ARM嵌入式原理和开发实验报告

-.z.邮电大学海外学院实验报告实验名称：实验一基于ADS开发环境的程序设计 实验二嵌入式Linu*交叉开发环境的建立实验三嵌入式Linu*环境下的程序设计课程名称嵌入式系统与开发班级**姓名开课时间2014/2015学年第1学期实验一基于ADS开发环境的程序设计实验目的1、学习ADS开发环境的使用；2、学习和掌握ADS环境下的汇编语言及C语言程序设计；3、学习和掌握汇编语言及C语言的混合编程方法。实验容1、编写和调试汇编语言程序；2、编写和调试C语言程序；3、编写和调试汇编语言及C语言的混合程序；4、编写程序测试多寄存器传送指令的用法。实验原理ADS全称为ARMDeveloperSuite，是ARM公司推出的新一代ARM集成开发工具。现在常用的ADS版本是ADS1.2，它取代了早期的ADS1.1和ADS1.0。ADS用于无操作系统的ARM系统开发，是对裸机（可理解成一个高级单片机）的开发。ADS具有极佳的测试环境和良好的侦错功能，它可使硬件开发工作者更深入地从底层去理解ARM处理器的工作原理和操作方法，为日后自行设计打基础，为BootLoader的编写和调试打基础。1.ADS软件的组成ADS由命令行开发工具、ARM运行时库、GUI开发环境（CodeWarrior和A*D）、实用程序、支持软件等组成。2.GUI开发环境ADSGUI开发环境包含CodeWarrior和A*D两种，其中CodeWarrior是集成开发工具，而A*D是调试工具。使用汇编语言进行编程简单、方便，适用于初始化硬件代码、启动代码等。汇编语言具有一些相同的基本特征：一条指令一行。使用标号（label）给存单元提供名称，从第一列开始书写。指令必须从第二列或能区分标号的地方开始书写。注释必须跟在指定的注释字符后面，一直书写到行尾。在ARM汇编程序中，每个段必须以AREA作为段的开始，以碰到下一个AREA作为该段的结束，段名必须唯一。程序的开始和结束需以ENTRY和END来标识。嵌入式C语言设计是利用基本的C语言知识，面向嵌入式工程实际应用进行程序设计。为了使单独编译的C语言程序和汇编程序之间能够相互调用，必须为子程序之间的调用规定一定的规则。ATPCS就是ARM程序和Thumb程序中子程序调用的基本规则。实验过程与关键代码分析创建项目工程在File菜单中选择New命令，打开一个新建工程对话框。在Project选项卡下，选择ARME*ecutableImage,然后在Projectname文本框里输入项目名称，点击确定。弹出工程窗口。选择File菜单中的New命令，选择File标签页，在Filename文本框中输入要创建的文件名。汇编程序以.s结尾，c程序以.c结尾。在Location文本框中指定文件的存放位置，选中AddtoProject，在Targets中选中DebugRel，单击确定关闭窗口。2.用汇编语言设计程序实现10的阶乘AREAE*AMPLE,CODE,READONLYENTRYstart MOVR0,*10 MOVR1,*1LOOP MULR0,R0,R1 SUBR0,R0,1 CMPR0,*1 BHILOOP END在这个程序中，我们首先对R0和R1赋值，将R0作为一个变量，而R1作为一个存贮阶乘值的寄存器。在每进行一次乘法之后，将R0减1。同时在做完减法后进行判断，如果此时R0大于1，则返回继续乘法，否则结束程序，输出结果。3.用调用子程序的方法实现1!+2!+3!+…+10!，代码如下：asmp.s AREAJC,CODE,READONLY E*PORTJCP ENTRYJCP ADD R3, R0, *1 MOV R2, *1 MOV R1, *1LOOP MUL R0, R1, R2 MOV R1, R0 ADD R2, R2, *1 CMP R2, R3 BNE LOOP NOP NOP MOV PC, LR ENDPROGC.c*include<stdio.h>E*ternintJCP(intN)intmain(){ intres=0; intm=10; inti; for(i=1;i<=m;i++) res=res+JCP(i); printf(“Theresult=%d\n”,res); return0;}在这个程序中，主程序由c语言完成作求和，子程序由汇编语言写成作阶乘。5.实现字符串的逆序复制TE*T1=“HELLO”=>TE*T2=“OLLEH” AREAinvstring,CODE,READONLYstart ADR R1，TE*T1 ADR R2， TE*T2 MOV R3, *0LOOP LDRB R0， [R1], *1 ADD R3， R3， *1 CMP R0， *0 BNE LOOP SUB R1， R1， *2LOOP1 LDRB R0， [R1], *-1 STRB R0， [R2], *1 SUB R3，R3, *1 CMP R3， *1 BNE LOOP1 MOV R5， *&55 NOPTE*T1 =“HELLO”，0 ALIGNTE*T2 =“OELLH” END实验小结 在这次实验中，学会了如何使用汇编程序进行编程。对汇编程序编程一些基本的要求有了一定的了解，学习了C语言的语法和在其中调用汇编程序的方法。学会了利用CodeWarriorIDE开发C和ARM汇编代码。学会了在A*D中进行代码调试的方法和过程，对A*D的调试有初步的了解。