程序编写

; 1.指令：编译完生成一条机器码存储在内存单元当中，

;   CPU执行时能完成对应的操作

; 1) 数据处理指令： 对数据进行逻辑、算数运算

; 2) 跳转指令： 实现程序的跳转，实质是修改PC

; 3) Load/Store指令：对内存的读写操作 LDR STR  STM LDM

; 4)状态寄存器传送指令：对CPSR进行读写操作

; 5)异常中断产生指令：触发软中断，常用于内核的系统调用

; 6）协处理器指令；操作协处理器的指令

; 2.伪操作：不会生成机器码也不会占用内存，

;  其作用是告诉编译器怎样编译（类似C中的宏定义）

; 3.伪指令：不是指令，编译器在编译时将其替换成等效的指令

	AREA RESET,CODE	,READONLY ;开辟一个段
ENTRY ;标号 程序的入口   main
	MOV R0,#0x01 ;MOV搬移指令 相当于R0=0X20
	MOV R1,#0X02
	ADD R2,R1,R0 ;R2=R1+R0
	SUB R2,R1,R0
	MUL R2,R0,R1
	MOV PC,#0
;	LDR R1,=0X12345678
;	立即数:
;	立即数是合法的数   在这里 12bit  0-255连续的  255以后是离散
;	问:立即数和普通变量的区别？
;	立即数优点：速度快 缺点：范围小 执行长度有限
    AND R3,R0,#1   ;与
    ORR R3,R0,#1   ；或
    EOR R3,R0,#0    ；异或
    LSL R3,R2,R1   ;指令 左移 R3=R2<
	 LSR R3,R2,R1    ;指令 右移 R3=R2>>R1
END

 

;1、指令 （8）数据运算指令的结果对条件位（NZCV）的影响

;N 运算器中产生了负数的结果N置1

;Z 运算器产生了0的结果Z置1

;C 加法时产生了C自动置1否则为0，减法时产生了借位C位，置0

;V 有符号数符号位发生变化时自动置1

;[31:24]条件域用F表示 [23:16]状态域用S表示 [23:16]预留域用X表示 [7:0]控制域用C表示

AREA RESET,CODE,READONLY;定义一个代码段RESET，属性为只读

ENTRY                       ;汇编的入口，相当于c中的main，伪操作

; MOV R0,#1 ;指令

; MOV R1,#2 ;指令

; ;SUB R2,R0,R1            ;使用减法指令产生负数，验证N位，发现没有被置位

; ;默认情况下数据运算不会对条件位（NZCV）产生影响，我们可以在指令后添加后缀'S'

; SUBS R2,R0,R1           ;加S并使用减法指令产生负数，验证N位，发现被置位

;测试Z和减法C位

; MOV R0,#1 ;指令

; MOV R1,#1 ;指令

; SUBS R2,R0,R1           ;加S并使用减法指令产生0，验证Z位，发现Z和C都被置1，因为减法时产生借位C会被置0，结果0没有借位

;测试加法C位

;   MOV  R0,#0XFFFFFFFE ;0XFFFFFFFE不是立即数，但是编译没有报错，看一下仿真里编译窗口里，MOV被替换为MVN了，数也变了

; MOV  R1,#3

; ADDS R2,R1,R0           ;加法指令产生了进位（注意这里是32位），C位被置1

;验证V

    MOV  R0,#0X7FFFFFFE ;0X7FFFFFFE加了3之后产生溢出

MOV  R1,#3 ;0X7FFFFFFE加了3之后产生溢出

ADDS R2,R1,R0           ;加法指令产生了进位（注意这里是32位），C位被置1

 END

带标志位的加法ADC ADCS

;第一个数; 0x00000001 FFFFFFFF
;第二个数; 0x00000003 00000004
;第一个数的低32位放到R1，高32bit放R2
;第二个数的低32位放R3，高32bit放R4
;低加低高加高 运算结构的低32bit放R5，高32bit放R6
	MOV R1,#0XFFFFFFFF
	MOV R2,#0x00000001
	MOV R3,#0X00000004
	MOV R4,#0X00000003
	ADDS R5,R1,R3
	ADC R6,R4,R2  ;本质R6=R4+R2+‘c’

