ARM嵌入式实验报告.docx

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1、ARM嵌入式实验报告湖南工业大学电子信息1203联想 124017205XX 实验一 ARM汇编指令使用实验基本数学/逻辑运算 一、实验目的 1. 初步学会使用ARM ADS / Embest IDE for ARM 开发环境及ARM软件模拟器。 2. 通过实验掌握数据传送和基本数学/逻辑运算的ARM汇编指令的使用方法。 二、实验设备 1. 硬件：PC机。 2. 软件：ADS 1.2 / Embest IDE 200X集成开发环境。 三、实验内容 1熟悉ADS 1.2 / Embest IDE 200X开发环境的使用，使用LDR/STR和MOV等指令访问寄存器或存储单元，实现数据的加法运算。具

2、体实验程序如下： /* armasm1a.s */ .EQU X, 45 /*定义变量X，并赋值为45*/ .EQU Y, 64 /*定义变量Y，并赋值为64*/ .EQU STACK_TOP, 0X1000 /*定义栈顶0X1000*/ .GLOBAL _START .TEXT _START: /*程序代码开始标志*/ MOV SP, #STACK_TOP MOV R0, #X /*X的值放入R0*/ STR R0, SP /*R0的值保存到堆栈*/ MOV R0, #Y /*Y的值放入R0*/ LDR R1, SP /*取堆栈中的数到R1*/ ADD R0, R0, R1 STR R0,

3、SP STOP: B STOP /*程序结束，进入死循环*/ .END 2使用ADD/SUB/LSL/LSR/AND/ORR等指令，完成基本数学/逻辑运算。具体实验程序如下： /* armasm1b.s */ .EQU X, 45 /*定义变量X，并赋值为45*/ .EQU Y, 64 /*定义变量Y，并赋值为64*/ .EQU Z, 87 /*定义变量Z，并赋值为87*/ .EQU STACK_TOP, 0X1000 /*定义栈顶0X1000*/ .GLOBAL _START .TEXT _START: /*程序代码开始标志*/ MOV R0, #X /*X的值放入R0*/ MOV R0,

4、R0, LSL #8 /*R0的值乘以2的8次方 */ MOV R1, #Y /*Y的值放入R1*/ ADD R2, R0, R1, LSR #1 /*R1的值除以2再加上R0后的值放入R2*/ MOV SP, #0X1000 STR R2, SP 湖南工业大学电子信息1203联想 124017205XX MOV R0, #Z /*Z的值放入R0*/ AND R0, R0, #0XFF /*取R0的低八位*/ MOV R1, #Y /*Y的值放入R1*/ ADD R2, R0, R1, LSR #1 /*R1的值除以2再加上R0后的值放入R2*/ LDR R0, SP /*Y的值放入R1*/

5、MOV R1, #0X01 ORRR0, R0, R1 MOV R1, R2 /*Y的值放入R1*/ ADD R2, R0, R1, LSR #1 /*R1的值除以2加上R0的值放入R2*/ STOP: B STOP /*程序结束，进入死循环*/ .END 四、实验操作步骤 1新建工程。先建立一个实验文件夹，如EARMSYarmasm1；然后运行Embest IDE集成开发环境，选择FileNew Workspace菜单项，弹出一个对话框，输入工程名armasm1a/armasmlb等相关内容；最后单击OK按钮，将创建一个新工程，并同时创建一个与工程名相同的工作区。此时在工作区窗口将能打开该工

6、作区和工程。 2建立源文件。选择FileNew菜单项，弹出一个新的、没有标题的文本编辑窗口，输入光标位于窗口中第一行，按照实验参考程序编辑输入源文件代码。编辑完后，保存文件armasmla. s。 3添加源文件。选择ProjectAdd To ProjectFile项或单击工程管理窗口中的相应右键快捷菜单命令，打开文件选择对话框，在工程目录下选择刚才建立的源文件armasmla.s/armasmlb.s。 4基本设置。选择ProjectSettings菜单项或按下快捷键Alt + F7，弹出工程设置对话框；在工程设置对话框中选择Processor属性页，按照使用要求对目标板所用处理器进行设置。

