1、嵌入式系统技术与设计,第4章 嵌入式软件基础实验,本章主要介绍Realview MDK软件的使用方法及几个典型的嵌入式软件基础实验，通过本章的学习，读者应熟悉MDK平台开发，并对ARM编程有更深一步的认识。 本章主要内容： Realview MDK简介 ULINK2 仿真器简介 使用Realview MDK创建一个工程 嵌入式软件基础实验,4.1 Realview MDK简介,MDK（Microcontroller Development Kit）是Keil公司（现在已经被ARM公司收购）开发的ARM开发工具，是用来开发基于ARM 核的系列微控制器的嵌入式应用程序的开发工具。,图4-1 MDK
2、开发工具的组件,4.2 ULINK2仿真器简介,ULINK是Keil公司提供的USB-JTAG接口仿真器，目前最新的版本是2.0。它支持诸多芯片厂商的8051、ARM7、ARM9、Cortex-M3、Infineon C16x、Infineon XC16x、InfineonXC8xx、STMicroelectronics PSD等多个系列的处理器。,图4-2 ULINK2仿真器,ULINK2的主要功能如下： （1）下载目标程序； （2）检查内存和寄存器； （3）片上调试，整个程序的单步执行； （4）插入多个断点； （5）运行实时程序； （6）对Flash存储器进行编程。,ULINK2的新特点包
3、括： （1）标准Windows USB驱动支持，也就是ULINK2即插即用； （2）支持基于ARM Cortex-M3的串行线调试； （3）支持程序运行期间的存储器读写、终端仿真和串行调试输出； （4）支持10/20针连接器。,4.3 使用Realview MDK创建一个工程,Realview MDK引入工程管理，使得基于ARM处理器的应用程序设计开发变得越来越方便。通常使用Realview MDK创建一个新的工程需要以下几个环节： 选择工具集创建工程并选择处理器创建源文件配置硬件选项配置对应启动代码编译链接生成HEX文件。,利用Vision 3创建一个基于处理器的应用程序，首先要选择开发工具
4、集。,4.3.1 选择工具集,图4-3 选择工具集,选择ProjectNew Project菜单项，Vision 3将打开一个标准对话框，输入工程名，即可创建一个新的工程。,4.3.2 创建工程并选择处理器,图4-4 选择处理器,图4-5 加入启动代码后的工程,工程创建完成以后，就可以开始编写程序。,4.3.3 建立一个新的源文件,4.3.4 工程中文件的加入,图4-6 加入源文件到工程中,1硬件选项配置,4.3.5 工程基本配置,Vision 3可根据目标硬件的实际情况对工程进行配置。,图4-7 处理器配置对话框,通常情况下，ARM程序都需要初始化代码用来配置所对应的目标硬件。,2处理器启动
5、代码配置,图4-8 仿真器驱动配置图,图4-9 仿真器下载应用程序配置图,工具选项（Utilities）主要设置Flash的下载选项，如图4-10所示。,3工具配置,图4-10 “Utilities”配置对话框,图4-11 Flash下载选项设置,图4-12 选择Flash编程算法,Vision 3调试器提供了两种调试模式，可以从ProjectOptions for Target对话框的Debug页内进行选择，如图4-13所示。,4调试设置,图4-13 调试器的选择,图4-14 选择ULINK USB-JTAG仿真器调试,图4-15 读取设备ID,Vision IDE目前支持RealView、
6、Keil CARM和GNU这三种编译器，,5编译配置,图4-16 选择编译器,图4-17 编译器配置页,打开Option for Target对话框的Asm页，出现如图4-18所示的汇编属性配置界面。,6汇编选项设置,图4-18 汇编配置界面,链接器/定位器用于将目标模块进行段合并，并对其定位，生成程序。,7链接选项设置,图4-19 链接配置页,在ProjectOption for Target的Output页中配置输出文件，如图4-20所示。,8输出文件设置,图4-20 输出文件配置页,完成工程的设置后，就可以对工程进行编译链接了。,4.3.6 工程的编译链接,图4-21 工程Project
7、菜单和工具条,4.4 嵌入式软件开发基础实验,4.4.1 ARM汇编指令实验一,（1）初步学会使用Vision 3 IDE for ARM开发环境及ARM软件模拟器。 （2）通过实验掌握简单ARM汇编指令的使用方法。,1实验目的,（1）硬件：PC。 （2）软件：Vision 3 IDE for ARM集成开发环境。,2实验设备,（1）熟悉开发环境的使用并使用ldr/str、mov等指令访问寄存器或存储单元。 （2）使用add/sub/lsl/lsr/and/orr等指令，完成基本算术/逻辑运算。,3实验内容,4实验原理,图4-22 大端格式,图4-23 小端格式,（1）新建工程。,5实验操作步
