[計(jì)算機(jī)軟件及應(yīng)用]嵌入式實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、評(píng)分： arm嵌入式體系結(jié)構(gòu)與接口技術(shù)實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 班 級(jí)： 電 氣07 - 1 班 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 指導(dǎo)教師： 廖京盛 實(shí)驗(yàn)日期：2010年10月 日 月 日arm 匯編指令實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康某醪綄W(xué)會(huì)使用 vision ide for arm 開發(fā)環(huán)境及 arm 軟件模擬器；通過實(shí)驗(yàn)掌握簡(jiǎn)單 arm 匯編指令的使用方法。實(shí)驗(yàn)設(shè)備硬件：pc 機(jī)一臺(tái)；軟件：vision ide for arm 集成開發(fā)環(huán)境，windows 98/2000/nt/xp。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容熟悉開發(fā)環(huán)境的使用并使用 ldr/str，mov 等指令訪問寄存器或存儲(chǔ)單元；使用 add/sub/lsl/lsr/and/orr 等指令

2、，完成基本算術(shù)/邏輯運(yùn)算。實(shí)驗(yàn)原理arm 處理器共有 37 個(gè)寄存器：l31 個(gè)通用寄存器，包括程序計(jì)數(shù)器(pc)。這些寄存器都是 32 位的；l6 個(gè)狀態(tài)寄存器。這些寄存器也是 32 位的，但是只是使用了其中的 12 位。 這里簡(jiǎn)要介紹通用寄存器，關(guān)于狀態(tài)寄存器的介紹，請(qǐng)參照下一節(jié)。1. arm 通用寄存器通用寄存器（r0-r15）可分為三類：l不分組寄存器 r0r7；l分組寄存器 r8r14；l程序計(jì)數(shù)器 pc。（1）不分組寄存器 r0r7不分組寄存器 r0r7 在所有處理器模式下，它們每一個(gè)都訪問一樣的 32 位寄存器。它們是真 正的通用寄存器，沒有體系結(jié)構(gòu)所隱含的特殊用途。（2）分組寄

3、存器 r8r14分組寄存器 r8r14 對(duì)應(yīng)的物理寄存器取決于當(dāng)前的處理器模式。若要訪問特定的物理寄存器 而不依賴當(dāng)前的處理器模式，則要使用規(guī)定的名字。寄存器 r8r12 各有兩組物理寄存器：一組為 fiq 模式，另一組為除了 fiq 以外的所有模式。 寄存器 r8r12 沒有任何指定的特殊用途，只是在作快速中斷處理時(shí)使用。寄存器 r13，r14 各對(duì) 應(yīng) 6 個(gè)分組的物理寄存器，1 個(gè)用于用戶模式和系統(tǒng)模式，其它 5 個(gè)分別用于 5 種異常模式。寄存 器 r13 通常用做堆棧指針，稱為 sp；寄存器 r14 用作子程序鏈接寄存器，也稱為 lr。（3）程序計(jì)數(shù)器 pc寄存器 r15 用做程序計(jì)

4、數(shù)器（pc）。在本實(shí)驗(yàn)中，arm 核工作在用戶模式，r0r15 可用。2. 存儲(chǔ)器格式arm 體系結(jié)構(gòu)將存儲(chǔ)器看作是從零地址開始的字節(jié)的線性組合。字節(jié)零到字節(jié)三放置第一個(gè)字（word），字節(jié)四到字節(jié)七存儲(chǔ)第二個(gè)字，以此類推。arm 體系結(jié)構(gòu)可以用兩種方法存儲(chǔ)字?jǐn)?shù)據(jù)，分別稱為大端格式和小端格式。l大端格式 在這種格式中，字?jǐn)?shù)據(jù)的高位字節(jié)存儲(chǔ)在低地址中，而字?jǐn)?shù)據(jù)的低位字節(jié)則存放在高地址中，如圖 4-1-1 所示。圖 4-1-1大端格式l小端格式 在這種格式中，字?jǐn)?shù)據(jù)的高位字節(jié)存儲(chǔ)在高地址中，而字?jǐn)?shù)據(jù)的低位字節(jié)則存放在低地址中，如圖 4-1-2 所示。圖 4-1-2小端格式3. realview 基