7、 5生成目标代码。选择BuildBuild armasmla菜单项或按下快捷键F7，生成目标代码。此步骤也可以通过单击工具栏上相应按钮来完成。 6调试设置。选择选择ProjectSettings菜单项或按下快捷键Alt + F7，弹出工程设置对话框；在工程设置对话框中，若选择Remote页面则对调试设备模块进行设置；若选择Debug页面则对调试模块进行设置。 7选择DebugRemote Connect连接软件仿真器，执行Download命令下载程序，并打开寄存器窗口。 湖南工业大学电子信息1203联想 124017205XX 8打开存储器窗口，观察地址0x80000x801F的内容以及地址0

8、xFF00xFFF的内容。 9单步执行程序，并观察和记录寄存器与存储器值的变化。 10结合实验内容和相关资料观察程序运行，通过实验加深理解ARM指令的使用。 五、实验结果分析 1. 程序1用用来实现加法运算；程序2使用ADD/SUB/LSL/AND/ORR等指令，完成基本的数学/逻辑运算。 2. 通过记录程序1和程序2单步运行时有关寄存器与存储器的值，可以看出运行结果正确。 湖南工业大学电子信息1203联想 124017205XX 实验二 ARM汇编指令使用实验存储区数据块的传送 一、 实验目的 1熟悉ARM ADS 1.2 / Embest IDE for ARM 开发环境及ARM软件模拟器

9、的使用。 2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分支程序的方法，学习使用条件码，加强对CPSR的认识。 二、实验设备 1. 硬件：PC机。 2. 软件：ADS 1.2 / Embest IDE 200X集成开发环境。 三、实验内容 设计并调试一个存储区数据块的传送程序，具体数据块的传送要求为：将数据从源数据区snum复制到目标数据区dnum，数据的个数num假定为20，复制时以8个字为单位进行，对于最后不足8个字的数据，以字为单位进行复制。 用ARM汇编语言设计该数据块复制程序的设计思想如下：先将源数据区的起始地址、目标数据区的起始地址以及数据个数赋给选定的

10、寄存器R0、R1、R2，再根据每次批量/单个复制数据的个数R3确定用于数据复制的中间寄存器R4R11，之后先将源数据区的若干个数据批量装载到中间寄存器中，再将中间寄存器的数据批量存储到目的数据存储区，随后进行数据是否复制完毕的判断，若未复制完毕，则修改有关操作数据地址，并重复前面的数据复制操作，否则，终止操作，程序结束。程序如下： .GLOBAL _START .TEXT .EQU NUM, 20 /*定义需要复制的字数据个数NUM为20*/ _START: LDR R0, =SRC /*将R0指向源数据区的起始地址*/ LDR R1, =DST /*将R1指向源数据区的起始地址*/ MOV

11、R2, #NUM /*将需要复制的字数据个数存放在R2中*/ MOV SP, #0X400 /*将堆栈指针SP指向#0X400*/ BLKCOPY: MOVS R3, R2, LSR #3 /*R2的值除以8的结果存入R3*/ BEQ COPYWORDS /*若Z=1，则转COPYWORDS*/ STMFD SP!, R4-R11 /*将R4R11的内容存入堆栈进行保护*/ OCTCOPY: LDMIA R0!, R4-R11 /*从源数据区装载8个字数据到R4R11*/ STMIA R1!, R4-R11 /*将R4R11中的8个字数据存入目的数据区*/ SUBS R3, R3, #1 /*

12、每复制一次R3减1*/ BNE OCTCOPY /*若R3不等于0，则转移到OCTCOPY*/ LDMFD SP!, R4-R11 /*将堆栈内容恢复到R4R11*/ COPYWORDS: ANDS R2, R2, #7 /*计算需复制的奇数个字的个数*/ BEQ STOP /*若R2=0则停止*/ WORDCOPY: LDR R3, R0, #4 /*将源数据区的一个字装载至R3*/ STR R3, R1, #4 /*将R3中的数据存到目的数据区*/ SUBS R2, R2, #1 /*数据传输控制计数器减1*/ 湖南工业大学电子信息1203联想 124017205XX BNE WORDCO

13、PY /*若R2不等于0，则转移到WORDCOPY*/ STOP: B STOP .LTORG SRC: /*源数据区起始地址标号*/ .LONG 1, 2,3 ,4, 5, 6, 7, 8, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 1, 2, 3, 4 DST: /*目的数据区起始地址标号*/ .LONG 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 .END 四、实验操作步骤 1新建工程。先建立一个实验文件夹，如EARMSYarmasm2；然后运行Embest IDE集成开发环境，选择FileNew Works

