arm原理与c程序设计 第五章

1、第五章汇编语言程序设计及 系统初分别化5.1 ARM汇编语言程序框架5.2 浮点数据处理5.3 系统初始化5.4 中断效劳程序本章小结 5.1 ARM汇编语言程序框架 在MDK环境下，新建一个工程ex5_1，拷贝工程ex4_3中的文件和，然后，编写一个新的汇编语言程序，其代码如下：1 AREA LEDLIGHT, CODE, READONLY2 EXPORT _main ; LedFlash3 EXPORT _use_two_region_memory4 GPCDAT_ADDR EQU 0 x560000245 LED_ON EQU 0 x00006 LED_OFF EQU 0 x00E07

2、ENTRY8 ; LedFlash9 _main10 LDR R0, =GPCDAT_ADDR11 MOV R1, #LED_ON 12 STR R1, R0 ; LED ON13 14 BL Delay15 16 MOV R1, #LED_OFF 17 STR R1, R0 ; LED OFF18 19 BL Delay20 21 B _main22 Delay23 MOV R3, #0 x0F000024 MOV R4, #0 x0F000025 subcycle126 SUB R3, R3, #127 subcycle228 SUB R4, R4, #129 CMP R4, #030 B

3、GE subcycle231 32 CMP R3, #033 BGE subcycle134 BX LR35 36 _use_two_region_memory ; no warning37 END 将添加到工程ex5_1中，当前工作主窗口如图5-1所示。先不要编译连接这个工程文件，在小节时才能正确地编译连接并执行该工程。图5-1 工程ex5_1工作界面5.1.1 通用输入输出C口配置在图5-1中，双击翻开它，保持其他设置不变(相对于工程ex4_3)的情况下，对I/O Configuration进行配置，如图5-2所示。图5-2中将PC5、PC6和PC7配置为输出特性(Output)，对应于的

4、第06060608行代码如下：PIOC_SETUP EQU 1PCONC_Val EQU 0 xAAAA56AAPUPC_Val EQU 0 x00000000图5-2 通用I/O口配置PIOC_SETUP为1表示图5-2中的Port C被勾选；当设置PC0PC15如图5-2时，端口C的控制存放器的值为0 xAAAA56AA；端口C所有上拉电阻都是使能的，端口C上拉控制存放器的值为0 x00000000。图5-2中的I/O Configuration勾选，对应于中的第0510行代码如下：PIO_SETUP EQU 1 如图5-2设置好之后，下面罗列出启动代码文件中与通用I/O口配置相关的代码，

5、如表5-1所示。表中与I/O口配置相关的代码序号行号注 释 或 语 句10488; I/O Ports definitions20489PIO_BASEEQU0 x56000000; PIO Base Address30490PCONA_OFSEQU0 x00; PCONA Offset40491PCONB_OFSEQU0 x10; PCONB Offset50492PCONC_OFSEQU0 x20; PCONC Offset60493PCOND_OFSEQU0 x30; PCOND Offset70494PCONE_OFSEQU0 x40; PCONE Offset80495PCONF_O

6、FSEQU0 x50; PCONF Offset90496PCONG_OFSEQU0 x60; PCONG Offset100497PCONH_OFSEQU0 x70; PCONH Offset110498PCONJ_OFSEQU0 xD0; PCONJ Offset120499PUPB_OFSEQU0 x18; PUPB Offset130500PUPC_OFSEQU0 x28; PUPC Offset140501PUPD_OFSEQU0 x38; PUPD Offset150502PUPE_OFSEQU0 x48; PUPE Offset160503PUPF_OFSEQU0 x58; PU

7、PF Offset170504PUPG_OFSEQU0 x68; PUPG Offset180505PUPH_OFSEQU0 x78; PUPH Offset190506PUPJ_OFSEQU0 xD8; PUPJ Offset200509;/ I/O Configuration210510PIO_SETUP EQU12205120536A口注释230537PIOA_SETUPEQU0240538PCONA_ValEQU0 x000003FF2505400565B口注释260566PIOB_SETUPEQU0270567PCONB_ValEQU0 x000007FF280568PUPB_Val

8、EQU0 x000000002905700605C口注释300606PIOC_SETUPEQU1310607PCONC_ValEQU0 xAAAA56AA320608PUPC_ValEQU0 x000000003306100645D口注释340646PIOD_SETUPEQU0350647PCOND_ValEQU0 x00000000360648PUPD_ValEQU0 x000000003706500685E口注释380686PIOE_SETUPEQU0390687PCONE_ValEQU0 x00000000序号行号注 释 或 语 句400688PUPE_ValEQU0 x00000000