5、礎(chǔ)知識(shí)vision3 ide 集成了 realview 匯編器 aarm、編譯器 carm、鏈接器 larm，若采用 gnu 編 譯器則需要下載安裝相應(yīng)的工具包。本書所有例程代碼均按照 realview 的語法和規(guī)則來書寫。關(guān) 于 aarm、carm 和 larm 的規(guī)范和具體使用，可參照 vision3 ide 所帶的幫助文檔，在此不再贅 述。這里簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)相關(guān)基本知識(shí)：lentry設(shè)置程序默認(rèn)入口點(diǎn)，一個(gè)程序可有多個(gè) entry，但一個(gè)源文件最多只有一個(gè) entry。lequequ 偽操用于將數(shù)字常量、基于寄存器的值和程序中的標(biāo)號(hào)定義為一個(gè)字符名稱。語法格式：symbol equ exp

6、ression其中，expression 可以是一個(gè)寄存器的名字，也可是由程序標(biāo)號(hào)、常量或者 32 位的地址常量 組成的表達(dá)式。symbol 是 equ 偽操作所定義的字符名稱。示例：count equ 0x1ffflextern/importimport（extern 功能完全相同）用于聲明在其他模塊中定義但需要在本文件中使用的符號(hào)。extrn 聲明的變量必須是在其他模塊中用 export 或 global 聲明過的。語法格式：52limport class (symbol, symbol .)其中，class 為變量的類型，可以為 arm、code16、code32、data、const、

7、thumb；symbol為所聲明的變量名。lexport/globalexport（global 功能完全相同）用于聲明在本文件中定義但能在其他模塊中使用的變量，相 當(dāng)于定義了一個(gè)全局變量。語法格式：export symbol, symbol.其中，symbol 為所聲明的變量名。lareaarea 用于定義一個(gè)代碼段或數(shù)據(jù)段，arm 匯編程序設(shè)計(jì)采用分段式設(shè)計(jì)，一個(gè) arm 源程序至 少有一個(gè)代碼段，大的程序會(huì)有若干個(gè)代碼段和數(shù)據(jù)段。語法格式：area segment-name, class-name, attributes ,.其中，segment-name 為所定義段的名稱；class-

8、name 為所定義段的類型名稱，可以為系統(tǒng)類 型（code, const, data, eram）或用戶定義類型；attributes 為段的屬性。lendend 用于標(biāo)記匯編文件的結(jié)束行，即標(biāo)號(hào)后的代碼不作處理。實(shí)驗(yàn)步驟1. 新建工程首先在keilarmexamplesmini2410-iv4.1_asm1 目錄下建立文件夾命名為 asm1_a，運(yùn)行vision3 ide 集成開發(fā)環(huán)境，選擇菜單項(xiàng)“project - new- vision project”，系統(tǒng)彈出一個(gè)對(duì) 話框，按照?qǐng)D 4-1-3 所示，輸入相關(guān)內(nèi)容。點(diǎn)擊“保存”按鈕，將創(chuàng)建一個(gè)新工程 asm_1a.uv2。圖 4-1-3

9、 新建工程2. 為工程選擇 cpu新建工程后，要為工程選擇 cpu，如圖 4-1-4 所示，在此選擇 samsung 的 s3c2410a：圖 4-1-4 選擇 cpu3. 添加啟動(dòng)代碼 在圖 4-1-5 中點(diǎn)“確定”后，會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框，問是否要添加啟動(dòng)代碼。如圖 4-1-5 所示。由于本實(shí)驗(yàn)是簡(jiǎn)單的匯編實(shí)驗(yàn)，因此不需要啟動(dòng)代碼，選擇否。圖 4-1-5 添加啟動(dòng)代碼4. 選擇開發(fā)工具要為工程選擇開發(fā)工具，在 project - manage - components,environment and books - folder/extensions 對(duì)話框的 folder/extension

