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1、微处理器实验指导书选修嵌入式微处理器结构与应用基于ARM7TDMI微处理器S3C44B0X实验指导书（选修班）撰稿人：韩桂明 张锟 2011年3月信息科技学院 电子工程系实 验 目 录实验一实验开发环境的创建和使用1实验二 ARM汇编程序实验12实验三GPIO输出控制实验15实验四GPIO输入控制实验17实验五PWM信号实验19实验六定时中断实验21实验七键盘及LED驱动实验27实验一 实验开发环境的创建和使用一、实验目的 1. 熟悉ADS1.2 开发环境，学习使用ADS 编译、下载、调试并跟踪程序。2.了解嵌入式开发的基本思想和过程。3. 了解UP-NETARM3000实验箱，学会ARM 仿

2、真器的使用。4. 掌握Windows超级终端的设置，能够正确使用实验箱提供的BIOS功能。二、实验内容1.运行Windows系统下的超级终端，通过超级终端查看BIOS启动情况。2.配置ADS 集成开发环境，新建一个简单的工程文件，并编译这个工程文件。3. 学习ARM 仿真器的使用和开发环境的设置。4.下载已经编译好的文件到嵌入式控制器中运行，学会在程序中设置断点，观察系统内存和变量，为调试应用程序打下基础。三、实验设备及工具 1. 硬件：UP-NETARM3000实验箱、JTAG仿真器、PC机。 2. 软件：PC 机操作系统WinXP、ADS1.2 集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程

3、序。四、实验步骤1.超级终端设置及BIOS功能使用1）运行Windows 系统下的超级终端（HyperTerminal）应用程序，新建一个通信终端。如果要求输入区号、电话号码等信息请随意输入。出现如图1.1所示对话框时，为所建超级终端取名，如“arm”；可以为其选一个图标，然后单击“确定”按钮。图1.1创建超级终端2）在接下来的对话框中选择ARM 开发平台实际连接的PC 机串口（如COM1），按确定后出现如图1.2所示的属性对话框，设置通信的格式和协议。这里波特率为115200，数据位8，无奇偶校验，停止位1，无数据流控制。按确定完成设置。图1.2设置串行口3）完成新建超级终端的设置以后，可以

4、选择超级终端文件菜单中的保存，将当前设置保存为一个特定超级终端到桌面上，以备后用。用串口线将PC 机串口和平台UART0 正确连接后，就可以在超级终端上看到程序输出的信息。4）启动开发板，按住开发板上键盘的任意按键，使开发板进入BIOS设置状态。如图1.3所示。图1.3系统的BIOS 设置程序5）该画面上提示了该BIOS 的版本等信息。Shell Menu 是平台的检测菜单，每个条目的最左边字母是该功能的快捷键，按PC 机键盘相应键将执行对应功能。注意操作时保持超级终端处于激活状态，并且PC 机键盘必须为小写。6）用户可以按超级终端的提示尝试部分测试功能，其中：l：测试LCD 的文本和图形显示

5、。执行该命令后LCD 上会打出文本提示，然后进入图形模式并显示一幅彩色条形图案，然后在超级终端上看提示按任意键返回文本模式，并退出LCD测试返回测试菜单。o：格式化开发平台的16M FLASH，其中的文件将丢失，需要重新拷贝。执行该命令后超级终端上会出现确认提示，如果按“y”键则会格式化Flash，之后返回菜单。n ：设置开发平台网卡的IP 地址，子网掩码等，下有子菜单。执行该命令后出现子菜单：p：设置MAC 地址，执行该命令后按提示操作i：设置IP 地址，执行该命令后按提示操作，请与所在局域网在同一网段m：设置子网掩码，执行该命令后按提示操作g：设置网关的IP 地址，执行该命令后按提示操作s

6、：保存所设地址，设置完IP 地址等后必须执行该命令保存设置，否则设置无效d：设置默认地址q：退出子菜单，返回到主菜单。u：激活开发平台的USB 连接，开发平台的Flash 可以作为U 盘使用，从而可以方便的将字库和应用程序等文件从PC 机拷贝到平台的FLASH 中。使用此功能时，必须保证USB 电缆正确连接。e：测试由ZLG7289 驱动的LED 显示，共分3 步，请看超级终端提示按任意键继续，同时观察LED 的变化，最后返回主菜单。k：测试由ZLG7289 控制的键盘扫描，执行该命令后按开发平台的键盘，看超级终端的键名显示，而在超级终端上按PC 键盘任意键则退出测试返回菜单。s：测试开发平台

