第4章 嵌入式软件基础实验

1．实验目的
（1）阅读S3C2410启动代码，观察处理器 的启动过程。 （2）学会使用MDK集成开发环境辅助窗口 来分析判断调试过程和结果。 （3）学会在MDK集成开发环境中编写、编 译与调试汇编和C语言相互调用的程序。
2．实验设备
（1）硬件：PC。 （2）软件：Vision3 IDE for ARM集成 开发环境。
图4-32 在软件仿真下调试程序
6．实验参考程序
（1）实验A。 （2）实验B。
4.4.2 ARM汇编指令实验二
1．实验目的
（1）通过实验掌握使用ldm/stm、b、bl 等指令完成较为复杂的存储区访问和程序分支。 （2）学习使用条件码，加强对CPSR的认识。
2．实验设备
（1）硬件：PC。 （2）软件：Vision3 IDE for ARM集成 开发环境。
1．实验目的
（1）通过实验，掌握学会使用msr/mrs指 令实现ARM处理器工作模式的切换；观察不同 模式下的寄存器，加深对CPU结构的理解。 （2）通过实验进一步熟悉ARM汇编指令。
2．实验设备
（1）硬件：Embest ARM教学实验系统、 PC。 （2）软件：Vision3 IDE for ARM集成 开发环境。
ULINK是Keil公司提供的USB-JTAG接口仿 真器，目前最新的版本是2.0。它支持诸多芯 片厂商的8051、ARM7、ARM9、Cortex-M3、 Infineon C16x、Infineon XC16x、 InfineonXC8xx、STMicroelectronics PSD 等多个系列的处理器。
3．实验内容
（1）使用Thumb汇编语言，完成基本 reg/mem访问，以及简单的算术/逻辑运算。 （2）使用Thumb汇编语言，完成较为复杂 的程序分支，push/pop，领会立即数大小的限 制，并体会ARM工作状态与Thumb工作状态的区 别。
4．实验操作步骤 5．实验参考程序
4.4.4 ARM处理器工作模式实验
2．实验设备
（1）硬件：PC。 （2）软件：Vision IDE for ARM集成 开发环境。
3．实验内容
用函数初始化栈指针，并使用C语言完成延 时函数。
4．实验原理
（1）调试脚本。 （2）调试函数的执行方法。 （3）常用命令介绍。
5．实验操作步骤 6．实验参考程序
（1）C程序 （2）调试脚本DebugInRam.ini
4.1 Realview MDK简介
MDK（Microcontroller Development Kit）是Keil公司（现在已经被ARM公司收购） 开发的ARM开发工具，是用来开发基于ARM 核 的系列微控制器的嵌入式应用程序的开发工具。
图4-1 MDK开发工具的组件
4.2 ULINK2仿真器简介
嵌入式系统技术与设计
第4章 嵌入式软件基础实验
4.1
Realview MDK简介 ULINK2仿真器简介
使用Realview MDK创建一个工程 嵌入式软件开发基础实验
4.2
4.3
4.4
本章主要介绍Realview MDK软件的使用 方法及几个典型的嵌入式软件基础实验，通过 本章的学习，读者应熟悉MDK平台开发，并对 ARM编程有更深一步的认识。 本章主要内容： ● Realview MDK简介 ● ULINK2 仿真器简介 ● 使用Realview MDK创建一个工程 ● 嵌入式软件基础实验
图4-21 工程Project菜单和工具条
4.4 嵌入式软件开发基础实验
4.4.1 ARM汇编指令实验一 1．实验目的
（1）初步学会使用Vision 3 IDE for ARM开发环境及ARM软件模拟器。 （2）通过实验掌握简单ARM汇编指令的使 用方法。
2．实验设备
（1）硬件：PC。 （2）软件：Vision 3 IDE for ARM集成 开发环境。
图4-25 选择CPU
（3）添加启动代码。
图4-26 添加启动代码
（4）选择开发工具。
图4-27 选择开发工具
（5）建立源文件。 （6）添加源文件。
图4-28 添加源文件
（7）工程配置。
图4-29 基本配置Target
图4-30 基本配置 Linker
图4-31 基本配置Debug
（8）生成目标代码。 （9）调试。
4.4.6 C语言实验程序二
1．实验目的
（1）掌握建立基本ARM工程，包含启动代 码，连接属性的配置等。 （2）了解ARM9的启动过程，学会使用MDK 编写简单的C语言程序和汇编启动代码并进行 调试。 （3）掌握如何指定代码入口地址与入口 点。 （4）掌握通过memory、register、 watch、Local等窗口分析判断结果。
4.3.1 选择工具集
利用Vision 3创建一个基于处理器的应 用程序，首先要选择开发工具集。
图4-3 选择工具集
4.3.2 创建工程并选择处理器
选择Project→New Project…菜单项， Vision 3将打开一个标准对话框，输入工程 名，即可创建一个新的工程。
图4-4 选择处理器
3．实验内容
