ARM嵌入式微处理器课程实验指导书 v2.0.docx

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1、ARM嵌入式微处理器课程试验指导书试验学时：34试验类型：验证性试验要求：必修适用对象：计算机专业、物联网专业1.试验一：ADS1.2集成开发环境试验2学时一、试验目的了解ADS1.2集成开发环境的运用方法，为后面仿真试验做好基础打算。二、试验内容1 .建立一个新的工程。2 .建立一个C源文件，并添加到工程中。3 .设置文本编辑器支持中文。4 .设置编译链接限制选项。5 .编译处接工程。6 .调试工程。三、试验原理、方法和手段采纳ADS1.2软件仿真的方法。四、试验环境、条件1 .硬件：PC机一台2 .软件：WindOWS98/XP/2000系统，ADS集成开发环境五、试验组织运行要求集中授课

2、形式。(1)启动ADS1.2IDE集成开发环境，选择File-New-,运用ARMExecutableImage工程模板建立一个工程，工程名称为ADS,见图1.1。图I.1建立ARM指令代码的工程(2)选择File-New-建立个新的文件TEST1.S,设置干脆添加到项目中，见图1.2。输入如程序清单1.1所示的代码，并保存，见图1.3.图1.2新建文件TEST1.S图1.3添加了TEST1.S的工程管理窗口程序清单1.1TEST1.S文件代码(3)由于ADS安装以后默认字体是COUrierNew,对于中文支持不完善,因此建议修改字体。选择【Edit-Perferences-,可以望见以下对话

3、框，如图1.4所示。在Font选项设置字体是Fixedsys,Script是CHINESE_GB2312。由于Tab在不同文本编辑器说明不同，建议在TabInsertsSpaces前打勾，使Tab键插入的是多个空格。图1.4字体和Tab设设(4)选择Edit-DebugRelSettings*.在DebUgRelSetIingS对话框的左边选择ARM1.inker项，然后在Output页设置链接地址(见图1.5),在OPtionS页设置调试入口地址(见图1.6)图1.5工程链接地址设置图1.6工程调试入口地址设置(5)选择Project-Make,将编译链接整个工程。假如编译胜利，见图1.7,

4、Errors&Warnings对话框会报告编译错误为0,那么就可以对工程进行仿真。图1.7编译错误和警告对话框(6)选择Project-Debug,或者按卜快捷键F5。IDE环境就会启动AXD调试软件，见图1.8。断点调试方法：首先设置断点，只须要在第6行灰色区域双击鼠标即可，假如出现红色实心圆点，那么表示断点设置胜利，然后选择(Execute-Go全速运行，可以发觉程序停止在第6行。还有种比较便利的调试方法就是RUntoCursor,单击展标第8行灰色区域，假如AXD将第8行高亮就表示设置胜利，然后选择【Execute】-RuntoCursor运行到光标，可以发觉程序停止在第8行。通过断点调

5、试可以视察ARM寄存器数值变更，详细的操作方法在后面的试验会详细介绍。图1.8AXD调试窗口2.试脸二：汇编指令试验12学时一、试验目的(1) 了解ADS1.2集成开发环境与ARMUIator软件仿真。(2)驾驭ARM7TDMI汇编指令的用法，并能编写简洁的汇编程序。Debug,启动AKD进行软件仿真调试。(7)打开寄存器窗口(PrOCeSSorRegisters),选择CUrrenl项监视RO、Rl的值。打开存储器视察窗口(MenIory)设置视察地址为0x40003100,显示方式SiZe为32Bit,监视0x40003100地址上的值。说明：在Memory窗口中点击鼠标右键，Size项中

6、可以选择显示格式为8Bit.16Bit或32Bit,如图2.1所示。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，调试时视察寄存痣和0x40003100地址上的值。运行结果见图2.2。图2.1Memory窗口显示格式设置图2.2程序运行结果(8)试验参考程序程序清单2.1汇编指令试验1参考程序3 .试验三：C语言调用汇编试验2学时一、试验目的驾驭在C语言程序中调用汇编程序，了解ATPCS基本规则。二、试验内容在C程序调用汇编子程序，实现两个整数的加法运算。汇编子程序的原型为：uint32Add(uint32x,uinl32y),其中uint32已定义为unsignedi

7、nt三、试验原理、方法和手段采纳ADSl.2软件仿真和ADX软件调试方法。四、试验环境、条件1.硬件：PC机一台2.软件：WindOWS98/XP/2000系统，ADS1.2集成开发环境五、试验组织运行要求集中授课形式。六、试脸步骤(1)启动ADS1.2,运用ARMExecutableImage工程模板建立一个工程ProgramCl*(2)建立源文件Startup.S.Add.S和Tes1.a编写试验程序，然后添加到工程中。(3)设置工程锥接地址RoBaSe为0x40000000,RWBase为0x40003000。设置调试入口地址Imageentrypoint为0x40000000。(4)设