10、s 頁內(nèi)選擇開發(fā)工具，如圖 4-1-6 所示。圖 4-1-6 選擇開發(fā)工具從圖中可以看到，有三個(gè)開發(fā)工具可選，在此選擇 realview compiler。5. 建立源文件點(diǎn)擊菜單項(xiàng) file - new，系統(tǒng)彈出一個(gè)新的、沒有標(biāo)題的文本編輯窗，輸入光標(biāo)位于窗口中第一 行，按照實(shí)驗(yàn)參考程序編輯輸入源文件代碼。編輯完后，保存文件 asm1_a.s。(源代碼可以參考disk3_s3c241003-codes01-mdkmini2410-iv4.1_asm1 中的 asm1_a.s 文件)6. 添加源文 單擊工程管理窗口中的相應(yīng)右鍵菜單命令，選擇 add files to，會(huì)彈出文件選擇對(duì)話框，在工

11、程目錄下選擇剛才建立的源文件 asm1_a.s。如圖 4-1-7 所示。圖 4-1-7 添加源文件7. 工程配置把 光 盤 disk3_s3c241003-codes01-mdkmini2410-iv4.1_asm1asm1_a目 錄 中 的 debuginram.ini 文件拷貝到keilarmexamplesmini2410-iv4.1_asm1asm1_a 目錄下。選擇菜 單項(xiàng) project-option for target，將彈出工程設(shè)置對(duì)話框，如圖 4-1-8 所示。對(duì)話框會(huì)因所選開發(fā) 工具的不同而不同，在此僅對(duì) target 選項(xiàng)頁、linker 選項(xiàng)頁及 debug 選項(xiàng)頁進(jìn)

12、行配置。target 選項(xiàng) 頁的配置如圖 4-1-8；linker 選項(xiàng)頁的配置如圖 4-1-9；debug 選項(xiàng)頁的配置如圖 4-1-10。需要注意， 在 debug 選項(xiàng)頁內(nèi)需要一個(gè)初始化文件：debuginram.ini。此.ini 文件用于設(shè)置生成的.axf 文件 下載到目標(biāo)中的位置，以及調(diào)試前的寄存器、內(nèi)存的初始化等配置操作。它是由調(diào)試函數(shù)及調(diào)試命 令組成調(diào)試命令腳本文件。圖 4-1-8 基本配置target圖 4-1-9 基本配置linker圖 4-1-10 基本配置debug8. 生成目標(biāo)代碼選擇菜單項(xiàng) project - build target 或快捷鍵 f7，生成目標(biāo)代碼。

13、在此過程中，若有錯(cuò)誤，則進(jìn) 行修改，直至無錯(cuò)誤。若無錯(cuò)誤，則可進(jìn)行下一步的調(diào)試。9. 調(diào)試選擇菜單項(xiàng) debug - start/stop debug session 或快捷鍵 ctrl+f5，即可進(jìn)入調(diào)試模式。若沒 有目標(biāo)硬件，可以用 vision 3 ide 中的軟件仿真器，做如下調(diào)試工作：l打開 memory 窗口，單步執(zhí)行，觀察地址 0x30200000 中內(nèi)容的變化；l單步執(zhí)行，觀察寄存器的變化；l結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和相關(guān)資料，觀察程序運(yùn)行，通過實(shí)驗(yàn)加深理解 arm 指令的使用；l理解和掌握實(shí)驗(yàn)后，完成實(shí)驗(yàn)練習(xí)題。實(shí)驗(yàn) b 與上述步驟完全相同，只要把對(duì)應(yīng)的 asm1_a.s 文件改成 as