7、触摸屏，触摸屏有动作时在超级终端上会显示动作类型和坐标。按PC键盘任意键后，再点一下触摸屏即可退出测试并返回主菜单。h：设置触摸屏的坐标基准点，也就是校屏功能。需要按提示点击触摸屏的3 个位置并保存结果。a：测试开发平台的AD 电路，执行该命令后调节平台的4个电位器，在超级终端上显示AD0AD3 的数值。按PC 键盘任意键退出测试并返回。d：测试开发平台的DA 电路，在超级终端显示电压值，需要用电压表测量平台DA 输出端子。按PC 键盘任意键退出测试并返回。t：设置开发平台的RTC 时间参数，该时间由开发平台上的钮扣电池保证持续计时。请按提示确认修改时间并分别输入时间。设置完成合需要保存，否则

8、设置参数无效。i：测试平台的音频电路，执行该命令后可以听到一段从平台扬声器发出的音乐。请适当调节音量电位器。m：测试平台的两个电机，需要打开电机附近的电机电源开关，按提示分别测试直流电机和步进电机。c：测试平台的CAN 控制器。执行该命令在超级终端显示CAN 控制器ID，正常应该显示1234 或0000。b：引导FLASH 中的应用程序system.bin。执行该功能将退出BIOS 状态，把控制交给应用程序。7）按PC 键盘的u 键（要使超级终端处于活动状态），这时超级终端上会显示如图1.4所示的信息。图1.4 进入U 盘状态这时，在“我的电脑”中可以发现多了一个“可移动磁盘”，这就是开发板的

9、海量存储器16M非线性Flash。开发平台的Flash 芯片就像一个U 盘，可以通过“我的电脑”进行操作。可以把编译后生成的system.bin 文件通过USB 下载到嵌入式开发板中，复位系统，运行并检查输出结果。system.bin 文件是系统通过BIOS 引导以后，装入内存中运行的默认文件名。2. 配置ADS 集成开发环境1)运行ADS1.2 集成开发环境（CodeWarrior for ARM Developer Suite）。选择“FileNew”菜单，在对话框中选择Project，如图1.5所示，新建一个工程文件。图中示例的工程名为Exp6.mcp。图1.5新建工程点“set”按钮可

10、为该工程选择路径如图1.6所示，选中CreatFolder 选项后将以图1.5中的ProjectName为名创建目录，这样可以将所有与该工程相关的文件放到该工程目录下，便于管理工程。图1.6保存工程在图1.5中工程模板列表中我们选择ARM Executable Image 通用模板。我们随后将一步一步的把它配置成针对我们ARM3000 开发板的模板44B0 ARM Executable Imaage，并把它拷贝到ADS1.2 安装目录下的Stationery 目录中（所有的工程模板都在此目录下）。以后我们新建工程时，在工程模板列表中直接选中44B0 ARM Executable Imaage

11、模板选项，就不必每次重新配置模板了。2）在新建的工程中，如图1.7所示，选择Debug 版本，使用Edit | Debug Settings菜单对Debug 版本进行参数设置。图 1.7选择版本在Debug Settings 对话框中选择Target Settings 项，如图1.8所示。在Post-linker一栏中选择ARM fromELF，点击右下角的Apply 使其有效。图 1.8 Target Settings在Debug Settings 对话框中选择ARM Linker 项，如图1.9。在Output 下的Linktype中有三种类型的连接方式，我们常用的是Simple 和Sca

12、ttered 两种。如果程序需要用到标准C 库函数的话需要按Scattered 进行连接地址的设置。如果用不到标准C 库函数的话，请选择Simple 选项。下面以Simple方式设置为例：在ARM Linker 项的Output 选项卡中，我们选择Simple 选项，如图1.9所示。在Simple image 框中设置连接的Read-Only（只读）和Read-Write（读写）地址。地址0x0c080000是开发板上SDRAM的真实地址，是由系统的硬件决定的；0x0c200000 指的是系统可读写的内存地址。也就是说0x0c0800000xC1fffff 之间是只读区域，存放程序的代码段，在

