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。