跳转指令B\BL

ENTRY
	MOV R0,#2
	CMP R0,#1
	BEQ JUMP  ;if(EQ)(B JUMP)
	;本质：if(Z==0){B JUMP}
	;BNE JUMP 不等
	MOV R0,#2
	MOV R0,#3
JUMP
	MOV R0,#4
	MOV R1,#5
	MOV PC,LR
 END

栈的应用->叶子函数的调用过程

	AREA RESET,CODE	,READONLY ;开辟一个段
ENTRY ;标号 程序的入口   main	
    MOV SP,0X40000020
MAIN
	MOV R1,#1
	MOV R2,#5
	BL F
	ADD R3,R1,R2
T
	B T
F
	STMFD SP!,{R1,R2}
	MOV R1,#2
	MOV R2,#3
	SUB R3,R2,R1
	LDMFD SP!,{R1,R2}
	MOV PC,LR
END

栈的应用->非叶子函数的调用过程

ENTRY
	MOV SP,#0X40000020
MAIN
	MOV R1,#3
	MOV R2,#5
	BL FUNC1
	ADD R3,R1,R2
STOP
	B STOP
FUNC1
	STMFD SP!,{R1,R2,LR}
	MOV R1,#20
	MOV R2,#10
	BL  FUNC2
	SUB R3,R1,R2
	LDMFD SP!,{R1,R2,LR}
	MOV PC,LR
FUNC2
	STMFD SP!,{R1,R2}
	MOV R1,#30
	MOV R2,#40
	SUB R3,R1,R2
	LDMFD SP!,{R1,R2}
	MOV PC,LR
 END

异常中断产生指令

；SWI  不讲因为咱们用不到，一般只有写内核的人会用到

；cpu执行完这个指令后就会产生一个软中断

协处理器指令

• 数据运算
• 内存访问
• 与主处理器通信

协处理器指令

1. 协处理器数据运算指令

CDP

1. 协处理器储存器访问指令

STC 将协处理器中的数据储存到存储器

LDC 将存储器中的数据读取到协处理器中

1. 协处理器寄存器传送指令

MRC 将协处理器中寄存器的数据传送到ARM处理器中的寄存器

MCR 将ARM处理器寄存器中的数据读取到协处理器寄存器中

• 协处理器CP15

CP15管内存的

如果ARM直接操作内存，就操作到物理内存了。

ARM不直接操作内存，arm找一个助理，这个助理是CP15。这时候ARM想访问内存怎么办？

ARM先把想访问的内存地址(虚拟地址)给CP15，CP15将这个地址转换为物理地址。然后去物理地址取数据，取出数据之后，再返给ARM

->指令

LDR R1,[R2]

->伪指令

LDR R1,=0X12345678

LDR R1,=STOP 把STOP的地址给R1

LDR R1,STOP   把STOP的地址中的内容给R1 

问：伪操作是谁规定的

伪操作

 1、不同编译器的伪操作语法不同

安装交叉编译工具

A)说明

    交叉编译工具链：arm-none-linux-gnueabi-gcc 

    注：arm-none-linux-gnueabi-:交叉编译工具链的名字，名字就是一个代号，在工作中用的不一定是这个，不同的公司用的交叉编译工具链的名字不同

B)获取

     自己去gnu官网获取交叉编译工具链的源码，自己进行编译生成对应的交叉编译工具链。不推荐：编译过程很繁琐

     直接从芯片厂家获取交叉编译工具链

     直接跟开发板的生成厂家获取交叉编译工具链

     直接找主管获取交叉编译工具链（单位)