14、pace菜单项，弹出一个对话框，输入工程名ARMcode等相关内容；最后单击OK按钮，将创建一个新工程，同时创建一个与工程名相同的工作区。此时在工作区窗口将打开该工作区和工程。 2建立源文件。选择FileNew菜单项，弹出一个新的、没有标题的文本编辑窗口，输入光标位于窗口中第一行，按照实验参考程序编辑输入源文件代码。编辑完后，保存文件armasm2.s。 3添加源文件。选择ProjectAdd To ProjectFile项，或单击工程管理窗口中的相应右键快捷菜单命令，打开文件选择对话框，在工程目录下选择刚才建立的源文件armasm2.s。 4基本设置。选择ProjectSettings菜单项

15、或按下快捷键Alt+F7，弹出工程设置对话框；然后在工程设置对话框中，选择Processor属性页，对目标板所用处理器进行设置。 5生成目标代码。选择BuildBuild armasm2菜单项或按下快捷键F7，生成目标代码。也可以单击工具栏上的相应按钮来完成。 6调试设置。选择ProjectSettings菜单项或按下快捷键Alt+F7，弹出工程设置对话框；在工程设置对话框中，若选择Remote页面则对调试设备模块进行设置；若选择Debug页面，则对调试模块进行设置。 7选择DebugRemote Connect连接软件仿真器，执行Download命令下载程序，并打开寄存器窗口。 湖南工业大学

16、电子信息1203联想 124017205XX 8打开存储器窗口，观察地址0x80540x80A0的内容以及地址0x80A40X80F0的内容。 9单步执行程序并观察和记录寄存器与存储器值的变化，注意观察步骤8的地址中的内容变化。当执行STMFD、LDMFD、LDMIA和STMIA指令时，注意观察其后面的参数所指的地址段或寄存器段的内容变化。 10结合实验内容和相关资料观察程序运行，通过实验加深理解ARM指令的使用。 五、实验结果分析 执行-START之后： R0:0X00008054 R1:0X000080a4 R2:0X00000014 SP:0X00004000 执行STMIA R1!,R

17、4R11后： R0:0X00008074 R1:0X000080a4 R4R11：0X000000010X00000008 执行LDMFD之后： SP:0X000004000 R4R11:0X000000000X000000000 实验最终完成了将数据从源数据区snum复制到目标数据区dnum。 湖南工业大学电子信息1203联想 124017205XX 实验三汇编语言与C语言的相互调用实验随机数发生器 一、 实验目的 1阅读实验程序，观察处理器启动过程，学会使用ADS1.2/Embest IDE辅助信息窗口来分析判断调试过程和结果。 2学会在ADS1.2/Embest IDE中编写、编译与调试

18、汇编语言和C语言相互调用的程序。 二、实验设备 1. 硬件：PC机。 2. 软件：ADS 1.2 / Embest IDE 200X集成开发环境。 三、实验内容 使用汇编语言设计一个产生随机数的函数，然后通过C语言来调用该函数产生一系列随机数，并存放到数组中。程序如下。 1randtest.c源代码 /*随机数产生测试例子，程序通过调用random.s中的函数randomnumber来生成随机数*/ /#include extern unsigned int randomnumber( void ); int main( ) int i; int nTemp; unsigned int ran

19、dom10; for( i = 0; i 10; i+ ) nTemp = randomnumber( ); randomi = nTemp; return( 0 ); 2init.s源代码 /*系统初始化程序，用于硬件初始化设置，并转入外部的随机数产生主函数main( )*/ #程序入口，ARM汇编 #.ARM .GLOBAL _START .TEXT _START: B RESET_HANDLER UNDEFINED_HANDLER: B UNDEFINED_HANDLER SWI_HANDLER: B SWI_HANDLER PREFETCH_HANDLER: B PREFETCH_HA

20、NDLER ABORT_HANDLER: B ABORT_HANDLER NOP /* RESERVED VECTOR */ IRQ_HANDLER: B IRQ_HANDLER FIQ_HANDLER: B FIQ_HANDLER RESET_HANDLER: LDR SP, =0X00002000 湖南工业大学电子信息1203联想 124017205XX .EXTERN MAIN LDR R0, = MAIN MOV LR, PC BX R0 #- LOOP FOR EVER END: B END .GLOBAL _GCCMAIN _GCCMAIN: MOV PC, LR .END 3ra

