嵌入式实验报告.docx

实验一 ARM汇编语言程序设计
一、 实验目的
1. 了解IAR Embedded Workbench 集成开发环境
2. 掌握ARM汇编指令程序的设计及调试
二、 实验设备
1. PC操作系统WIN98或WIN2000或WINXP，ADSI.2集成开发环境，仿真驱动程序
三、 实验内容
1. 熟悉IAR Embedded Workbench 集成开发环境
2. 理解下列程序，新建工程，加入下面的程序，并观察实验结果，解释程序实现的功能
分析：该程序实现的功能是程序功能：Y = A*B+C*D+E*F
程序代码：
AREA Examl, CODE,READONLY ;定义一个代码段
ENTRY ;程序入口
MOV R0,#0;设置R0寄存器的值为0
MOV R8,#0;设置R8寄存器的值为0
ADR R2,N;将R2寄存器的值设为数据域N的地址
LDR R1,[R2];将以R2的值为地址的数据读入R1
MOV R2,#0;设置R2的值为0
ADR R3,C; 将R3寄存器的值设为数据域C的地址
ADR R5,X; 将R5寄存器的值设为数据域X的地址
LOOP
LDR R4,[R3,R8];将R3+R8的数据读入R4
LDR R6,[R5,R8];将R5+R8的数据读入R6
MUL R9,R4,R6;R9 = R4*R6
ADD R2,R2,R9;R2 = R2+R9
ADD R8,R8,#4;R8 = R8+4
ADD R0,R0,#1;R0 = R0+1
CMP R0,R1;比较R0和R1的值
BLT LOOP;R0<R1的话执行循环
N DCD 0X03;
C DCD 0X01,0X02,0X03,0X04,0X05,0X06;
X DCD 0X01,0X02,0X03,0X04,0X05,0X06;
END
程序结果：各个寄存器的结果

执行结果如下：

3. 实现1+2+3+4+····+100，求的值，并保存在地址0x90018的地址里面
程序代码：
MOV R0,#100;设置R0寄存器的值为100
LDR R2,=0X90018;设置R2寄存器指向地址0x90018
MOV R1,#0;设置R1的值为0
MOV R3,#0;设置R3的值为0
LOOP
ADD R3,R3,R0;R3 = R3+R0
SUB R0,R0,#1;R0 = R0-1
CMP R0,R1;将R0和R1的值比较
BNE LOOP;不相等的话继续执行循环
STR R3,[R2];将R3的值装入到R2指向的地址块中。
END
程序执行结果：程序执行完在0x90018内存入的数据是0x13ba即5050

实验二 ARM汇编语言程序设计
一、实验目的
1. 了解ARM汇编语言的基本框架，学会使用ARM的汇编语言编程；
2. 掌握ARM汇编指令中的堆栈指令的操作，以及存储器的装载指令操作。
二、实验设备
1. PC操作系统WIN98或WIN2000或WINXP， ADS1.2. 集成开发环境，仿真器驱动程序。
三、实验内容
1. 理解下列程序，新建工程，加入下面的程序，并观察实验结果
程序代码：
x EQU 15;定义常量x=15
y EQU 61;定义常量y=61
stack_top EQU 0X1000;定义堆栈栈顶地址为0x1000
ENTRY;程序入口处
MOV sp,#stack_top;将堆栈指针指向栈顶
MOV r0,#x;将x的值放入r0
STR r0,[sp];将r0的值压入堆栈
MOV r0,#y;将y的值放入r0
LDR r1,[sp];将x的值放入r1
ADD r0,r0,r1;r0 = r0+r1
STR r0,[sp];将r0的值装入堆栈
Stop;
B stop;
程序结果为：r1 = x+y = 0x6D

2. 编写程序循环R4~R11进行累加8次赋值，R4~R11初始值是1~8，每次操作后把R4~R11的内容放到SP栈中，SP初始设置为0x800，最后把R4~R11用LDMFD指令清空为0
程序代码如下：
X EQU 1;定义常量x = 1
stack_top EQU 0X800;定义栈顶地址
ENTRY;
MOV SP,#stack_top;将栈顶地址指向0x800
MOV R4,#1;设置R4 = 1
MOV R5,#2;设置R5 = 2
MOV R6,#3;设置R6 = 3
MOV R7,#4;设置R7 = 4
MOV R8,#5;设置R8 = 5
MOV R9,#6;设置R9 = 6
MOV R10,#7;设置R10 = 7
MOV R11,#8;设置R11 = 8
LOOP
ADD R4,R4,#x; R4累加1
ADD R5,R5,#x; R5累加1
ADD R6,R6,#x; R6累加1
ADD R7,R7,#x; R7累加1
ADD R8,R8,#x; R8累加1
ADD R9,R9,#x; R9累加1
ADD R10,R10,#x; R10累加1
ADD R11,R11,#x; R11累加1
STMIA SP!,{R4-R11};将R4-R11的值压入堆栈
CMP R4,#9;比较R4和9的大小
BLT LOOP;R4 < 9继续执行循环
LDMFD SP!,{R4-R11};将R4-R11清零
END;
实验结果：主要实现将数据2-9,3-10,4-11……9-16压入堆栈（初始地址是0x800处开始），最后将R4-R11全部清零。

