S3C2410A实验指导书.docx
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S3C2410A实验指导书
第1章实验要求
ARM实验室是电子信息科学与技术的专业实验室。
旨在培养学生对嵌入式系统设计和开发的能力，使学生加深对嵌入式系统设计思想的理解，掌握ARM实验平台进行程序设计、开发的技巧和方法，进而增强学生的实践能力和动手能力，提高其创新意识。
实验室还为大学生电子设计大赛，电子类学生的毕业设计、课程设计以及科研训练提供实验环境。
利用嵌入式实验开发系统。
实验要求
在实验过程中，要求学生做到：
（1）预习实验指导书有关部分，认真做好实验容的准备，就实验可能出现的情况提前作出思考和分析。
（2）仔细观察上机编程时出现的各种现象，记录主要情况，作出必要说明和分析。
（3）认真书写实验报告。
实验报告包括实验目的和要求，实验情况及其分析，写出程序设计说明，给出源程序框图和清单。
（4）遵守机房纪律，服从辅导教师指挥，爱护实验设备。
（5）实验课程不迟到，如有事不能出席，所缺实验一般不补。
实验的验收将分为两个部分。
第一部分是上机操作，包括检查程序运行和即时提问。
第二部分是提交书面的实验报告。
第2章预备知识
一、ADS1.2安装
1.打开安装光盘的ads1.2文件夹，双击SETUP.EXE,进行安装，按默认设置，也可适当更改安装路径。
2.
安装完成后，出现一个添加licence的界面，
3.选中ADS1.2目录下的crack文件夹中的licence.dat文件，点下一步，直至结束。
至此，完成软件的安装。
二、ADS1.2下使用Wiggler电缆调试
1.安装Rdi.dll
将文件夹下的Rdi.dll、dev.ini、dev文件夹一同拷贝到xx:
\ProgramFiles\ARM\ADSv1_2\Bin目录下（推荐目录）；
2．安装并口驱动
1）运行GiveIOInstaller.exe
2）选择InstallService
三、配置ads1.2软件
打开AXD，选择菜单”options”中的”configuertarget…”，如下图：
点击”ADD”，再弹出的列表框中找到开始拷贝的RDI.dll，如下图：
打开后再点击Configure进行配置,点击”OK”，如果此时连接了Wiggler电缆和实验箱，即可进入正确的调试模式，如下图：
四、H-JTAG驱动程序的使用
1.安装操作说明
首先，将H-JTAGv2.0.exe应用程序双击，安装。
2.安装到你的C盘或D盘的programfiles下，安装成功后，在桌面上会出现图1左下方的图标H-JTAG。
连上wiggler电缆，双击图标H-JTAG，弹出图1的右面的对话框。
3.若检测，连接成功，最小化H-JTAG。
到开始/程序/ARMDeveloperSuite1.2目录下打开ADS1.2的调试器AXD。
将弹出图8。
点击，深色处，之后点击OK。
（注意，这步前，应该正确安装H-JTAGV2.0.exe程序）
第3章S3C2410A实验
实验一ADS1.2开发环境创建与简要介绍
一、实验目的
1．熟悉ADS1.2开发环境，正确使用仿真调试电缆进行编译、下载、调试。
2．了解ARM汇编语言的基本框架，学会使用ARM的汇编语言编程。
3．了解ARMC语言的基本框架，学会使用ARM的C语言编程
二、实验容
1．学习ADS1.2开发环境2．用汇编语言编写一个简单的应用程序3．用C语言编写一个简单的应用程序
三、实验设备
1．EL-ARM-830+教学实验箱，PC机，仿真调试电缆。
2．ADS1.2集成开发环境，仿真调试电缆驱动程序
四、实验步骤
1．ADS1.2下建立工程
2）运行ADS1.2集成开发环境（CodeWarriorforARMDeveloperSuite），点击File|New,在New对话框中，选择Project栏，其中共有7项，ARMExecutableImage是ARM的通用模板。
选中它即可生成ARM的执行文件。
同时，如图2-1-1
图2-1-1
还要在，Projectname栏中输入项目的名称，以及在Location中输入其存放的位置。
按确定保存项目。
3）在新建的工程中，选择Debug版本，如图2-1-2，使用Edit|DebugSettings菜单对Debug版本进行参数设置。
图2-1-2
