程序编写和调试环境简介.ppt

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1、周鹏 安徽工程大学电气工程学院,第4章：程序编写和调试环境简介,4.1 调试环境代码编译器CCS简介（教材P103）4.2 程序的编写（教材P108）4.3 CCS工程组成（教材P111-P126）4.4 调试一个程序的简单步骤（教材P126）4.5 C程序和汇编程序混合编程（教材P131）,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,4.1 调试环境代码编译器CCS简介,本节要求：了解CCS开发环境具有的功能，能够操作CCS的窗口、菜单和工具条。掌握CCS工程管理的概念，能够完成简单程序的编辑、汇编、连接和调试。CCS是TI公司DSP软件的集成开发环境（IDE），本节以CCS2000为参照讲述。,周鹏

2、安徽工程大学电气工程学院,CCS集成开发环境简介Windows下工作，类似于VC+的集成开发环境;采用图形接口界面，有编辑工具和工程管理工具；它将汇编器、链接器、C/C+编译器、建库工具等集成在一个统一的开发平台中；CCS所集成的代码调试工具具有各种调试功能，能对TMS320系列DSP进行指令级的仿真和可视化的实时数据分析。丰富的输入/出库函数和信号处理库函数。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,CCS 2000系统的安装 用来对该编译器的运行环境进行配置。程序调试仿真环境。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,系统配置原因：为使CCS IDE能工作在不同的硬件或仿真

3、目标上。步骤：双击桌面上的Setup CCS 2(C 2000)图标，启动CCS设置。在弹出对话框中单击“Clear”按钮，清除以前定义的配置。从列出的可供选择的配置文件中，选择能与使用的目标系统相匹配的配置文件。单击加入系统配置按钮，将所选中的配置文件输入到CCS设置窗口当前正在创建的系统配置中。单击“FileSave(保存)”按钮，将配置保存在系统寄存器中。当完成CCS配置后，单击“FileExit”按钮，退出CCS Setup。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,1.CCS的窗口双击桌面上CCS 2(C 2000)图标，启动CCS IDE显示CCS主界面。,用来组织用户的若干程序并由此构成

4、一个项目，用户可以从工程列表中选中需要编辑和调试的特定程序。,帮助用户查看机器指令，查找错误,用户既可以编辑程序，又可以设置断点和探针，并调试程序。,可以根据用户需要显示数据。,查看、编辑内存和寄存器。,查看、编辑内存和寄存器。,显示对工程进行编译，汇编和连接时的一些状态信息，如果在编译、汇编和连接过程中发现错误，则该窗口显示出错误类型和错误位置。,主菜单：用户可以通过条目来管理各窗口。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,2、CCS的菜单File（文件）：文件管理，载入执行程序、符号及数据，文件输入输出等Edit（编辑）：文件及变量编辑，如剪贴、撤消、字符串查找等View（查看）：工具条显示设置

5、，内存、寄存器和图形显示等Project（工程）：工程管理（新建、打开、关闭及添加文件等）、编译、构建工程等Debug（调试）：断点、探针设置，单步执行、复位等Profiler（性能）：性能菜单，包括时钟和性能断点设置等,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,GEL（扩展功能）：利用通用扩展语言设置扩展功能Option（选项）：选项设置，设置字体、颜色、键盘属性、动画速度、内存映射等Tools（工具）：包括引脚连接、端口连接、命令窗口、连接设置等DSP/BIOS（实时分析工具）：用来辅助CCS环境实现程序实时调试Windows（窗口）：窗口管理，包括窗口排列、窗口列表等Help（帮助）：CCS在线帮

6、助菜单，包括用户手册、入门指南等,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,Project菜单(工程文件被存盘为*.pjt文件)New 新建一个工程，将该工程保存至新建工程的文件夹里。Add Files to Project 工程中支持C源文件(*.C)、汇编源文件(*.ASM)、库文件(*.OBJ、*.LIB)和链接命令文件(*.CMD)。工程管理会自动加入头文件和include引用的文件，不允许添入其他类型的文件。Compile File 对C或汇编源文件进行编译。Biuld 对工程进行编译、汇编和连接，生成可执行文件.OUT。Rebuiled All 对工程中所有文件重新编译并链接生成输出文件。S

