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ARM学习笔记

本课程的主要学习内容

1. 基础部分

●ARM处理器的基础知识

●ARM指令系统

●伪操作和伪指令

●基于汇编语言的程序设计

●ARM存储系统

●异常中断处理

2.应用部分

●基于ARM处理器的C程序设计

●DMA过程的实现

●利用定时部件实现定时

●对I/O端口编程

第二章ARM处理器的基础知识

2.1 ARM处理器模式

2.2 ARM寄存器介绍

2.3 ARM存储系统

2.4 ARM体系的异常中断

2.1 ARM处理器模式

1. 处理器模式的分类

(1)用户模式(User, user)

(2)快速中断模式(FIQ, fiq) ---用于高速数据传输和通道处理

(3)外部中断模式(IRQ, irq) ----用于通常的中断处理

(4)管理模式(Supervisor, svc)-----供操作系统使用的一种保护模式

(5)数据访问中止模式(Abort, abt) ---用于虚拟存储及存储保护

(6)未定义指令中止模式(Undefine, und)-----用于支持通过软件仿真硬件的协处理器

(7)系统模式(System, sys)-----用于特权级的操作系统任务

除了用户模式之外的其它6种模式称为特权模式(Previleged mode).在这些模式下,程序可以访问所有的系统资源.也可以任意地进行处理器模式的切换.其中,除了系统模式以外,其它5种特权模式又称为异常模式.

2. 处理器模式的切换

(1)处理器模式可以通过软件控制进行切换.也可以通过异常中断的方式进行切换.

(2)大多数的应用程序运行在用户模式下.这时,应用程序不能够访问一些受操作系统保护的系统资源.

(3)应用程序不能直接进行处理器模式的切换.当需要进行处理器模式切换时,应用程序可以通过异常中,在异常中断的处理过程中实现处理器模式的切换.

(4)当应用程序发生异常中断时,处理器进入相应的处理器模式.每一种处理器模式都有一组寄存器,供相应的异常中断程序使用.这样可以保证在进入相应的处理器模式时,用户模式下的寄存器不被破坏.(5)系统模式不是通过异常中断进入的,它和用户模式具有完全一样的寄存器.但系统模式属于特权模式,可以访问所有的系统资源,也可以直接进行处理器模式切换.它主要供操作系统使用.

2.2 ARM寄存器介绍

ARM处理器共有37个寄存器.其中包括:

31个通用寄存器,包括程序计数器(PC)在内.这些寄存器都是32位寄存器.

6个状态寄存器.这些寄存器都是32位寄存器.但目前只使用了其中的14位.

通用寄存器可分为3类:

●未备份寄存器,包括R0-R7

●备份寄存器,包括R8-R14

●程序计数器PC,即R15

●程序状态寄存器CPSR

对于备份寄存器R13和R14来说,每个寄存器对应6个不同的物理寄存器.

●寄存器R13在ARM中经常用作堆栈指针.现场保护。

●寄存器R14又被称为连接寄存器(LR).主要有两个作用:保存子程序的返回地址保存

异常中断程序的返回地址。当通过BL或BLX指令调用子程序时,R14被设置成该子程序的返回地址。在子程序中,当把R14的值复制到PC时,就实现了子程序的返回。

MOV PC LR或者BL LR.

●程序计数器R15被称为PC.它的值为当前指令的地址值加8个字节.一条ARM指令

固定占有4个字节的存储空间.所以PC总是指向当前指令的下两条指令.并且ARM 指令是字对齐的,所以PC的第0位和第1位总是0.

●程序状态寄存器CPSR

CPSR可以在任何处理器模式下被访问.每一种处理器模式下都有一个专用的物理寄存器,

称为备份程序状态寄存器(SPSR).当特定的异常中断发生时,这个寄存器用于存放当前程序状态寄存器的内容.在异常中断程序退出时,可以用SPSR的内容来恢复CPSR.由于用户模式和系统模式不是异常中断模式,所以它们没有SPSR.

CPSR是一个32位的寄存器

2.3 ARM存储系统

●ARM存储系统中1个字单元包含4个字节单元.

●ARM存储系统中引入了半字的概念,1个半字单元包含2个字节单元.

●小端存储格式----高位地址保存高位数据

大端存储格式----高位地址保存低位数据

●ARM存储系统的默认存储格式是小端存储格式

2.4 ARM体系的异常中断

●保存被中断程序:

SPSR_mode ←CPSR

R14_mode ←return address

●恢复被中断程序:

CPSR ←SPSR_mode

PC ←R14_mode

CPSR是指用户模式的程序状态寄存器

SPSR_mode是指即将进入的异常模式的备份程序状态寄存器

R14_mode是指即将进入的异常模式的连接寄存器

return_address是指异常中断处理程序的返回地址

第三章寻址方式

3.1 ARM指令的基本特点

3.2 数据处理指令的操作数寻址方式

3.3 Load/Store指令的操作数寻址方式

3.1 ARM指令的基本特点

●一条ARM指令的字长为固定的32位,需要4个字节的存储空间.

一条典型的ARM指令的语法格式如下所示:

{} {S} , ,

: 指令的助记符,如ADD,MOV等等.

{}: 指令的执行条件.