9、4106900709F口注释420710PIOF_SETUPEQU0430711PCONF_ValEQU0 x0000511A440712PUPF_ValEQU0 x000000004507140749G口注释460750PIOG_SETUPEQU0470751PCONG_ValEQU0 x00000000480752PUPG_ValEQU0 x000000004907540779H口注释500780PIOH_SETUPEQU0510781PCONH_ValEQU0 x000007FF520782PUPH_ValEQU0 x00000000530922; I/O Configuration54

10、0923IFPIO_SETUP 0550924PIOA_CFG560925DCDPCONA_Val570926PIOB_CFGDCDPCONB_Val580927DCDPUPB_Val590928PIOC_CFGDCDPCONC_Val600929DCDPUPC_Val610930PIOD_CFGDCDPCOND_Val620931DCDPUPD_Val630932PIOE_CFGDCDPCONE_Val640933DCDPUPE_Val650934PIOF_CFGDCDPCONF_Val660935DCDPUPF_Val670936PIOG_CFGDCDPCONG_Val680937DCDP

11、UPG_Val690938PIOH_CFGDCDPCONH_Val700939DCDPUPH_Val710940ENDIF7209811038S3C2410A.s有误，将在下面说明。中的第09811038行原始代码如下：IF PIO_SETUP 0 LDR R14, =PIO_BASE IF PIOA_SETUP 0 ADR R0, PIOA_CFGSTR R0, R14, #PCONA_OFSENDIF IF PIOB_SETUP 0 ADR R0, PIOB_CFG LDR R1, R0,#4 STR R0, R14, #PCONB_OFS STR R1, R14, #PUPB_OFS E

12、NDIF IF PIOC_SETUP 0 ADR R0, PIOC_CFG LDR R1, R0,#4 STR R0, R14, #PCONC_OFS STR R1, R14, #PUPC_OFS ENDIF IF PIOD_SETUP 0 ADR R0, PIOD_CFG LDR R1, R0,#4 STR R0, R14, #PCOND_OFS STR R1, R14, #PUPD_OFS ENDIF IF PIOE_SETUP 0 ADR R0, PIOE_CFG LDR R1, R0,#4 STR R0, R14, #PCONE_OFS STR R1, R14, #PUPE_OFS E

13、NDIF IF PIOF_SETUP 0 ADR R0, PIOF_CFG LDR R1, R0,#4 STR R0, R14, #PCONF_OFS STR R1, R14, #PUPF_OFS ENDIF IF PIOG_SETUP 0 ADR R0, PIOG_CFG LDR R1, R0,#4 STR R0, R14, #PCONG_OFS STR R1, R14, #PUPG_OFS ENDIF IF PIOH_SETUP 0 ADR R0, PIOH_CFG LDR R1, R0,#4 STR R0, R14, #PCONH_OFS STR R1, R14, #PUPH_OFS E

14、NDIF ENDIF 修正后的代码如下，其中，添加了注释的为补充和修正的代码行： IF PIO_SETUP 0 LDR R14, =PIO_BASE IF PIOA_SETUP 0 ADR R0, PIOA_CFG LDR R2, R0; Added by ZY STR R2, R14, #PCONA_OFS; Changed by ZY ENDIF IF PIOB_SETUP 0 ADR R0, PIOB_CFG LDR R2, R0; Added by ZY LDR R1, R0,#4 STR R2, R14, #PCONB_OFS ; Changed by ZY STR R1, R14,

15、 #PUPB_OFS ENDIF IF PIOC_SETUP 0 ADR R0, PIOC_CFG LDR R2, R0; Added by ZY LDR R1, R0,#4 STR R2, R14, #PCONC_OFS; R0,R14, #PCONC_OFS Changed by ZY STR R1, R14, #PUPC_OFS ENDIF IF PIOD_SETUP 0 ADR R0, PIOD_CFG LDR R2, R0; Added by ZY LDR R1, R0,#4 STR R2, R14, #PCOND_OFS; Changed by ZY STR R1, R14, #P

16、UPD_OFS ENDIF IF PIOE_SETUP 0 ADR R0, PIOE_CFG LDR R2, R0; Added by ZY LDR R1, R0,#4 STR R2, R14, #PCONE_OFS ; Changed by ZY STR R1, R14, #PUPE_OFS ENDIF IF PIOF_SETUP 0 ADR R0, PIOF_CFG LDR R2, R0 ; Added by ZY LDR R1, R0,#4 STR R2, R14, #PCONF_OFS; Changed by ZY STR R1, R14, #PUPF_OFS ENDIF IF PIO

17、G_SETUP 0ADR R0, PIOG_CFG LDR R2, R0 ; Added by ZYLDR R1, R0,#4 STR R2, R14, #PCONG_OFS ; Changed by ZY STR R1, R14, #PUPG_OFS ENDIF IF PIOH_SETUP 0 ADR R0, PIOH_CFG LDR R2, R0 ; Added by ZY LDR R1, R0,#4 STR R2, R14, #PCONH_OFS ; Changed by ZY STR R1, R14, #PUPH_OFS ENDIF ENDIFMDK软件虽然是个极其优秀的软件包，但是，

