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1、ads 调试第1章 嵌入式系统开发环境简介1.1 ARM SDT 2.5开发环境简介一、实验目的熟悉ARM SDT 2.5开发环境，学会ARM并行口仿真器的使用。使用SDT编译、下载、调试并跟踪一段已有的程序，了解嵌入式开发的基本思想和过程。二、实验内容本次实验使用ARM SDT 2.5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。学习ARM并行口仿真器的使用和开发环境的设置。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、预备知识C语言的基础知识、程序调试的基础知识和方法。四、实验设备及工具（包括软件调试工具）硬件：

2、ARM嵌入式开发平台、用于ARM7TDMI的JTAG仿真器、Pentium100以上PC机。软件：PC机操作系统Windows 98、Windows 2000或Windows XP，ARM SDT 2.51或ADS 1.2集成开发环境，仿真器驱动程序、超级终端通信程序。五、实验步骤1建立工程文件（1）运行ARM SDT 2.5集成开发环境（ARM Project Manager）。选择File|New命令，在对话框中选择Project选项卡，单击“确定”按钮后弹出New Project对话框，如图1-1所示，Type为工程模板类型，这里选择ARM Executable Image，然后输入工程

3、名和所在路径。单击OK按钮后新建一个工程文件。（2）在新建的工程中，如图1-2所示，选中工程树的“根部”。使用命令Project|Tool Configuration for work1.apj| = armasm|Set，对整个工程的汇编进行设置。 图1-1 新建一个工程文件 图1-2 对整个工程的汇编进行设置 （3）因为开发板上的嵌入式处理器ARM7TDMI没有浮点处理器，所以，如图1-3所示，在弹出的对话框中设置Floating Point Processor为none，并保持其他的设置不变。（4）选中工程树的“根部”，通过Project|Tool Configuration for w

4、ork1.apj|asmlink|Set命令，对整个工程的连接方式进行设置。（5）在弹出的对话框中，打开Entry and Base选项卡，如图1-4所示，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，在0x0c0800000x0c1fffff之间是只读区域，存放程序的代码段，从0x0c200000开始是程序的数据段。 图1-3 设置Floating Point Processor为none 图1-4 设置连接的地址 提示：用户可以修

5、改这两个数值来决定程序存储区的大小和数据存储区的大小。但应注意SDRAM为8MB，地址范围为0x0c0000000x0c7fffff。其中0x0c080000之前的空间是留给LCD显示缓存区的。（6）打开Linker Configuration对话框中的ImageLayout选项卡，如图1-5所示，设置程序的入口模块。指定在生成的代码中，程序是从44binit.s开始运行的，这里填写44binit.s对应的目标文件44binit.o，Init是该汇编文件中的代码段名字。（7）选择Project|Edit Project Template命令，系统弹出Project Template Edito

6、r对话框。在该对话框中可以看到一系列步骤名称。SDT在处理工程文件时是按这些步骤完成的，每个步骤设定了对应的操作，以及该操作的输入、输出和命令行等。读者可以选择已有的步骤，单击Edit按钮打开该步骤设置对话框，观察每个步骤所实现的功能。例如：步骤Compile是把.c和.h文件编译成.o文件的，而步骤Link则就是把.o文件和 .alf文件连接生成.axf文件的。在这些步骤中的设置建议保留默认值。但这里缺少一个从.axf文件生成所需的.bin文件的步骤，所以使用New按钮，为编译器新建一个步骤，如图1-6所示，取名为RomImage。 图1-5 设置程序的入口模块 图1-6 为编译器新建一个步

7、骤（8）按照如图1-7的内容设置步骤RomImage的内容。使编译器编译的时候可以生成system.bin文件，这就是系统的可执行文件。可以看出该操作的输入是当前工程的.axf文件，所在位置是Image，输出是system.bin，位置在Eprom，操作由fromelf组件完成，命令行是fromelf -nozeropad .axf -bin system.bin。这里的Image和Eprom可以在设置好后的工程窗口中看到。步骤名称和输出位置名称并不要求一致。提示：在文本框中输入文字后必须单击Add按钮添加到上方列表框中，否则单击OK按钮后该设置信息丢失。（9）选择Project|Edit V

8、ariables for work1.apj命令，系统弹出Edit Variables for work1.apj对话框。列表框中是该工程的一些变量，读者也可以选择某个变量名，在Value文本框中可以看到其值。$ProjectName变量设置的是工程名，可以和工程文件的文件名不一致，Image下的.axf文件将以此命名。这里注意一下变量config$armlink的值，应该是-info.total#total -ro-base#0xc080000 -rw-base#0xc200000 -first#44binit.o(init)，和前面对armlink的设置一致。而变量config$asm的值