C)安装：

• 在ubuntu的家目录(~)下,创建toolchain 

  mkdir toolchain 

• 拷贝gcc-4.6.9.tar.xz到toolchain目录下

cp 目录/gcc-4.9.4.tar.xz ~/toolchain

• 解压缩交叉编译工具链

 tar -xvf gcc-4.6.9.tar.xz

• 配置环境变量

   打开 sudo vi  /etc/bash.bashrc 

• 在最后一行添加以下内容：

 export PATH=$PATH:/home/hq/toolchain/gcc-4.6.9/bin/

•  修改为自己的路径
• 使环境变量立即生效

  source /etc/bash.bashrc 

• 测试交叉编译工具链是否安装成功

  arm-none-linux-gnueabi-gcc  -v

• 打印以下内容，表示成功

gcc version 4.6.9 (Sourcery G++ Lite 2010.09-50) 

 3、使用工程模板

   Makefile

• Makefile的一些基本概念

  目标 : 依赖 命令

• Makefile的基本工作原理

（1）当我们make xx时，Makefile会自动执行xx这个目标下的命令语句。

（2）当我们make xx时，是否执行命令是取决于依赖的，依赖如果成立才可以执行。

（3）当直接make时，和make 第一个目标 效果是一样的。第一个目标实际就是默认目标。 

• make的依赖性

   make会一层又一层的去找文件的依赖关系。直到最终编译出第一个目标文件。在找寻的过程中，如果出现错误，比如最后被依赖的文件找不到，那么make就会退出，并报错，而对于所定义的命令的错误或是编译不成功，make根本不care。make只管文件的依赖性，即，如果在我找了依赖关系之后，冒号后边的文件还是不在，那么对不起，我就不工作啦。、

• Makefile分析

cc编译  ld 链接 objdump反汇编 -g gdb调试 -00 表示优化 -c 表示生成目标文件

elf是编译好的链接文件 是个可执行文件

• VI 打开文件

宏定义

.text.text  @代码段
.global _start @将_start声明成一个全局的符号，其他.s文件也可以引用
_start: @汇编的入口
    .EQU PI,12 @汇编的宏定义
    MOV R1,#PI
.end 。

make之后看dis结尾的反汇编文件

预编译指令

MOV R1,#1
.if 0
MOV R2,#2
.endif

申请一个字的空间 .word

MOV R1,#1
.word 0x12345678
MOV R2,#2

申请多个字节空间

MOV R1,#1
.SPACE 20,0XFF
MOV R2,#2

 

嵌套编程

方式一：汇编跳转到C

------------S----------
MOV R1,#1
BL Func
MOV R2,#2
----C------
void Func(void);编译器最后一句话会自动编译为MOV PC，LR
{
}

方式二：C跳转到汇编

------C------------ 把汇编的标号看做C的函数
extern Func1(void);
void Func(void
{int a;
  a++;Func1();
  a=0;
}
------s-----
Func1
    MOV R1,#1
    MOV PC,LR

方式三：C内嵌汇编

-----C-----
void Func1(void)
{int a;
     a=1;asm{"MOV R1,#1\n""MOV R2,#2\n"};
     a=2;
}

点亮LED灯

• 开发板介绍

 

• cpu控制硬件原理

• 我们学习的所有指令，六大指令里边，只有内存访问指令能访问cpu之外的内容。那cpu如何控制硬件？*load/store指令-->操作4G内存
• 任何一个芯片都有一个地址映射表。告诉你地址空间是如何映射的，便于我们找到对应的硬件地址。
• 我们的SOC型号是S5P6818，对应的芯片用户手册为：S5P6818X用户手册V0.00,其中一章是：Memory map或Memory Controller 中的一张表中可以看地址隐射关系。
• 硬件控制原理:
•  CPU不能直接控制硬件,硬件是由其对应的控制器(寄存器)来控制的
•  每个控制器(寄存器)都会映射到CPU寻址范围内的一段空间
• CPU通过对控制器(寄存器)的读和写实现对硬件间接的控制
•  CPU间接控制硬件。

• 本地开发和交叉开发

• 本地开发：本地编写代码，本地编译代码，本地运行代码
• 交叉开发：本地编写代码，本地编译代码，开发板运行代码
• PC中Linux下，程序也能执行，但不是仿真。他是真正的运行。但你移植到ARM平台就不一定能执行，需要转化代码的指令。这个转换过程你可以当成是交叉编译。