7、top Build 停止对工程的编译、汇编和连接。Biuld Options 用来设定编译器、汇编器和链接器的参数，通常采用默认设置。Recent Project Files 显示最近打开过的工程。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,View菜单Dis-Assembly 观察汇编程序窗口；可在此窗口中对汇编程序进行修改。Memory 观察存储窗口；可选择观察的存储器类型和存储器的起始地址。CPU Registers 考察调试过程中CPU寄存器的和各个状态位的变化情况。Watch Window 观察调试过程中的变量，C表达式，地址和寄存器的值。Mixed Source and ASM 在调试过程中

8、即观察C程序又观察汇编程序。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,Debug菜单Breakpoints 将光标放在要设置断点的程序处可在程序中设置断点；程序运行到断点处自动停止。Probe Points 在程序中设置探测点。StepInto 单步执行程序并进入调用的子程序。StepOver单步执行程序但不进入调用的子程序或中断服务程序。StepOut 跳出子程序。Run 执行程序到断点、探测点或用户中断。Halt 用来停止程序的执行。Reset DSP 对处理器进行复位。Restart 将程序指针指向程序的起始地址，从程序最开始处执行程序。提示：善用CCS的Help,周鹏 安徽工程大学电气工程学院

9、,3、CCS的工具栏Standard Toolbar：包括新建、打开、保存、剪切、复制、粘贴、取消、恢复、查找、打印和帮助等Project Toolbar：包括选择当前工程、编译文件、设置和移去断点/Probe Point等功能。Edit Toolbar：提供一些常用的查找和设置标签命令。GEL Toolbar：提供了执行GEL函数的一种快捷方法。ASM/Source Stepping Toolbar：提供了单步调试C或汇编源程序的方法 Target Control Toolbar：提供了目标程序控制的一些工具 Debug Window Toolbar：提供了调试窗口工具,周鹏 安徽工程大学电

10、气工程学院,4.2 程序的编写,汇编伪指令分成7类(根据功能)：定义段的伪指令；初始化常数的伪指令；调准段程序计数器的伪指令；引用其他文件的伪指令；条件汇编伪指令；在汇编时定义符号的伪指令；执行其他功能的伪指令。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,1.段定义伪指令作用：把汇编语言程序的各个部分划分在适当的段中。.asect 创建具有绝对地址的初始化命名段；.bss 为未初始化的变量保留空间；.sect 定义已初始化的带命名段，其后的数据存入该段；.text 该段包含了可执行的代码；.usect 在一个未初始化的有命名的段中为变量保留空间。.data 通常包含了初始化的数据；段是通过叠加方式来建立

11、的。例如在汇编器第一次遇到.data伪指令时，data指令后面的语句都被汇编在.data段中(直到汇编器遇到.text和.sect伪指令为止)。如果后来又在其他的段中遇到.data指令，其后的语句继续加到.data段中。这样虽然程序中是多个.data段分散在各处，但汇编器只创建一个.data段，它可以连续地被分配到内存中。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,2.常数初始化伪指令.float和.bfloat 计算以IEEE格式表示的单精度(32位)浮点数，并存放在当前段的连续字中，高位先存。.float能自动按域的边界排列，.bfloat不能。.int和.word 把一个或多个16位数存放到当前段

12、的连续字中。.int为无符号整型量，.word为带符号整型量。.long和.blong 把32位数存放到当前段连续的两个字中，高位字先存。.long能自动按长字的边界排列，.blong 却不能。.string 把8位的字符从一个或多个字符串中传送到当前段中。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,3.引用其他文件的伪指令.copy/.include 伪指令告诉汇编器开始从其他文件中读源语句。.def 确认一个在当前模块中定义的且能被其他模块使用的符号。.ref 确认一个在当前模块中使用但在其他段中定义的符号。.global 表明一个外部符号，使其他模块在连接时可以使用。如果在当前段定义了该符号，那么

13、该符号就可以被其他模块使用，与.def功能相同；如果在当前段没有定义该符号，则使用了其他模块定义的符号，与.ref功能相同。一个未定义的全局符号只有当它在程序中使用的时候，链接器才对其进行处理。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,4.控制条件汇编的伪指令.if/.elseif/.else/.endif 这些指令告诉汇编器，根据表达式的值条件汇编一块代码。.if 表示一个条件块的开始，如果条件为真就汇编紧接着的代码；.elseif是表示如果.if的条件为假，而.elseif的条件为真，就汇编紧接着的代码；.endif结束该条件块。.loop/.break/.endloop 告诉汇编器按照表达式的值

