嵌入式ADS实验指导书

1、实验一 嵌入式微处理器系统的开发环境一、 实验环境PC机一台软件：ADS 1.2集成开发环境一套二、实验目的了解嵌入式系统及其特点；熟悉嵌入式系统的开发环境和基本配置并能编写简单的汇编程序三、实验内容嵌入式系统的开发环境、基本配置使用汇编指令完成简单的加法实验四、实验步骤在D:新建一个目录，目录名为experiment。点击 WINDOWS程序|ARMDeveloperSuitev1.2|CodeWarriorfor ARM Developer Metrowerks Code ADS ADS 1.21-1图 1-1 启动ADS1.2(3) 在CodeWarrior“New”菜单。这样就会打开一

2、个如图1-2 所示的对话框。FileNewARM Executable Image目录为D:experiment。图 1-2 新建文件在这个对话框中为用户提供了7 种可选择的工程类型：1）ARM Executabl ImageARM 指令的代码生成一个ELF 格式的可执行映像文件； 2）ARM Object LibraryARMarmar 格式的目标文件库； 3）Empty Project：用于创建一个不包含任何库或源文件的工程；4）Make Wizard：用于将Visual C 的nmake 或GNU make 文件转入到CodeWarrior IDE 工程文件；Thumb ARM Exec

3、utable Image：用于由ARM 指令和Thumb行的ELF 格式的映像文件；Thumb Executable imageThumbELF 格式的映像文件； 7）Thumb Object LibraryThumb 指令的代码生成一个armar 格式的目标文件库。FileNew】建立一个新的文件TEST1.S如程序代码，并保存，此时在工程窗口中可以看到TEST1.S图 1-3 新建test1.s选择【Edit】-【PerferencesFont 选项设置字体是 Fixedsys，Script 是CHINESE_GB2312。图 1-4 设置字体EditDebugRel SettingsDe

4、bugRel Settings 对话框的左边选择ARM Linker点击“DebugRelSettings”图标按钮，即可进行工程的地址设置、输出文件设置、编1-5 Linker中设置各编译器的编译选项。1-6所示。同样，您可以 在【Project】菜单中找到相应的命令。图 1-5 连接器选项设置图 1-6 output 选项卡OUTPUTLinktype 选项组中的单选按钮确定使用的连接方式。这里选择ELFSimple1-5ROBase 文本框中填入0 x40000000 是开发板上SDRAMBase 0 x40003000 指的是系统可读写内存的地址0 x40 x40003000 之间是只

5、读区域，存放程序的代码段，从0 x40003000 开始是程序的数据段。LayoutSimple 时有效，它用来安排一些输入段在映像文件Place at beginning of imageinit.Section 文本框中指定输入段的名称initinit.s 源文件中的init所示。图 1-7 Layout 选项卡中连接器选项ProjectMakeF7，将编译链接整个工程。如图 1-8图 1-8 工程窗口中的图标按钮A)DebugRel SettingsB)Synchronize Modification Dates同步修改日期；C)MakeD)Debug E)Run编译连接；启动ADX 进

6、行调试；启动ADX 调试,并直接运行；F)Project Inspector”Make”1-9所示。图 1-9 编译连接输出窗口ProjectDebugF5。IDE 环境就会启动AXD接着可以执行单步、全速运行调试。图 1-10 AXD 调试窗口注意：本实验使用软件仿真，所以要在AXDOptions】-【Configure Target菜单，然后在 Choose TargetARMUL五 思考题图 1-11 目标环境选择工程模板有何作用？如何强行重新编译工程的所有文件？(提示：选择【Project】-【Remove Object Code】删除工程中的*.obj 文件)六 参考程序AREAEx

7、ample1,CODE,READONLY ; 声明代码段Example1ENTRYCODE32STARTMOV MOVR0,#15 R1,#8;标识程序入口32ARM设置参数ADDSR0,R0,R1;R0 = R0 + R1BSTARTEND实验预作关键过程及结果图：实验二 汇编指令实验一、实验环境PC机一台ADS 1.2集成开发环境一套二、实验目的了解ADS 1.2ARMulator掌握ARM7TDMI3.掌握指令的条件执行和使用LDR/STR 指令完成存储器的访问。三、实验内容使用LDR/STR使用数据处理指令实现数据传送和算术和逻辑运算。使用ADS 1.2(Processor Regis

