嵌入式系统原理与应用实验指导书.docx
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1、实验一:熟悉开发环境与汇编编程实验11实验目的熟悉ADSL2软件开发环境;掌握ARM920T汇编指令的用法,并能编写简单的汇编程序;掌握指令的条件执行和使用LDR/STR指令完成存储器的访问。2实验内容(1)使用LDR指令读取0x30003100上的数据,将数据加1,若结果小于10,则使用STR指令把结果写回原地址,若结果大于等于10,则把0写回原地址。(2)使用ADSL2软件仿真,单步,全速运行程序,设置断点,打开寄存器窗口(ProcessorRegisters)监视RO,RI的值,打开存储器观察窗口(Memory)监视0x30003100上的值。3预备知识(1) ARM指令系统内容;(2)
2、 ADS1.2工程编辑、编译器和AXD调试器的内容。4实验设备硬件:PC机一台。软件:WindOWS98/XP/2000系统,ADS1.2集成开发环境。5实验步骤(1)启动ADSl.2,使用ARMExecutableImage工程模板建立一个工程arml.mcp。输入工程名称,选择存放路径,确定。(2)新建工程源文件,输入文件名如arml.s,选择添加到工程中选项,在TargetS中选择DebUgRel选项,确定,进入代码编写窗口编写实验程序,最后保存。(3)进行DebugRelSettings设置。在LanguageSettings中,将ARM汇编编译器、C语言编译器、C+语言编译器、ThU
3、mb汇编编译器、ThUmbC语言编译器的Target选项Processor全部选择ARM920T处理器。(4)设置工程连接Linker地址ROBase为0x30000000,RWBase为0x30003000,设置调试口地址Imageentrypoint为0x30000000。(5)编译连接工程正确后,选择ProjeCtlDebug,启动AXD进入调试环境,在菜单OPtiOnS中选择ConfigureTarget,进入ChooseTarget,选择ARMulate.dll后,单击Configure按钮,选择ARM920微处理器,单击OK按钮退出。这时就为软件仿真做好了准备工作,进行调试。(6)
4、打开寄存器窗口(ProCeSSorRegisters),选择CUlTent项监视R0,Rl的值。打开存储器观察窗口(Memory),设置观察地址为0x30003100,显示方式SiZe为32Bit,监视0x30003100地址上的值。(7)可以FlO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。这时观察寄存器和0x30003100地址上的值。6、实验报告内容(1)叙述ADSL2集成开发环境的组成。(2)叙述主要调试窗口和作用。7参考程序:COUNTEQU0x30003100AREAExamplelll,CODE,READONLYENTRYC0DE32STARTLDRRl,=
5、COUNTMOVRO,#0STRRO,RI1.OOPLDRRl,=COUNTLDRRO,RIADDRO,RO,#1CMPRO,#10MOVHSRO,#0STRRO,RIBLOOPEND实验二汇编指令实验21实验目的(1)掌握ARM乘法指令的使用方法;(2)了解子程序编写及调用。2实验内容(1)使用STMFD/LDMFD,MUL指令编写一个整数乘方的子程序,然后使用BL指令调用子程序计算Xn的值。(2)使用ADSL2软件仿真,单步,全速运行程序,设置断点,打开寄存器窗口(ProcessorRegisters)监视RO,Rl的值,打开存储器观察窗口(Memory)监视0x30003000上的值。3
6、预备知识(1) ARM指令系统内容;(2) ADS1.2工程编辑和AXD调试的内容。4实验设备硬件:PC机一台。软件:WindOWS98/XP/2000系统,ADS1.2集成开发环境。5实验步骤(1) .启动ADS1.2,使用ARMExecutableImage工程模板建立一个工程arm2.mcpo(2) .建立汇编源文件arm2.s,编写实验程序,然后添加(3) .设置工程连接地址ROBase为0x30000000,RWBase为0x30003000,设置调试口地址Imageentrypoint为0x30000000o(4) .编译连接工程,选择PrOjeCUDebug,启动AXD进行软件仿
7、真调试。(5) .打开寄存器窗口(ProcessorRegisters),选择CUITent项监视寄存器RO,RhR13(SP)和R14(LR)的值。(6) .打开存储器观察窗口(Memory),设置观察地址为0x30003EA0,显示方式SiZe为8Bit,监视从0x30003FoO起始的满递减堆栈区。(7) .单步运行程序,跟踪程序执行的流程,观察寄存器值的变化和堆栈区的数据变化,判断执行结果是否正确。(8) .调试程序时,更改参数X和n来测试程序,观察是否得到正确的结果。例如:先复位程序,接着单步执行到“BLPoW”指令,在寄存器窗口中将R0,Rl的值进行修改,然后继续运行程序。说明:用