14、m1_b.s 以及工程名即可。實(shí)驗(yàn)參考程序1. 實(shí)驗(yàn) a匯編程序：;*; name:asm1_a.s; author:tyw /wuhan r&d center,embest; desc:arm instruction examples; history:2007.5.1;*;/*- */;/*constant define*/;/*- -*/xequ 45; x=45yequ 64; y=64/stack_topequ 0x30200000; define the top address for stacksexport reset_handler;/*- -*/;/*code*/;/*-*

15、/ area text,code,readonlyexportreset_handler; code start */ldrsp, =stack_topmovr0, #x; put x value into r0strr0, sp; save the value of r0 into stacks movr0, #y; put y value into r0ldrr1, sp; read the data from stack,and put it into r1 addr0, r0, r1; r0=r0+r1strr0, spstopbstop; end the code cycling e

16、nd注意：語句 export reset_handler 前面必須有空格，具體原因請(qǐng)參考 arm 指令格式文檔。調(diào)試命令腳本文件：/* */*name: debuginram.ini*/func void setup (void)/ program entry point, .axf file download addresspc = 0x30000000;map 0x00000000,0x00200000 read write exec/ map this memory to be read、write and execmap 0x30000000,0x34000000 read write

17、 exec/ map this memeory to be read,write and execsetup();/ setup for running/g， main2. 實(shí)驗(yàn) b匯編程序;#*;# name:asm1_b.s;# author:wuhan r&d center, embest;# desc:arm instruction examples;# history:tianyunfang 2007.05.12;#*;/*- */;/*constant define*/;/*- */xequ 45;/* x=45 */ yequ 64;/* y=64 */ zequ 87;/* z

18、=87 */stack_topequ 0x30200000;/* define the top address for stacks*/exportreset_handler;/*- */;/*code*/;/*- */ area text,code,readonlyreset_handler ;/* code start */ movr0, #x ;/* put x value into r0*/ movr0, r0, lsl #8 ;/* r0 = r0 1) + r0*/ ldrsp, =stack_topstrr2, spmovr0, #z;/* put z value into r0

19、 */ andr0, r0, #0xff;/* get low 8 bit from r0 */ movr1, #y;/* put y value into r1 */addr2, r0, r1, lsr #1;/* r2 = (r11) + r0*/ldrr0, sp;/* put y value into r1 */movr1, #0x01 orrr0, r0, r1movr1, r2;/* put y value into r1 */addr2, r0, r1, lsr #1;/* r2 = (r11) + r0 */stopbstop;/* end the code cycling*/

20、 end調(diào)試命令腳本文件與實(shí)驗(yàn) a 相同。練習(xí)題1編寫程序循環(huán)對(duì) r4r11 進(jìn)行累加 8 次賦值，r4r11 起始值為 18，每次加操作后把r4r11 的內(nèi)容放入 sp 棧中，sp 初始設(shè)置為 0x800。最后把 r4r11 用 ldmfd 指令清空賦值為0。2更改實(shí)驗(yàn) a 中 x、y 的值，觀察執(zhí)行結(jié)果。arm 處理器工作模式實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)驗(yàn)掌握學(xué)會(huì)使用 msr/mrs 指令實(shí)現(xiàn) arm 處理器工作模式的切換，觀察不同模式下的 寄存器，加深對(duì) cpu 結(jié)構(gòu)的理解；通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步熟悉 arm 匯編指令。實(shí)驗(yàn)設(shè)備硬件：embest arm 教學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，pc 機(jī)；軟件：mdk 集成開發(fā)

21、環(huán)境，windows 98/2000/nt/xp。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通過 arm 匯編指令，在各種處理器模式下切換并觀察各種模式下寄存器的區(qū)別；掌握 arm 不同模式的進(jìn)入與退出。實(shí)驗(yàn)原理1. arm 處理器模式arm 體系結(jié)構(gòu)支持下表 4-4-1 所列的 7 種處理器模式。表 4-4-1 處理器模式處理器模式說明用戶 usr正常程序執(zhí)行模式fiqfiq支持高速數(shù)據(jù)傳送或通irqirq用于通用中斷處理管理svc操作系統(tǒng)保護(hù)模式中止abt實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器和/或存儲(chǔ)器未定義 und支持硬件協(xié)處理器的軟件仿真系統(tǒng)sys運(yùn)行特權(quán)操作系統(tǒng)任務(wù)在軟件控制下可以改變模式，外部中斷或異常處理也可以引起模式發(fā)生改變。 大多