8、ters(Memory) 监视存储器的值。LDR0 x4000310010 则使用STR100ADS 1.2(Processor Registers)监视R0、R1(Memory) 0 x40003100四、实验步骤启动ADS1.2，使用ARMExecutableImageInstruction1。建立汇编源文件TEST2.S，编写实验程序，然后添加到工程中。RO Base0 x40000000，RW Base0 x40003000口地址Image entry point0 x40000000。Project】-【DebugAXD打开寄存器窗口Registers），Current 项监视 的值

9、。打开存储器观察窗（Memor0 x4000310Size为监视0 x40003100图2-1Memory 窗口显示格式设置寄存器显示格式与之类似Hex，Decimal2-2 所示。图 2-2 设置寄存器显示格式（6）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，调试时观察寄存器和 0 x40003100 地址上的值。六、思考题图 2-3 调试程序窗口LDR 伪指令与LDR 加载指令的功能和应用有何区别，举例说明？LDR/STR 指令的前索引偏移指令如何编写？指令是怎样操作的？AXD(提示：选择【File】-【Reload Current Image】重新加载映象文件)七、

10、参考程序COUNTEQU AREA ENTRY CODE320 x40003100 ; 定义一个变量，地址为 0 x40003100 Example2,CODE,READONLY ; 声明代码段Example2; 标识程序入口32ARMSTARTLDRR1,=COUNT; R1 = COUNTMOV STR LOOP LDR ADD CMPR0,#0 R0,R1LDR R0,R1 R0,R0,#1 R0,#10; R0 = 0; R1 = ，即设置COUNTR1,=COUNT; R0 = R1; R0 = R0 + 1; R010MOVHSR0,#0R010 = 0STR B ENDR0,R1

11、 LOOP; R1 0)。四、实验预习要求ARM 嵌入式系统基础教程中第4 章ARM 指令系统的内容。ADS 料，了解ADS 工程编辑和AXD()五、实验步骤启动ADS 1.2，使用ARM Executable ImageProgramC。建立源文件Startup.STest.c，编写实验程序，然后添加到工程中。设置工程链接地址RO Base0 x40000000，RW Base0 x40003000口地址Image entry pointOx40000000。设置位于开始位置的起始代码段，如图3-1,3-2图 3-1 设置位于开始位置的起始代码段(1)图 3-2 设置位于开始位置的起始代码段

12、(2)编译链接工程，选择ProjectDebug，启动AXD 进行软件仿真调试。在Startups 的“B Main”处设置断点，然后全速动行程序。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。诜择 Processor vlewsvariables 步全速运行程序，判断程序的运算结果是否正确。如图3-3六、思考题图 3-3 ARM 实验 3 的运行观察结果 ?如果没有Startup.s ?实验程序中的 Main()提示：Main 号。)七、参考程序;startup fileIMPORT IMPORT IMPORT IMPORT|Image$RO$Limit|Image$RW

13、$Base|Image$ZI$Base|Image$ZI$Limit|IMPORTMAIN;declare the main() in the C ProgAREA ENTRY CODE32start,CODE,READONLYResetLDRSP,=0 x40003f00;initial the C caseLDR LDR LDRCMP BEQR0,=|Image$RO$Limit| R1,=|Image$RW$Base| R3,=|Image$ZI$Base|R0,R1 LOOP1LOOP0CMPR1,R3 LDRCCSTRCCBCCLOOP0LOOP1LDR MOVR1,=|Image$

14、ZI$Limit| R2,#0LOOP2CMPR3,R1STRCCR2,R3,#4BCCB ENDLOOP2 MAIN/ main file#define uint8unsigned #define uint32 unsigned int#define N100uint32 sum; void MAIN(void)uint32 i; sum = 0;for(i = 0;i 】)打开变System View【 InternalsLPC2000 系列ARM7 微控制器的片内外设寄存器窗口。11、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，观察变量的值，判断蜂鸣器控制是否正