8、鼠标双击寄存器窗口的寄存器,即可修改寄存器的值。输入数据可以是十进制数(如136,198),也可以是十六进制数(如0x123,OxFO),输入数据后回车确定。6实验报告内容(3)叙述ARM中的B指令与BL指令的区别7参考程序XEQU9nEQU2AREAExample2,CODE,READONLYENTRYC0DE32STARTLDRSP,=0x30003F001.DRRO,=X1.DRRl,=nBLPOWHALTBLHALTPOWSTMFDSP!,R1-R12,LRMOVSR2,RlMOVEQRO,#1;IF(Rl)=OTHEN(RO)=IBEQPOW_END;ANDJUMPTOPOW_END
9、,ELSEMOVRl,ROSUBR2,R2,#1POW_L1BLDOJftJLSUBSR2,R2,#1BNEPOW_L1POW_ENDLDMFDSP!,R1-R12,PC;POPSTATICRETURNTOMAINPROGRAMDO_MULMULRO,Rl,ROMOVPC,LR;RETURNTOMAINPROGRAMEND实验二汇编指令实验21实验目的(1)掌握ARM乘法指令的使用方法;(2)了解子程序编写及调用。2实验内容(1)使用STMFD/LDMFD,MUL指令编写一个整数乘方的子程序,然后使用BL指令调用子程序计算Xn的值。(2)使用ADSL2软件仿真,单步,全速运行程序,设置断点,打
10、开寄存器窗口(ProcessorRegisters)监视RO,Rl的值,打开存储器观察窗口(Memory)监视0x30003000上的值。3预备知识(1) ARM指令系统内容;(2) ADS1.2工程编辑、编译器和AXD调试器的内容。4实验设备硬件:PC机一台。软件:WindOWS98/XP/2000系统,ADS1.2集成开发环境。5实验步骤(1) .启动ADS1.2,使用ARMExecutableImage工程模板建立一个工程arm2.mcpo(2) .建立汇编源文件arm2.s,编写实验程序,然后添加(3) .设置工程连接地址ROBase为0x30000000,RWBase为0x30003
11、000o(4) .编译连接工程,选择PrOjeCtlDebug,启动AXD进行软件仿真调试。(5) .打开寄存器窗口(ProcessorRegisters),选择Current项监视寄存器RO,RbR13(SP)和R14(LR)的值。(6) .打开存储器观察窗口(Memory),设置观察地址为0x30003EA0,显示方式SiZe为8Bit,监视从0x30003FOo起始的满递减堆栈区。(7) .单步运行程序,跟踪程序执行的流程,观察寄存器值的变化和堆栈区的数据变化,判断执行结果是否正确。(8) .调试程序时,更改参数X和n来测试程序,观察是否得到正确的结果。例如:先复位程序,接着单步执行到“
12、BLPOW”指令,在寄存器窗口中将RO,Rl的值进行修改,然后继续运行程序。说明:用鼠标双击寄存器窗口的寄存器,即可修改寄存器的值。输入数据可以是十进制数(如136,198),也可以是十六进制数(如0x123,OxFO),输入数据后回车确定。6实验报告内容(2)分析汇编程序各行的功能或作用(2)叙述ARM中乘法指令的特点(3)叙述ARM中的B指令与BL指令的区别7参考程序XEQU9nEQU2AREAExample2,CODE,READONLYENTRYC0DE32ATARTLDRLDRLDRSP,=0x30003F00RO,=XRl,=nHALTPOWBL POWBL HALTSTMFD :
13、MOVS MOVEQPOW LlBEQ MOV SUBBLDOSP!, R1-R12, LRR2,R1RO,#1POW_ENDRl, ROR2, R2, #1NftJLSUBSR2,R2,#1BNEPOW_L11.DMFDSP!,R1-R12,PCMULRO,Rl,ROMOVPC,LREND实验三ARMC/C+语言实验11实验目的通过实验了解使用ADSl.2编写C语言程序,并进行调试。2实验内容(1)编写一个汇编程序文件和一个C程序文件,汇编程序的功能是初始化堆栈指针和初始化C程序的运行环境,然后跳转到C程序运行,这就是一个简单的启动程序。C程序使用加法运算来计算1+2+3+(N-I)+N的值
14、(N0)o(2)使用ADSL2软件仿真,单步,全速运行程序,设置断点,打开寄存器窗口(ProcessorRegisters)监视RO,Rl的值,打开存储器观察窗口(Memory)监视0x30003000上的值。3预备知识(I)ARM指令系统内容;(2) APCS(ARMProcedureCallStandard)过程调用内容;(3) ADSl.2工程编辑和AXD调试的内容。4实验设备硬件:PC机一台。软件:WindOWS98/XP/2000系统,ADS1.2集成开发环境。5实验步骤(1) .启动ADS1.2,使用ARMExecutableImage工程模板建立一个工程cLmcpo(2) .建立