{S}: 决定指令的运行是否影响CPSR值

: 表示目标寄存器

: 表示包含第一个操作数的寄存器

: 表示第二个操作数

2.2 数据处理指令的操作数寻址方式

通常具有以下3种格式

(1)立即数方式

ADD R0, R0, #2 ;R0←R0+2

1.如十六进制数在0x00到0xFF之间,则它一定是合法的

1.若十六进制数>0XFF则将十六进制的数转化成十进制

2.如果这个十进制数能够被4整除则这个十六进制的立即数和合法的,否则是非法的3例如:0x101=257/4=64.25 非法

0x104=260/4=65 合法

(2)寄存器方式

ADD R0, R0, R1 ;R0←R0+R1

(3)寄存器移位方式

移位方式有以下的几种形式

●ASR 算术右移

最高有效位右移,同时用自身填入,最低位移C

可以实现带符号数的除2运算

例:ADD R0, R1, R2, ASR #1;R0←R1+R2/2

●LSL 逻辑左移

最低位补0,最高位移入C

实现无符号数的乘2运算

例:ADD R0, R1, R2, LSL #2 ;R0←R1+R2*4

●LSR 逻辑右移

最高位补0,最低位移入C

实现无符号数的除2运算

例:MOV R3, #2

ADD R0, R1, R2, LSR R3 ;R0←R1+R2/4

●ROR循环右移

例: MOV R0, R0, ROR #8

将R0循环右移8位

●RRX 扩展的循环右移

例: MOV R0, R0, RRX

C←R0[0]

R0[31]←C原来的值

RRX操作只能右移1位

2.3 Load/Store指令的操作数寻址方式

●Load指令用于从内存中读取数据到寄存器中.指令的助记符为LDR.

●Store指令用于将寄存器中的数据保存到内存中.指令的助记符为STR.

●批量的Load/Store指令可以实现一组寄存器和一块连续的内存单元之间传输数据.

各类型的Load/Store指令的寻址方式由两部分组成.一部分为一个基址寄存器,另一部分为一个地址偏移量.

基址寄存器可以是任一个通用寄存器,地址偏移量有以下

三种格式.

(1)立即数

(2)寄存器

(3)寄存器及一个移位常数

在寻址方式中,地址的计算方法有3种

(1)偏移量方法

(2)事先更新方法

在这种方法中,基址寄存器中的值和地址偏移量作加减运算,生成操作数的地址.指令执行后,这个生成的操作数地址被写入基址寄存器.

(3)事后更新方法

在这种方法中,指令将基址寄存器的值作为操作数的地址执行内存访问.基址寄存器中的值和地址偏移量做加减运算,生成操作数的地址.指令执行后,这个生成的

操作数地址被写入基址寄存器.

(1)基本的Load/Store指令

[, #+/-]

为地址寄存器

为12位的地址偏移量

例: LDR R0, [R1, #4] ;R0←[R1+4]

LDR R0, [R1, #-4] ;R0←[R1-4]

[, #+/-]

例: LDR R0, [R1, R2] ;R0←[R1+R2]

LDR R0, [R1, -R2] ;R0←[R1-R2]

[, #+/-, #]

为寄存器中的数值经过移位或循环移位后生成的地址偏移量

为移位运算符

为移位或循环移位的位数

例: LDR R0, [R1, R2, LSL #2] ;R0←[R1+R2*4]

[, #+/-]!

为基址寄存器

为12位的地址偏移量

!表示采用了事先更新方法.在这种方法中基址寄存器中的值和地址偏移量作加减运算,生成

操作数的地址.指令执行后,这个生成的操作数地址被写入基址寄存器.

例: LDR R0, [R1, #4] ;R0←[R1+4]

LDR R0, [R1, #4]! ;R0←[R1+4], R1←R1+4

[, #+/-]!

例: LDR R0, [R1, R2] ;R0←[R1+R2]

LDR R0, [R1, R2]! ;R0←[R1+R2], R1←R1+R2

[, #+/-, #]!

为地址寄存器

为寄存器中的数值经过移位或循环移位后生成的地址偏移量

为移位运算符

为移位或循环移位的位数

例: LDR R0, [R1, R2, LSL #2] ;R0←[R1+R2*4]

LDR R0, [R1, R2, LSL #2]! ;R0←←R1+R2*4

[], #+/-

为地址寄存器

为12位的地址偏移量

这种寻址方式采用了事后更新方法.在这种方法中,指令将基址寄存器的值作为操作数的地址执行内存访问.基址寄存器中的值和地址偏移量做加减运算,生成操作数的地址.指令执行后,这个生成的操作数地址被写入基址寄存器.

例: LDR R0, [R1, #4] ;R0← [R1+4]

LDR R0, [R1, #4]! ;R0← [R1+4], R1←R1+4

LDR R0, [R1], #4 ;R0← [R1], R1←R1+4

[], #+/-

例: LDR R0, [R1, R2] ;R0← [R1+R2]

LDR R0, [R1, R2]! ;R0← [R1+R2], R1←R1+R2

LDR R0, [R1], R2 ;R0← [R1], R1←R1+R2

[], #+/-, #

例: LDR R0, [R1, R2, LSL #2] ;R0← [R1+R2*4]

LDR R0, [R1, R2, LSL #2]! ;R0←

LDR R0, [R1], R2, LSL #2 ;R0← [R1], R1← R1+R2*4

(2)批量的Load/Store指令

一条批量的Load/Store指令可以实现在一组寄存器和一块连续的内存单元之间传输数据.其语法格式如下

LDM {} {!}, {^}

STM {} {!}, {^}

其中,指令中寄存器和内存单元的对应关系满足这样的规则:编号低的寄存器对应于内存中低地址单元,编号高的寄存器对应于内存中高地址单元.中存放连续的内存单元中的

最低地址值.