15、确。12、当仿真调试通过后关闭AXD，在ADS 1.2 集成开发环境中选用RelOutChip 标，然后编译连接工程。13、将EasyARM2200 开发板上的JP9 跳线短接，JP1、JP4 跳线断开，JP6 跳线设置为Bank0-Flash、Bank1-RAM，JP7 跳线设置为OUTSIDE。14Project】-DebugAXD JTAG EasyJTAG 真器将会把程序下载到片外FLASH 上(2.5 节。注意：使用 RelOutChip 生成目标时，使用片外 FLASH 进行仿真调试(或固化程序)，JP6跳线要设置为Bank0-Flash、Bank1-RAM，在AXD 中设置仿真器

16、参考如图 5-3 所示。图 5-3 片外FLASH 调试的仿真器设置15、按EasyARM2200 开发板上的RST 复位键，观察程序是否能脱机运行。16、实验结束后，在AXD 中设置仿真器为片外RAM 调试方式的设置，以便于后面实验的正确操作。七、思考题为什么这个实验的工程不需要设置连接地址？(提示：LPC2200 专用工程模板已集成了起动代码、编译选项和连接地址设置等等)在实验参考程序中，如何控制蜂鸣器报警的速度？在 LPC2000 系列 ARM7 微控制器中，有哪两个管脚作 GPIO 输出时需要外接上拉电阻？八、参考程序GPIO 输出控制实验 1 的参考程序见程序清单。GPIO 输出控制

17、实验 1 参考程序/*文件名：BEEPCON.C*功能：蜂鸣器控制。对蜂鸣器B1 进行控制，采用软件延时方法。*使用 I/O 口直接控制，采用灌电流方式。*说明：将跳线器JP9 短接，JP4 断开。*/ #includeconfig.h#define BEEPCON 0 x00000080/*P0.7 引脚控制B1，低电平蜂鸣*/*名称：DelayNS()*功能：长软件延时。*入口参数：dly 延时参数，值越大，延时越久*出口参数：无*/ void DelayNS(uint32 dly)uint32 i; for(;dly0;dly-) for(i=0;iDebugAXD 进行JTAG仿真调试

18、。IO0PIN IO0PIN寄存器的值。全速运行程序，短接/断开 JP1，控制蜂鸣器的蜂鸣。说明：可以通过 Watch Processor 】-【Watch 窗口，在Watch 窗口内点击鼠标右键，选择Add 6-2 所示。图6-2Watch窗口Add Watch窗口中的Expression *(unsigned 6-3 所示，然后选择Add To View按钮，即可在Watch窗口观察IO0PIN (IO0PIN 0 xE0028000)。图6-3Add Watch对话框Watch 窗口中选择一个观察变量，按Del 键即可删除此观察变量。七、思考题P0.30 设置为GPIOP0.3001？或

19、者是不确定？如果需要读取当前P0.7 的输出值(不是管脚上的电平)，如何实现？八、参考程序GPIO 输入控制实验的参考程序见程序清单。GPIO 输入控制实验参考程序/*文件名：READPIN.C*功能：读取 I/O 引脚值，并输出控制蜂鸣器。*使用 I/O 口输入方式对P0.14 口进行扫描。说明：将跳线器JP9 短接，JP4 /断开JP1(使P0.14 /)。*/ #includeconfig.h#define BEEPCON 0 x00000080/*P0.7 引脚控制B1，低电平蜂鸣*/#define PIN_P014 0 x00004000/*定义 P0.14 屏蔽字*/*名称：mai

20、n()*功能：读取P0.14 口的值，并输出控制蜂鸣器B1。*/ int main(void)uint32 i;PINSEL0=0 x00000000;/设置管脚连接GPIOIO0DIR=BEEPCON;/设置B1 控制口为输出，其它I/O 为输入while(1)if(IO0PIN&PIN_P014)!=0)IO0SET=BEEPCON; else IO0CLR=BEEPCON;for(i=0;iDebugAXD 进行JTAG仿真调试。PC机上的EasyARMHello World7-1所示。七、思考题图 7-1 UART 实验运行结果U0RBR 寄存器和U0THR 寄存器的地址是完全一样的，

