嵌入式系统原理与开发实验一.docx

### 嵌入式系统原理与开发实验一 #### 实验背景 随着信息技术的发展，嵌入式系统在各个领域中的应用越来越广泛。嵌入式系统是一种专用计算机系统，用于执行特定功能，例如移动电话、数字电视、汽车电子系统等。本实验主要针对ARM架构的嵌入式系统的开发进行介绍。 #### 实验目的 1. **了解并掌握** EmbeST IDE for ARM 集成开发环境以及 ARM 软件模拟器的基本使用方法。 2. **熟悉并运用** ARM 汇编语言的基础指令，如 LDR/STR、MOV 等，实现对寄存器和存储单元的操作。 3. **学习并实践** 使用 ADD/SUB/LSL/LSR/AND/ORR 等指令来完成基本的数学运算和逻辑运算。 #### 实验设备 - **硬件需求**：PC 机 - **软件环境**：EmbeST IDE Pro ARM 集成开发环境；操作系统支持 Windows 98/2000/NT/XP #### 实验内容 1. **熟悉开发环境**：首先需要熟练掌握 EmbeST IDE 的使用，包括如何创建项目、编写源代码、编译、调试等基本操作。 2. **使用基础汇编指令**： - **访问寄存器和存储单元**：通过 LDR 和 STR 指令实现数据的读取和写入操作。 - **基本数学和逻辑运算**：使用 ADD、SUB、LSL、LSR、AND、ORR 等指令进行加法、减法、左移、右移、按位与、按位或等操作。 #### 实验原理 1. **ARM 处理器寄存器**：ARM 处理器包含 37 个寄存器，分为两大部分： - **通用寄存器**：共有 31 个，包括程序计数器（PC）。每个寄存器都是 32 位宽。 - **状态寄存器**：共有 6 个，同样为 32 位宽，但在实际使用时仅使用其中的 12 位。 2. **存储器格式**：ARM 体系结构将内存视为一系列从零地址开始的字节。每个字由连续的四个字节组成，这种排列方式有两种： - **大端格式**：高位字节存储在低地址位置。 - **小端格式**：低位字节存储在低地址位置。 3. **GNU 工具链基础**：EmbeST IDE 内置了 GNU 工具链，包括汇编器 as、编译器 gcc 和链接器 ld。开发者需要遵循 GNU 的语法和规则来编写程序。 #### 实验操作步骤 1. **实验 A** - **新建工程**：启动 EmbeST IDE，选择 File → New Workspace 创建新的工作空间，按照提示填写相关信息。 - **建立源文件**：点击 File → New 创建新的源文件，编辑完成后保存为 asm1_a.s。 - **添加源文件至项目**：通过 Project → Add To Project → Files 将源文件添加到项目中。 - **配置工程设置**：选择 Project → Settings 进行处理器配置等操作。 - **生成目标代码**：选择 Build → Build asm_a 或直接使用 F7 快捷键。 - **调试设置**：通过 Project → Settings 进行调试设备和调试模块的配置。 - **连接软件仿真器**：选择 Debug → Remote Connect 连接软件仿真器，执行 Download 命令下载程序，并查看寄存器和内存的变化。 - **执行程序并观察结果**：单步执行程序并记录寄存器和内存值的变化情况。 - **完成实验练习题**：根据实验内容和参考资料，完成相关的练习题目。 2. **实验 B**（未详细列出） #### 实验参考程序 ```assembly /***************************************************************************************************************************** #NAME: asm1_a.s #Author: EmbeST #Desc: ARM instruction examples #History: shw.He 2005.02.22 /***************************************************************************************************************************** /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------- /* constant define /*---------------------------------------------------------------------------------------------------------- .equ x, 45 ``` 以上是关于嵌入式系统原理与开发实验一的相关知识点概述，通过本实验的学习，可以为后续更复杂的嵌入式系统设计打下坚实的基础。