例:STMFD R13!, {R0-R12, R14}

;STMDB ←STMFD

;R0← [R13-4*14]

;R1← [R13-4*13]

;…

;R14← [R13-4],R14通常保存返回地址

;R13←R13-4*14

LDMFD R13!, {R0-R12, PC}

;R0← [R13]

;R1← [R13+4]

;…

;PC← [R13+4*13],即PC←R14,子程序返回或中断返回

;R13←R13+4*14

;R13为堆栈指针,该指令将堆栈中数据装载到寄存器中.

;LDMIA ←LDMFD

第四章ARM指令集

4.1 ARM指令集概述

4.2 跳转指令

4.3 数据处理指令

4.5 内存访问指令

4.4 状态寄存器访问指令

4.6 异常中断产生指令

4.7 Thumb指令集简介

4.8 基本的ARM指令功能段

ARM指令可以分为6类,即跳转指令,数据处理指令,程序状态寄存器指令,内存访问指令,协处理器指令和异常中断指令.

4.2 跳转指令

在ARM中有两种方式实现程序的跳转,一种是跳转指令;另一种是直接向PC寄存器(R15)中写入目标地址值.

通过直接向PC寄存器中写入目标地址值可以实现在4GB的地址空间中任意跳转.

ARM的跳转指令可以从当前指令向前或向后的32MB的地址空间跳转.

ARM的跳转指令有以下的4种

B跳转指令

执行B指令可以跳转到指令中所指定的目标地址.并且B指令仅执行跳转操作.

例:B Label ;程序跳转到标号Label处执行

BEQ Label ;若Z=1,程序跳转到标号Label处执行

BL带返回和跳转的指令

BL指令可以跳转到指令中的目标地址,同时将PC(R15)寄存器的值减4后保存在LR(R14)寄存器中.

BL指令用于实现子程序调用

例:BL func1 ;调用子程序func1

MOV PC, LR ;子程序返回

BLX带返回和状态切换的跳转指令(略去)

BX带状态切换的跳转指令(略去)

4.3 数据处理指令

(1)MOV 数据传送指令

实现程序跳转

MOV PC, LR ;R15←R14

实现从异常中断中返回

MOVS PC, LR ;R15←R14

;CPSR←SPSR_mode

(2)ADD 加法指令

(3)ADC 带进位加法指令

ADC和ADD指令的联合使用可以实现两个64位操作数的相加.假设R0和R1存放一个64位操作数,其中R0保存低位数据;R2和R3存放另一个64位操作数,其中R2存放低位数据.实现这两个操作数相加的指令为

ADDS R4, R0, R2 ;影响CPSR

ADC R5, R1, R3 ;不影响CPSR

(4)SUB 减法指令

注意:在SUBS指令中,如果发生了借位操作,CSPR寄存器中的C标志位设置为0;如果没有发生借位,CPSR寄存器中的借位标志设置为1.这与ADDS指令正好相反.这主要是为了适应SBC等指令的需要

(5)SBC 带借位减法指令

SBC和SUB指令的联合使用可以实现两个64位操作数的相减.

SUBS R4, R0, R2 ;影响CPSR

SBC R5, R1, R3 ;不影响CPSR

(6)MUL 乘法指令

(8)AND 逻辑与操作指令

(10)BIC 位清除指令

BIC指令将表示的数值的反码与寄存器的值进行按位相与操作.并把结果保存到目标寄存器中.

BIC R0, R0, #%1011 ;将R0中第0位,第1位,第3位清0,其它位不变.

%表示后面的数据采用二进制

(11)EOR 逻辑异或操作指令

(9)ORR 逻辑或操作指令

(7)CMP 比较指令

(12)TST 位测试指令

4.4 状态寄存器访问指令

ARM中有两条指令用于在程序状态寄存器和通用寄存器之间传送数据.程序状态寄存器指

令包括以下两条

MRS程序状态寄存器到通用寄存器的传送指令

MSR通用寄存器到程序状态寄存器的传送指令

例:下面的指令段将当前的处理器模式切换到管理模式

MRS R0, CPSR ;读取CPSR

BIC R0, R0, #0x1F ;修改,去除当前的处理器模式

ORR R0, R0, #0x13 ;修改,设置管理模式

MSR CPSR_c, R0 ;写回,仅仅修改CPSR中的控制位域

4.5 内存访问指令(Load/Store指令)

(1)LDRB指令

LDRB指令用于从内存中将一个8位的字节数据读取到指令中的目标寄存器中,并将寄存器的高24位清零.

指令的语法格式

LDR {}B ,

LDRB R0, [R2, #3] ; 将内存单元(R2+3)中的字节数据读取到R0中,R0的高24位清零(2)STRB指令

STRB指令将一个8位的字节数据写入到指令中指定的内存单元,该字节数据为指令中存放操作数的寄存器的低8位.

指令的语法格式

STR {}B ,

STRB R0, [R2, #3] ;将R0中的低8位数据保存到内存单元(R2+3)中.