22、數(shù)應(yīng)用程序在用戶模式下執(zhí)行。當(dāng)處理器工作在用戶模式時(shí)，正在執(zhí)行的程序不能訪問某些被保護(hù)的系統(tǒng)資源，也不能改變模式，除非異常(exception)發(fā)生。這允許通過合適地編寫操作系 統(tǒng)來控制系統(tǒng)資源的使用。除用戶模式外的其他模式稱為特權(quán)模式。它們可以自由的訪問系統(tǒng)資源和改變模式。其中的 5種稱為異常模式，即：nfiq（fast interrupt request）；nirq（interrupt request）；n管理（supervisor）；n中止(abort)；n未定義(undefined)。 當(dāng)特定的異常出現(xiàn)時(shí)，進(jìn)入相應(yīng)的模式。每種模式都有某些附加的寄存器，以避免異常出現(xiàn)時(shí)用戶模式的狀態(tài)不可

23、靠。剩下的模式是系統(tǒng)模式。僅 arm 體系結(jié)構(gòu) v4 及其以上的版本有該模式。不能由任何異常進(jìn)入該模式。它與用戶模式有完全相同的寄存器，然而它是特權(quán)模式，不受用戶模式的限制。它供需要 訪問系統(tǒng)資源的操作系統(tǒng)任務(wù)使用，但希望避免使用與異常模式有關(guān)的附加寄存器。避免使用附加 寄存器保證了當(dāng)任何異常出現(xiàn)時(shí)，都不會(huì)使任務(wù)的狀態(tài)不可靠。2. 程序狀態(tài)寄存器前一節(jié)提到的程序狀態(tài)寄存器 cpsr 和 spsr 包含了條件碼標(biāo)志，中斷禁止位，當(dāng)前處理器模式 以及其他狀態(tài)和控制信息。每種異常模式都有一個(gè)程序狀態(tài)保存寄存器 spsr。當(dāng)異常出現(xiàn)時(shí)，spsr 用于保留 cpsr 的狀態(tài)。cpsr 和 spsr 的格

24、式如表格 4-4-2 所示：表 4-4-2 cpsr 和 spsr 的格式313029282726876543210nzcvqdnm ( raz )iftmmmmm條件碼標(biāo)志：n，z，c，v 大多數(shù)指令可以檢測(cè)這些條件碼標(biāo)志以決定程序指令如何執(zhí)行2）控制位：最低 8 位 i，f，t 和 m 位用作控制位。當(dāng)異常出現(xiàn)時(shí)改變控制位。當(dāng)處理器在特權(quán)模式下也可 以由軟件改變。n中斷禁止位:i 置 1 則禁止 irq 中斷；f 置 1 則禁止 fiq 中斷。nt 位:t=0 指示 arm 執(zhí)行；t=1 指示 thumb 執(zhí)行。在這些體系結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，可自由的使 用能在 arm 和 thumb 狀態(tài)之間切

25、換的指令。n模式位:m0,m1,m2,m3 和 m4(m4:0)是模式位.這些位決定處理器的工作模式.如表 4-4-3 所示。表 4-4-3 arm 工作模式 m4:0m4:0模式可訪問的寄存器0b10000用戶pc,r14r0,cpsr0b10001fiqpc,r14_fiqr8_fiq,r7r0,cpsr,spsr_fiq0b10010irqpc,r14_irqr8_fiq,r12r0,cpsr,spsr_irq0b10011管理pc,r14_svcr8_svc,r12r0,cpsr,spsr_svc0b10111中止pc,r14_abtr8_abt,r12r0,cpsr,spsr_abt