3. 更改实验中1中的X,Y的值，观察期结果
程序代码：
x EQU 20
y EQU 120
stack_top EQU 0X1000
ENTRY
MOV sp,#stack_top
MOV r0,#x
STR r0,[sp]
MOV r0,#y
LDR r1,[sp]
ADD r0,r0,r1
STR r0,[sp]
Stop
B Stop
END
程序结果为：r0 = x+y = 140 = 0X8C

实验三 ARM汇编语言程序设计
一、 实验目的
1.了解ARM汇编语言的基本框架，学会使用ARM的汇编语言编程
2.掌握ARM汇编的存储器加载/存储指令，及if条件、循环、循环及循环的汇编实现
二、实验设备
1.PC操作系统WIN98或WIN2000或WINXP，ADS1.2集成开发环境，仿真器驱动程序
三、实验内容
1. 理解下列程序，新建工程，加入下面的程序，并观察实验结果
程序代码：
Num EQU 20;定义常量Num = 20
START;
LDR r0,=src;将src数据块的开始地址存入r0中
LDR r1,=dst; 将dst数据块的开始地址存入r1中
MOV r2,#Num;设置r2的值为20
MOV sp,#0x400;堆栈指针sp指向0x400
blockcopy;
MOVS r3,r2,LSR #3;将r2左移3位移入r3并且影响标志位
BEQ copywords;结果为0的话跳转到copywords
STMFD SP!,{r4-r11};将r4-r11的值入栈
octcopy;
LDMIA r0!,{r4-r11};将src的前8个字数据存入让r4-r11
STMIA r1!,{r4-r11};将r4-r11中的数据放入dst数据块中
SUBS r3,r3,#1;r3 = r3-1
BNE octcopy;结果不为0跳转到octcopy
LDMFD SP!,{R4-R11};恢复原来的r4-r11
copywords;
ANDS r2,r2,#7; r2 = r2&7
BEQ stop;结果为0跳转到stop
wordcopy;
LDR r3,[r0],#4;将r0指向的字数据放入r3中，r0 = r0+4
STR r3,[r1],#4;将r3中的数据存入到dst数据块中，r1 = r1+4
SUBS r2,r2,#1;r2 = r2 -1
BNE wordcopy;不为0跳转到wordcopy处
stop;
B stop;
src DCD 1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4,5,6,7,8,1,2,3,4;
dst DCD 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
END;
程序结果：将src的数据全部存入到dst中

2. 新建工程，并自行编写程序，分别使用LDR,STR,LDMIA,STMIA操作，实现对某段连续存储单元写入数据，并观察结果
程序代码：
MOV R4,#1;设置r4 = 1；
MOV R5,#2; 设置r5 = 1；
MOV R6,#3;设置r4 = 1；
LDR R0,=dst;R0保存dst的首地址
STR R4,[R0];将r4的值装入r0执行的内存中
STR R5,[R0,#4]; 将r5的值装入r0+4执行的内存中
STR R6,[R0,#8]; 将r6的值装入r0+8执行的内存中
LDR R7,=src; R0保存src的首地址
LDMIA R7,{R8-R10};将r7执行的地址的数据读入r8=r10
LDR R3,=N;r3保存N的首地址
STMIA R3!,{R8-R10};将r8-r10装入r3指向的内存
N DCD 0,0,0
src DCD 1,2,3
dst DCD 0,0,0
END
程序结果：熟悉使用LDMIA,STMIA和LDR,STR指令

3. 使用ARM汇编指令实现if条件执行，使用ARM汇编指令实现for条件执行，
使用ARM汇编指令实现while条件执行，使用ARM汇编指令实现do…while条件执行。
程序代码：
实现if条件：
MOV R0,#1
MOV R1,#2
CMP R0,R1
BGT LOOP1
BLT LOOP2
LOOP1
MOV R3,R0
LOOP2
MOV R3,R1
END
程序结果：

实现for和while条件：
MOV R1,#1
MOV R3,#0
MOV R2,#101;
LOOP
ADD R3,R1,R3
ADD R1,R1,#1
CMP R1,R2
BLT LOOP
END
程序结果：

实现do…while条件：
MOV R0,#1
MOV R1,#100
MOV R3,#0
LOOP
CMP R0,R1
BGT STOP
ADD R3,R0,R3
ADD R0,R0,#1
B LOOP
STOP
END
程序结果：