4.6 异常中断产生指令

(1)SWI软件中断指令

4.7 基本的ARM指令功能段

4.7.1 基本的指令功能段

条件判断语句

下面的程序段实现了在满足一定条件下的加法运算

CMP R0, #0 ;判断R0是否等于0

CMPNE R1, #1 ;如果R0不等于0,判断R1是否等于1

ADDEQ R2, R3, R4 ;R0=0或R1=1时,R2=R3+R4

循环语句

下面的代码段实现了程序的循环执行

MOV R0 , #loopcount;初始化循环次数

loop

SUBS R0, R0, #1 ;循环计数器减1,同时设置条件标志位

BNE loop ;如果循环计数器不为0,跳转到loop处继续执行

;如果循环计数器为0,则结束循环.

简单的数据块复制

下面的代码段实现简单的数据块复制.程序一次将48个字数据从R12作为首地址的一段连续的内存单元复制到R13作为首地址的一段连续的内存单元.代码执行前R12为源数据区首

地址,R13为目标数据区首地址,R14为源数据区末地址.

loop

LDMIA R12!, {R0-R11} ;从源数据区读取48个字

STMIA R13!, {R0-R11} ;将48个字保存到目标数据区

CMP R12, R14 ;是否到达源数据结尾

BLO loop ;没有到达则继续复制

链表操作

下面的代码段在链表中搜索与某一数据相等的元素.链表的每个元素包括两个字,第1个字包含1个字节的数据;第2个字是指向下一个链表元素的指针.当这个指针为0时表示链表结束.代码执行前R0指向链表的头元素,R1中存放要搜索的数据;代码执行后R0指向第1个匹配的元素,或者当没有匹配元素时,R0为0.

llsearch

CMP R0, 0 ;R0指针是否指向链表尾部

LDRNEB R2, [R0] ;读取当前链表元素中的字节数据

CMPNE R1, R2 ;判断当前元素是否为需要搜索的数据

LDRNE R0, [R0, #4] ;如果不是,指针R0指向下一个元素

BNE llsearch ;如果下一个元素存在,跳转到llsearch处执行

MOV PC, LR ;搜索完成,程序返回

简单的串比较

下面的代码段实现比较两个串的大小.代码执行前,R0指向第1个串,R1指向第2个串.代码执行后R0中保存比较结果,如果两个串相同,R0为0;如果第1个串大于第2个串,R0>0;如果第1个串小于第2个串,R0<0.

strcmp

LDRB R2, [R0], #1 ;从第1个串读取字节数据到R2中

LDRB R3, [R1], #1 ;从第2个串读取字节数据到R3中

CMP R2, #0 ;判断第1个串是否已经搜索完了

CMPNE R3, #0 ;判断第2个串是否已经搜索完了

BEQ return ;如果任一个串搜索完了,跳转到return

CMP R2, R3 ;如果两个串均未搜索完,比较两个串中的对应元素BEQ strcmp ;如果两个元素相等,继续比较后面的元素

return

SUB R0, R2, R3 ;判断两个串的大小关系

MOV PC, LR ;程序返回

多路跳转

下面的代码段通过函数地址表实现多路跳转.其中,maxindex为跳转的最大索引号,R0跳转的索引号.

CMP R0, #maxindex ;判断索引号是否超过了最大索引号

LDRLO PC, [PC, R0, LSL #2] ;如果没有超过,跳转到相应的程序处

B IndexOutOfRange ;如果超过,跳转到错误程序处理处

DCD Handler0 ;子程序0的地址

DCD Handler1 ;子程序1的地址

DCD Handler2 ;子程序2的地址

4.7.2 与系统相关的指令功能段

SWI中断处理程序示例

SWI指令使处理器切换到管理模式,在管理模式下请求特定的系统服务(这些系统服务通常由操作系统提供).当SWI指令执行时通常完成下面的操作

指令的下一条指令的地址;将返回地址赋给管理模式中的R14寄存

SPSR_svc=CPSR ;保存当前CPSR

CPSR[4:0]=0b10011 ;使处理器切换到管理模式

CPSR[5]=0 ;使程序进入ARM状态

CPSR[7]=1 ;禁止正常的中断响应

if high vectors configured then ;程序跳转到相应的中断向量处

PC=0xFFFF0008 ;使用高端向量

else

PC=0x00000008 ;使用正常向量

下面的代码段是SWI中断处理程序的基本框架.SWI中断向量存放在内存单元0x00000008处.通常在该地址处放一条跳转指令.其目标地址为下面代码段的首地址.在下面的代码段中,程序保存了相关的寄存器,接着提取SWI指令中的立即数,以确定SWI指令中的立即数,以确定SWI指令请求的具体服务.对于ARM状态和Thumb状态分别得到24位和8位立即数.根据得到的立即数程序跳转到相应的代码处执行.

在下面的代码段中,仅仅保存了寄存器R0-R3,R12和LR(R14).如果实际代码还用到了其它的寄存器,可以修改代码中的寄存器列表,也可以在各个具体的服务程序中保存各自用到的寄存器.