4）在如图2-1-3中，点击DebugSetting按钮，弹出2-1-4图，选中TargetSetting
图2-1-3
图2-1-4
项，在Post-linker栏中选中ARMfromELF项。
按OK确定。
这是为生成可执行的代码的初始开关。
5）在如图2-1-5中，点击ARMAssembler，在ArchitectureorProcesser
图2-1-5
栏中选ARM920T。
这是要编译的CPU核。
6）在如图2-1-6中，点击ARMCCompliler，在ArchitectureorProcesser栏中选ARM920T。
这是要编译的CPU核。
图2-1-6
7）在如图2-1-7中，点击ARMlinker，在outpur栏中设定程序的代码段地址，以及数据使用的地址。
图中的ROBase栏中填写程序代码存放的起始地址，RWBase栏中填写程序数据存放的起始地址。
该地址是属于SDRAM的地址。
图2-1-7
图2-1-8
在options栏中，如图2-1-8，Imageentrypoint要填写程序代码的入口地址，其他保持不变，如果是在SDRAM中运行，则可在0x30000000—0x33ffffff中选值，这是64MSDRAM的地址，但是这里用的是起始地址，所以必须把你的程序空间给留出来，并且还要留出足够的程序使用的数据空间，而且还必须是4字节对齐的地址（ARM状态）。
通常入口点Imageentrypoint为0x30000000,ro_base也为0x30000000。
在Layout栏中，如图2-1-9，在Placeatbeginningofimage框，需要填写项目的入口程序的目标文件名，如，整个工程项目的入口程序是2410init.s，那么应在Object/Symbol处填写其目标文件名2410init.o，在Section处填写程序入口的起始段标号。
它的作用是通知编译器，整个项目的开始运行，是从该段开始的。
图2-1-9
8）在如图2-1-10中，即在DebugSetting对话框中点击左栏的ARMfromELF项，在Outputfilename栏中设置输出文件名*.bin，前缀名可以自己取，在Outputformat栏中选择Plainbinary,这是设置要下载到flash中的二进制文件。
图2-1-10中使用的是test.bin.
图2-1-10
9）到此，在ADS1.2中的基本设置已经完成，可以将该新建的空的项目文件作为模板保存起来。
首先，要将该项目工程文件改一个合适的名字，如S3C2410ARM.mcp等，然后，在ADS1.2软件安装的目录下的Stationary目录下新建一个合适的模板目录名，如，S3C2410ARMExecutableImage,再将刚刚设置完的S3c2410ARM.mcp项目文件存放到该目录下即可。
这样，就能在图2-1-10中看到该模板。
10）新建项目工程后，就可以执行菜单Project|AddFiles把和工程所有相关的文件加入，ADS1.2不能自动进行文件分类，用户必须通过Project|CreateGroup来创建文件夹，然后把加入的文件选中，移入文件夹。
或者鼠标放在文件填加区，右键点击，即出！
如图2-1-11
图2-1-11
先选AddFiles，加入文件，再选CreateGroup，创建文件夹，然后把文件移入文件夹。
读者可根据自己习惯，更改Edit|Preference窗口关于文本编辑的颜色、字体大小，形状，变量、函数的颜色等等设置。
如图2-1-12。
图2-1-12
2.ADS1.2下仿真、调试
在ADS1.2下进行仿真调试，首先需要一根仿真调试电缆。
其驱动程序的安装和使用在光盘中的\实验软件\ARM9_RDI中，里面有相关的文档。
在连上调试电缆后，给实验箱上电，
打开调试软件AXDDebugger。
点击File|loadimage加载文件ADS.axf（\实验程序\HARDWARE\ADS\实验三\ADS\ADS_data目录下）。
打开超级终端，设置其参数为：
波特率为115200,数据位数8，奇偶校验无，停止位无1，数据流控无。
点击全速运行，出现图2-1-13的界面：
图2-1-13
在最后介绍调试按钮，
上图，左起第一个是全速运行，第二个是停止运行，第三个跳入函数部，第四个单步执行，第五个跳出函数。
到此，开发环境就全部介绍完了，这是ARM的开发基础。
1．ARM使用C语言编程是大势所趋