14、循环汇编一块代码。.loop标注一块循环代码的开始；.break告诉汇编器当表达式为假时，继续循环汇编，当表达式为真时，立刻转到.endloop后的代码去执行；.endloop标注一个可循环块的末尾。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,4个基本的文件：C语言文件：后缀为.c，实现DSP要完成的功能。汇编语言文件后缀为.ASM，书写该文件所用指令为LF2407支持的汇编语言指令。该程序中实现DSP要完成的功能。通常在该文件的最开始写上.include“F2407REGS.H”，表明包含了F2407REGS.H头文件里定义的一些寄存器。头文件后缀为.H，定义DSP系统用到的一些寄存器映射地址和用户用

15、到的常量和用户自定义的寄存器。头文件必须放在源程序的开始，并使用“#include”语句声明和添加。命令文件(.CMD)后缀为.CMD，实现对程序存储器空间和数据存储器空间的分配。该文件常用的伪指令：MEMORY和SECTIONS。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,4.3 CCS工程组成,（1）.pjt文件CCS工程文件。在CC中，工程文件的扩 展名为.mak。（2）.lib文件CCS运行支持库(rts2xx.lib)。（3）.h文件头文件(.h)。（4）.c文件C源文件(.c)。（5）.asm文件汇编语言源文件。（6）.cmd文件链接命令文件(.cmd)。（7）中断向量文件 vectors.

16、asm（8）.obj文件目标文件，COFF格式。（9）.out文件可执行文件，COFF格式。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,头文件 CCS工程中的头文件与其它基于C语言的开发环境中的头文件基本相同，主要是用来定义工程中的常量和数据结构。为了提高开发效率，开发人员往往会将DSP片内的控制寄存器定义写成一个头文件，这样在各个基于相同型号DSP的开发中，可以共享这个定义控制寄存器的头文件。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,中断向量定义 与传统的单片机类似，DSP的中断也可以采用查询和回调两种方式来处理。如果采用回调方式处理，其实现方式是在中断向量地址处放置一个跳转语句，跳转到相应的中断处理函数。在

17、CCS中，需要编写一个.asm文件，定义所有的中断向量。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,链接命令文件链接器命令文件主要包含以下3部分内容：（1）输入文件名。就是链接的目标文件和文档库文件或者是其他的命令文件，可以没有。（2）链接器选项。如-l、-stack、-o等，这些选项可以用在链接命令行，也可以用在命令文件中。（3）MEMORY和SECTIONS都是链接命令，MEMORY命令定义目标存储器的配置，SECTIONS命令定义逻辑段与目标存储器的对应关系,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,MEMORY伪指令 用来标示实际存在目标系统中且可被使用的存储器范围，每个存储器范围具有名字、起始地址和长度

18、。语法如下：MEMORYPAGE0：namel(attr):origin=constant,length=constant;PAGEn：namen(attr):origin=constant,length=constant;PAGE标示存储器空间。用户规定可以多达255页，通常PAGE0规 定程序存储器，PAGE1规定数据存储器。name命名存储器。attr规定与已命名范围有关的14个属性。R可读；W可写；X可执行；I可初始化origin规定存储器范围的起始地址。length规定存储器范围的长度。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,SECTIONS伪指令 描述输入段这样被组合到输出段内；在可执行

19、程序内定义输出段；规定在存储器内何处放置输出段；允许重命名输出段。语法如下：SECTIONSname:property,property,property,name:property,property,property,每一个以name开始的段的规格说明定义了一个输出段。在段名后是特性列表，定义段的内容及分配方式。可能具有的特性如下：装载位置规定段将被装载到存储器何处；运行位置段将在存储器何处运行；输入段组成输出段的输入段；段类型特定段类型的标志；填充值用于填充未初始化空位的数值,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,常用的几个伪指令.cinit标示部分存放已明确初始化的全局变量和静态 变量；.co

20、nst标示部分存放已明确初始化的字符串常量、全 局常量和静态常量；.switch标示部分存放大型switch语句的跳转表；.text标示部分存放可执行代码和浮点数常量；.bss标示部分用于存放没有初始化的全局变量和静 态变量；.stack定义软件堆栈。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,.CMD文件同.ASM文件必须对应，否则，即使ASM程序代码语法完全正确编译也不会通过。在配置.CMD文件时，用户必须对DSP的数据存储空间、程序存储空间和汇编伪指令十分熟悉。所有的空间分配都必须建立在DSP的物理结构基础上，用户不能通过.CMD文件虚拟出DSP在物理结构上不存在或