18、此处的错误是很明显的，由于具有8个IO口，相同的错误连续出现了8次以上。例如对于C口，代码如下：IF PIOC_SETUP 0 ADR R0, PIOC_CFG LDR R1, R0,#4 STR R0, R14, #PCONC_OFS STR R1, R14, #PUPC_OFSENDIF结合第二章，可知条件满足，执行完ADR指令后，R0装入的是PIOC_CFG的标号，即一个地址，这个地址内的值为配置字，但是这个地址本身不能作为配置字，所以，后面的“STR R0, R14, #PCONC_OFS语句就是完全错误的了。改正的方法很简单，代码如下：IF PIOC_SETUP 0 ADR R0,

19、PIOC_CFGLDR R2, R0 ; Added by ZY LDR R1, R0,#4 STR R2, R14, #PCONC_OFS; R0,R14, #PCONC_OFS Changed by ZY STR R1, R14, #PUPC_OFSENDIF像上述代码一样，将R0值指向的地址处的值赋给R2，然后，再使用“STR R2, R14, #PCONC_OFS就可以了。对于一个商业软件，其评估版的S3C2410芯片启动代码出现问题，一方面说明了这局部代码没有经过严格测试，另一方面也警告我们，汇编语言编程相对于C语言来说，确有一些劣势。 下面解释一下表和启动代码中关于IO口配置的方法

20、。序号219：定义了IO口存储器映射存放器的基地址0 x56000000，然后定义了AH口的偏移地址，这些IO口存放器的地址可参考附表1-1。例如，C口的控制存放器地址为0 x56000020，相当于基址0 x56000000 + 偏移地址PCONC_OFS(0 x20)。这里没有J口，可以删除。序号21：当勾选了图5-2中I/O Configuration后，此处，PIO_SETUP为1；否那么，不勾选时，PIO_SETUP为0，将不初始化IO口。序号2324：由于图5-2中没有勾选Port A，那么PIOA_SETUP为0，A口只有控制存放器，没有上拉存放器，这里只有PCONA_Val，当

21、然，这个值由于PIOA_SETUP为0而不会被用到。序号2628：由于图5-2中没有勾选Port B，那么PIOB_SETUP为0；符号PCONB_Val和PUPB_Val的值表示B口的控制存放器和上拉存放器的配置字，这些值随着图形配置向导而自动变化。序号3032：由于图5-2中勾选了Port C，那么PIOC_SETUP为1；同时，根据图形配置向导自动设置了控制存放器和上拉存放器的值PCONC_Val和PUPC_Val，这两个值代表的含义请参考图5-2和“S3C2410A Users Manual第九章第10页，把GPC7:5设为输出口。序号3452：介绍端口DH，与上述含义相近，不再重述。

22、序号5471：如果PIO_SETUP不为0，那么开辟存储空间存放端口AH的配置字，其中，A口只有一个配置字，BH口均有两个配置字。5.1.2 工程ex5_1的注解及运行情况在前面小节对进行修正之后，可以编译连接并下载这个工程了，在编译时会报告一条警告信息，即“ex5_1.sct(8): warning: L6314W: No section matches pattern *(InRoot$Sections)，这里的是根据工程选项(像图4-15那样)的设置编译工程时自动产生的存储器配置文件，也称Scatter文件，以.sct结尾；“InRoot$Section是指为连接库里的段分配的空间，用于

23、C语言程序设计中。双击该警告信息，那么弹出文件内容，如图5-3所示，在“*(InRoot$Sections)前面加上“；号将其注释掉，并保存文件。图文件这时先不要编译工程，翻开工程选项，选中“Linker页签，设置如图5-4所示，即使用Scatter File：。说明：工程选项中的其他页签保持不变(相对于工程ex4_3)。点击图5-4的“OK按钮后，可以重新编译工程ex5_1，此时没有错误，也没有警告信息了，如图5-5所示。在图5-5上，点击“Flash | Download菜单(或单击工具栏上的快捷按钮)那么把下载到UP-NETARM2410实验箱Nand型Flash上。下载完毕后，程序将启

24、动，可以看到三个LED灯在闪烁！也可以在线仿真调试(一般地，要把程序下载到Flash中后再仿真)，或者把ULINK2仿真器从实验箱上取下来，重新给实验箱上电，那么程序会从Flash中启动执行。图5-4 工程选项卡设置图5-5 完整的工程ex5_1本节还有两个问题没有解决，其一为Scatter文件如何编写，其二为汇编语言程序的解释。笔者认为Scatter文件的内容及如何编写该文件方面的知识，除了一些ARM官方的文档之外，最好的资料是MDK软件的帮助菜单。这个帮助菜单和它的内容做得相当出色！本书中，笔者几乎无一例外地使用工程选项卡配置存储器，因此，对Scatter文件内容的介绍也不会很多。 现在，