26、0b11011未定義pc,r14_undr8_und,r12r0,cpsr,spsr_und0b11111系統(tǒng)pc,r14r0,cpsr3）其他位： 程序狀態(tài)寄存器的其他位保留，用作后的擴(kuò)展。實(shí)驗(yàn)步驟1）參考 4.1.5 小節(jié)實(shí)驗(yàn) a 的步驟建立一個(gè)新的工程，命名為 armmode，處理器選擇 s3c2410a；2）參考 4.1.5 小節(jié)實(shí)驗(yàn) a 的步驟和本節(jié)實(shí)驗(yàn)參考程序編輯輸入源代碼，編輯完畢后，保存文件 為 armmode.s；3）單擊工具欄的圖標(biāo)，或單擊工程管理窗口中的相應(yīng)右鍵菜單 manage components 命令，彈出 componets,environment and boo

27、ks 對(duì)話框，在該對(duì)話框中為相應(yīng)的文件組添加剛才新 建的源文件 armmode.s；4）參考 4.1.5 小節(jié)實(shí)驗(yàn) a 的步驟進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置、生成目標(biāo)代碼和下載目標(biāo)代碼調(diào)試；5）打開寄存器窗，單步執(zhí)行，觀察并記錄寄存器 r0 和 cpsr 的值的變化和每次變化后執(zhí)行寄 存器賦值后的 36 個(gè)寄存器的值的變化情況，尤其注意各個(gè)模式下 r13 和 r14 的值；6）結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和相關(guān)資料，觀察程序運(yùn)行，通過實(shí)驗(yàn)加深理解 arm 各種狀態(tài)下寄存器的使 用；7）理解和掌握實(shí)驗(yàn)后，完成實(shí)驗(yàn)練習(xí)題。實(shí)驗(yàn)參考程序;*; name:armmode.s*; author:wuhan r&d center, emb

28、est*; desc:arm instruction examples*;example for arm mode*; history:jianying, wang 2007.05.15*; *;/*-*/;/*constant define*/;/*-*/ export start;/*-*/;/*code*/;/*-*/ area|.text|, code, readonlystart;/*-*/;/* setup interrupt / exception vectors*/;/*-*/breset_handlerundefined_handlerbundefined_handler b

29、swi_handlerprefetch_handlerbprefetch_handlerabort_handlerbabort_handlernop;/* reserved vector */ irq_handlerbirq_handlerfiq_handlerbfiq_handlerswi_handler bx lrreset_handler visitmen;/*-*/;/*into system mode*/;/*-*/ mrs r0,cpsr;/* read cpsr value */ bic r0,r0,#0x1f;/* clear low 5 bit*/ orr r0,r0,#0x

30、1f;/* set the mode as system mode */msr cpsr_cxfs,r0mov r0, #1;/* initialization the register in system mode */mov r1, #2mov r2, #3 mov r3, #4 mov r4, #5 mov r5, #6 mov r6, #7 mov r7, #8 mov r8, #9 mov r9, #10 mov r10, #11 mov r11, #12 mov r12, #13 mov r13, #14mov r14, #15;/*-*/;/*into fiq mode*/;/*

31、-*/ mrs r0,cpsr;/* read cpsr value */ bic r0,r0,#0x1f;/* clear low 5 bit */ orr r0,r0,#0x11;/* set the mode as fiq mode*/msr cpsr_cxfs,r0mov r8, #16;/* initialization the register in fiq mode */mov r9, #17 mov r10, #18 mov r11, #19 mov r12, #20 mov r13, #21mov r14, #22;/*-*/;/*into svc mode*/;/*-*/

32、mrs r0,cpsr;/* read cpsr value */ bic r0,r0,#0x1f;/* clear low 5 bit*/ orr r0,r0,#0x13;/* set the mode as svc mode */msr cpsr_cxfs,r0mov r13, #23;/* initialization the register in svc mode */mov r14, #24;/*-*/;/*into abort mode*/;/*-*/ mrs r0,cpsr;/* read cpsr value */ bic r0,r0,#0x1f;/* clear low 5