8、骤,图4-24 新建工程,（2）为工程选择CPU。,图4-25 选择CPU,（3）添加启动代码。,图4-26 添加启动代码,（4）选择开发工具。,图4-27 选择开发工具,（5）建立源文件。 （6）添加源文件。,图4-28 添加源文件,（7）工程配置。,图4-29 基本配置Target,图4-30 基本配置 Linker,图4-31 基本配置Debug,（8）生成目标代码。 （9）调试。,图4-32 在软件仿真下调试程序,（1）实验A。 （2）实验B。,6实验参考程序,4.4.2 ARM汇编指令实验二,（1）通过实验掌握使用ldm/stm、b、bl等指令完成较为复杂的存储区访问和程序分支。 （
9、2）学习使用条件码，加强对CPSR的认识。,1实验目的,（1）硬件：PC。 （2）软件：Vision3 IDE for ARM集成开发环境。,2实验设备,（1）熟悉开发环境的使用并完成一块存储区的复制。 （2）完成分支程序设计，要求判断参数，根据不同参数，调用不同的子程序。,3实验内容,4实验操作步骤 5实验参考程序,4.4.3 Thumb汇编指令实验,通过实验掌握ARM处理器16位Thumb汇编指令的使用方法。,1实验目的,（1）硬件：PC。 （2）软件：MDK集成开发环境、Windows 98/2000/NT/XP。,2实验设备,（1）使用Thumb汇编语言，完成基本reg/mem访问，以
10、及简单的算术/逻辑运算。 （2）使用Thumb汇编语言，完成较为复杂的程序分支，push/pop，领会立即数大小的限制，并体会ARM工作状态与Thumb工作状态的区别。,3实验内容,4实验操作步骤 5实验参考程序,4.4.4 ARM处理器工作模式实验,（1）通过实验，掌握学会使用msr/mrs指令实现ARM处理器工作模式的切换；观察不同模式下的寄存器，加深对CPU结构的理解。 （2）通过实验进一步熟悉ARM汇编指令。,1实验目的,（1）硬件：Embest ARM教学实验系统、PC。 （2）软件：Vision3 IDE for ARM集成开发环境。,2实验设备,通过ARM汇编指令，在各种处理器模
11、式下切换并观察各种模式下寄存器的区别；掌握ARM不同模式的进入与退出。,3实验内容,4实验操作步骤 5实验参考程序,4.4.5 C语言实例一,（1）学会使用Vision IDE for ARM开发环境编写简单的C语言程序。 （2）学会编写和使用调试脚本。 （3）掌握通过memory/register/watch/variable窗口分析判断运行结果。,1实验目的,（1）硬件：PC。 （2）软件：Vision IDE for ARM集成开发环境。,2实验设备,用函数初始化栈指针，并使用C语言完成延时函数。,3实验内容,（1）调试脚本。 （2）调试函数的执行方法。 （3）常用命令介绍。,4实验原理
12、,5实验操作步骤 6实验参考程序,（1）C程序 （2）调试脚本DebugInRam.ini,4.4.6 C语言实验程序二,（1）掌握建立基本ARM工程，包含启动代码，连接属性的配置等。 （2）了解ARM9的启动过程，学会使用MDK编写简单的C语言程序和汇编启动代码并进行调试。 （3）掌握如何指定代码入口地址与入口点。 （4）掌握通过memory、register、watch、Local等窗口分析判断结果。,1实验目的,（1）硬件：PC。 （2）软件：Vision3 IDE for ARM集成开发环境。,2实验设备,用C语言编写延时函数，使用嵌入汇编。,3实验内容,4实验原理 5实验操作步骤 6
13、实验参考程序 7Startup.S的源代码 8Ctest.sct的源代码,4.4.7 汇编语言与C语言相互调用实例,（1）阅读S3C2410启动代码，观察处理器的启动过程。 （2）学会使用MDK集成开发环境辅助窗口来分析判断调试过程和结果。 （3）学会在MDK集成开发环境中编写、编译与调试汇编和C语言相互调用的程序。,1实验目的,（1）硬件：PC。 （2）软件：Vision3 IDE for ARM集成开发环境。,2实验设备,使用汇编完成一个随机数产生函数，通过C语言调用该函数，产生一系列随机数，存放到数组里面。,3实验内容,4实验操作步骤 5实验参考程序,（1）randtest.c 参考源代码。 （2）random.s参考源代码。,本 章 小 结,本章重点是让读者通过实验掌握嵌入式软件开发工具的使用及软件开发的基础知识。本章的实验是对前几章理论内容的应用与巩固。每个实验的设计都有不同的针对性，以便读者掌握。,