9、是-fpu#none。这里需要将build_target变量的值设为system.bin，编译器在生成此文件后步骤执行完毕，如图1-8所示。提示：选择某个变量并更改其值后，必须单击Apply按钮使其生效，如果更改完毕后又选择其他变量，则该设置将无效。 图1-7 设置RomImage的内容 图1-8 设置build_target变量（10）选中工程树中的DebugRel子树，按Delete键删除。提示：在系统工程树中Debug子树是应用程序的调试版本，在生成的目标代码中，包含了系统的调试信息。Release子树是应用程序的发行版本，生成的代码中不包括调试信息，而且编译器还针对速度和代码的大小进行

10、优化。DebugRel子树是一个折衷版本，通常用不到，所以，在这里删除。（11）回到Project Template Editor对话框中，单击Edit Detail按钮，在弹出的对话框中可以重新命名模板，如图1-9所示。重新命名模板后可以保存该工程，并把该空工程（还没有添加工程文件）复制到SDT安装路径下的Template目录下，下次新建工程时可以在New Project对话框中的Type列表框中看到该模板，使用该模板无需重新设置工程参数。（12）至此，工程文件设置完毕。包括对armlink和armasm的参数设置，新建生成system.bin文件的编译步骤和对应变量。建议将该设置后的工程文

11、件作为模板保存，以方便日后使用。同时注意上文关于操作的提示，以前多数用户建立模板失败的原因可能就在于操作上的失误。（13）把光盘中SDT实验所在目录中的“1-开发环境实验”下的STARTUP目录复制到工程路径下。如图1-10所示，选中工程树中Debug子树的Sources选项。通过Project|Add Files to Sources命令，把STARTUP目录下的*.S和*.c文件加入到工程中。 图1-9 重新命名模板 图1-10 加入工程的源文件 （14）选中工程树中Debug子树的IncludedFiles选项。通过Project|Add Files to IncludedFiles命令

12、，把STARTUP目录下的所有*.h文件都加入工程中。（15）在需要用到库文件的工程中，选中工程树中Debug子树的Libraries选项。通过Project|Add Files to Libraries命令，把*.ALF库文件加入工程中。（16）双击工程树中Debug子树的Sources选项中的main.c，打开main.c文件。下面是Main()函数中的内容，程序向LCD和串口输出字符串“Hello world！”。int Main(int argc, char *argv) ARMTargetInit(); LCD_Init(); LCD_ChangeMode(DspTxtMode);

13、/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);读者可以分别打开其他的源文件，了解该系统运行的基本知识。这个程序没有用到操作系统，只是简单地说明工程的开发过程，带有操作系统的实验将在“C/OS-II在ARM处理器上的移植及编译”实验之后出现。2进行程序的在线仿真、调试（1）回到ARM Project Manager对话框，选中工程树中的Debug子树，通过Project |Build work1.apj“

14、Debug”命令（或者工具栏中的相应按钮）编译整个工程。（2）把ARM的JTAG仿真器连接到PC机的并行口和开发板上，打开开发板的电源，运行仿真器的驱动程序UarmJTAG.exe。（3）使用Project|Debug work1.apj“Debug”命令（或者工具栏中的相应按钮）启动ARM Debugger软件调试程序。（4）在ARM Debugger中，通过Options|Configure Debugger命令设置仿真器。如 图1-11所示，在弹出的对话框中，设置Target Environment为Remote_A。（5）单击Configure按钮，按照如图1-12所示，设置仿真器。

15、图1-11 设置仿真器 图1-12 设置仿真器（6）出现下面的提示信息以后，单击“是”按钮，ARM Debugger开始通过仿真器装载程序，如图1-13所示。图1-13 装载程序注意：第（4）、（5）步设置好后，以后再调试的时候直接进行到第（6）步，不需要再设置。当不能进行第（6）步时，重复第（4）和第（5）步。（7）装载完毕以后，通过Execute|Go命令（或者工具栏中的相应按钮）运行程序。（8）当程序运行时，可以使用Execute|Stop命令（或者工具栏中的相应按钮）暂停程序的运行。如图1-14所示，在Execute窗口中将显示出程序暂停的位置。图1-14 显示程序暂停的位置（9）通过

