ARM嵌入式原理和开发实验报告.docx
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ARM嵌入式原理和开发实验报告
南京邮电大学海外学院
实验报告
实验名称:
实验一基于ADS开发环境的程序设计
实验二嵌入式Linux交叉开发环境的建立
实验三嵌入式Linux环境下的程序设计
课程名称嵌入式系统与开发
班级学号
姓名
开课时间2014/2015学年第1学期
实验一基于ADS开发环境的程序设计
一、实验目的
1、学习ADS开发环境的使用;
2、学习和掌握ADS环境下的汇编语言及C语言程序设计;
3、学习和掌握汇编语言及C语言的混合编程方法。
二、实验内容
1、编写和调试汇编语言程序;
2、编写和调试C语言程序;
3、编写和调试汇编语言及C语言的混合程序;
4、编写程序测试多寄存器传送指令的用法。
三、实验原理
ADS全称为ARMDeveloperSuite,是ARM公司推出的新一代ARM集成开发工具。
现在常用的ADS版本是ADS1.2,它取代了早期的ADS1.1和ADS1.0。
ADS用于无操作系统的ARM系统开发,是对裸机(可理解成一个高级单片机)的开发。
ADS具有极佳的测试环境和良好的侦错功能,它可使硬件开发工作者更深入地从底层去理解ARM处理器的工作原理和操作方法,为日后自行设计打基础,为BootLoader的编写和调试打基础。
1.ADS软件的组成
ADS由命令行开发工具、ARM运行时库、GUI开发环境(CodeWarrior和AXD)、实用程序、支持软件等组成。
2.GUI开发环境
ADSGUI开发环境包含CodeWarrior和AXD两种,其中CodeWarrior是集成开发工具,而AXD是调试工具。
使用汇编语言进行编程简单、方便,适用于初始化硬件代码、启动代码等。
汇编语言具有一些相同的基本特征:
1.一条指令一行。
2.使用标号(label)给内存单元提供名称,从第一列开始书写。
3.指令必须从第二列或能区分标号的地方开始书写。
4.注释必须跟在指定的注释字符后面,一直书写到行尾。
在ARM汇编程序中,每个段必须以AREA作为段的开始,以碰到下一个AREA作为该段的结束,段名必须唯一。
程序的开始和结束需以ENTRY和END来标识。
嵌入式C语言设计是利用基本的C语言知识,面向嵌入式工程实际应用进行程序设计。
为了使单独编译的C语言程序和汇编程序之间能够相互调用,必须为子程序之间的调用规定一定的规则。
ATPCS就是ARM程序和Thumb程序中子程序调用的基本规则。
四、实验过程与关键代码分析
1.创建项目工程
在File菜单中选择New命令,打开一个新建工程对话框。
在Project选项卡下,选择ARMExecutableImage,然后在Projectname文本框里输入项目名称,点击确定。
弹出工程窗口。
选择File菜单中的New命令,选择File标签页,在Filename文本框中输入要创建的文件名。
汇编程序以.s结尾,c程序以.c结尾。
在Location文本框中指定文件的存放位置,选中AddtoProject,在Targets中选中DebugRel,单击确定关闭窗口。
2.用汇编语言设计程序实现10的阶乘
AREAEXAMPLE,CODE,READONLY
ENTRY
start
MOVR0,#10
MOVR1,#1
LOOP
MULR0,R0,R1
SUBR0,R0,1
CMPR0,#1
BHILOOP
END
在这个程序中,我们首先对R0和R1赋值,将R0作为一个变量,而R1作为一个存贮阶乘值的寄存器。
在每进行一次乘法之后,将R0减1。
同时在做完减法后进行判断,如果此时R0大于1,则返回继续乘法,否则结束程序,输出结果。
3.用调用子程序的方法实现1!
+2!
+3!
+…+10!
