ARM课程设计

课程设计实验报告，初步认识和基础应用使用THUMB汇编语言，完成基本reg、men访问，以及简单的算数、逻辑运算。 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与THUMB的区别。 【ARM课程设计】是针对ARM处理器的一门实践性课程，主要目标是让学生通过实验报告的形式，深入了解和掌握ARM架构中的THUMB汇编语言。实验设计包括了基础和进阶两个部分，旨在提升学生的编程能力，理解THUMB指令集的特性和ARM与THUMB之间的差异。 在实验2中，学生需要使用THUMB汇编语言完成以下任务： 1. **基本的寄存器（reg）和内存（men）访问**：学习如何通过汇编指令直接操作ARM处理器的寄存器和内存空间，这是所有程序运行的基础。 2. **简单的算数和逻辑运算**：了解THUMB指令集中的加减乘除及逻辑与、或、非、异或等操作，这些都是实现算法和控制流程的基础。 3. **复杂的程序分支和堆栈操作**：通过使用`push`和`pop`指令，实现函数调用和返回，以及条件分支，掌握程序流程控制。 4. **理解立即数大小限制**：THUMB指令集的立即数通常有特定的位宽限制，学习如何在这些限制下有效地编码指令。 5. **体验ARM与THUMB的区别**：比较两者在指令长度、执行效率、寄存器使用等方面的差异，理解为何ARM处理器会同时支持这两种工作状态。 实验工具包括了PC机和Embest IDE Pro 2004集成开发环境，该环境提供了ARM处理器模拟器，使得学生能够在Windows操作系统上进行开发和调试。 ARM处理器有两种工作状态：**ARM状态**（32位，执行32位对齐的ARM指令）和**Thumb状态**（16位，执行16位对齐的Thumb指令）。在Thumb状态，程序计数器PC的第0位被用来选择下一个半字。状态的切换不会影响处理器的模式或寄存器内容。可以通过特定的BX指令来切换状态，比如当操作数寄存器的第0位为1时，执行BX指令进入对应的状态。 在**Thumb状态的寄存器集**中，通用寄存器R0-R7、PC、SP、LR和CPSR是直接可用的。这些寄存器在ARM和Thumb状态下的映射关系保持一致，只是在Thumb状态下，R13作为堆栈指针（SP），R14作为链接寄存器（LR），R15作为程序计数器（PC）。 实验过程中还会接触到GNU汇编器as的**伪操作**，如`.code 16`或`.thumb`用于切换到Thumb指令集，`.code 32`或`.arm.text`用于切换到ARM指令集，`.align`用于内存对齐，确保数据和代码按照特定方式进行排列。 实验软件设计阶段，学生需要编写汇编源程序，这个过程将涵盖上述的各个知识点，通过实际编程来加深理解和应用。源程序通常包含注释，以便于理解每一步操作的意义。 这个ARM课程设计是一次深入学习和实践ARM处理器核心知识的机会，涵盖了从基础指令到高级编程技巧的各个方面，有助于培养学生的嵌入式系统开发能力。