16、Execute|Step命令（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、Step Out命令进入或者跳出函数的调用。（10）在程序停止运行的时候，选择View|Source Files命令，可以打开如图1-15所示的源程序列表窗口，双击列表中的文件名可以查看相应的源文件。注意：查看源文件时，有时可能会出现看不到自己的源文件的情况，这时要将工程重新强制编译一下。（11）在源文件列表中打开main.c文件。选择源文件中的某一行，单击鼠标右键，如图1-16所示，用Toggle Breakpoint命令可以设置断点，使程序运行到这里停下来。（12）使用在View菜单下的Reg

17、isters、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。 图1-15 查看源文件 图1-16 设置断点 1.2 ADS 1.2开发环境简介一、实验目的熟悉ADS 1.2开发环境，学会ARM仿真器的使用。使用ADS编译、下载、调试并跟踪一段已有的程序，了解嵌入式开发的基本思想和过程。二、实验内容本次实验配置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。学习ARM仿真器的使用和开发环境的设置。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、预备知识

18、C语言的基础知识、程序调试的基础知识和方法。四、实验设备及工具（包括软件调试工具）硬件：ARM嵌入式开发平台、用于ARM7TDMI的JTAG仿真器、Pentium100以上PC机、串口线。软件：PC机操作系统Windows 98、Windows 2000或Windows XP，ARM SDT 2.51或ADS 1.2集成开发环境，仿真器驱动程序，超级终端通信程序。五、实验步骤1配置ADS集成开发环境（1）运行ADS 1.2集成开发环境（CodeWarrior for ARM Developer Suite）。选择FileNew命令，在对话框中选择Project选项卡，如图1-17所示，新建一个

19、工程文件。其中示例的工程名为Exp6.mcp。单击Set按钮可为该工程选择路径，如图1-18所示，选中Create Folder复选框后将以图1-17中的Project name或图1-18中的文件名作为创建目录的名称，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。注意：在图1-17工程模板列表中选择ARM Executable Image通用模板。随后将一步一步地把它配置成针对ARM3000开发板的模板44B0 ARM Executable Image，并把它复制到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）。以后新建工程时，在工程模板列

20、表中直接选中44B0 ARM Executable Image模板选项即可，不必每次重新配置模板。 图1-17 新建工程 图1-18 保存工程（2）在新建的工程中，如图1-19所示，选择Debug版本，使用Edit|Debug Settings命令对Debug版本进行参数设置。图1-19 选择版本（3）在Debug Settings对话框中选择Target Settings选项，如图1-20所示。在Post-linker列表框中选择ARM fromELF，单击右下角的Apply按钮使其有效。图1-20 选择Target Settings（4）在Debug Settings对话框中选择ARM L

21、inker选项，如图1-21所示。在Output选项卡的Linktype选项组中有3种类型的连接方式，常用的是Simple和Scattered两种。Simple是一种简单设置，如果程序需要用到标准C库函数，则选中Scattered单选按钮进行连接地址的设置。若用不到标准C库函数，则选中Simple单选按钮，并按照下面的第（5）、（8）、（9）步进行设置。若用到标准C库函数，则选中Scattered单选按钮，并按照下面的第（6）、（7）、（9）步进行设置。（5）选中Simple单选按钮，如图1-21所示。在Simple image选项组中设置连接的ReadOnly（只读）和Read-Write（

22、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，在0x0c0800000x0c1fffff之间是只读区域，存放程序的代码段，在0x0c200000开始是程序的数据段。图1-21 设置连接地址范围（6）选中Scattered单选按钮，如图1-22所示。标准C库函数中如果使用malloc及其相关的函数，需要使用系统的堆（Heap）空间，可以通过scatter文件来描述系统Heap段的位置。针对44B0开发板，把程序的入口定位在0xc080000，并定义Scatter文件为scat_ram.scf。在

23、图1-22中选中Linktype选项卡中的Scattered单选按钮，输入Scatter文件名scat_ram.scf；然后切换到Options选项卡，在Image Entry Point文本框中输入0xc080000。也可以在图1-22的Equivalent Command Line文本框中直接输入-entry 0xc080000 -scatter scat_ram.scf进行上述设置。图1-22 通过scatter文件设置连接地址提示： 程序移植到ADS后，首先执行用汇编语言写的初始化代码，包括中断向量和内存空间的初始化。在该段代码中使用IMPORT _ _main；（注意main前面是两

