ARM嵌入式开发实例1-2

1、1第1章 初识ARM嵌入式系统1.2 ARM嵌入式系统的开发要点与开发环境ARM嵌入式系统的开发ARM芯片的设计ARM芯片的开发应用1.2.1 ARM嵌入式系统的开发要点嵌入式系系统的设设计要求求嵌入式系系统设计计开发不不同于桌桌面系统统，它非非常受制制于功能能和具体体的应用用环境，所以嵌嵌入式系系统的设设计具有有一些特特殊的要要求：接口方便便、操作作容易稳定可靠靠、维护护简便功耗管理理、降低低成本功能实用用、便于于升级并发处理理、及时时响应嵌入式系系统开发发特点需要软硬件综合开发发，二者者密切相相关。原因：任何一个个嵌入式式产品都都是软件件和硬件件的结合合体一旦嵌入入式产品品研发完完成，软软

2、件就固化在硬件环环境中，嵌入式式软件是是针对相相应的嵌嵌入式硬硬件开发发的，是是专用的的。嵌入式系系统的这这一特点点，决定定了嵌入入式应用用开发方方法不同同于传统统的软件件工程方方法。预备知识识ARM嵌入式系系统的概概念和基基本结构构印刷电路路板设计计知识模拟电子子技术、数字电电子技术术等集成开发发环境编程语言言汇编语言言：ARM嵌入式指指令集（初始化化的启动动程序）C语言C语言汇汇编语言言1、明确ARM嵌入式系系统开发发的过程程嵌入式软软件的开开发流程程与通用用软件的的开发流流程大同同小异，但开发发所使用用的设计计方法具具有嵌入入式开发发的特点点。整个个开发流流程可分分为：需求分析析阶段设计

3、阶段段生成代码码阶段固化阶段段5需求和规规格说明明嵌入式系系统应用用需求中中最为突突出的是是注重应应用的时效性，需求分分析阶段段的主要任务务是：(1)对对问题的的识别和和分析对用户提提出的问问题进行行抽象识识别用以以产生以以下的需需求：功功能需求求、性能能需求、环境需需求、可可靠性需需求、安安全需求求、用户户界面需需求、资资源使用用需求、软件成成本与开开发进度度需求。(2)制制订规格格说明文文档经过对问问题的识识别，产产生了系系统各方方面的需需求。通通过对规规格的说说明，文文档得以以清晰、准确地地描述。这些说说明文档档包括需求规格格说明书书和初级级的用户户手册等。(3)需需求评审审需求评审审作

4、为系系统进入入下一阶阶段前最最后的需需求分析析复查手手段，在在需求分分析的最最后阶段段对各项项需求进进行评估估，以保保证软件件需求的的质量。需求评评审的内内容包括括正确性性、无歧歧义性、安全性性、可验验证性、一致性性、可理理解性、可修改改性、可可追踪性性等多个个方面。嵌入式系系统开发发要点交叉编译译器(Cross-compiler)：是一种种运行在在通用计计算机上上的、但但是能够够生成在在另一种种处理器器上运行行的目标标代码的的编译器器。交叉开发发：在一台台通用计计算机上上进行软软件的编编辑、编编译，然然后下载载到嵌入入式系统统中运行行调试。嵌入式系系统开发发要点它分散在在有通信信连接的的宿主

5、机与目标机环境之中中：宿主机(Host)是一台通通用计算算机，一一般是PC机。它通通过串口口或网络络连接与与目标机机通信。目标机(Target)可以是嵌嵌入式应应用软件件的实际际运行环环境（可可以是能能替代实实际环境境的仿真真系统）101.1ARM嵌入式系系统简介介典型的开开发环境境源程序编译器目标文件件链接器可执行文文件2、熟悉开开发工具具环境里里的库函函数（了解三三个方面面）（1）考虑硬硬件对库库函数的的支持；注意：库库函数的的使用并并不是必必须的。（2）符合目目标系统统上的存存储器资资源分布布；（3）应用程程序运行行环境的的初始化化；111.1ARM嵌入式系系统简介介3、熟悉ARM嵌入式

6、系系统的调调试操作作调试有三三种基本本方法模拟调试试（Simulator）软件调试试（Debugger）仿真器调调试（Emulator）121.1ARM嵌入式系系统简介介模拟调试试（Simulator）调试工具具和待调调试的嵌嵌入式软软件都在在主机上上运行，由主机机提供一一个模拟拟的目标标运行环环境，可可以进行行语法和和逻辑上上的调试试。优点：简简单方便便，不需需要目标标板，成成本低缺点：功功能非常常有限，无法实实时调试试大多数调调试工具具都提供供Simulator功能软件调试试（Debugger）（监控控器方式式）主机和目目标板通通过某种种接口（通常是是串口）连接，主机上上提供调调试界面面，

7、待调调试软件件下载到到目标板板上运行行。这种方式式的先决决条件是是要在Host和Target之间建立立起通信信联系（目标板板上称为为监控程序序Monitor）优点：纯软件，价格较较低，简简单，软软件调试试能力较较强缺点：需要事先先烧制Monitor（往往需多多次试验验才能成成功）且且目标板板工作正正常，功功能有限限，特别别是硬件件调试能能力较差差。PCTargetMonitor串口仿真器方方式（Emulator）这种方式式用仿真真器完全全取代目目标板上上的MCU，因而目标标系统对对开发者者来说完完全是透透明的、可控的的。仿真真器与目目标板通通过仿真真头连接接，与主主机有串串口、并并口、网网口或