实验四 基于ARM的C语言程序设计
一、实验目的
1.了解ARM C语言的基本框架，学会使用ARM的C语言编程。
2. 掌握C语言和汇编语言编程的相互调用。
二、实验设备
1. EL-ARM-830教学实验箱，PentiumII以上的PC机，仿真器电缆。
三、ARM C语言简介与使用规则
1. ARM使用C语言编程是大势所趋
在应用系统的程序设计中，若所有的编程任务均由汇编语言来完成，其工作量巨大，并且不宜移植。由于ARM的程序执行速度较高，存储器的存储速度和存储量也很高，因此，C语言的特点充分发挥，使得应用程序的开发时间大为缩短，代码的移植十分方便，程序的重复使用率提高，程序架构清晰易懂，管理较为容易等等。因此，C语言的在ARM编程中具有重要地位。
2. ARM C语言程序的基本规则
在ARM程序的开发中，需要大量读写硬件寄存器，并且尽量缩短程序的执行时间的代码一般使用汇编语言来编写，比如ARM的启动代码，ARM的操作系统的移植代码等，除此之外，绝大多数代码可以使用C语言来完成。
C语言使用的是标准的C语言，ARM的开发环境实际上就是嵌入了一个C语言的集成开发环境，只不过这个开发环境和ARM的硬件紧密相关。
在使用C语言时，要用到和汇编语言的混合编程。当汇编代码较为简洁，则可使用直接内嵌汇编的方法，否则，使用将汇编文件以文件的形式加入项目当中，通过ATPCS的规定与C程序相互调用与访问。
ATPCS，就是ARM、Thumb的过程调用标准（ARM/Thumb Procedure Call Standard），它规定了一些子程序间调用的基本规则。如寄存器的使用规则，堆栈的使用规则，参数的传递规则等。

在C程序和ARM的汇编程序之间相互调用必须遵守ATPCS。而使用ADS的C语言编译器编译的C语言子程序满足用户指定的ATPCS的规则。但是，对于汇编语言来说，完全要依赖用户保证各个子程序遵循ATPCS的规则。具体来说，汇编语言的子程序应满足下面3个条件：
● 在子程序编写时，必须遵守相应的ATPCS规则；
● 堆栈的使用要遵守相应的ATPCS规则；
● 在汇编编译器中使用-atpcs选项。
基本的ATPCS规定，请详见相关技术文档。

汇编程序调用C程序
汇编程序的设置要遵循ATPCS规则，保证程序调用时参数正确传递。
在汇编程序中使用IMPORT伪指令声明将要调用的C程序函数。
在调用C程序时，要正确设置入口参数，然后使用BL调用。

C程序调用汇编程序
汇编程序的设置要遵循ATPCS规则，保证程序调用时参数正确传递。
在汇编程序中使用EXPORT伪指令声明本子程序，使其他程序可以调用此子程序。
在C语言中使用extern关键字声明外部函数（声明要调用的汇编子程序）。

在C语言的环境内开发应用程序，一般需要一个汇编的启动程序，从汇编的启动程序，跳到C语言下的主程序，然后，执行C程序，在C环境下读写硬件的寄存器，一般是通过宏调用，在每个项目文件的Startup44b0/INC目录下都有一个44b.h的头文件，那里面定义了所有关于44B0的硬件寄存器的宏，对宏的读写，就能操作44B0的硬件。
具体的编程规则同标准C语言。
四、实验内容
1、理解下列程序，新建工程，加入下面的程序，并观察实验结果。
程序代码：
/*实现5个数的相加*/
int sum5(int a,int b,int c,int d,int e){
return (a+b+c+d+e);
}
;汇编语言
IMPORT sum5;声明调用c函数
CALLSUMS
STMFD SP!,{LR};将LR寄存器入栈
MOV R0,#1;r0 = 1
ADD R1,R0,R0;r1 = 2
ADD R2,R1,R0;r2 = 3
ADD R3,R1,R2;r3 = 5
STR R3,[SP,#-4]!;将r3的值入栈当做第五个参数
ADD R3,R1,R1;R3 = R3+R1=4
BL sum5;调用sum5
ADD SP,SP,#4;sp = sp+4
LDMFD SP,{PC}
程序结果：实现了i+2i+3i+4i+5i的汇编语言调用c语言

2、用汇编语言实现1到100累加的函数，用C言语编写主程序，在主程序中调用所编写的汇编函数
程序代码：
NAME asmfile
PUBLIC sum5
SECTION .intvec : CODE (2)
CODE32
sum5
ENTRY
MOV R1,#1
MOV R2,#0
sum6
ADD R2,R1,R2
ADD R1,R1,#1
CMP R1,R0
BLE sum6
MOV PC,LR
END

#include <stdio.h>
extern void sum5(int x);
int main(void){
const int n = 100;
sum5(n);
return(0);
}
程序结果：

总结
本次实验主要是通过对ARM的各种指令进行操作，通过对这些指令的应用，让我们学会了如何使用汇编来进行编程，掌握汇编编程和C语言编程的技巧，并且能够熟练的使用汇编语言，深刻理解ARM的工作。并且培养了我们写代码的能力以及对代码的阅读能力和修改能力。为我们在以后的学习和生活中更实用ARM,利用汇编进行编程奠定了一定的基础！