13、0xC200000开始是程序的数据段。图1.9设置连接地址范围点击Layout选项卡，在Layout 选项卡的Place at beginning of image 框中设置程序的入口模块。如图1.10所示，指定在生成的代码中，程序从44binit.s 开始运行的。Object设为44binit.o，section 设为init。图 1.10设置入口模块3）在Debug Settings 对话框中选择ARM fromELF 项，如图1.11。在Output file name框中设置输出文件名为system.bin，这就是要下载到开发板的嵌入式应用程序文件。图1.11 设置输出文件名4）回到如

14、图1.7所示的工程窗口中，选择Release 版本，使用Edit | ReleaseSettings 菜单对Release 版本进行参数设置。参照前文设置Release版本的Post-linker、连接地址范围、入口模块和输出文件。5）回到工程窗口中，选择Targets选项卡，如图1.12所示。选中DebugRel 版本，按Del 键将其删除。图1.12 删除DebugRel 版本6）设置完成后，可以将该新建的空工程文件作为模板保存以便以后使用。在ADS1.2 软件安装目录下的Stationery 目录下新建名为ARM 44B0X Simple Image的模板目录，再将刚设置完的mcp工程模

15、板文件存放到该目录下。这样以后新建工程的时候，就能看到图1.13所示以“ARM 44B0X Simple Image”为名字的模板了。图1.13显示44B0 ARM 模板建议同学们将老师提供的“ARM 44B0X Scattered Image”子目录直接拷贝到ADS1.2 安装目录下的Stationery目录中，这样也能在新建工程对话框中看到这个模板。此模板为Scattered 版本，其中已经设置好针对本开发板的参数。3. 建立工程文件配置好针对UP-ARM3000的开发环境后，可以执行菜单Project | Add Files把和工程相关的所有文件加入到工程中。ADS1.2 不能自动按文件

16、类别对这些文件进行分类，需要的话用户可以执行菜单Project | Create Group 创建文件组，然后分别将不同类的文件加入到不同的组，以方便管理。如图1.14所示。更为简单的办法是，在新建工程时ADS创建了和工程同名的目录，在该目录下按类别创建子目录并存放工程文件。然后用鼠标选中工程子目录，将其拖动到工程文件窗口，松开鼠标。这样ADS 将以子目录名建立同名文件组并以此对文件分类。这里我们把init 和STARTUP 两个目录拷贝到新建的工程目录下，然后选中这两个目录，拖动到工程文件窗口，松开鼠标。这样ADS 将以init 和STARTUP 目录名建立同名文件组并以此对文件分类。图 1

17、.14加入工程文件双击图1.14中的Main.c 打开该文件，可以看到Main()函数的内容：int main(void)ARMTargetInit(); /开发版初始化LCD_Init();LCD_ChangeMode(DspTxtMode); /转换LCD 显示模式为文本显示模式LCD_Cls(); /文本模式下清屏命令LCD_printf(Hello world!n); /向液晶屏输出Uart_Printf(nHello world!n); /向串口输出while(1);读者可以查看其他源文件的内容以对系统运行有所了解。可以发现ADS 的文本编辑器可以按语法分颜色显示，读者可以根据喜好在

18、Edit 菜单下的Preferences 窗口中进行设置。4.进行程序的在线仿真、调试1) 回到工程窗口选中Debug 版本，执行菜单Project | Make 对工程进行编译连接。在出现的错误/警告窗口中选择某错误/警告信息，ADS 会自动打开相应源文件并用箭头指向出错的文本行。如果某个源文件被修改，重新编译时ADS 会自动同步各文件的日期信息。2) 在ADS 中执行菜单Project | Debug 启动ADS1.2 的调试工具AXD。3) 在AXD 中执行菜单Options | Configure Target 对AXD 进行设置。如图1.15所示。选择ADP 即远程调试，点Confi

19、gure 按钮进一步设置具体参数，如图1.16所示。图1.15 设置AXD 参数4）在图1.16中点Select 按钮选择远程连接为ARM ethernet driver，点Configure按钮输入仿真器的IP 地址。如果用户使用的是并行口仿真器，请输入127.0.0.1 即可。图1.16 设置远程连接5）等待程序装载完毕以后，通过Execute | Go 菜单以及Execute | Stop（或者工具栏中的相应按钮）运行或暂停程序。程序暂停后在窗口中将显示出程序暂停的位置。6）通过Execute | Step 菜单（或者工具栏中的相应按钮）可以单步运行程序。也可以使用Step In、Ste