• 点灯实验

• 分析电路图

  1、分析电路图的思路：从外设(地板)---》SOC(核心板)分析 

  2、 分析LED

  3、 在电路板上找到led灯的位置

       LED灯旁边会有白色的字，此白字为丝印，LED灯旁边的字，是led灯的编号

  打开底板的原理图，在原理图上搜索led灯编号(RGB)

  4、分析led的电路图

   共阳三色二极管：三个二极管的，正极接到一起

   RGB_R/RGB_G/RGB_B 表示网络标号

  5、网络标号名字相同表示具有相同的，电气连接属性，反应到电路板上，，他们通过导线连接到一起 

  6、根据网络标号到核心板原理图，找到soc哪个引脚驱动着LED灯

• 控制思想

• 

 工作寄存器：R0-R15,cpsr,spsr，由ARM公司提供，没有地址

 控制寄存器：就是内存的一块空间，具有地址，由芯片厂家提供。寄存器是在GPIO章节被使用，所以看芯片手册的时候看GPIO章节，里面一定有相关寄存器的使用和功能实现。

我们只需要向控制寄存器中写值或者读值，就可以让我们处理器完成一定的功能。这也就是我们软件编程控制硬件的思想。

• 读懂芯片手册

1. 概述：简介->特点->框图
2. 机械尺寸->IO功能描述表
3. 系统引导：概述->功能描述->内部引导->外部引导

 1、GPIOxOUT：控制引脚输出高低电平

 2、RED_LED--->GPIOA28

 3、GPIOAOUT ---> 0xC001A000

 4、GPIOA28输出高电平：

       GPIOAOUT[28] <--写-- 1

 5、GPIOA28输出低电平：

       GPIOAOUT[28] <--写-- 0

 6、GPIOxOUTENB：控制引脚的输入输出模式

       GPIOAOUTENB ---> 0xC001A004

7、 设置GPIOA28引脚为输出模式：

       GPIOAOUTENB[28] <--写-- 1

8、GPIOxALTFN：控制引脚功能的选择

       GPIOAALTFN1 ---> 0xC001A024

 9、设置GPIOA28引脚为GPIO功能：

        GPIOAALTFN1[25:24] <--写-- 0b00

 00 = ALT Function0 

 01 = ALT Function1 

 10 = ALT Function2 

 11 = ALT Function3 

        GPIO引脚功能的选择：每两位控制一个GPIO引脚，

• 编写程序

1. 汇编

.text  @代码段
.global _start @将_start声明成一个全局的符号，其他.s文件也可以引用
_start: @汇编的入口   
 /*
	实验步骤：
	  1）分析电路原理图，得出LED的控制方式->高电平亮，低电平灭
	  2）分析电路原理图，得出LED与SOC的连接关系->GPIOA28
	  3）分析芯片手册，找到对应的寄存器将GPIOA28设置成GPIO功能->GPIOAALTFN1（0XC001A024）
	  4）分析芯片手册，找到对应的寄存器将GPIOA28设置成OUTPUT功能->GPIOAOUTENB（0XC001A004）
	  5）分析芯片手册，找到对应的寄存器将GPIOA28设置输出高低电平->GPIOAOUT（0XC001A000）
 */
/*
   地址：0xc001A024 数据：0x00000000
   地址：0xc001A004 数据：0x10000000
   地址：0xc001a000 数据：0x10000000/0x00000000
   GPIOAOUTENB
   地址：0xc001a000 数据：0x10000000/0x00000000
*/
@设置GPIOA28为GPIO功能
 LDR R1,=0x00000000
 lDR R2,=0XC001A024
 STR R1,[R2]@设置GPIOA28为OUTPUT功能
 LDR R1,=0x10000000
 lDR R2,=0XC001A004
 STR R1,[R2]
@设置GPIOA28为高电平
 LDR R1,=0x00000000
 lDR R2,=0XC001A000
 STR R1,[R2]
stop:
    B stop
.end @汇编的结束