SWIHandler

STMFD sp!, {r0-r3, r12, lr} ;保存相关的寄存器

MRS r0, spsr ;将SPSR内容传送到R0中

TST r0, #0x20 ;判断程序状态是否为ARM状态

LDRNE r0, [lr, # -2] ; 如果是Thumb状态,提取指令中的8位立即数BICNE r0, r0, #0xff00

LDREQ r0, [lr, # -4] ; 如果是ARM状态,提取指令中的24位立即数BICEQ r0, r0, #0xff000000

CMP r0, #MaxSWI ;判断请求的服务的序号是否超过合法的范围LDRLS pc, [pc, r0, LSL #2] ;如果没有超出合法范围,跳转到相应的服务程序执行B SWIOutOfRange ;如果超出了合法范围,跳转到错误处理程序.Switable ;下面是各服务程序的地址表DCD do_swi_0

;立即数为0时,对应的服务程序的入口地址

DCD do_swi_1 ;立即数为1时,对应的服务程序的入口地址

do_swi_0 ;服务程序do_swi_0的代码

LDM sp!, {r0-r3, r12, pc}^

do_swi_1 ;服务程序do_swi_1的代码

(2)IRQ中断处理程序示例

在ARM中,外部中断管理器或外设通过使能ARM处理器中的IRQ输入引脚产生IRQ异

常中断.CSPR寄存器中的I 控制位设置为1时禁止ARM处理器响应IRQ中断请求,CPSR 寄存器中的I控制位设置为0时ARM处理器在指令边界处检查是否有IRQ中断请求.ARM处理器响应IRQ中断请求时,完成以下工作

R14_irq←PC ;保存当前PC值

SPSR_irq=CPSR ;保存CPSR

CPSR[4:0]=0b100010 ;将处理器模式切换到IRQ模式

CPSR[5]=0 ;进入ARM状态

CPSR[7]=1 ;禁止常规中断

if high vectors configured then ;跳转到IRQ异常中断的中断向量

PC=0xFFFF0018 ;使用高端向量

else

PC=0x00000018 ;使用正常向量

下面的代码段是IRQ中断处理程序的基本框架.通常,IRQ中断向量存放在内存单元0x00000018处.通常在该地址处放一条跳转指令,其目标地址为下面代码段的首地址.外围中断管理硬件将所有的IRQ异常中断请求按优先级排队,并把优先级最高的IRQ异常中断的相关信息保存到寄存器中.IRQ中断处理程序读取这些信息,并跳转到相应的代码处执行.

;保存工作寄存器,返回地址和当前程序现场

SUB r14, r14, #4 ;调整R14值,使其指向发生IRQ中断的指令的下一条指令STMFD r13!, {r12, r14} ;保存返回地址和相关的寄存器,r13为栈指针.

MRS r12, SPSR ;保存SPSR

STMFD r13!, {r12}

MOV r12, #IntBase ;读取中断控制器的基地址

LDR r12, [r12, #IntLevel] ;读取优先级最高的中断号

MRS r14, CPSR ;读取CPSR

BIC r14, r14, #0x80 ;清除中断禁止位

MSR CPSR_c, r14 ;将R14的值写入CPSR LDR PC, [PC, r12, LSL #2]

;跳转到当前IRQ对应的中断处理程序

NOP ;插入该指令是为了实现正确跳转

DCD Priority0Handler ; Priority0Handler的地址

DCD Priority1Handler ; Priority1Handler的地址

Priority0Handler ; Priority0Handler的程序体

STMFD r13!, {r0-r11} ;保存工作寄存器组

MRS r12, CPSR ; 修改CPSR的相关位,禁止响应中断

ORR r12, r12, #0x80

MSR CPSR_c, r12

LDMFD r13!, {r0-r12} ;恢复工作寄存器组和SPSR MSR SPSR_cxsf, r12

LDMFD r13!, {r12, PC}^ ; 恢复所有寄存器组并返回

Priority1Handler ; Priority1Handler的程序体

(3)进程切换

进程是操作系统中任务调度的基本单位.每个进程由一个控制块PCB来表示.进程间切换

就是通过某种方式保存当前进程的PCB,加载新进程的PCB到处理器中.这里介绍的仅仅是一个简单的演示性的例子,通过下面的约定使这个例子简单并且清晰一些.这里讨论的是用户模式下的进程间的切换.切换过程是通过IRQ中断处理程序完成的.比如在进程1执行到特定时机时,希望切换到进程2.这时系统产生IRQ中断,首先执行常规的中断处理操作,然后判断是返回被中断的进程1,还是切换到新的进程2执行.这里仅仅讨论用户模式下进程间的切换.如果在特权模式下发生了IRQ中断,中断处理程序一定要回到被中断的进程.这里假设IRQ中断处理程序仅仅保存寄存器R0-R3,R12和R14;使用R13作为栈指针;栈的类型为FD型.在中断处理程序中始终禁止中断,也不进行处理器模式的切换.这里假设进程控制块格式为从低地址到高地址依次为下列寄存器:CPSR,返回地址,R0-R14.

下面分三部分介绍进程切换的过程

在进入IRQ中断处理程序时,首先计算返回地址,并保存相关的寄存器.

SUB r14, r14, #4

;使r14指向发生中断的指令的下一条指令

STMFD R13!, {R0-R3, R12, R14}

;保存R0-R3,R12和R14

如果IRQ中断处理程序返回到被中断的进程,则执行下面的指令.该指令从数据栈中恢复寄存器R0-R3及R12的值,将返回地址传送到PC中,并将SPSR_irq值复制到CPSR中.LDMFD R13!, {R0-R3, R12, PC}^

如果IRQ切换到新的进程,则要保存被中断的进程的PCB,然后加载新进程的PCB到处理器中.