在应用系统的程序设计中，若所有的编程任务均由汇编语言来完成，其工作量巨大，并且不易移植。
由于ARM的程序执行速度较高，存储器的存储速度和存储量也很高，因此，C语言的特点充分发挥，使得应用程序的开发时间大为缩短，代码的移植十分方便，程序的重复使用率提高，程序架构清晰易懂，管理较为容易等等。
因此，C语言的在ARM编程中具有重要地位。
2．ARMC语言程序的基本规则
在ARM程序的开发中，需要大量读写硬件寄存器，并且尽量缩短程序的执行时间的代码一般使用汇编语言来编写，比如ARM的启动代码，ARM的操作系统的移植代码等，除此之外，绝大多数代码可以使用C语言来完成。
C语言使用的是标准的C语言，ARM的开发环境实际上就是嵌入了一个C语言的集成开发环境，只不过这个开发环境和ARM的硬件紧密相关。
在使用C语言时，要用到和汇编语言的混合编程。
当汇编代码较为简洁，则可使用直接嵌汇编的方法，否则，使用将汇编文件以文件的形式加入项目当中，通过ATPCS的规定与C程序相互调用与访问。
ATPCS，就是ARM、Thumb的过程调用标准（ARM/ThumbProcedureCallStandard），它规定了一些子程序间调用的基本规则。
如寄存器的使用规则，堆栈的使用规则，参数的传递规则等。
在C程序和ARM的汇编程序之间相互调用必须遵守ATPCS。
而使用ADS的C语言编译器编译的C语言子程序满足用户指定的ATPCS的规则。
但是，对于汇编语言来说，完全要依赖用户保证各个子程序遵循ATPCS的规则。
具体来说，汇编语言的子程序应满足下面3个条件：
●在子程序编写时，必须遵守相应的ATPCS规则；
●堆栈的使用要遵守相应的ATPCS规则；
●在汇编编译器中使用-atpcs选项。
基本的ATPCS规定，请详见提供的相关PDF文档。
汇编程序调用C程序
汇编程序的设置要遵循ATPCS规则，保证程序调用时参数正确传递。
在汇编程序中使用IMPORT伪指令声明将要调用的C程序函数。
在调用C程序时，要正确设置入口参数，然后使用BL调用。
3．C程序调用汇编程序
汇编程序的设置要遵循ATPCS规则，保证程序调用时参数正确传递。
在汇编程序中使用EXPORT伪指令声明本子程序，使其他程序可以调用此子程序。
在C语言中使用extern关键字声明外部函数（声明要调用的汇编子程序）。
在C语言的环境开发应用程序，一般需要一个汇编的启动程序，从汇编的启动程序，跳到C语言下的主程序，然后，执行C程序，在C环境下读写硬件的寄存器，一般是通过宏调用，在每个项目文件的Startup2410/INC目录下都有一个2410addr.h的头文件，那里面定义了所有关于2410的硬件寄存器的宏，对宏的读写，就能操作2410的硬件。
具体的编程规则同标准C语言。
4．简单的小例子
下面是一个简单的小例子
IMPORTMain
AREAa,CODE,READONLY;
ENTRY
LDRR0,=0x01d00000
LDRR1,=0x245
STRR1,[R0];把0x245放到地址0X01D00000
BLMain;跳转到Main（）函数处的C/C++程序
END;标识汇编程序结束
以上是一个简单的程序，先寄存器初始化，然后跳转到Main（）函数标识的C/C++代码处，执行主要任务，此处的Main是声明的C语言中的Main（）函数。
五、实验步骤
1．本实验仅使用实验教学系统的CPU板，串口。
在进行本实验时，LCD电源开关、音频的左右声道开关、AD通道选择开关、触摸屏中断选择开关等均应处在关闭状态。
2．在PC机并口和实验箱的CPU板上的JTAG接口之间，连接仿真调试电缆，以及串口间连接公/母接头串口线。
3．检查连接是否可靠，可靠后，接入电源线，系统上电。
4．打开ADS1.2开发环境，从里面打开C.mcp项目文件，进行编译。
5．编译通过后，进入ADS1.2调试界面，加载C_Data\Debug中的映象文件程序映像C.axf。
6．打开/实验软件/tools/目录下的串口调试助手工具，配置为波特率为115200，校验位无，数据位为8，停止位为1。
不要选十六进制显示。
之后，在ADS调试环境下全速运行映象文件，应出现图2-3-1界面。
本程序连续发送55。
图2-3-1
下边分析一下主程序的源码。
在C程序前的部分为系统的初始化，这在后边BOOTLOADER的章节里，要详细介绍。
#include"..\inc\config.h"//嵌入包括硬件的头文件