8、USB口等连接接方式。由于仿仿真器自自成体系系，调试试时既可可以连接接目标板板，也可可以不连连接目标标板（Standalone）。优点：功能非常常强大，软硬件件均可做做到完全全实时在在线调试试缺点：价格昂贵贵。一般高档档的微处处理器都都带JTAG (JointTest ActionGroup,联合测试试行动组组)接口口，它是一一种边界界扫描标标准，只只需5根根引脚就就可以实实现在线线仿真的的功能。JTAG调试有一个硬硬件调试试体。该该硬件调调试体与与目标板板通过JTAG调试接口口相连，与主机机通过串串口、并并口、网网口或USB口相连。待调试试软件通通过JTAG调试器下下载到目目标板上上运行。T

9、argetPC接口JTAG17第1章初识ARM嵌入式系系统1.2.2ARM嵌入式系系统的开开发环境境编译器/汇编器指令系统统模拟器器在线仿真真器或调调试探测测器目标开发发板跟踪捕捉捉仪嵌入式操操作系统统常见的开开发环境境18产品公司C编译器产品说明ARM公司ARM处理器在RealView开发套件中有良好的技术支持。其中RealView-ICE可以用于连接调试硬件和调试环境。KEIL公司Keil公司最早以支持8051系列单片机的开发受到广大用户的支持。而在最新版本的RealView MDK开发环境中，对ARM嵌入式系统的开发具有很好的支持。其配套的仿真器是ULink和JLink。IAR Syst

10、em公司英文全称为IAR Embedded Workbentch for ARM and Cortex。在该开发环境中系统提供了C/C+编译器和调试器。IAR开发工具链跟Keil公司一样，主要致力于AVR单片机的嵌入式系统开发。其中，IAR配套的仿真器为JLink。Lauterbach公司提供JTAG仿真器以及JWT跟踪设备。其他CodeSourcery公司推出的支持ARM嵌入式系统的GNU工具链。该工具链在市场上占有较小的份额，未能在嵌入式行业大面积推广。常见ARM嵌入式系系统C编译器最流行、最通用用1.2.1KeilMDK简介Keil开发环境境是德国国知名公公司Keil（现已并并入ARM公

11、司）开开发的嵌嵌入式微微控制器器软件开开发平台台，也是是目前ARM嵌入式单单片机开开发的主主流工具具。在该该软件平平台中，uVision的界面与与微软VC+的界面类类似，具具有友好好的人机机交互环环境，启启动界面面如右图图所示。19在uVision开发工具链中包含了指令模拟器，用户可以通过使用该功能来模拟“纯粹”的ARM嵌入式代码，即用户不需要外部硬件平台的支持也可以在软件平台中模拟代码的运行，基本的界面框架如右图所示。20RealViewMDK用户操作作界面Keil平台开发发周期Keil平台开发发ARM嵌入式软软件，开开发周期期与其他他的平台台环境的的开发周周期是类类似的，大致有有以下几几个

12、步骤骤：创建新的的项目工工程，选选择正确确的目标标芯片，对工程程项目参参数进行行配置；编写C语言代码码或汇编编程序代代码，并并添加到到项目工工程文件件中；对项目工工程进行行编译、连接和和调试；修改源代代码中的的语法错错误和逻逻辑错误误，重新新编译至至正确与硬件联联机调试试至无误误；211.2ARM嵌入式系系统的开发要要点与开开发环境境步骤一创建/打开工程文件步骤二选择ARM嵌入式芯片步骤三添加源代码文件步骤四编译程序步骤五程序的调试221.2.3KeilMDK开发步骤骤1.2ARM嵌入式系系统的开发要要点与开开发环境境231、创建/打开工程程文件在KeilMDK开发环境境中，用用户可以以通过选

13、选择“NewProject”下拉菜单单来创建建一个新新的工程程，如右右图所示示。此时，系系统会弹弹出一个个对话框框，要求求为新建建的项目目工程起起一个名名字。在菜单中中创建新新的工程程将新创建建的工程程命名为为“test”1.2ARM嵌入式系系统的开发环环境242、选择ARM嵌入式芯芯片在创建完完存放工工程代码码的文件件夹后，用户就就可以根根据实际际的工程程需要，选择需需要的ARM嵌入式芯芯片。在建立工工程项目目文件后后，用户户需要在在该工程程项目内内添加源源程序代代码。选选择菜单单“File”|“New”或者点击击工具栏栏上的新新建文件件按钮，就可以以在项目目工程窗窗口的右右侧打开开一个新新

14、的文本本编辑窗窗口，用用户可以以在该窗窗口中输输入程序序代码。在编辑完完代码之之后，用用户需要要将其保保存为源源文件，选择菜菜单“File”|“Save”或者点点击工具具栏的保保存文件件按钮，可以实实现对源源文件的的保存操操作。在在源文件件编辑完完成之后后，用户户还需要要将编写写好的源源文件添添加到新新建的项项目工程程中去。3、添加源源代码文文件25添加源文文件到项项目工程程中26添加源代代码对话话框选择其中中的“AddFileToGroupSource Group1”，系统弹弹出一个个文件对对话框，用户可可以在对对话框中中输入源源文件的的路径，点击“确定”后就完完成了对对源文件件的添加加操作，具体如如右图所所示。特别需要要提醒读读者注意意的是，在添加加文件的的时候，由于对对话框不不会自动动关闭，经常会会被误认认为添加加文件操操作没有有成功而而在此双双击添加加同一个个文件，引起不不必须要要的错误误，系统统也会弹弹出相应应的错误误提示对对话框，如右图图所示。重复添加加源代码码后的错错误提示示4、编译程程序在程序代代码编辑辑完之后后就可以以进入编编译阶段段，用户户可以通通过菜单单、工具具栏和浮浮动菜单单等多种种方式对对源代码码进行编编译操作作。同时时，在KeilMDK平台中，用户还还可以通通过批处处理文件件进行相相应的编编译操作作。一般般实际的的