20、p Out 菜单命令进入或者跳出函数的调用。Run To Cursor 命令运行到光标位置。7）程序停止后可以通过Processor Views | Sources 菜单查看源文件，并可在适当位置按F9 设置端点。8）使用在Processor View 菜单下的Registers、Variables 和Memory 命令可以查看工作寄存器或者内存变量。读者可以逐一地尝试，为以后调试程序打下基础。在进行调试时在ADS 中必须选择当前工程的Debug 版本，如果选择Release 版本则无法正常调试程序。实验二 ARM汇编程序实验一、实验目的1. 掌握ARM汇编指令的含义和使用方法。2. 了解AR

21、M指令灵活的第二操作数。3. 学习简单汇编程序的编写。二、实验内容1. 使用ARM的数据传送指令，能够访问寄存器和存储器。2. 使用相关指令完成数据加/减运算及逻辑运算。三、实验设备及工具 1. 硬件：UP-NETARM3000实验箱、JTAG仿真器、PC机。2. 软件：PC 机操作系统WinXP、ADS1.2 集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序。四、实验原理实验参考程序：五、实验步骤1. 启动ADS1.2，建立一个工程文件。然后建立汇编源文件，添加到工程中，编写实验程序。2. 编写好实验程序后，编译连接工程，选择ProjectDebug,启动AXD进行软件仿真调试。或者点击Deb

22、ug图标。3. 调试并观察程序执行过程1）AXD调试模式，选择Options-Configure Target，如图：2）选择软件仿真，点击ARMUL，并点击OK。3）点击Load Image，装载我们的 .axf文件4）打开寄存器窗口（Processor Registers），选择Current项监视各寄存器的值。说明：使用鼠标左键选择一个寄存器，然后右击，在Format项中选择显示格式Hex、Decimal等，如图所示。单步运行程序，观察寄存器值的变化。说明：有变化的寄存器会以红色显示，如图。4. 编写、调试、观察以下程序通过课本P61页【例3.5】【例3.6】，掌握无符号数和有符号数的相

23、关运算。六、思考题1. 指令“MOV R0,#0x12345678”是否正确？为什么？2. 将参考程序中应用CMP指令的代码，功能改为“若（5*Y/2）(2*X),则R5=R5|0x000000FF,否则R5=R5&0XFFFF0000”，程序应如何修改？3. 更改参考程序X的值为200，Y的值为163，单步运行程序，每执行一步程序的结果是多少？实验三GPIO输出控制实验一、实验目的1. 熟悉S3C44B0 ARM芯片的GPIO输入输出配置方法。2. 通过实验掌握ARM芯片I/O控制LED显示的方法。3. 进一步熟悉ARM汇编语言程序设计步骤。二、实验内容1. 熟悉ARM芯片I/O口的编程配置

24、方法。 2.熟悉S3C44B0芯片I/O口配置寄存器。3. 通过编程实现GPIO的E口输入，A口输出来控制实验平台上的LED。三、实验设备及工具 1. 硬件：UP-NETARM3000实验箱、JTAG 仿真器、PC 机。2. 软件：PC 机操作系统WinXP、ADS1.2 集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序。四、实验原理S3C44B0芯片上共有71个多功能I/O引脚，它们分为7组I/O端口： 2个9位I/O端口（端口E和F）。 2个8位I/O端口（端口D和G）。 1个16位I/O端口（端口C）。 1个10位I/O端口（端口A）。 1个11位I/O端口（端口B）。每组端口都可以通过软

25、件配置寄存器来满足不同系统和设计的需要。1）流程示意图2) 部分参考程序3) 电路原理图五、实验步骤1. 启动ADS1.2，建立一个工程文件。然后建立汇编源文件，添加到工程中，编写实验程序。2. 编写程序，实现用E口输出控制LED灯亮、灭的汇编程序。3. 单步运行程序，查看工作寄存器；并观察LED灯的亮、灭情况。六、思考题1. 用C语言如何实现上述程序的编写。实验四GPIO输入控制实验一、实验目的1. 熟悉S3C44B0 ARM芯片的GPIO输入输出配置方法。2. 通过实验掌握ARM芯片I/O控制LED显示的方法。3. 进一步熟悉ARM汇编语言程序设计步骤。二、实验内容1. 熟悉ARM芯片I/