21、是不是说明接收寄存器和发送寄存器是同一物理寄存器呢？“while(U0LSR&0 x20)=0)序运行能得到正确结果吗？八、参考程序UART 实验的参考程序见程序清单。UART 实验参考程序/*文件名：SENDSTR.C*功能：向串口发送数据。*说明：使用外部 11.0592MHz 晶振，根据CONFIG.H 文件配置，Fpclk=11.0592MHz；*通讯波特率 115200，8 位数据位，1 位停止位，无奇偶校验。*/ #includeconfig.h/*名称：DelayNS()*功能：长软件延时*入口参数：dly 延时参数，值越大，延时越久*出口参数：无*/ void DelayNS(

22、uint32 dly)uint32 i; for(;dly0;dly-) for(i=0;iDebugAXD 进行JTAG/故障解决办法 机上的EasyARM软件会不断的显示RTC的时间值。六、思考题若程序中已初始化YEAR、MONTH、DOM 寄存器，则DOY 寄存器是否还需要初始化？ 如果想定时每天的 12:00:00 报警，需要如何设置RTC 的相关寄存器？七、参考程序RTC 实验的参考程序见程序清单。RTC 实验参考程序/*文件名：SENDRTC.C*功能：运行 RTC 进行计时，将所时间值不断的通过串口向上位机发送，并把秒的值输出LED1-LED8*显示。*说明：将跳线器JP8 短接

23、。*通讯波特率 115200，8 位数据位，1 位停止位，无奇偶校验。*/ #includeconfig.h#define SPI_CS 0 x00000100/*P0.8*/ #define SPI_DATA 0 x00000040/*P0.6*/ #define SPI_CLK 0 x00000010/*P0.4*/#define SPI_IOCON 0 x00000150/*定义 SPI 接口的 I/O 设置字*/*定义串口模式设置数据结构*/ typedef struct UartModeuint8 datab;/uint8 stopb;/停止位，1/2uint8 parity;/奇偶

24、校验位，0 为无校验，1 奇数校验，2 为偶数校验UARTMODE;uint8 send_buf16;/UART0 数据接收缓冲区/*名称：UART0_Ini()*功能：初始化串口 0。设置其工作模式及波特率。*入口参数：baud 波特率*set 模式设置(UARTMODE 数据结构)*出口参数：返回值为 1 时表示初化成功，为 0 表除参数出错*/ uint8 UART0_Ini(uint32 baud,UARTMODE set)uint32 bak;/* 参 数 过 滤 */ if(0=baud)|(baud115200)return(0); if(set.datab8)return(0)

25、; if(0=set.stopb)|(set.stopb2)return(0); if(set.parity4)return(0);/* 设 置 串 口 波 特 率 */ U0LCR=0 x80;/DLAB 位置 1bak=(Fpclk4)/baud;U0DLM=bak8;U0DLL=bak&0 xff;/* 设 置 串 口 模 式 */ bak=set.datab-5;/设置字长度if(2=set.stopb)bak|=0 x04;/2 if(0!=set.parity)set.parity=set.parity-1;bak|=0 x08; bak|=set.parity4;/设置奇偶校验U

26、0LCR=bak; return(1);/*名称：SendByte()*功能：向串口UART0 发送字节数据，并等待发送完毕。*入口参数：data 要发送的数据*出口参数：无*/ void SendByte(uint8 data)U0THR=data;/发送数据while(U0LSR&0 x20)=0);/等待数据发送/*名称：ISendBuf()*功能：将缓冲区的数据发送回主机。*入口参数：buf 数据缓冲区*no 发送数据的个数*出口参数：无*/ void ISendBuf(uint8 const*buf,uint8 no)uint8 i; for(i=0;ino;i+)SendByte(bufi);/*名称：HC595_SendDat()*功能：向 74HC595 发送一字节数据*入口参数：dat 要发送的数据*出口参数：无*说明：发送数据时，高位先发送。*/ void HC595_SendDat(uint8 dat)uint8 i; IO0CLR=SPI_CS;/SPI_CS=0for(i=0;i8;i+)/发送 8 位数据IO0CLR=SPI_CLK;/SPI_CLK=0/* 设 置 SPI_DATA 输 出 值 */ if(dat&0 x80)!=0)IO0SET=SPI_DATA; else IO0CLR=SPI_DATA;dat16)&0 x1F;/取