,代码如下:
asmp.s
AREAJC,CODE,READONLY
EXPORTJCP
ENTRY
JCP
ADDR3,R0,#1
MOVR2,#1
MOVR1,#1
LOOPMULR0,R1,R2
MOVR1,R0
ADDR2,R2,#1
CMPR2,R3
BNELOOP
NOP
NOP
MOVPC,LR
END
PROGC.c
#include
ExternintJCP(intN)
intmain()
{
intres=0;
intm=10;
inti;
for(i=1;i<=m;i++)
res=res+JCP(i);
printf(“Theresult=%d\n”,res);
return0;
}
在这个程序中,主程序由c语言完成作求和,子程序由汇编语言写成作阶乘。
5.实现字符串的逆序复制TEXT1=“HELLO”=>TEXT2=“OLLEH”
AREAinvstring,CODE,READONLY
start
ADRR1,TEXT1
ADRR2,TEXT2
MOVR3,#0
LOOP
LDRBR0,[R1],#1
ADDR3,R3,#1
CMPR0,#0
BNELOOP
SUBR1,R1,#2
LOOP1
LDRBR0,[R1],#-1
STRBR0,[R2],#1
SUBR3,R3,#1
CMPR3,#1
BNELOOP1
MOVR5,#&55
NOP
TEXT1=“HELLO”,0
ALIGN
TEXT2=“OELLH”
END
五、实验小结
在这次实验中,学会了如何使用汇编程序进行编程。
对汇编程序编程一些基本的要求有了一定的了解,学习了C语言的语法和在其中调用汇编程序的方法。
学会了利用CodeWarriorIDE开发C和ARM汇编代码。
学会了在AXD中进行代码调试的方法和过程,对AXD的调试有初步的了解。
实验二嵌入式Linux交叉开发环境的建立
一、实验目的
1、掌握嵌入式Linux交叉开发环境的建立方法
2、学习和掌握Linux常用命令
3、学习和掌握vi编辑器的使用
二、实验内容
1、搭建嵌入式Linux交叉开发环境
2、熟悉Linux的常用命令
3、熟悉vi编辑器的常用命令
三、实验原理
Linux系统是UNIX系统的分支,是UNIX的微机版。
Linux具有异常丰富的驱动程序资源,支持各种主流的硬件设备与技术。
Linux包含了现代的UNIX操作系统的所有功能特性,这些功能包括多任务、虚拟内存、虚拟文件系统、进程间通信、对称所处理器、多用户支持等。
Vi编辑器是所有UNIX和Linux下的标准编辑器。
它包含3种工作模式。
嵌入式系统是专用的计算机系统,它对系统的功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格的要求。
大部分嵌入式系统没有大容量存储设备,一般不能安装大型开发软件,系统的开发需要采用交叉开发模式。
四、实验过程与关键代码分析
实验用的是UP-NetARM2410-S试验箱,里面配有三星的芯片S3c2410X。
打开电脑上VMWare软件,在Windows系统下启动虚拟机里的Linux系统。
接着需要
1.宿主机的环境搭建
下载并运行VMWare,根据向导创建一台新虚拟机并选择Linux作为客户操作系统,再根据向导安装RedHatLinux9.0。
2.虚拟机中启动Linux操作系统
使用root登陆,用户名为root,密码为123456。
之后对共享文件设置进行调整:
打开settings界面,打开sharedfolders功能,同时将路径设置到有课前下载的软件的目录下。
3.开发工具软件的安装
(1)安装gcc
打开Linux后,打开终端窗口,在共享的目录下找到install.sh并运行,命令如下:
ls
./install.sh
安装程序将自动建立/arm2410s目录,并将所有的开发软件包安装到/arm2410s目录下,同时自动配置编译环境,建立合适的符号链接。
安装完成后在目录/opt/host/armv4l/bin/下应该能看到主编译器。
(2)配置PATH路径
vi.bash.profile
将里面PATH变量改为PATH=$PATH:
$HOME/bin:
/opt/host/armv41/bin/;
存盘后执行
source.bash_profile