26、O口的编程配置方法。 2.熟悉S3C44B0芯片I/O口配置寄存器。3. 通过编程实现GPIO的E口输入，A口输出来控制实验平台上的LED。三、实验设备及工具 1. 硬件：UP-NETARM3000实验箱、JTAG 仿真器、PC 机。2. 软件：PC 机操作系统WinXP、ADS1.2 集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序。四、实验原理S3C44B0芯片上共有71个多功能I/O引脚，它们分为7组I/O端口： 2个9位I/O端口（端口E和F）。 2个8位I/O端口（端口D和G）。 1个16位I/O端口（端口C）。 1个10位I/O端口（端口A）。 1个11位I/O端口（端口B）。每组端

27、口都可以通过软件配置寄存器来满足不同系统和设计的需要。1）流程图2) 部分参考程序3) 电路原理图输入五、实验步骤1. 启动ADS1.2，建立一个工程文件。然后建立汇编源文件，添加到工程中，编写实验程序。2. 编写实现E口输入的汇编程序，使用JTAG进行仿真调试。3. 编写程序，实现用A口输出控制LED灯亮、灭的汇编程序。4. 编写程序，通过E口输入来控制A口的LED灯亮、灭，A口、E口的配置采用调用子程序的方式。5. 单步运行程序，查看工作寄存器；并观察LED灯的亮、灭情况。六、思考题1. 用C语言如何实现上述程序的编写。实验五PWM信号实验一、实验目的1. 了解PWM信号的特点。2. 掌握

28、S3C44B0X产生PWM信号的方法。3. 练习如何优化代码。二、实验内容1. 定时器工作方式设置。2. 配置GPIO为PWM信号输出引脚。三、实验设备及工具 1. 硬件：UP-NETARM3000实验箱、JTAG 仿真器、PC 机。2. 软件：PC 机操作系统WinXP、ADS1.2 集成开发环境、仿真器驱动程序、超级终端通讯程序。四、实验原理1. 实验电路示意图如下：2.实验主程序框图如下：3.实验参考程序：PCONE EQU 0X01D20028PDATE EQU 0X01D2002CPUPE EQU 0X01D20030TCFG0 EQU 0X01D50000TCFG1 EQU 0X0

29、1D50004TCON EQU 0X01D50008TCNTB3 EQU 0X01D50030TCMPB3EQU 0X01D50034TCNTO3 EQU 0X01D50014CMD1 EQU 0X00A0000CMD2 EQU 0X0090000 AREA time,CODE,READONLY ENTRY ;程序入口 CODE32 ;指定为32位的ARM程序代码START LDR R1,=PCONE LDR R0,=0X02000 STR R0,R1 LDR R1,=PUPE ;不配置E口的上拉电阻 LDR R0,=0X1FF STR R0,R1 LDR R1,=TCFG0 LDR R2,=

30、0X0000FF00 STR R2,R1 LDR R1,=TCFG1LDR R2,=0X02000 STR R2,R1 LDR R1,=TCNTB3 LDR R2,=0XFFFFFFFFSTR R2,R1 LDR R1,=TCMPB3 LDR R2,=0X88888888STR R2,R1 LDR R1,=TCON LDR R2,=CMD1 STR R2,R1 LDR R1,=TCON LDR R2,=CMD2 STR R2,R1WAIT B WAIT END五、实验步骤1. 启动ADS1.2，建立一个工程文件。然后建立汇编源文件，添加到工程中，编写实验程序。2. 编写程序实现PWM输出控制LED灯亮度，使用JTAG进行仿真调试。3.单步运行程序，查看工作寄存器；并观察LED灯的情况。4. 修改、完善源程序，实现程序的模块化。六、思考题1. 在进行汇编模块化编程的时候如何建立堆栈，实现对现场的保护。2. 用C语言如何实现上述程序的编写。实验六定时中断实验一、实验目的1. 了解S3C44B0X处理器的定时器应用方法。2. 掌握S3C44B0X处理器上中断的程序编写。3. 进一步熟悉平台硬件及其驱动程序的编写。二、实验内容1.设置并启动定时器。2.设置中断，编写定时器中断服务程序，对中