unsignedchardata;//定义全局变量
voidMain（void）
{
Target_Init（）;//目标板初始化，定义串口的硬件初始化在
//target.c中定义
Delay（10）;//延时
data=0x55;//给全局变量赋值
while
（1）
{
Uart_Printf（"%x",data）;//串口0输出
Delay（10）;
}
}
把data=0x55;语句中的0x55,换成其他8位数，重新编译，下载，看看串口工具上输出是什么容。
实验二ARM的I/O接口实验
一、实验目的
1．了解S3C2410的通用I/O接口2．掌握I/0功能的复用并熟练的配置，进行编程实验
二、实验容
1．利用ADS1.2编译，在实验箱的CPU板上点亮LED灯LED1、LED2，并轮流闪烁！
2．keil（mdk4.12）点亮LED灯LED1、LED2，并轮流闪烁！
三、实验设备
1．EL-ARM-830+教学实验箱，仿真调试电缆。
2．ADS1.2集成开发环境，仿真调试驱动程序。
3．kiel+Proteus软件。
四、实验原理
S3C2410CPU共有117个多功能复用输入输出口，分为8组端口：
●4个16位的I/O端口（PORTC、PORTD、PORTE、PORTG）
●2个11位的I/O端口（PORTB和PORTH）
●1个8位的I/O端口（PORTF）
●1个23位的I/O端口（PORTA）
这些通用的GPI/O接口，是可配置的，PORTA除功能口外，它们仅用作输出使用，剩下的PORTB、PORTC、PORTD、PORTE、PORTF、PORTG均可作为输入输出口使用。
配置这些端口，是通过一些寄存器来实现的，这些寄存器均有各自的地址，位长32位。
往该地址中写入相应的数据，即可实现功能及数据配置。
现用G口举例说明。
对于G口如表2-1、表2-2、表2-3，
表2-1
Register
Address
R/W
Description
ResetValue
GPGCON
0x56000060
R/W
ConfigurethepinsofportG
0x0
GPGDAT
0x56000064
R/W
ThedataregisterforportG
Undefined
GPGUP
0x56000068
R/W
Pull-updisableregisterforportG
0xF800
Reserved
0x5600006C
–
Reserved
表2-2
PortG
SelectablePinFunctions
GPG15
Input/output
EINT23
nYPON
GPG14
Input/output
EINT22
YMON
GPG13
Input/output
EINT21
nXPON
GPG12
Input/output
EINT20
XMON
GPG11
Input/output
EINT19
TCLK1
GPG10
Input/output
EINT18
–
GPG9
Input/output
EINT17
–
GPG8
Input/output
EINT16
–
GPG7
Input/output
EINT15
SPICLK1
GPG6
Input/output
EINT14
SPIMOSI1
GPG5
Input/output
EINT13
SPIMISO1
GPG4
Input/output
EINT12
LCD_PWREN
GPG3
Input/output
EINT11
nSS1
GPG2
Input/output
EINT10
nSS0
GPG1
Input/output
EINT9
–
GPG0
Input/output
EINT8
–
表2-3
GPGDAT
Bit
Description
GPG[15:
0]
[15:
0]
Whentheportisconfiguredasinputport,datafromexternalsourcescanbereadtothecorrespondingpin.Whentheportisconfiguredasoutputport,datawritteninthisregistercanbesenttothecorrespondingpin.Whentheportisconfiguredasfunctionalpin,undefinedvaluewillberead.