;保存被中断的进程的PCB,该PCB存放在R0所指向的连续的内存单元

MRS R12, SPSR ;读取被中断的进程的CPSR

STR R12, [R0], #8 ;将其保存到R0指向的内存单元,并更新R0值

;R0=R0+8

LDMFD R13!, {R2, R3} ;读取被中断进程的R0和R1

STMIA R0!, {R2, R3} ;将其保存到R0指向的内存单元,并更新R0的值

LDMFD R13!, {R2, R3, R12, R14} ;读取栈中的其它数据

STR R14, [R0, #-12] ;将返回地址值R14保存在PCB中的第2个字单元,即CPSR之后STMIA R0, {R2-R14}^ ;保存其它所有的寄存器

;将新进程的PCB中的内容加载到处理器中,其中R1指向新进程的PCB

LDMIA R1!, {R12, R14} ;恢复CPSR及R14

MSR SPSR_fxsc, R12

LDMIA R1, {R0-R14}^ ;恢复R0-R14

NOP ;因为在用户模式下的LDM指令后不能立即操作备份寄存器,故插入本指令.MOVS PC, R14 ; 切换到新进程执

第五章伪操作

5.1 伪操作概述

5.2 符号定义伪操作

5.3 数据定义伪操作

5.4 伪指令

5.5 用于程序说明的伪操作

5.6 程序设计实例

5.1 伪操作概述

ARM汇编语言源程序中语句由指令和伪操作组成.指令在程序运行期间由机器执行.而伪操作是在编译期间由汇编程序进行处理.伪操作的作用主要有:符号定义,数据定义,汇编控制,框架描述,信息报告等.

5.2 符号定义伪操作

●GBLA, GBLL和GBLS

GBLA Var1 ;声明一个全局算术变量并将其初始化为0

GBLL Var2 ;声明一个全局逻辑变量并将其初始化为{FALSE}

GBLS Var3 ;声明一个全局字符串变量并将其初始化为空串

●LCLA, LCLL和LCLS

LCLA Var1 ;声明一个局部算术变量并将其初始化为0

LCLL Var2 ;声明一个局部逻辑变量并将其初始化为{FALSE}

LCLS Var3 ;声明一个局部字符串变量并将其初始化为空串

●SETA, SETL及SETS

SETA给一个算术变量赋值

GBLA Var1

Var1 SETA 0xff

SETL给一个逻辑变量赋值

GBLL Var2

Var2 SETL {TRUE} SETS给一个字符串变量赋值

GBLS Var3

Var3 SETS “ABC”

●RLIST

RLIST为一个通用寄存器列表定义名称.其语法格式为

name RLIST {list_of_rigisters}

其中:

name是寄存器列表的名称

{list_of_rigisters}为通用寄存器列表

lst1 RLIST {R0-R6} ;将寄存器列表名称定义为lst1

5.3 数据定义伪操作

●SPACE

SPACE指令用于分配一块内存单元,并将内存单元初

始化为0

语法格式为

{Label} SPACE expr

Data1 SPACE 280 ;分配280字节的内存单元并将内存单元初始化为0

●DCB

DCB用于分配一段字节内存单元.语法格式为

{Label} DCB expr

Str1 DCB “ABC”,0 ;为字符串分配内存空间字符串以0为结束标志

●DCD

DCD用于分配一段字内存单元.语法格式为

{Label} DCD expr

Data1 DCD 1, 2, 5 ;分配了3个字单元,其值为1 ,2和5

5.4 伪指令

ADR

ADR指令将标号相对于PC的偏移量加载到寄存器中

语法格式为

ADR{cond} register, expr

ADR指令在编译过程中会被转化为一条机器指令

label M OV R1, #10

ADR R3, label ;编译为SUB R3, PC, #0x0C

ADRL

ADRL指令将标号相对于PC的偏移量加载到寄存器中,ADRL指令被汇编为两条数据处理指令,因而允许更大的地址偏移量.

语法格式为

ADRL{cond} register, expr

start MOV R0, #10

ADRL R4, start+60000

ADRL指令被汇编为下面两条指令

ADD R4, PC, #0xE800 ;0xE800=59392

ADD R4, R4, #0x254 ;0x254=596

LDR

LDR指令将标号相对于PC的偏移量加载到寄存器中.如果加载到寄存器中的数据不超过MOV指令可以操作的范围,则被汇编成MOV指令;如果超出,则加载基于PC寄存器的地址偏移量.

语法格式为

LDR{cond} register, expr

?LDR R1, =0xFF0

汇编后将得到

MOV R1, 0xFF0 ;MOV指令的操作数最大为0xFFF

?LDR R1, =ADDR1

汇编后得到

LDR R1, [PC, OFFSET_TO_LPOOL]

LPOOL DCD ADDR1

5.5 用于程序说明的伪操作

◆CODE16及CODE32

CODE16说明后面的指令序列为16位的Thumb指令

CODE32说明后面的指令序列为32位的ARM指令

在下面的例子中,程序先在ARM状态下执行,然后通过BX指令切换到Thumb状态,并跳转到相应的Thumb指令处执行.在Thumb程序入口处用CODE16标识下面的指令为Thumb 指令

AREA ChangeState, CODE, READONL Y

CODE32 ;指示下面的指令为ARM指令

LDR r0,=start+1

BX r0 ;切换到Thumb状态,并跳转到start处执行

CODE16 ;指示下面的指令为Thumb指令

Start MOV r1, #10

◆(2)EQU

EQU伪操作为数字常量,基于寄存器的值和程序中的标号定义一个符号名称.

