嵌入式系统原理及应用
实验指导书
廖京盛 编
2012.04
实验一 ARM汇编指令实验
一、实验目的
1. 初步学会使用μVision 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。 二、实验设备
1. 硬件：PC机一台；
2. 软件：μVision IDE for ARM集成开发环境，Windows 98/2000/NT/XP。 三、实验内容
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。 四、实验原理
ARM 处理器共有37个寄存器：
? 31个通用寄存器，包括程序计数器(PC)。这些寄存器都是32 位的；
? 6个状态寄存器。这些寄存器也是32 位的，但是只是使用了其中的12 位。 这里简要介绍通用寄存器。 1. ARM通用寄存器
通用寄存器（R0-R15）可分为三类： ? 不分组寄存器R0~R7； ? 分组寄存器 R8~R14； ? 程序计数器 PC。
（1）不分组寄存器 R0~R7
不分组寄存器R0~R7在所有处理器模式下，它们每一个都访问一样的32 位寄存器。它们是真正的通用寄存器，没有体系结构所隐含的特殊用途。
（2）分组寄存器 R8~R14
分组寄存器R8～R14对应的物理寄存器取决于当前的处理器模式。若要访问特定的物理寄存器而不依赖当前的处理器模式，则要使用规定的名字。
寄存器R8~R12 各有两组物理寄存器：一组为FIQ 模式，另一组为除了FIQ 以外的所有模式。
寄存器R8~R12 没有任何指定的特殊用途，只是在作快速中断处理时使用。寄存器R13，R14 各对应6个分组的物理寄存器，1个用于用户模式和系统模式，其它5个分别用于5 种异常模式。寄存器R13 通常用做堆栈指针，称为SP；寄存器R14用作子程序链接寄存器，也称为LR。
（3）程序计数器 PC
寄存器R15 用做程序计数器（PC）。
在本实验中，ARM 核工作在用户模式，R0~R15 可用。 2. 存储器格式
ARM 体系结构将存储器看作是从零地址开始的字节的线性组合。字节零到字节三放置第一个字
（WORD），字节四到字节七存储第二个字，以此类推。
ARM 体系结构可以用两种方法存储字数据，分别称为大端格式和小端格式。 大端格式
在这种格式中，字数据的高位字节存储在低地址中，而字数据的低位字节则存放在高地址中。
小端格式
在这种格式中，字数据的高位字节存储在高地址中，而字数据的低位字节则存放在低地址中。
3. REALVIEW基础知识
μVision3 IDE 集成了REALVIEW汇编器AARM、编译器CARM、链接器LARM，若采用GNU编 译器则需要下载安装相应的工具包。本书所有例程代码均按照REALVIEW的语法和规则来书写。关于AARM、CARM 和LARM的规范和具体使用，可参照μVision3 IDE 所带的帮助文档，在此不再赘述。这里简单介绍几个相关基本知识：
?
设置程序默认入口点，一个程序可有多个ENTRY，但一个源文件最多只有一个ENTRY。 ?
EQU伪操用于将数字常量、基于寄存器的值和程序中的标号定义为一个字符名称。语法格式：
symbol EQU expression
其中，expression可以是一个寄存器的名字，也可是由程序标号、常量或者32 位的地址常量组成的表达式。symbol是EQU伪操作所定义的字符名称。示例：COUNT EQU 0X1FFF
? IMPORT（EXTERN功能完全相同）用于声明在其他模块中定义但需要在本文件中使用的符号。 EXTRN声明的变量必须是在其他模块中用EXPORT或GLOBAL声明过的。语法格式： ?
其中，class为变量的类型，可以为ARM、CODE16、CODE32、DATA、CONST、THUMB；symbol 为所声明的变量名。
?
EXPORT（GLOBAL功能完全相同）用于声明在本文件中定义但能在其他模块中使用的变量，相当于定义了一个全局变量。语法格式：
EXPORT symbol, symbol...
其中，symbol为所声明的变量名。 ?
AREA用于定义一个代码段或数据段，ARM汇编程序设计采用分段式设计，一个ARM源程序至少有一个代码段，大的程序会有若干个代码段和数据段。语法格式：
AREA segment-name, class-name, attributes ,...
其中，segment-name为所定义段的名称；class-name为所定义段的类型名称，可以为系统类型（CODE, CONST, DATA, ERAM）或用户定义类型；attributes为段的属性。
?
END用于标记汇编文件的结束行，即标号后的代码不作处理。 五、实验步骤 1. 新建工程
首先在\\Keil\\ARM\\Examples\\Mini2410-IV\\4.1_asm1 目录下建立文件夹命名为Asm1_a，运行μVision3 IDE 集成开发环境，选择菜单项“Project -> New…-> μVision Project”，系统弹出一个对话框，按照图1-1 所示，输入相关内容。点击“保存”按钮，将创建一个新工程asm_1a.Uv2。
图1-1 新建工程
2. 为工程选择CPU
新建工程后，要为工程选择CPU，如图1-2所示，在此选择SAMSUNG的S3C2410A：
图1-2 选择CPU
3. 添加启动代码
在图1-3中点“确定”后，会弹出一个对话框，问是否要添加启动代码。如图 1-3所示。
图1-3
由于本实验是简单的汇编实验，因此不需要启动代码，选择否。 4. 选择开发工具
要为工程选择开发工具，在Project - Manage - Components,Environment and Books - Folder/Extensions对话框的Folder/Extensions页内选择开发工具，如图1-4所示。
图1-4 选择开发工具
从图中可以看到，有三个开发工具可选，在此选择RealView Compiler。 5. 建立源文件 点击菜单项File - New，系统弹出一个新的、没有标题的文本编辑窗，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asm1_a.s。(源代码可以参考\\DISK3_S3C2410\\03-Codes\\01-MDK\\Mini2410-IV\\4.1_asm1中的asm1_a.s文件)
6. 添加源文件
单击工程管理窗口中的相应右键菜单命令，选择Add Files to…，会弹出文件选择对话框，在工程目录下选择刚才建立的源文件asm1_a.s。如图1-5所示。