8、置工程链接选项，位于起先位置的起始代码段设置为Startups的Start段。(5)编译链接工程,选择Project-Debug,启动AKD进行软件仿真调试。(6)在Teslc文件中的调用Addo的代码处设置断点，然后全速动行程序。(7)程序在断点处停止。运用SetpIn单步运行程序，视察程序是否转到汇编程序Add.S。(8)选择(ProcessorViews-Variables)打开变量视察窗口,视察全局变量的值，单步/全速运行程序，推断程序的运算结果是否正确。(5)试验参考程序C语言调用汇编程序试验的参考程序见程序清单3.1。汇编加法函数代吗见程序清单3.2。程序清单3.1C语言调用汇编程

9、序试验参考程序程序清单3.2汇编加法函数代码4 .试验四：ARM微限制器工作模式试验2学时一、试验目的(1)驾驭如何运用MRS/MSR指令实现ARM微限制器工作模式的切换。(2)了解在各个工作模式下的寄存器。二、试验内容(1)运用MKS/MSR指令切换匚作模式,并初始化各种模式下堆栈指针。(2)视察ARV微限制器在各种模式卜.寄存黑的区分三、试验原理、方法和手段采纳ADSl.2软件仿真和ADX软件调试方法。四、试验环境、条件1 .硬件：PC机一台2 .软件：WindoWS98/XP/2000系统，ADSl.2集成开发环境五、试验组织运行要求集中授课形式。六、试验步骤(1)启动ADS1.2,运用

10、ARMExecutableImage工程模板建立一个工程MODEe(2)建立汇编源文件TEST7.S,编写试验程序，然后添加到工程中。(3)设置工程连接地址ROBase为0x40000000,RWBaSe为0x40003000。设置调试入口地址Imageentrypoint为0x40000000(4)编译连接工程，选择【Project】-Debug,启动AXD进行软件仿真调试。(5)打开寄存器窗口(ProcessorRegisters),选择Current项监视各寄存器的值。(6)单步运行程序，留意视察CPSRSPSR,R13(SP)、R14(1.R),R15(PC)寄存器。说明：CPSR寄存

11、器显示方式如图4.1所示。显示分为两部分,部分是各个标记位，另部分是工作模式。标记位NZCVQ为条件码标记N、Z、C、V、Q,显示为大写字母，表示该位为1：显示为小写字母，表示该位为0Q标记在ARM体系结构巧与以上版本的E变量中才有效。标记位IFT为IRQ中断禁止位I,FIQ中断禁止位F、ARM微限制器状态位T,显示为大写字母，表示该位为1：显示为小写字母，表示该位为OoT标记在RM体系结构V4与以上版本的T变量中才有效。工作模式指示ARM微限制器当前的工作模式,包括USer（用户模式）、FlQ（FlQ中断模式）、IRQ（IRQ中断模式）、SVC（管理模式）、AbOrt（中止模式）、Undef

12、（未定义模式）、SYS（系统模式）。图4.1CPSR寄存器显示方式（7）试验参考程序ARM微限制器工作模式试验的参考程序见程序清单4.I。程序清单4.1ARM微限制器工作模式试验参考程序5.试验五：GPlO输出限制试验2学时一、试验目的熟识1.PC2000系列ARM7微限制器的GPIO限制。二、试验内容运用GPIO口限制8个1.印流水灯显示。三、试验原理、方法和手段采纳ADSl.2软件仿真和ADX软件调试方法。四、试验环境、条件1 .硬件：PC机一台MagiCARM2200教学试验开发平台一套2 .软件：WindoWS98/XP/2000系统，ADSl.2集成开发环境五、试验组织运行要求集中授

13、课形式。六、试验步骤(1)启动ADS1.2,运用ARMExecutableImageforMaigcARM2200工程模板建立一个工程1.EDCon_C(2)在user组中的main,c中编写主程序代码。(3)选用DebugInExram生成目标,然后编译连接工程。(4)将MagicARM2200教学试验开发平台上跳线器JP23全部短接，JP15跳线全部断开，见图5.1。(5)选择Project-Debug,启动AXD进行JTAG仿真调试。(6)的步运行程序，通过1.ED1-1.ED8的显示推断输出是否正确。全速运行程序，视察1.ED1-1.ED8的显示。图5.11.ED连接电路(7)试验参考程序GPIO输出限制试验2的参考程序见程序清单5.1程序清单5.1GPlO输出限制试验2参考程序6.试验六：存储器重映射试验2学时一、试验目的通过试验，熟识1.PC2000系列ARM7微限制器的存储器重映射机制。二、试验内容(1)设置MIMMAP=2,然后将0x40000000-Ox4000003F地