abcd EQU 2 ;定义abcd符号的值为2

◆(3)AREA

AREA伪操作用于定义一个代码段和数据段

语法格式

AREA sectionname {, attr}{, attr} …

sectionname为所定义的代码段和数据段的名称.

attr为该代码段或程序段的属性

CODE属性用于定义代码段

DA TA属性用于定义数据段

READONL Y属性定义本段为只读

READWRITE属性定义本段为可读写

◆下面的伪操作定义了一个代码段,代码段的名称为example,并且该代码段为只读AREA example, CODE, READONL Y

◆(4)ENTRY

ENTRY伪操作指定了程序的入口点AREA example, CODE, READONL Y ENTRY

◆(5)END

END伪操作表示源程序结束每一个源程序必须包含END伪操作

◆(6)EXPORT

EXPORT声明一个符号可以被其它文件引用.相当于声明了一个全局变量.

语法格式

EXPORT symbol {[weak]}

其中Symbol为声明的符号名称,它是区分大小写的[weak]选项声明其它的同名符号优先于本符号被引用.

示例

AREA Example, CODE, READONL Y

EXPORT DoADD ;指示标号可以被其它源文件引用

DoADD ADD r0, r0, r1

◆(7)IMPORT

IMPORT伪操作告诉编译器当前的符号不是在本源文件中定义的.而是在其它源文件中定义的.在本源文件中可以使用该符号.

语法格式

IMPORT symbol {[weak]}

其中Symbol为声明的符号名称,它是区分大小写的[weak]指定这个选项以后,如果symbol 在所有的源文件中都没有定义,编译器也不会产生错误信息.

5.6 程序设计实例

◆数据块的复制

本程序将源数据区src中的数据复制到目标数据区.复制时,以8个字为单位进行复制,复制过程使用了8个通用寄存器;对于最后剩余的不足8个字节的数据,以字为单位进行复制,复制过程使用了1个通用寄存器.

AREA Block, CODE, READONL Y ;设置本段程序的名称(Block)及属性

num EQU 20 ;设置将要复制的字节数

ENTRY ;程序入口标识

Start

LDR r0,=src ;r0寄存器指向源数据区src

LDR r1,=dst ;r1寄存器指向目标数据区dst

MOV sp, #0x400 ;设置堆栈指针,用于保存工作寄存器的值

MOV r2, #num ;r2保存将要复制的字节数

Blockcopy

MOVS r3, r2, LSR #3 ;需要以8个字为单位复制的次数

BEQ Copywords ;对于剩余的不足8个字的数据,跳转到copywords

;以字为单位进行复制

STMFD sp!, {r4-r11} ;保存工作寄存器

octcopy

LDMIA r0!, {r4-r11}

;从源数据区读取8个字的数据,放到8个寄存器中并更新源数据区指针r0

STMIA r1!, {r4-r11} ;将这8个字写到目标数据区中,并更新源数据区指针r1

SUBS r3, r3, #1 ;将块复制次数减1

BNE octcopy ;循环,直到完成8个字为单位的块复制

LDMFD sp!, {r4-r11} ;恢复工作寄存器的值

Copywords

ANDS r2, r2, #7 ;剩下的不足8个字的数据的字数

BEQ Stop ;数据复制完成

Wordcopy

LDR r3, [r0], #4 ;从源数据区读取1个字节的数据,放到r3寄存器中并更新源数据区指针r0 STR r3, [r1], #4 ;将r3寄存器中的数据写入目标数据区并更新目标数据区指针

SUBS r2, r2, #1 ;将字数减1

BNE Wordcopy ;循环,直到完成以字为单位的数据复制

Stop

MOV r0, #0x18

LDR r1,=0x20026

SWI 0x123456 ;从应用程序中退出

AREA Blockdata, DATA, READWRITE ;定义数据区Blockdata

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 ;定义源数据区src和目标数据区dst END ;结束汇编

利用跳转表实现程序的跳转

在程序中常常需要根据一定的参数选择执行不同的子程序.本例通过跳转表实现程序的跳转.跳转表中存放的是各子程序的地址.在本例中,r3寄存器存放的是跳转表的首地址,该地址也是第一个子程序的入口地址.r0寄存器的值用于选择不同的子程序.当r0为0时,

选择第一个子程序DoAdd;当r0为1时,选择第二个子程序DoSub.