15、汇编源文件StartUp.s和ClC编写实验程序,然后添加到工程中。(3) .设置工程连接地址ROBaSe为0x30000000,RWBase为0x30003000,设置调试口地址Imageentrypoint为0x30000000o(4) .设置位于开始位置的起始代码段。方法:在ARMLinker中的Object/Symbol的栏中填写Startup。,即Startup.s文件的目标代码;在Seetion栏中填写启动段名Star屋(5) .编译连接工程,选择ProjectIDebug,启动AXD进行软件仿真调试。(6) .在StartUp.S的BMain”处设置断点,然后全速运行程序。(7)
16、 .程序在断点处停止,单步运行程序,判断程序是否跳转到C程序中运行。(8) .选择ProcessorViewsVariables打开变量观察窗口,观察全局变量的值,单步/全速运行程序,判断程序的运算结果是否正确。6实验报告内容(3)在ADSL2中能直接编写C语言程序进行运行吗?为什么?(4)在汇编语言中调用C语言的格式怎样?(5)汇编语言如何向C程序语言函数传递参数?7参考程序(1)汇编语言StartUp.s程序代码IMPORTImage$R0$LimitIIMPORTImage$RW$Base|IMPORTImage$ZI$BaSelIMPORTImage$ZI$Limit|IMPORTMa
17、inAREAStart,CODE,READONLYENTRYCODE32Reset LDRSP,二0x40003FOO1.DRR0,=|lmage$R0$Limit|1.DRRl,=Image$RW$Base1.DRR3,=:Image$ZI$Base|CMPRO,Rl;比较只读区域结束地址和读写区域起始地址,目的是判断有几个执;行区域,影响标志位ZBEQLOOPl;如果只有一个可执行区域,直接在读写区域末尾进行Zl区域的0初始化,;即跳到LOOPl标号处;否则顺序执行标号LOOPO1.OOPOCMPRl,R3;比较不断增大的读写区域起始地址与0初始化区域的起始地址。;影响标志位C,如果RkR
18、3,00,条件CC为TrUe,执行以下3条语句。1.DRCCR2,R0,#4;将网处的内容搬移到R1处STRCCR2,BCCLOOPO;如果不相等,跳回LoOPo继续搬移数据(可能包含能改变自身的;程序),如果相等,则执行L(X)PI标号后的程序1.OOPlLDRRl,=|Image$ZI$Limit|;这里RI又重新赋值为Zl的末地址MOVR2,#01.00P2CMPR3,R1;比较Zl的开始地址R3与末地址Rl,如果R3R1,则CC为TrueSTRCCR2,R3,#4;初始化Zl区域BCCL00P2;如果0初始化区域的终止地址小于不断增大的0初始化区域起始地址,;则跳到标号L00P2处继续
19、循环执行BMainEND(2) C语言CLC程序代码(1) fineuint8unsignedchar(2) fineuint32unsignedint#defineN100uint32sum;voidMain(void)(uint32i;sum=0;for(i=0;iRO-Limit一代码区.RW.Base初值ZLBaSe初值读写数据区代码预留去读写数据区ZLBaSe初值ZLLimit值、初值0数据区RW.Limit初值0数据区C编译后ADS中RO.Basc初(4代码分布代码分布RSBase初值C代码分布与ADS代码分布映射图注意:Image$R0$LinIitl就是为判断Image$RW$
20、BaSe而设计的,当Ilmage$R0$Limitl大于IImage$RW$BaseI时,说明ADS设置的数据区RW区初值设置太小,没有给代码区留有足够的空间。此程序中没有考虑到这种情形。当IIlnage$R0$Linlitl等于IlinagC$RW$BaSel时,说明ADS设置的数据区RW区正好与代码的数据区重合,此时不需要对RW的数据区进行搬移,只需要将ZI区清iiOffo当IImage$R0$Limitl小于IIlnage$RW$BaSel时,说明ADS设置的数据区RW区初值大于C代码段的末值,需要对数据区RW进行搬移。实验四ARMC/C+语言实验21实验目的掌握在C语言程序中调用汇编程
21、序,了解ATPCS基本规则。2实验内容(1)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:unit32Add(unit32x,unit32y)其中,unit32已定义为unsignedint.(2)使用ADSl.2软件仿真,单步,全速运行程序,设置断点,打开寄存器窗口(ProcessorRegisters)监视RO,Rl的值,打开存储器观察窗口(Memory)监视0x30003000上的值。3预备知识(3) ARM指令系统内容;(4) ARM的ATPCS的相关内容;(3)ADS1.2工程编辑和AXD调试的内容。4实验设备硬件:PC机一台。软件:WindoWS98/XP/2
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- 嵌入式 系统 原理 应用 实验 指导书

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