以后armv4l-unknown-linux-gcc将被自动搜索到
4.宿主机上的开发环境配置
(1)配置IP地址
ifconfigeth0192.168.0.121
命令配置了宿主机的IP地址。
然后打开网络配置窗口,重新探测MAC地址。
重新激活。
(2)关闭防火墙
单击“Red”菜单→“系统设置”→“安全级别”→打开“安全级别配置”窗口,选择“无防火墙选项。
”
(3)配置NFS。
单击“Red”菜单→“系统设置”→“服务器设置”→“服务”,在“服务配置”窗口中勾选nfs,单击“开始”
(4)NFS设置
单击“Red”菜单→“系统设置”→“服务器设置”→“NFS服务器”,打开“NFS服务器配置”窗口,设置NFS共享。
然后在NFS服务器中增加主机IP地址的链接许可和目录。
完成配置。
5.目标机的信息输出
Windows系统下,“开始”→“所有程序”→“附件”→“通讯”→“超级终端”,新建一个通信终端。
区号、电话号码随意输入。
设置每秒位数为“115200”,数据位为“8”,无奇偶校验,停止位为“1”,无数据流控制。
单击“确定”。
6.程序的运行
打开超级终端,启动Linux,屏幕显示:
[/mnt/yaffs]
在超级终端上执行挂载命令:
[/mnt]mount–tnfs192.168.0.121:
/arm2410s/mnt/nfs
挂载成功后可执行程序。
五、实验小结
在这次实验中,学会建立Linux交叉开发环境,学会了ls和vi,cd等常用的Linux命令,并掌握了Vi编辑器的使用方法。
同时知道了如何在搭建失败时寻找错误进行排错。
实验三嵌入式Linux环境下的程序设计
一、实验目的
1、掌握嵌入式Linux环境下的程序设计方法
2、学会编写Makefile文件
二、实验内容
1、熟悉嵌入式教学实验箱的使用
2、编写C程序和Makefile文件
3、编译程序产生可执行程序
4、完成主机的挂载和程序的执行
三、实验原理
在嵌入式Linux环境下的程序设计方法有一下几个步骤:
1.编写源程序
2.编写Makefile文件
3.编译程序
4.运行和调试程序
5.将生产的可执行文件加入文件系统。
前三个步骤在宿主机上完成,后面的步骤在目标机上完成。
四、实验过程与关键代码分析
1.建立工作目录
mkdirhello
cdhello
2.编写源程序
用vi编辑器编辑Hello.c文件
viHello.c
在Vi中输入源程序如下:
#include
main()
{
printf(“helloworld\n”);
}
3.编写Makefile文件
viMakefile
在vi中编辑Makefile文件如下:
CC=armv4l-unknown-linux-gcc
EXEC=hello
OBJS=hello.o
CFLAGS+=
LDFLAGS+=-static
all:
$(EXEC)
$(EXEC):
(OBJS)
$(CC)$(LDFLAGS)–o$@$(OBJS)
clean:
-rm–f$(EXEC)*.elf*.gdb*.o
4.编译程序
在hello目录下运行“make”来编译程序。
makeclean
make
编译成功后,生成可执行文件Hello.o。
5.下载调试
在宿主机上启动nfs服务,并将/arms2410s设置为共享目录。
接下来启动超级终端,建立通讯,挂载。
[/mnt]mount–tnfs192.168.0.121:
/arm2410s/mnt/nfs
挂载成功后,进入/mnt/nfs,再进入/mnt/nfs/hello,直接运行刚刚编译生成的可执行文件Hello.o,查看运行结果
cdhello
./hello
可以看见“Helloworld”
只需要挂载一次便可,只要实验箱没有重启,就可以一直保持连接。
反复修改、编译、调试,直至程序调试通过。
6.可执行文件加入文件系统
程序调试通过后,可以把可执行文件拖放到usr/bin目录下,然后使用mkcramfs制作工具生成新的文件系统。
当系统启动后,就可以在相应目录下执行可执行程序hello.
五、实验小结
在这次实验中,学会了在嵌入式Linux环境下设计程序。
同时知道了如何对目标机进行挂载。
以及如何在发现挂载不成功寻找错误进行修改。
另外在编译文件时需要注意的也都有所了解。