21、ndom.s源代码 # 这是一个使用33位反馈移位寄存器产生伪随机数的函数产生器RANDOMNUMBER # AREA |Random$code|, CODE, READONLY .GLOBAL RANDOMNUMBER RANDOMNUMBER: # ON EXIT: # A1 = 32伪随机数的低位数据 # A2 = 32伪随机数的高位数据 LDR IP, SEEDPOINTER LDMIA IP, A1, A2 TST A2, A2, LSR#1 MOVS A3, A1, RRX ADC A2, A2, A2 EOR A3, A3, A1, LSL#12 EOR A1, A3, A3,

22、LSR#20 STMIA IP, A1, A2 MOV PC, LR SEEDPOINTER: .LONG SEED .DATA .GLOBAL SEED SEED: .LONG 0X55555555 .LONG 0X55555555 # END 4链接脚本文件ldscript参考源代码 SECTIONS . = 0x0; .text : *(.text) .data : *(.data) .rodata : *(.rodata) .bss : *(.bss) 链接脚本程序主要是描述编写的文件中的各个部分如何摆放在输出文件中，并控制这些文件如何定位这些输出文件。链接脚本文件必须以关键词SECT

23、IONS开始，紧接着式大括号，后面是所有需要 湖南工业大学电子信息1203联想 124017205XX 输出地描述部分，最后是闭括号收尾，并且全部使用半角符号。 本ldscript文件中各语句的含义是：“.=0x0”为将当前地址计数器指向0x0，“.text : *(.text) ”为程序代码必须放在当前的地址计数器指向的0x0处，“.data : *(.data) ”为已经初始化的数据必须放在当前的地址计数器指向的地方(紧接text区域后)，“.rodata : *(.rodata) ”为只读数据必须放在当前的地址计数器指向的地方(紧接data区域后)，“.bss : *(.bss) ”为未

24、初始化的数据必须放在当前的地址计数器指向的地方(紧接rodata区域后)。 四、实验操作步骤 1创建新的工程，工程名为armcasm。 2按照参考程序编写源代码文件，并分别保存为randtest.c、init. s、random. s和ldscript，然后把它们加入工程中。 3按照编译汇编器设置链接器设置调试器设置的顺序来设置新工程，并编译、链接工程。 4下载调试文件，并打开Memrory/Register/Watch/Variable/Call Stack窗口，单步执行程序。通过以上窗口，跟踪程序运行，观察分析并记录运行结果，通过实验学会使用ADS1.2/Embest IDE来进行应用程序

25、的开发与调试。 五、实验总结与心得 学期开始，我们开始学习嵌入式系统及应用，由于初次接触嵌入式系统，感觉蛮难的，很多的概念都学的比较模糊，面对课本，有时候总感觉茫然，无从下手，但实验帮助我们理解了很多之前没理解的概念，使我们对于嵌入式知识有了一个更深的了解。 在了解了基础知识之后，我开始进行上机操作，当然，其中遇到很多的难题，很多东西都是第一次接触，即使有老师在旁边指导操作，也需要自己去摸索练习。其中的困难也可想而知。然而坚持就是胜利，牙一咬眼一闭坚持做下去，而通过本次实验，我感觉收获还是蛮多的。可能我对于嵌入式的知识学习的还是不太多，但是这之外的东西收获颇丰。它让我学会了如何通过自己的努力去认知一个新事物，更重要的是端正自己的学习态度，只有真正下功夫去学习，才能有收获，正所谓“一份耕耘，一份收获。”没有付出，何谈回报呢？再者，通过本次实验，我也学会了如何去分析问题，如何找出自己设计中的不足，继而去排除解决问题，这就是一个自我学习的过程。当我们通过实验去学习理论知识时，自己动手得出的结论，不仅能加深我们对嵌入式的理解，更能加深我们对此的记忆。 当然，在这其中，我也发现自己的许多不足之处，由于学期伊始我没有好好学习，才落到如此地步，这也可以说是一个教训吧！我相信在以后的学习工作中，我一定会端正自己的学习态度，一丝不苟的去对待每一件事。只有做好足够的准备，才能事半功倍！