25、解释一下节开头给出的程序段，即文件，该文件内容如图5-6所示，在图5-6中给出语句的行号，下面按行号解释。图5-6 文件内容行号01：定义名为LEDLIGHT的只读代码段。行号02：标号_main在外部可见。行号03：标号_use_two_region_memory在外部可见。这句和行号36处没有实际意义，仅是为了编译时不出现警告或错误，因为在的第1095行(修正后的文件行号)有一句“IMPORT _use_two_region_memory。行号04：定义C口数据存放器地址。行号05：定义LED灯亮的常量。行号06：定义LED灯灭的常量。行号07：ENTRY指程序入口点，一般的汇编程序只需要

26、有一个入口点，而且这个入口点常被用作上电复位后的执行入口点。需要说明的是，这里的ENTRY入口点，并不是上电复位的执行入口点，在本程序中，由于RESET段是存储在地址0 x00000000处的，所以，RESET是上电复位入口点(RESET在文件中)。行号09：定义标号_main。行号10：R0 = 0 x56000024。行号11：R1 = 0。行号12：向地址0 x56000024处赋值0，即使GPC5、GPC6和GPC7为0(低电平), 由第二章图2-26可知, 将点亮三个LED灯。行号14：跳转到延迟子程序，这个程序段不作介绍。行号16：R1 = 0 xE0。行号17：向地址0 x560

27、00024处赋值1，即使GPC5、GPC6和GPC7为1(高电平)，由第二章图2-26可知，将熄灭三个LED灯。行号19：跳转到延迟子程序。行号21：跳转到_main，循环执行。程序功能：点亮三个LED灯后，等待约(0 xF0000*0 xF0000*指令周期)后，熄灭LED灯，再等待一段时间后，重新点亮LED灯，循环执行，给人LED灯闪烁的感觉。5.1.3 汇编语言语法ARM汇编语言的语法内容丰容，本书的重点不在于汇编语言，汇编语言主要用于初始化系统。因此，这里简单地介绍一些常用的汇编语言语法。1) AREAAREA已出现在中，用于定义汇编语言代码段或数据段，例如：AREA LEDLIGHT

28、，CODE，READONLYAREA LEDSHINE，DATA，READWRITE上述代码段定义一个名为LEDLIGHT的只读代码段和一个名为LEDSHINE的读写代码段。DATA用得较少。在中有如下语句：AREA STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3该语句中，NOINIT伪关键字表示该段代码只分配空间，不初始化(用0填充)，ALIGN=3表示按双字对齐方式(23=8 B)。2) SPACE在中有如下语句：Stack_Mem SPACE Stack_Size这里Stack_Mem为标号，Stack_Size为常量，SPACE表示为Stack_Mem分配大小为St

29、ack_Size的连续空间，单位为字节。3) DCDDCD已出现在中，表示分配字大小的连续空间，并用其他的值初始化该空间，例如：Mem_Val_Conf DCD 0 x22111110, 0 x700表示为标号Mem_Val_Conf分配两个字空间，并初始化这个字的值为0 x22111110和 0 x700。此外，还有DCDU表示不按字对齐方式存储，慎用！ 除了DCD之外，还有DCB、DCW、DCQ、DCFS、DCFD等，分别表示为字节、半字、双字、单精度浮点数(即字)、双精度浮点数(即字)分配空间，并使用指定的数据初始化。4) EQUEQU是汇编语言的相等伪指令，用得较多。例如在中有：Mem

30、_Addr_Base EQU 0 x48000000 5) PRESERVE8PRESERVE8指定当前文件的堆栈采用8字节对齐方式，出现在中第0789行，要求每个栈的长度的最低3位为0，且栈底地址的最低3位也应为0。6) ARMARM指示符出现在中第0796行，指示编译器生成32位指令的ARM代码；而THUMB指示符表示生成16位指令的Thumb代码。另外，THUMBX用于生成Thumb-2EE代码。7) NOPNOP即No operation，表示空操作。8) IF语句IF语句格式为： IF 条件表达式 语句组1ELSE 语句组2ENDIF当条件表达式为真时，执行语句组1；否那么，执行语句

31、组2。出现在条件表达式中的“(例如中的第0923行)表示不等于。表示等于、大于、小于、大于等于、小于等于的关系操作符为=、=、=。9) IMPORTIMPORT后面跟标识符，说明该标识符是在该文件外部定义的，标识符后可以加可选项WEEK，那么引用的标识符没有定义时，编译时也不会出错。而该文件中定义的标识符需要被工程中的其他文件引用时，使用EXPORT关键字。同时，GLOBAL可以声明一个全局标识符。此外，EXTERN的功能与IMPORT相似，当该文件中没有实际引用这个标识符时，EXTERN下编译器不会添加该标识符到符号表中。10) 逻辑操作的第1054行出现了“:OR:，表示按位取或，还有以下