21、不合法的空间。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,4.4 调试一个程序的简单步骤,CCS的工程管理 CCS对程序采用工程(Project)的集成管理方法。工程保持并跟踪在生成目标程序或库过程中的所有信息。典型工程文件记录的信息源程序文件名和目标库；编译器、汇编器和链接器选项；头文件；创建和管理工程工程的创建、打开和关闭（ProjectNew/Open/Close）使用工程观察窗口（单击工程文件夹、工程名(*.pjt)和各个文件夹上的“+/”号即可）添加文件到工程（ProjectAdd Files to Project）从工程中删除文件（Remove from Project）,周鹏 安徽工程大学

22、电气工程学院,调试(1)装载可执行程序 FileLoad Program(2)复位（CCS提供4种方法）Reset DSP:DebugReset DSP命令初始化所有R并停止运行程序。Load Kernel:Lode Kernel 命令重新装入DSP核Restart:Debug Restart 命令将PC恢复到当前载入程序的入口地址，但不执行当前程序。Go main:Debug Go main命令提供了一种快速运行用户应用程序的方法。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,(3)程序执行方式单步执行操作单步进入：DebugStep Into:每操作一次，执行一条指令；单步执行：DebugStep O

23、ver:每操作一次，执行一条指令（函数，子程序看作一条）；单步调出：DebugStep Out:从子程序跳出；执行到光标处：Debug Run to Cursor:程序运行到光标所在语句。连续运行操作（实时运行）运行程序：DebugRun：从当前PC所指位置开始执行到结束或断点；停止程序：Debug Halt:暂停程序的执行；自由运行：Debug Run free:全速执行用户程序，忽略所有断点。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,断点运行程序（动画）在执行各个命令前应当预先设置好程序断点，每按一次按钮，从当前程序位置执行到所有遇到的第一个断点，。命令：Debug animate;断点设置：使用

24、对话框；采用工程工具条“设置断点”按钮探针（probe）断点：CCS在源程序某条语句上设置的一种断点。每个探针断点都有相应的属性（用户设置）用来与一个文件的读/写相关联。用户程序运行到探针断点所在语句时，自动读入数据或将计算结果输出到某个文件中。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,(4)存储器、寄存器、变量的操作 存储器：拷贝数据块/填充数据块/察看/编辑内存寄存器：显示寄存器/编辑寄存器变量：用观察窗口查看变量/编辑变量(5)数据输入/输出利用数据读入/写出功能命令：FileData(Lode/Save)用途：偶尔的手工读入/写出场合利用探针功能：适用于自动调入和输出数据场合。,周鹏 安徽工程

25、大学电气工程学院,4.5 C程序和汇编程序混合编程,在使用C和汇编混合编程时，必须注意以下规则:1.无论是c还是汇编函数，在编写时都必须遵循寄存器规则。2.必须保护AR0(FP),AR1(SP),AR6和AR73.保护状态寄存器4.汇编模块中被C访问的标识符前要加下划线 C编译器在所有C标识符前加下划线，所以在汇编模块中被C访问的汇编标识符前也必须加下划线。例:若变量x要被C程序访问，必须用_x表示。而汇编模块中其它标识符则不需要加下划线;而且只不加下划线，即使与C中变量名相同，也不会发生冲突。5.C和汇编相互引用的变量或者函数必须用.global声明混合编程方法,周鹏 安徽工程大学电气工程学

26、院,编程方法,(1).独立编写C和汇编模块 首先独立编写c和汇编程序模块，接着把C程序编译、汇编后生成目标文件(*.obj)，汇编程序汇编后生成目标文件;然后把所有的目标文件连接成一个完整的文件。(2).直接在C程序中嵌入汇编语句(3).修改汇编代码输出 用C程序编程，经编译后生成汇编代码，然后对汇编代码进行优化和修改。,周鹏 安徽工程大学电气工程学院,参考作 业,1、说明.text段、.data段、.bss段、.sect段、.usect段、.asect段分别包含什么内容？2、进行模块化程序块调试之前，一般需要哪几个基本文件，各文件功能是什么？3、在文件的链接过程中，需要用到命令文件(.cmd)。请按如下参数设计一个命令文件，其参数为：中断向量表 起始地址为7600h，长度为8000h；源程序代码 在中断向量之后；初始化数据 起始地址为1F10h，长度为4000h；未初始化数据 在初始化数据之后。4、CCS提供了哪些菜单和工具条？,