实验二嵌入式Linu*交叉开发环境的建立一、实验目的1、掌握嵌入式Linu*交叉开发环境的建立方法学习和掌握Linu*常用命令学习和掌握vi编辑器的使用二、实验容1、搭建嵌入式Linu*交叉开发环境2、熟悉Linu*的常用命令3、熟悉vi编辑器的常用命令三、实验原理Linu*系统是UNI*系统的分支，是UNI*的微机版。Linu*具有异常丰富的驱动程序资源，支持各种主流的硬件设备与技术。Linu*包含了现代的UNI*操作系统的所有功能特性，这些功能包括多任务、虚拟存、虚拟文件系统、进程间通信、对称所处理器、多用户支持等。Vi编辑器是所有UNI*和Linu*下的标准编辑器。它包含3种工作模式。嵌入式系统是专用的计算机系统，它对系统的功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格的要求。大部分嵌入式系统没有大容量存储设备，一般不能安装大型开发软件，系统的开发需要采用交叉开发模式。四、实验过程与关键代码分析实验用的是UP-NetARM2410-S试验箱，里面配有三星的芯片S3c2410*。打开电脑上VMWare软件，在Windows系统下启动虚拟机里的Linu*系统。接着需要1.宿主机的环境搭建下载并运行VMWare，根据向导创建一台新虚拟机并选择Linu*作为客户操作系统，再根据向导安装RedHatLinu*9.0。2.虚拟机中启动Linu*操作系统使用root登陆，用户名为root，密码为123456。之后对共享文件设置进行调整：打开settings界面，打开sharedfolders功能，同时将路径设置到有课前下载的软件的目录下。3.开发工具软件的安装（1）安装gcc打开Linu*后，打开终端窗口，在共享的目录下找到install.sh并运行，命令如下：ls./install.sh 安装程序将自动建立/arm2410s目录，并将所有的开发软件包安装到/arm2410s目录下，同时自动配置编译环境，建立合适的符号。安装完成后在目录/opt/host/armv4l/bin/下应该能看到主编译器。（2）配置PATH路径vi.file 将里面PATH变量改为PATH=$PATH:$HOME/bin:/opt/host/armv41/bin/; 存盘后执行source.bash_profile以后armv4l-unknown-linu*-gcc将被自动搜索到4.宿主机上的开发环境配置（1）配置IP地址 命令配置了宿主机的IP地址。然后打开网络配置窗口，重新探测MAC地址。重新激活。（2）关闭防火墙 单击“Red”菜单→“系统设置”→“安全级别”→打开“安全级别配置”窗口，选择“无防火墙选项。”（3）配置NFS。 单击“Red”菜单→“系统设置”→“服务器设置”→“服务”，在“服务配置”窗口中勾选nfs，单击“开始”（4）NFS设置单击“Red”菜单→“系统设置”→“服务器设置”→“NFS服务器”，打开“NFS服务器配置”窗口，设置NFS共享。然后在NFS服务器中增加主机IP地址的许可和目录。完成配置。5.目标机的信息输出Windows系统下，“开始”→“所有程序”→“”→“通讯”→“超级终端”，新建一个通信终端。区号、随意输入。设置每秒位数为“115200”，数据位为“8”，无奇偶校验，停止位为“1”，无数据流控制。单击“确定”。6.程序的运行 打开超级终端，启动Linu*，屏幕显示：[/mnt/yaffs] 在超级终端上执行挂载命令：[/mnt]mount–tnfs21:/arm2410s/mnt/nfs挂载成功后可执行程序。五、实验小结 在这次实验中，学会建立Linu*交叉开发环境，学会了ls和vi，cd等常用的Linu*命令，并掌握了Vi编辑器的使用方法。同时知道了如何在搭建失败时寻找错误进行排错。实验三嵌入式Linu*环境下的程序设计一、实验目的1、掌握嵌入式Linu*环境下的程序设计方法2、学会编写Makefile文件二、实验容1、熟悉嵌入式教学实验箱的使用2、编写C程序和Makefile文件3、编译程序产生可执行程序4、完成主机的挂载和程序的执行三、实验原理在嵌入式Linu*环境下的程序设计方法有一下几个步骤：编写源程序编写Makefile文件编译程序运行和调试程序将生产的可执行文件加入文件系统。前三个步骤在宿主机上完成，后面的步骤在目标机上完成。四、实验过程与关键代码分析1.建立工作目录mkdirhello cdhello编写源程序用vi编辑器编辑Hello.c文件viHello.c在Vi中输入源程序如下： *include<stdio.h> main() {printf(“helloworld\n”); }3．编写Makefile文件viMakefile在vi中编辑Makefile文件如下： CC=armv4l-unknown-linu*-gcc E*EC=hello OBJS=hello.o CFLAGS+= LDFLAGS+=-static all:$(E*EC) $(E*EC):(OBJS) $(CC)$(LDFLAGS)–o$$(OBJS)clean：-rm–f$(E*EC)*.elf*.gdb*.o4.编译程序在hello目录下运行“make”来编译程序。makeclean make编译成功后，生成可执行文件Hello.o。5.下载调试在宿主机上启动nfs服务，并将/arms2410s设置为共享目录。接下来启动超级终端，建立通讯，挂载。[/mnt]mount–tnfs21:/arm2410s/mnt/nfs挂载成功后，进入/mnt/nfs，再进入/mnt/nfs/hello，直接运行刚刚编译生成的可执行文件Hello.o，查看运行结果cdhello ./hell