33、 bit */ orr r0,r0,#0x17;/* set the mode as abort mode*/msr cpsr_cxfs,r0mov r13, #25;/* initialization the register in abort mode */mov r14, #26;/*-*/;/*into irq mode*/;/*-*/ mrs r0,cpsr;/* read cpsr value */ bic r0,r0,#0x1f;/* clear low 5 bit */ orr r0,r0,#0x12;/* set the mode as irq mode*/msr cpsr_

34、cxfs,r0mov r13, #27;/* initialization the register in irq mode */mov r14, #28;/*-*/;/*into undef mode*/;/*-*/ mrs r0,cpsr;/* read cpsr value */ bic r0,r0,#0x1f;/* clear low 5 bit*/ orr r0,r0,#0x1b;/* set the mode as undef mode */msr cpsr_cxfs,r0mov r13, #29;/* initialization the register in undef mo

35、de */mov r14, #30b reset_handler;/* jump back to reset_handler */end本節(jié)可使用上節(jié)的調(diào)試腳本文件。練習(xí)題參考第一個(gè)例子，把其中系統(tǒng)模式程序更改為用戶模式程序，編譯調(diào)試，觀察運(yùn)行結(jié)果，檢查 是否正確，如果有錯(cuò)誤,分析其原因；（提示：不能從用戶模式直接切換到其他模式，可以先使用 swi 指令切換到管理模式）。led 控制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆绽?s3c2410x 芯片地址總線擴(kuò)展的 i/o 來驅(qū)動(dòng) led 顯示；了解 arm 芯片中利用總線擴(kuò)展 i/o 口的使用方法。實(shí)驗(yàn)設(shè)備硬件：embest edukit-iv 平臺(tái)，ulink2

36、仿真器套件，pc 機(jī)；軟件：vision ide for arm 集成開發(fā)環(huán)境，windows 98/2000/nt/xp。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編寫程序，控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的發(fā)光二極管 led1,led2,led3,led4，使它們有規(guī)律的點(diǎn)亮和熄滅， 具體順序如下：led1 亮-led2 亮-led3 亮-led4 亮-led1 滅-led2 滅-led3 滅-led4 滅-全亮-全滅，如此反復(fù)。實(shí)驗(yàn)原理在開發(fā) led 驅(qū)動(dòng)之前，首先了解本實(shí)驗(yàn)的原理圖：edukit-iv 設(shè)計(jì)了 5 個(gè) led（d1d5）用于 指示和控制系統(tǒng)的狀態(tài)，其中 d2 指示電源的狀態(tài)，其他 4 個(gè)的狀態(tài)是用戶可編程的（sysled1

37、 sysled4），在 edukit-iv 中，這 4 個(gè) led 的狀態(tài)通過擴(kuò)展 i/o 接口進(jìn)行控制。edukit-iv led 所用到的擴(kuò)展 i/o 如圖 5-2-1 所示：圖 5-2-1 片選信號(hào)的產(chǎn)生利用 3/8 譯碼器將 a18-a20 擴(kuò)展了 7 個(gè)外設(shè)片選信號(hào) cs1-cs7。cs1 和 cs2 引出到外部擴(kuò)展接口 excon_b3，cs3 和 cs4 為總線擴(kuò)展輸入的芯片 74hc541 的片選。cs5，cs6，和 cs7 為總線擴(kuò)展輸出的芯片 74hc573 的片選。片選信號(hào)在接入 74hc573 前經(jīng)過了如下處理：圖 5-2-2ole 信號(hào)的產(chǎn)生其中 cs5，cs6，cs