下载调试程序

 1、拷贝.bin文件到windows中

 2、开发板和电脑进行硬件连接

    串口线的USB端插到电脑的USB口

    串口线的串口端插到开发板的UART0端口上

     开发板插上电源

 3、配置windows超级终端

    可以查看配置超级终端的使用说明文档资料中有， 如果串口线第一次使用需要安装串口驱动，串口驱动文件在资料中

4、配置超级终端：

    在设备管理器中，查看串口线使用的那个端口号

    配置端口属性：

    波特率：115200

    数据位：8

    停止位：1

    校验位：无

    流控：无

5、开发板上电，超级终端会有打印信息

 在倒计时减到0之前按任意键，进入到FS6818#界面

 a、执行命令 loadb 0x43c00000 --》下载二进制文件到内存的0x43c00000

 b、传输--》发送文件--》选择要下载.bin文件，选择Kermit协议 --》 确定下载

 c、执行命令：go 0x43c00000 --》到0x43c00000位置运行代码

 如果需要重新下载代码，重复步骤4

闪灯

用汇编写C逻辑

.text
.global _start
_start:
MAIN:
 BL LED_CONFIG
LOOP:
 BL LED_ON
 BL DELAY   
 BL LED_OFF
 BL DELAY
 BL LOOP
LED_CONFIG:
 LDR R1,=0X00000000
 LDR R2,=0XC001A024
 STR R1,[R2]
 LDR R1,=0X10000000
 LDR R2,=0XC001A004
 STR R1,[R2]
 MOV PC,LR
LED_OFF:
 LDR R1,=0X00000000
 LDR R2,=0XC001A000
 STR R1,[R2]
 MOV PC,LR
LED_ON:
 LDR R1,=0X10000000
 LDR R2,=0XC001A000
 STR R1,[R2]
 MOV PC,LR
DELAY:
 LDR R1,=100000000
T: 
 SUB R1,R1,#1
 CMP R1,#0
 BNE T
 MOV PC,LR
.end

作业：蜂鸣器

1. C语言

纯地址方式

/*
 *    地址：0xc001A024 数据：0x00000000
 *    地址：0xc001A004 数据：0x10000000
 *    地址：0xc001a000 数据：0x10000000/0x00000000
 *    地址：0xc001a000 数据：0x10000000/0x00000000
 *                */
int main()
{   *(unsigned int *)0xc001A024=0x00000000;*(unsigned int *)0xc001A004=0x10000000;while(1){*(unsigned int *)0xc001A000=0x00000000;delay_ms(1000);*(unsigned int *)0xc001A000=0x10000000;delay_ms(1000);}
}                                                       

宏定义

#define GPIOAALTFN1 (*(unsigned int *)0xc001A024)
#define GPIOAOUTENB (*(unsigned int *)0xc001A004)
#define GPIOAOUT    (*(unsigned int *)0xc001A000)
int main()
{
  GPIOAALTFN1=0x00000000;
  GPIOAOUTENB=0x10000000;while(1){ 
  GPIOAOUT=0x00000000;delay_ms(1000);
  GPIOAOUT=0x10000000;delay_ms(1000);}
}                                                      

这时候去数据手册看地址规律，发现每一类比如A的地址是连续的

问C语言里什么的地址是联系的？

这里GPIOAPAD之后有一个没有连续 18 之后1C

typedef struct
{unsigned int OUT;unsigned int OUTENB;unsigned int DETMODE0;unsigned int DETMODE1;unsigned int INTENB;unsigned int DET;unsigned int PAD;unsigned int Gsssss;unsigned int ALTFN0;unsigned int ALTFN1;
}gpio;
#define GPIOA (*(gpio *)0xc001A000)
int main()                         
{
  GPIOA.ALTFN1=0x00000000;
  GPIOA.OUTENB=0x10000000;while(1){
  GPIOA.OUT=0x00000000;delay_ms(1000);
  GPIOA.OUT=0x10000000;delay_ms(1000);}
}