表2-4
GPGUP
Bit
Description
GPG[15:
0]
[15:
0]
0:
Thepull-upfunctionattachedtotothecorrespondingportpinisenabled.
1:
Thepull-upfunctionisdisabled.
（GPG[15:
11]are"pull-updisabled"stateattheinitialcondition.）
也就是说，在地址0x56000060中，给32位的每一位赋值，那么，在CPU的管脚上就定义了管脚的功能值。
当G口某管脚配置成输出端口，则在GPDAT对应的地址中的对应位上，写入1，则该管脚输出为高电平，写入0，则该管脚输出为低电平。
若配置为功能管脚，则该管脚变成具体的功能脚。
其他端口配置请参见PDF文挡。
在程序中对GPI/O各寄存器的读写实现,是通过给宏赋值实现的。
这些宏在2410addr.h中定义；具体如：
。
#definerGPGCON（*（volatileunsigned*）0x56000060）//Gcontrol
#definerGPGDAT（*（volatileunsigned*）0x56000064）//Gdata
#definerGPGUP（*（volatileunsigned*）0x56000068）
//Pull-upcontrolG
因此，配置端口G，在程序中也就是用如下语句即可：
rGPGCON=rGPGCON&0xFFFF0FFF|0x00050000;
//配置第8、第9位为输出管脚
rGPGDAT=rGPGDAT&0xFCFF|0x0100;
//配置第8位输出为高电平，第9位输出低电平。
rGPGDAT=rGPGDAT&0xFCFF|0x0200;
//配置第8位输出为低电平，第9位输出高电平。
#definerGPGCON（*（volatileunsigned*）0x56000060）//PortGcontrol
#definerGPGDAT（*（volatileunsigned*）0x56000064）//PortGdata
#definerGPGUP（*（volatileunsigned*）0x56000068）//Pull-upcontrolG
inti;
intmain（void）{
rGPGCON=rGPGCON&0xfff0ffff|0x00050000;
for（;;）{
rGPGDAT=rGPGDAT&0xfcff|0x200;
for（i=0;i<10000;i++）;//延时
rGPGDAT=rGPGDAT&0xfcff|0x100;
for（i=0;i<10000;i++）;//延时
}
}
其他的各功能寄存器在2410addr.h中也都有相应的定义，参照该做法，即可把GPI/O管脚配置成输入输出端口，也可把管脚配置成所需的功能管脚。
五、实验步骤
1.本实验使用实验教学系统的CPU板，在进行本实验时，LCD电源开关、音频的左右声道开关、AD通道选择开关、触摸屏中断选择开关等均应处在关闭状态。
2.在PC机并口和实验箱的CPU板上的JTAG接口之间，连接仿真调试电缆。
3.检查连接是否可靠，可靠后，接入电源线，系统上电。
4.打开ADS1.2开发环境，从里面打开IO.mcp项目文件，进行编译。
5.编译通过后，进入ADS1.2调试界面，加载实验程序IO_Data\Debug中的映象文件程序映像IO.axf。
6.在ADS调试环境下全速运行映象文件。
观察CPU板左下角的LED1、LED2灯轮流的的闪烁！
这是对GPGIO口操作的结果。
具体实现见程序。
六、参考程序
voidMain（void）{
inti;
Target_Init（）;
rGPGCON=rGPGCON&0xfff0ffff|0x00050000;
while
（1）{
for（i=0;i<2000000;i++）;//延时
rGPGDAT=rGPGDAT&0xfcff|0x0200;
for（i=0;i<2000000;i++）;//延时
rGPGDAT=rGPGDAT&0xfcff|0x100;
}
}
实验三ARM的中断实验
一、实验目的
1.掌握ARM9的中断原理，能够对S3C2410的中断资
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