38、7 3 個(gè)片選信號(hào)和寫使能信號(hào)通過 74hc32 或門輸出一個(gè)選通信號(hào) le 為低 電平。圖 5-2-3 le 信號(hào)的產(chǎn)生前面或門輸出的 le 選通信號(hào)經(jīng)過 74hc04 反相得到高電平后再連接到擴(kuò)展輸出芯片 74hc573。edukit-iv led 接口電路如圖 5-2-4 和圖 5-2-5 所示。在本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，如圖 5-2-4，芯片74vhc573dt 的選通物理地址為 0x21180000，當(dāng)訪問這個(gè)物理地址的時(shí)候，就可以訪問其上的硬 件資源了。這里可以把其理解為一個(gè)寄存器，寄存器地址是 0x21180000,它的低 4 位控制了 4 個(gè) led 燈，通過訪問地址為 0x211800

39、00 的寄存器，往其低 4 位置高/低電平，從而控制相應(yīng)的 4 個(gè) led 燈 的亮/滅。（注意：寄存器 0x21180000 是只寫的，在軟件編程時(shí)只能往里寫數(shù)據(jù)，不能從里讀數(shù)據(jù)）圖 5-2-4 向 led 寫入數(shù)據(jù)圖 5-2-5 led1-4 連接圖如圖 5-2-5 所示，led1-4 這 4 個(gè) led 采用了共陽極的接法，分別與 sysled1-4 相連，通過 sysled1-4 引腳的高低電平來控制發(fā)光二極管的亮與滅。當(dāng)這幾個(gè)管腳輸出高電平的時(shí)候發(fā)光二極 管熄滅，反之，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。實(shí)驗(yàn)步驟1. 準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)環(huán)境使用 ulink2 仿真器連接 embest edukit-iv 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

40、的主板 jtag 接口；使用 embest edukit-iv 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)附帶的交叉串口線，連接實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主板上的 com2 和 pc 機(jī)的串口（一般 pc 只有一個(gè)串口， 如果有多個(gè)請(qǐng)自行選擇，筆記本沒有串口設(shè)備的可購買 usb 轉(zhuǎn)串口適配器擴(kuò)充）；使用 embest edukit-iv 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)附帶的電源適配器，連接實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主板上的電源接口。2. 串口接收設(shè)置在 pc 機(jī)上運(yùn)行 windows 自帶的超級(jí)終端串口通信程序，或者使用實(shí)驗(yàn)平臺(tái)附帶光盤內(nèi)設(shè)置好 了的超級(jí)終端，設(shè)置超級(jí)終端：波特率 115200、1 位停止位、無校驗(yàn)位、無硬件流控制，或者使用 其它串口通信程序。（注：超級(jí)終端串口的選擇

41、根據(jù)用戶的 pc 串口硬件不同，請(qǐng)自行選擇，如果 pc機(jī)只有一個(gè)串口，一般是 com1）3. 打開實(shí)驗(yàn)例程1）拷貝實(shí)驗(yàn)平臺(tái)附帶光盤 disk3_s3c241003-codes01-mdkmini2410-iv 文件夾到 mdk 的 安裝路徑：keilarmboardsembest（如果本實(shí)驗(yàn)之前已經(jīng)拷貝，可以跳過這一步）。（注：用戶也 可拷貝工程到任意目錄，本實(shí)驗(yàn)為了便于教學(xué)，故統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)路徑）；2）運(yùn)行 vision ide for arm 軟件，點(diǎn)擊菜單欄“project”，選擇“open project”，在彈出的 對(duì)話框選擇實(shí)驗(yàn)例程目錄 led_test 子目錄下的 led_test.uv2 工程。3）默認(rèn)打開的工程在源碼編輯窗口會(huì)顯示實(shí)驗(yàn)例程的說明文件 readme.txt，詳細(xì)閱讀并理解實(shí) 驗(yàn)內(nèi)容。4）工程提供了兩種運(yùn)行方式：一是下載到 sdram 中調(diào)試運(yùn)行，二是固化到 nor flash 中運(yùn)行。 用戶可以在工具欄 select target 下拉框中選擇在 ram 中調(diào)試運(yùn)行還是固化 flash 中運(yùn)行。如下圖所 示：圖 5-2-6 選擇運(yùn)行方式下面實(shí)驗(yàn)將介紹下