24、个半字下划线）B _ _main进行系统内部的标准C函数初始化，然后调用用户在C语言中定义的main()函数（注意：两个main都是小写），并且在嵌入式应用中用户在C语言中定义的main函数中不能有参数（int main(void)）。 不能有系统定义的软中断，在汇编语言中可以使用IMPORT_ _use_no_semihosting_swi来检测，在C语言中使用#pragma import(_ _use_no_semihosting_swi) / ensure no functions that use semihosting scatter文件的内容如下，创建了一个RAM_LOAD的程序和

25、数据的装载区域，起始地址0xc080000。RAM_LOAD 0xc080000 RAM_EXEC 0xc080000 44binit.o (init, +First) * (+RO) RAM 0x0c200000 * (+RW,+ZI) HEAP +0 UNINIT heap.o (+ZI) STACKS 0xc7ff000 UNINIT stack.o (+ZI) ISR_STARTADDRESS 0xc7fff00 ;SDRAM bottom isr_address.o (+ZI) 在图1-23中说明了这个装载区域的划分。图1-23 程序和数据装载区域的划分 定义retarget.c函数

26、，重新定位标准C库中stdio的一些相关函数。主要有：struct _FILE int handle; /* Add whatever you need here */;FILE _stdout; /文件的定义int fputc(int ch, FILE *f) /fputc函数int ferror(FILE *f) /ferror函数void _sys_exit(int return_code) /系统退出函数void _ttywrch(int ch)_value_in_regs struct _initial_stackheap _user_initial_stackheap(unsign

27、ed R0, unsigned SP, unsigned R2, unsigned SL) /用户的堆空间和栈空间函数具体定义，可以参考init/retarget.co（7）接第（6）步，在第（4）步中如果不选择简单的连接地址设置，则需按图1-24所示设置C编译器。在Debug Settings对话框中选择ARM C Compiler选项，在ATPCS选项卡中选择ARM/Thumb interworki复选框，或者在命令行中添加-apcs /interwork。图1-24 设置ARM C Compiler（8）接第（5）步，若在第（4）步中选择简单的地址连接设置，在Debug Settings

28、对话框中选择ARM Linker选项，如图1-25所示。单击Factory Settings按钮，出现Layout选项卡（在对Release版本进行设置时，不用单击Factory Settings按钮）。在Layout选项卡的Place at beginning of image选项组中设置程序的入口模块。指定在生成的代码中，程序是从44binit.s开始运行的。Object/Symbol/项设为44binit.o，Section项设为init。（9）在Debug Settings对话框中选择ARM fromELF选项，如图1-26所示。在Output file name框中设置输出文件名为s

29、ystem.bin，这就是要下载到开发板的嵌入式应用程序文件。（10）回到如图1-19所示的工程窗口中，选择Release版本，使用Edit|Release Settings命令对Release版本进行参数设置。（11）参照第（3）第（9）步在Release Settings对话框中设置Release版本的Post-linker、连接地址范围、入口模块和输出文件。图1-25 设置入口模块图1-26 设置输出文件名（12）回到如图1-19所示的工程窗口中，选择Targets选项卡，如图1-27所示。选中DebugRel版本，按Del键将其删除。（13）设置完成后，可以将该新建的空工程文件作为模板

30、保存以便以后使用，将工程文件名改为44B0 ARM Executable.mcp。然后在ADS 1.2软件安装目录下的Stationery目录下新建名为44B0 ARM Executable Image的模板目录，再将刚设置完的44B0 ARM Executable.mcp工程模板文件存放到该目录下即可。这样以后新建工程的时候，如图1-28所示，就能看到以44B0 ARM Executable Image为名字的模板了。提示：（1）建议用户直接将光盘ADS实验下的TemplateADSStationery目录中的44B0 ARM Executable Image子目录复制到ADS 1.2安装目

31、录下的Stationery目录中，这样也能在图1-17所示的新建工程对话框中看到这个模板，其中有已经设置好的针对本开发板的参数。这个模板设置为Scattered版本。（2）如果用户原来已安装了ARM SDT软件，再安装ADS 1.2后可能导致ARM SDT不能正常使用，需要用户更改系统环境变量：ARMINC设置为%ARMSDTPATH% INCLUDE，ARMLIB设置为%ARMSDTPATH%LIB，其中%ARMSDTPATH%指ARM SDT的安装目录。 图1-27 删除DebugRel版本 图1-28 显示44B0 ARM模板 2建立工程文件配置好ARM ADS针对UP-ARM3000的开发环境后，可以执行Project|Add Files命令把和工程相关的所有文件加入到工程中。ADS 1.2不能自动按文件类别对这些文件进行分类，若需要，可以执行Project|Create Group命令创建文件组，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1-29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。选中所有目录拖动到任务栏上的A