32、伪操作符：:AND:表示按位取与；:EOR:表示按位取异或；:NOT:表示取反。同时，还有:MOD:表示取模，:SHL:、:SHR:、:ROL:和:ROR:分别表示左移、右移、循环左移、循环右移，还可以使用+、-、*、/算符，其中“+出现在的第1100行。表示逻辑操作的有:LNOT:、:LAND:、:LOR:和:LEOR:，依次为逻辑取反、逻辑与、逻辑或、逻辑异或。11) END汇编语言每个程序段均以END结尾。汇编语言程序是由AREA定义的一个个代码段组成的，每个代码段由汇编指令语句组成，完成某项特定的功能，最后以END结尾。不同的代码段之间可以通过引用标号的方式相互调用。工程ex5_1包含

33、了汇编语言程序的根本特征，可以视为汇编语言程序的学习框架程序。在节中还将添加中断处理进一步完善该程序。5.2 浮点数据处理浮点数即小数，使用ARM汇编语言表示和处理小数，需要借助于IEEE-754标准或者DSP定标的方法。DSP定标方法在定点DSP芯片进行浮点数据处理时经常使用，相关内容可参考?TMS320C5000系列DSP汇编语言程序设计?第六章，在这一章中，作者指出，“汇编语言是公认的硬件操作最好的语言，并且用它来编写算法对编程者的思维也是一个很好的启迪过程。事实上，由于汇编语言语法简单明了，用来实现算法时，没有现成的算法库来调用，因此，编程者必须亲自编写算法的每个函数和每个细节，从而要

34、求编程者对算法非常熟悉才行。本节内容将介绍ARM920T下的数值定标和正余弦函数的计算。5.2.1 计算根底 计算正弦和余弦函数的值，需要借助于泰勒级数展开式，如下：例如，取x，那么(1)(2)上两式为本节程序采用的算法。5.2.2 数值定标汇编语言中的32位操作数只能为0或1组成的码字。所谓“码字，是指CPU只能把存储器的内容视为二进制数码符号(实际上是电平信号)，而不是数字。人们习惯把二进制码字之间的运算关系称为二进制数(二进制补码)之间的运算，所以常常给人一种存储器存储的是数的假象。但是，在码和数之间确实有一种一一映射的关系，并且，在这个映射关系上可以将数的运算映射为码间的运算。同时，由

35、于十六进制表示的整数和码字之间这种映射关系非常直观，以至于人们会忽略这种映射的存在。例如，给定一个十六进制码字0 x00000055，人们会不加思考地认为它等于十进制数85。这种相等是有条件的，即0 x00000055码字的小数定标点位于第0位以后(或认为没有小数定标点)，这个定标点是思想中添加的、用于码和数之间映射的一种关系。对于整数的处理，人们可以很直观地认为这个定标点不存在。对于小数处理，就不能无视这个定标点了。定标的方法就是通过加定标的方法将小数转化为十六进制数(码)的方法，ARM是32位定点处理器，定标点可设为032。定标点确定后，32位的存储字存储的数据大小也就确定了。一个小数a的

36、n定标值为取整(a2n)，0n32。根据这种方法，小数的31定标值为0.45231=966367641.6d966367641d=0 x39999999，即设置定标点为31后，十六进制值0 x39999999不再是整数966367641，而是小数。定标有一种记号法，即Q(32n).n，定标点为31时，记作，有时简记为Q31，是最常用的一种定标方法。但是，Q31定标只能表示1, 1)区间的小数，如果表示更大范围内的小数，例如区间2, 2)，那么需要采用定标。小数定标后的值往往是小数的近似值，这说明计算机采用定标方法只能不精确地表示小数，例如，小数就不能精确定标。小数的定标值可参与加、减和乘等运算

37、，由于定标值表示的数据范围有限，所以定标值间的运算不能有溢出，否那么计算结果错误。特别是乘法运算，乘法结果为64位，定标点位置移动到62位，必须取高32位(同时向左移一位)进行定标点的复原(为31位)；加法和减法运算不改变定标点。常用的做法为：在十进制数条件下进行小数的算法处理，找到所有参与运算的小数、中间结果和最终结果的绝对值最大值，按照这个最大值确定定标点位置。然后，将小数转换为定标值，编写汇编语言程序对定标值进行处理，得到定标值表示的最终结果。最后，用去定标的方法，即最终结果除去2n后得到真实的小数形式结果。在这个过程中，只有上一行的阴影局部是ARM汇编语言程序完成的。计算的正弦和余弦值

