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ARM嵌入式系统原理及应用开发实验报告学院：电气与信息工程学院班级：电子信息1204指导老师：谭会生姓名：学号：实验一：ARM汇编指令使用实验——基本数学/逻辑运算一、实验目的1．初步学会使用ARMADS/EmbestIDEforARM开发环境及ARM软件模拟器。2．通过实验掌握数据传送和基本数学/逻辑运算的ARM汇编指令的使用方法。二、实验设备1．硬件：PC机。2．软件：ADS1.2/EmbestIDE200X集成开发环境。三、实验内容熟悉ADS1.2/EmbestIDE200X开发环境的使用，使用LDR/STR和MOV等指令访问寄存器或存储单元，实现数据的加法运算。具体实验参考程序如下：四．实验操作步骤1．新建工程。先建立一个实验文件夹，如E\ARMSY\armasm1；然后运行EmbestIDE集成开发环境，选择File→NewWorkspace菜单项，弹出一个对话框，输入工程名armasm1a/armasmlb等相关内容；最后单击OK按钮，将创建一个新工程，并同时创建一个与工程名相同的工作区。此时在工作区窗口将能打开该工作区和工程。2．建立源文件。选择File→New菜单项，弹出一个新的、没有标题的文本编辑窗口，输入光标位于窗口中第一行，按照实验参考程序编辑输入源文件代码。编辑完后，保存文件armasmla.s。1）armasmla.s源程序：/*armasm1a.s*/.EQUX,45/*定义变量X，并赋值为45*/.EQUY,64/*定义变量Y，并赋值为64*/.EQUSTACK_TOP,0X1000/*定义栈顶0X1000*/.GLOBAL_START.TEXT_START:/*程序代码开始标志*/MOVSP,#STACK_TOPMOVR0,#X/*X的值放入R0*/STRR0,[SP]/*R0的值保存到堆栈*/MOVR0,#Y/*Y的值放入R0*/LDRR1,[SP]/*取堆栈中的数到R1*/ADDR0,R0,R1STRR0,[SP]STOP:BSTOP/*程序结束，进入死循环*/.END2）．使用ADD/SUB/LSL/LSR/AND/ORR等指令，完成基本数学/逻辑运算。具体实验参考程序如下：/*armasm1b.s*/.EQUX,45/*定义变量X，并赋值为45*/.EQUY,64/*定义变量Y，并赋值为64*/.EQUZ,87/*定义变量Z，并赋值为87*/.EQUSTACK_TOP,0X1000/*定义栈顶0X1000*/.GLOBAL_START.TEXT_START:/*程序代码开始标志*/MOVR0,#X/*X的值放入R0*/MOVR0,R0,LSL#8/*R0的值乘以2的8次方*/MOVR1,#Y/*Y的值放入R1*/ADDR2,R0,R1,LSR#1/*R1的值除以2再加上R0后的值放入R2*/MOVSP,#0X1000STRR2,[SP]MOVR0,#Z/*Z的值放入R0*/ANDR0,R0,#0XFF/*取R0的低八位*/MOVR1,#Y/*Y的值放入R1*/ADDR2,R0,R1,LSR#1/*R1的值除以2再加上R0后的值放入R2*/LDRR0,[SP]/*Y的值放入R1*/MOVR1,#0X01ORRR0,R0,R1MOVR1,R2/*Y的值放入R1*/ADDR2,R0,R1,LSR#1/*R1的值除以2加上R0的值放入R2*/STOP:BSTOP/*程序结束，进入死循环*/.END3．添加源文件。选择Project→AddToProject→File项或单击工程管理窗口中的相应右键快捷菜单命令，打开文件选择对话框，在工程目录下选择刚才建立的源文件armasmla.s/armasmlb.s。4．基本设置。选择Project→Settings…菜单项或按下快捷键Alt+F7，弹出工程设置对话框；在工程设置对话框中选择Processor属性页，按照使用要求对目标板所用处理器进行设置。5．生成目标代码。选择Build→Buildarmasmla菜单项或按下快捷键F7，生成目标代码。此步骤也可以通过单击工具栏上相应按钮来完成。6．调试设置。选择选择Project→Settings…菜单项或按下快捷键Alt+F7，弹出工程设置对话框；在工程设置对话框中，若选择Remote页面则对调试设备模块进行设置；若选择Debug页面则对调试模块进行设置。7．选择Debug→RemoteConnect连接软件仿真器，执行Download命令下载程序，并打开寄存器窗口。8．打开存储器窗口，观察地址0x8000～0x801F的内容以及地址0xFF0～0xFFF的内容。9．单步执行程序，并观察和记录寄存器与存储器值的变化。五、实验报告执行-START前将45赋值给X，将64赋值给Y，并定义栈顶为0X00001000,执行MOVsp,#stack_top后sp：0x00001000，执行MOVr0,#x后r0:0x0000002d执行MOVr0,#y后r0:0x00000040LDRr1,[sp]取堆栈中的数到R1ADDr0,r0,r1执行前r0:0x0000002dr1:0x00000040执行后：r0：0x0000006d最终实现了两个数字的相加。六.实验总结本次实验主要是熟悉ARM汇编指令和学习使用ARMADS/EmbestIDEforARM开发环境及ARM软件模拟器。本次为验证试验，通过本次实验掌握了基本的汇编语句，实现了基本的加法运算和基本的数学/逻辑运算。在实验过程中记录了在但不运行时有关寄存器和存储器的值，经过查询分析，查看寄存器和存储器的值，检查结果是否正确；通过这次实验熟练掌握了软件的操作和使用，学到了很多。实验二ARM汇编指令使用实验——存储区数据块的传送一、实验目的1．熟悉ARMADS1.2/EmbestIDEforARM开发环境及ARM软件模拟器的使用。2．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分支程序的方法，学习使用条件码，加强对CPSR的认识。