMBER:# ON EXIT:# A1

22、= 32伪随机数的低位数据# A2 = 32伪随机数的高位数据 LDR IP, SEEDPOINTER LDMIA IP, A1, A2 TST A2, A2, LSR#1 MOVS A3, A1, RRX ADC A2, A2, A2 EOR A3, A3, A1, LSL#12 EOR A1, A3, A3, LSR#20 STMIA IP, A1, A2 MOV PC, LRSEEDPOINTER: .LONG SEED.DATA .GLOBAL SEEDSEED: .LONG 0X55555555 .LONG 0X55555555# END4)链接脚本文件ldscript参考源代码SECTIO