38、汇编语言程序，由于输入数据、中间结果和最终结果都不可能超过1，可以采用Q31定标方法。需要指出的是，上述介绍的是有符号的定标，即定标值的最高位31位为符号位，这种定标方法用得较多。关于无符号定标方法，由于与有符号定标方法相似，故本书不作介绍。下面把公式(1)和(2)中出现的常数按Q31定标方法计算的定标值列于表5-2中。表5-2 公式(1)和(2)中常数的Q31定标值小数0.451/3!1/5!1/7!定标值0 x3999 99990 x1555 55550 x111 11110 x6 8068小数11/2!1/4!1/6!定标值0 x7FFF FFFF0 x4000 00000 x555 5

39、5550 x2D 82D8这里的定标点和小数点是完全不同的概念，请注意区分。5.2.3 程序代码及结果分析 本小节的内容不是本书的重点，因此对本小节中的汇编程序不作深入分析，但是我们还是给出了完整的程序例如和源代码(注释清晰)，供感兴趣的读者参考。 在工程ex5_1的根底上，新建工程ex5_2，修改文件，其代码如下所示：1 AREA LEDLIGHT, CODE, READONLY2 EXPORT _main ; LedFlash3 EXPORT _use_two_region_memory4 5 IMPORT Sin0p45 ; for Sincos0.456 GPCDAT_ADDR EQU

40、 0 x560000247 LED_ON EQU 0 x00008 LED_OFF EQU 0 x00E09 ENTRY10 ; LedFlash11 _main12 BL Sin0p45 ; for Sincos0.4513 ledflash14 LDR R0, =GPCDAT_ADDR15 MOV R1, #LED_ON 16 STR R1, R0 ; LED ON17 18 BL Delay19 20 MOV R1, #LED_OFF 21 STR R1, R0 ; LED OFF22 23 BL Delay24 25 B ledflash26 Delay27 MOV R3, #0 x0

41、F000028 MOV R4, #0 x0F000029 subcycle130 SUB R3, R3, #131 subcycle232 SUB R4, R4, #133 CMP R4, #034 BGE subcycle235 36 CMP R3, #037 BGE subcycle138 BX LR39 40 _use_two_region_memory ; no warning41 END 上述代码中后跟注释“; for Sincos0.45的语句为新添加的语句，即先进行求正余弦值的运算，然后再作使LED灯闪烁的处理。 新建汇编语言文件，并添加到工程ex5_2中，工程ex5_2的主界面

42、如图5-7所示。图5-7 工程ex5_2的工作界面文件的完整代码如下：1 AREA SINCOS, CODE, READONLY2 EXPORT Sin0p453 Sin0p454 STMFD SP!, R0-R9,R145 6 ; calculate sin0.457 ; R0-R1 load address 8 ; R3-R8 load value9 ADR R0, x_q ; R0 is addr of x10 LDR R4, R0 ; R4 = x11 12 SMULL R5, R6, R4, R413 MOV R7, R6, LSL #114 ADD R7, R7, R5, LSR

43、#31; R7= x*x15 16 SMULL R5, R6, R4, R717 MOV R8, R6, LSL #118 ADD R8, R8, R5, LSR #31; R8= x*x*x 19 20 ADR R1, cof_321 LDR R3, R1 ; R3= cof322 23 SMULLR5, R6, R3, R824 MOV R2, R6, LSL #125 ADD R2, R2, R5, LSR #31; R2=x3/3!26 27 MOV R9, R428 SUB R9, R9, R2 ; R9= xx3/3!29 30 SMULL R5, R6, R7, R831 MOV

44、 R8, R6, LSL #132 ADD R8, R8, R5, LSR #31; R8=x533 34 ADR R1, cof_535 LDR R3, R1; R3= cof536 37 SMULL R5, R6, R3, R838 MOV R2, R6, LSL #139 ADD R2, R2, R5, LSR #31; R2=x5/5!40 41 ADD R9, R9, R2; R9= xx3/3!+x5/5!42 43 SMULL R5, R6, R7, R844 MOV R2, R6, LSL #145 ADD R2, R2, R5, LSR #31; R2=x746 47 ADR

45、 R1, cof_748 LDR R3, R1 ; R3= cof749 50 SMULL R5, R6, R3, R251 MOV R2, R6, LSL #152ADD R2, R2, R5, LSR #31; R2=x7/7!53 54SUB R9, R9, R2 ; R9= xx3/3!+x5/5!x7/7! 55 56 LDR R1, = sin_x57 STR R9, R158 59 ; calculate cos0.4560 ADR R0, x_q; R0 is addr of x61 LDR R4, R0; R4 = x62 63 SMULL R5, R6, R4, R464