二、实验设备1．硬件：PC机。2．软件：ADS1.2/EmbestIDE200X集成开发环境。三、实验内容设计并调试一个存储区数据块的传送程序，具体数据块的传送要求为：将数据从源数据区snum复制到目标数据区dnum，数据的个数num假定为20，复制时以8个字为单位进行，对于最后不足8个字的数据，以字为单位进行复制。用ARM汇编语言设计该数据块复制程序的设计思想如下：先将源数据区的起始地址、目标数据区的起始地址以及数据个数赋给选定的寄存器R0、R1、R2，再根据每次批量/单个复制数据的个数R3确定用于数据复制的中间寄存器R4～R11，之后先将源数据区的若干个数据批量装载到中间寄存器中，再将中间寄存器的数据批量存储到目的数据存储区，随后进行数据是否复制完毕的判断，若未复制完毕，则修改有关操作数据地址，并重复前面的数据复制操作，否则，终止操作，程序结束。四、实验操作步骤1．新建工程。先建立一个实验文件夹，如E\ARMSY\armasm2；然后运行EmbestIDE集成开发环境，选择File→NewWorkspace菜单项，弹出一个对话框，输入工程名ARMcode等相关内容；最后单击OK按钮，将创建一个新工程，同时创建一个与工程名相同的工作区。此时在工作区窗口将打开该工作区和工程。2．建立源文件。选择File→New菜单项，弹出一个新的、没有标题的文本编辑窗口，输入光标位于窗口中第一行，按照实验参考程序编辑输入源文件代码。编辑完后，保存文件armasm2.s。.GLOBAL_START.TEXT.EQUNUM,20/*定义需要复制的字数据个数NUM为20*/_START:LDRR0,=SRC/*将R0指向源数据区的起始地址*/LDRR1,=DST/*将R1指向源数据区的起始地址*/MOVR2,#NUM/*将需要复制的字数据个数存放在R2中*/MOVSP,#0X400/*将堆栈指针SP指向#0X400*/BLKCOPY:MOVSR3,R2,LSR#3/*R2的值除以8的结果存入R3*/BEQCOPYWORDS/*若Z=1，则转COPYWORDS*/STMFDSP!,{R4-R11}/*将R4～R11的内容存入堆栈进行保护*/OCTCOPY:LDMIAR0!,{R4-R11}/*从源数据区装载8个字数据到R4～R11*/STMIAR1!,{R4-R11}/*将R4～R11中的8个字数据存入目的数据区*/SUBSR3,R3,#1/*每复制一次R3减1*/BNEOCTCOPY/*若R3不等于0，则转移到OCTCOPY*/LDMFDSP!,{R4-R11}/*将堆栈内容恢复到R4～R11*/COPYWORDS:ANDSR2,R2,#7/*计算需复制的奇数个字的个数*/BEQSTOP/*若R2=0则停止*/WORDCOPY:LDRR3,[R0],#4/*将源数据区的一个字装载至R3*/STRR3,[R1],#4/*将R3中的数据存到目的数据区*/SUBSR2,R2,#1/*数据传输控制计数器减1*/BNEWORDCOPY/*若R2不等于0，则转移到WORDCOPY*/STOP:BSTOP.LTORGSRC:/*源数据区起始地址标号*/.LONG1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4DST:/*目的数据区起始地址标号*/.LONG0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0.END3．添加源文件。选择Project→AddToProject→File项，或单击工程管理窗口中的相应右键快捷菜单命令，打开文件选择对话框，在工程目录下选择刚才建立的源文件armasm2.s。4．基本设置。选择Project→Settings…菜单项或按下快捷键Alt+F7，弹出工程设置对话框；然后在工程设置对话框中，选择Processor属性页，对目标板所用处理器进行设置。5．生成目标代码。选择Build→Buildarmasm2菜单项或按下快捷键F7，生成目标代码。也可以单击工具栏上的相应按钮来完成。6．调试设置。选择Project→Settings…菜单项或按下快捷键Alt+F7，弹出工程设置对话框；在工程设置对话框中，若选择Remote页面则对调试设备模块进行设置；若选择Debug页面，则对调试模块进行设置。7．选择Debug→RemoteConnect连接软件仿真器，执行Download命令下载程序，并打开寄存器窗口。8．打开存储器窗口，观察地址0x8054～0x80A0的内容以及地址0x80A4～0X80F0的内容。五、实验报告执行-START之后：R0:0X00008054R1:0X000080a4R2:0X00000014SP:0X00004000执行STMIAR1!,{R4~R11}后：R0:0X00008074R1:0X000080a4R4~R11：0X00000001~0X00000008执行LDMFD之后：SP:0X000004000R4~R11:0X00000000~0X000000000实验最终完成了将数据从源数据区snum复制到目标数据区dnum。六、实验总结进一步熟悉了ARMADS1.2/EmbestIDEforARM开发环境及ARM软件模拟器的使用。通过本次实验掌握使用LDM/STM、B、BL等指令完成较为复杂的存储区访问和分支程序的方法，学习使用条件码，加强对CPSR的认识，掌握了存储数据块的传送，加强了对操作命令符的认识，以及选择wire型和reg型的区别，更加熟悉和编写程序，对程序的理解也进一步加深，同时也发现了许多不足，有很多指令需进一步弄懂和多向其他人请教学习。实验三汇编语言与C语言的相互调用实验——随机数发生器一、实验目的1．阅读实验程序，观察处理器启动过程，学会使用ADS1.2/EmbestIDE辅助信息窗口来分析判断调试过程和结果。2．学会在ADS1.2/EmbestIDE中编写、编译与调试汇编语言和C语言相互调用的程