（1）熟悉开发环境的使用并完成一块存储 区的复制。 （2）完成分支程序设计，要求判断参数， 根据不同参数，调用不同的子程序。
4．实验操作步骤 5．实验参考程序
4.4.3 Thumb汇编指令实验
1．实验目的
通过实验掌握ARM处理器16位Thumb汇编指 令的使用方法。
2．实验设备
（1）硬件：PC。 （2）软件：MDK集成开发环境、Windows 98/2000/NT/XP。
3．实验内容
使用汇编完成一个随机数产生函数，通过C 语言调用该函数，产生一系列随机数，存放到 数组里面。
4．实验操作步骤 5．实验参考程序
（1）randtest.c 参考源代码。 （2）random.s参考源代码。
本章小结
本章重点是让读者通过实验掌握嵌入式软 件开发工具的使用及软件开发的基础知识。本 章的实验是对前几章理论内容的应用与巩固。 每个实验的设计都有不同的针对性，以便读者 掌握。
图4-5 加入启动代码后的工程
4.3.3 建立一个新的源文件
工程创建完成以后，就可以开始编写程序。
4.3.4 工程中文件的加入
图4-6 加入源文件到工程中
4.3.5 工程基本配置 1．硬件选项配置
Vision 3可根据目标硬件的实际情况对 工程进行配置。
图4-7 处理器配置对话框
2．处理器启动代码配置
3．实验内容
通过ARM汇编指令，在各种处理器模式下切 换并观察各种模式下寄存器的区别；掌握ARM 不同模式的进入与退出。
4．实验操作步骤 5．实验参考程序
4.4.5 C语言实例一
1．实验目的
（1）学会使用Vision IDE for ARM开 发环境编写简单的C语言程序。 （2）学会编写和使用调试脚本。 （3）掌握通过 memory/register/watch/variable窗口分析 判断运行结果。
2．实验设备
（1）硬件：PC。 （2）软件：Vision3 IDE for ARM集成 开发环境。
3．实验内容
用C语言编写延时函数，使用Βιβλιοθήκη Baidu入汇编。
4．实验原理 5．实验操作步骤 6．实验参考程序 7．Startup.S的源代码 8．Ctest.sct的源代码
4.4.7 汇编语言与C语言相互调用实例
通常情况下，ARM程序都需要初始化代码 用来配置所对应的目标硬件。
图4-8 仿真器驱动配置图
图4-9 仿真器下载应用程序配置图
3．工具配置
工具选项（Utilities）主要设置Flash 的下载选项，如图4-10所示。
图4-10 “Utilities”配置对话框
图4-11 Flash下载选项设置
3．实验内容
（1）熟悉开发环境的使用并使用ldr/str、 mov等指令访问寄存器或存储单元。 （2）使用add/sub/lsl/lsr/and/orr等指 令，完成基本算术/逻辑运算。
4．实验原理
图4-22 大端格式
图4-23 小端格式
5．实验操作步骤
（1）新建工程。
图4-24 新建工程
（2）为工程选择CPU。
5．编译配置
Vision IDE目前支持RealView、Keil CARM和GNU这三种编译器，
图4-16 选择编译器
图4-17 编译器配置页
6．汇编选项设置
打开Option for Target对话框的Asm页， 出现如图4-18所示的汇编属性配置界面。
图4-18 汇编配置界面
7．链接选项设置
4.3 使用Realview MDK创建一个工程
Realview MDK引入工程管理，使得基于 ARM处理器的应用程序设计开发变得越来越方 便。通常使用Realview MDK创建一个新的工程 需要以下几个环节： 选择工具集→创建工程并选择处理器→创 建源文件→配置硬件选项→配置对应启动代码 →编译链接生成HEX文件。
图4-12 选择Flash编程算法
4．调试设置
Vision 3调试器提供了两种调试模式， 可以从Project→Options for Target对话框 的Debug页内进行选择，如图4-13所示。
图4-13 调试器的选择
图4-14 选择ULINK USB-JTAG仿真器调试
图4-15 读取设备ID
链接器/定位器用于将目标模块进行段合 并，并对其定位，生成程序。
图4-19 链接配置页
8．输出文件设置
在Project→Option for Target的 Output页中配置输出文件，如图4-20所示。
图4-20 输出文件配置页
4.3.6 工程的编译链接
完成工程的设置后，就可以对工程进行编 译链接了。
图4-2 ULINK2仿真器
ULINK2的主要功能如下： （1）下载目标程序； （2）检查内存和寄存器； （3）片上调试，整个程序的单步执行； （4）插入多个断点； （5）运行实时程序； （6）对Flash存储器进行编程。
ULINK2的新特点包括： （1）标准Windows USB驱动支持，也就 是ULINK2即插即用； （2）支持基于ARM Cortex-M3的串行线 调试； （3）支持程序运行期间的存储器读写、 终端仿真和串行调试输出； （4）支持10/20针连接器。