46、MOV R7, R6, LSL #165 ADD R7, R7, R5, LSR #31; R7= x*x66 67 SMULL R5, R6, R7, R768 MOV R8, R6, LSL #169 ADD R8, R8, R5, LSR #31; R8= x4 70 71 ADR R1, cof_272 LDR R3, R1; R3= cof273 74 SMULL R5, R6, R3, R775 MOV R2, R6, LSL #176 ADD R2, R2, R5, LSR #31; R2=x2/2!77 78 ADR R0, cof_179 LDR R9, R080 SUB R

47、9, R9, R2; R9= 1x2/2!81 82 ADR R1, cof_483 LDR R3, R1; R3= cof484 85 SMULL R5, R6, R3, R886 MOV R2, R6, LSL #187 ADD R2, R2, R5, LSR #31; R2=x4/4!88 89 ADD R9, R9, R2; R9=1x2/2!+x4/4!90 91 SMULL R5, R6, R7, R892 MOV R2, R6, LSL #193 ADD R2, R2, R5, LSR #31; R2=x694 95 ADR R1, cof_696 LDR R3, R1; R3=

48、 cof697 98 SMULL R5, R6, R3, R299 MOV R2, R6, LSL #1100 ADD R2, R2, R5, LSR #31; R2=x6/6!101 102 SUB R9, R9, R2; R9= 1x2/2!+x4/4!-x6/6! 103 104 LDR R1, = cos_x105 STR R9, R1106 107 ;BX LR; return 108 LDMFD SP!, R0-R9,PC; return109 110 x_q DCD 0 x39999999; 0.45111 cof_1 DCD 0 x7FFFFFFF ; 1112 cof_2 D

49、CD 0 x40000000 ; 1/2!113 cof_3 DCD 0 x15555555 ; 1/3!114 cof_4 DCD 0 x05555555 ; 1/4!115 cof_5 DCD 0 x01111111 ; 1/5!116 cof_6 DCD 0 x002D82D8 ; 1/6!117 cof_7 DCD 0 x00068068 ; 1/7!118 119 AREA SINCOSRES, DATA, READWRITE120 sin_xDCD 0; sin0.45121 cos_x DCD 0 ; cos0.45122 END编译连接下载工程ex5_2，然后调试工程，如图5-

50、8所示。图5-8 工程ex5_2的调试窗口工程ex5_2的计算结果和保存在标号sin_x和cos_x处，即图5-8右侧Memory的0 x30000000和0 x30000004处，计算结果数值为0 x37ACF357和0 x7341D96B，去定标后的值(即转化为十进制数，再除以231后的值)为：计算值计算值而真实值为：真实值真实值计算值和真实值的误差在107数量级上，可见，计算结果是正确的。(数学角度上，还要考虑级数的截断误差!)5.3 系 统 初 始 化系统初始化是指上电复位后ARM芯片级程序首先要进行的处理，即配置工作时钟、看门狗电路、存储器空间、通用IO口、中断向量表及堆栈等，这些工

51、作都可以借助MDK软件的启动代码可视化配置向导完成，生成相关的启动代码文件。这里选用了S3C2410芯片，所以启动代码文件为。下面将介绍这个启动代码文件中还没有讲述的局部，并编制一个替换掉该启动代码文件的初始化代码文件。5.3.1 启动代码S3C2410A.s启动代码文件中已经讲述的局部为存储器控制器、通用IO口配置以及堆和栈等四局部，本小节中介绍的内容为看门狗定时器(Watchdog Timer)、时钟管理器(Clock Management)和中断向量表(Interrupt Vector Table)三局部，其中，中断向量表在节还要深入讲述。1. 时钟管理器初始化时钟管理器往往是初始化工作

52、的第一步(例如DSP中)，而在启动文件中，第一步是初始化看门狗定时器，第二步是初始化时钟管理器。结合“S3C2410A Users Manual第七章“Clock & Power Management，可知时钟管理器如图5-9所示。S3C2410A有四种工作模式，即正常模式、慢速模式、空闲模式和掉电模式，正常模式下由图5-9所示模块向CPU和所有外设提供时钟源，外设时钟源可以通过软件翻开或关闭，当所有外设时钟都工作时，芯片功耗到达最大。这里仅讨论正常模式下的时钟管理器配置。从UP-NETARM2410实验箱原理图上可以查到，S3C2410A的OM3和OM2脚均接地，即OM3:2 = 0b00，

53、那么由S3C2410A芯片资料手册可以查到，此时上电复位后时钟配置为MPLL有效、UPLL有效、主时钟源和USB时钟源均来自外部的晶体。再查UP-NETARM2410实验箱原理图，可以查到PLL时钟源频率为12MHz，RTC时钟源为32.768kHz。图5-9 S3C2410A时钟 管理器从附录一的附表1-1可以查到与时钟管理器相关的映射存放器共有6个，即LOCKTIME、MPLLCON(必须初始化)、UPLLCON、CLKCON、CLKSLOW和CLKDIVN，基地址为0 x4C000000，偏移量依次为0、0 x4、0 x8、0 xC、0 x10和0 x14。这些存放器的含义请参考S3C2

54、410A芯片资料手册第七章。这些存放器统称为时钟控制存放器，配置好这些存放器后，输入到芯片的时钟将按图5-10进行分配，其中，FCLK给CPU，HCLK给AHB总线外设(例如ARM920T、存储控制器、中断控制器、LCD控制器、DMA和USB主机等)，PCLK给APB总线外设(例如WDT、IIS、IIC、PWM定时器、MMC接口、ADC、UART、GPIO、RTC和SPI等)，UCLK为USB效劳。图5-10 S3C2410A时钟分配方案现在看一下启动代码中与配置6个时钟控制存放器相关的语句，如表5-3所示，其中，行号以工程ex5_1中的为准。表中与时钟控制器相关的代码序号行 号注 释 或 语

55、 句100680076; Clock Management definitionsCLK_BASE EQU 0 x4C000000 ; Clock Base AddressLOCKTIME_OFS EQU 0 x00 ; LOCKTIME OffsetMPLLCON_OFS EQU 0 x04 ; MPLLCON OffsetUPLLCON_OFS EQU 0X08 ; UPLLCON OffsetCLKCON_OFS EQU 0 x0C ; CLKCON OffsetCLKSLOW_OFS EQU 0 x10 ; CLKSLOW OffsetCLKDIVN_OFS EQU 0X14 ; CL

56、DKIVN OffsetCAMDIVN_OFS EQU 0X18 ; CAMDIVN Offset200800140; 时钟控制器寄存器注释301410147CLK_SETUP EQU 1MPLLCON_Val EQU 0 x0005C080UPLLCON_Val EQU 0 x00028080CLKCON_Val EQU 0 x0007FFF0CLKSLOW_Val EQU 0 x00000004LOCKTIME_Val EQU 0 x00FFFFFFCLKDIVN_Val EQU 0X00000000序号行 号注 释 或 语 句409090918; Clock Management Con

57、figuration IF CLK_SETUP 0CLK_CFG DCD LOCKTIME_Val DCD CLKDIVN_Val DCD MPLLCON_Val DCD UPLLCON_Val DCD CLKSLOW_Val DCD CLKCON_Val ENDIF509580968IF CLK_SETUP 0 LDR R0, =CLK_BASE ADR R8, CLK_CFG LDMIA R8, R1-R6 STR R1, R0, #LOCKTIME_OFS STR R2, R0, #CLKDIVN_OFS STR R3, R0, #MPLLCON_OFS STR R4, R0, #UPL

58、LCON_OFS STR R5, R0, #CLKSLOW_OFS STR R6, R0, #CLKCON_OFS ENDIF 表5-3中序号1一行表示定义时钟控制存放器的基地址和偏移量；序号3一行中，CLK_SETUP为1表示在配置向导中“Clock Management勾选，即使用初始化时钟存放器，其他的为6个存放器的配置值；序号4中为时钟控制存放器配置字分配空间；序号5一行为初始化时钟控制存放器。(这段代码写得不错!)下面理解一下表5-3中序号3一行中各配置字的含义，如表5-4所示，表5-4中也列出笔者拟配置的值，其中，“MDK值表示MDK软件启动代码中配置的值，“笔者值为笔者拟定的值。

59、表5-4 时钟控制存放器配置值及含义寄存器名MDK值笔者值含 义LOCKTIME0 x00FF FFFF0 x00FF FFFFLOCKTIME的位23:12为UPLL的锁定时间，位11:0为MPLL的锁定时间，位31:24保留。这里采用复位值，也是最大值，MPLL和UPLL稳定(锁住)前的计数值均为0 xFFFMPLLCON0 x0005 C0800 x0005 8011MPLLCON和UPLLCON结构相同，第19:12位为MDIV，第9:4位为PDIV，第1:0位为SDIV，其他位保留。Mpll时钟值输入时钟*(MDIV+8)/ (PDIV+2 *2SDIV，MDK的设置值为默认值，表示

60、Mpll为120MHz，笔者的设置值为192MHz。注意：虽然这款S3C2410A芯片最大工作频率为200MHz，但是配置PLL值应使用推荐的配置，不要任意设置UPLLCON0 x0002 80800 x0007 8023MDK的配置值为57.6MHz，笔者的设定值为48MHz寄存器名MDK值作者值含 义CLKCON0 x0007 FFF00 x0007 FFF0CLKCON寄存器从第18位至第4位依次管理SPI、IIS、IIC、ADC(含触摸屏)、TRC、GPIO、UART2、UART1、UART0、SDI、PWMTIMER、USB设备、USB主机、LCDC、Nand Flash的时钟源。当