AREA Jump, CODE, READONL Y ;设置本段程序的名称及属性

Num EQU 2 ;跳转表中子程序的个数

ENTRY

START

MOV r0, #0

MOV r1, #3

MOV r2, #2 ;r0用于选择子程序,r1和r2是参加加减运算的操作数BL arithfunc ;调用子程序arithfunc,然后进行算术运算

Stop

MOV r0, #0x18

LDR r1,=0x20026

SWI 0x123456 ;从应用程序中退出

arithfunc

CMP r0, #num

MOVHS pc, lr ;判断选择子程序的参数是否在有效范围之内

ADR r3, JumpTablem ;读取跳转表的首地址

LDR pc, [r3, r0, LSL #2] ;根据r0的值选择子程序.r0=0做加法,r0=1做减法JumpTable

DCD DoAdd

DCD DoSub ;跳转表中保存了各个子程序的地址

DoAdd

ADD r4, r1, r2

MOV pc, lr;加法子程序

DoSub

SUB r4, r1, r2

MOV pc, lr;减法子程序

END

(3)在ARM状态和Thumb状态之间实现切换

AREA AddReg, CODE, READONL Y ENTRY

main

ADR r0, ThumbProg+1

BX r0 ;跳转到ThumbProg,并且程序切换到Thumb状态

CODE16 ;CODE16指示编译器后面为Thumb指令

ThumbProg

MOV r2, #2

MOV r3, #3

ADD r2, r2, r3

ADR r0, ARMProg

BX r0 跳转到ARMProg,并且程序切换到ARM状态

CODE32 ;CODE32指示编译器后面为ARM指令

ARMProg

MOV r4, #4

MOV r5, #5

ADD r4, r4, r5

stop ;以下的程序通过SWI中断调用,实现程序的结束MOV r0, #0x18

LDR r1, =0x20026

SWI 0x123456

第六章异常中断处理

6.1 异常中断处理概述

6.2 进入和退出异常中断的过程

6.3 异常中断处理程序的安装

6.4 SWI异常中断处理程序

6.5 IRQ和FIQ中断处理程序

基于ARM32位单片机的机器人设计毕业论文

基于ARM32位单片机的机器人设计毕业论文 目录 摘要 (2) Abstract (3) 第一章引言 (4) 第二章S3C44B0X控制器介绍 (6) 2.1 S3C44B0X控制器管脚 (6) 2.2 Samsung S3C44B0X介绍 (8) 第三章ARM开发工具简介 (12) 3.1 ARM开发工具综述 (12) 3.2 ARM STD安装和应用 (13) 第四章S3C44B0X部资源编程 (20) 4.1 LED显示 (20) 4.2键盘控制 (23) 4.3 数码管显示 (24) 4.4 中断控制 (25) 第五章机器人的设计 (27) 5.1硬件结构 (27) 5.2软件设计 (31)

5.3结论 (44) 第六章展望 (45) 参考文献 第一章引言 ARM(Advanced RISC Machines)是微处理器行业的一家知名企业,设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。适用于多种领域,比如嵌入控制、消费、教育类、多媒体、DSP和移动式应用等。ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商,每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。利用这种合伙关系,ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。 目前,总共有30家半导体公司与ARM签订了硬件技术使用许可协议,其中包括Intel、IBM、LG半导体、NEC、SONY、菲利浦和国民半导体这样的大公司。至于软件系统的合伙人,则包括微软、升阳和MRI等一系列知名公司。ARM架构是面向低预算市场设计的第一款RISC 微处理器。 ARM提供一系列核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案。由于所有产品均采用一个通用的软件体系,所以相同的软件可在所有产品中运行(理论上如此)。典型的产品如下。 ①CPU核 --ARM7:小型、快速、低能耗、集成式RISC核,用于移动通信。 -- ARM7TDMI(Thumb):这是公司授权用户最多的一项产品,将ARM7指令集同Thumb扩展组合在一起,以减少存容量和系统成本。同时,它还利用嵌入式ICE调试技术来简化系统设计,并用一个DSP增强扩展来改进性能。该产品的典型用途是数字蜂窝和硬盘驱动器。 --ARM9TDMI:采用5阶段管道化ARM9核,同时配备Thumb扩展、调试和Harvard总线。在生产工艺相同的情况下,性能可达ARM7TDMI的两倍之多。常用于连网和顶置盒。 ②体系扩展 -- Thumb:以16位系统的成本,提供32位RISC性能,特别注意的是它所需的存容量非常小。 ③嵌入式ICE调试 由于集成了类似于ICE的CPU核调试技术,所以原型设计和系统芯片的调试得到了极大的简化。 ④微处理器 --ARM710系列,包括ARM710、ARM710T、ARM720T和ARM740T:低价、低能耗、封装式常规系统微型处理器,配有高速缓存(Cache)、存管理、写缓冲和JTAG。广泛应用于手持式计算、数据通信和消费类多媒体。 --ARM940T、920T系列:低价、低能耗、高性能系统微处理器,配有Cache、存管理和写缓冲。应用于高级引擎管理、保安系统、顶置盒、便携计算机和高档打印机。 --StrongARM:性能很高、同时满足常规应用需要的一种微处理器技术,与DEC联合研制,后来授权给Intel。SA110处理器、SA1100 PDA系统芯片和SA1500多媒体处理器芯片均采用了这一技术。 --ARM7500和ARM7500FE:高度集成的单芯片RISC计算机,基于一个缓存式ARM7 32位核,拥有存和I/O控制器、3个DMA通道、片上视频控制器和调色板以及立体声端口;ARM7500FE 则增加了一个浮点运算单元以及对EDO DRAM的支持。特别适合电视顶置盒和网络计算机(NC)。Windows CE的Pocket PC只支持ARMWindows CE可支持多种嵌入式处理器,但基于

嵌入式学习心得体会5篇

嵌入式学习心得体会5篇 嵌入式学习心得体会(一) 首先我声明,我是基于嵌入式系统平台级设计的,硬件这个方向我相对来讲比较有发言权,如果是其它方面所要具备的基本技能还要和我们培训中心其它专业级讲师沟通。他们的方面上我只能说是知道些,但不是太多,初级的问题也可以问我。 对于硬件来讲有几个方向,就单纯信号来分为数字和模拟,模拟比较难搞,一般需要很长的经验积累,单单一个阻值或容值的精度不够就可能使信号偏差很大。因此年轻人搞的较少,随着技术的发展,出现了模拟电路数字化,比如手机的modem 射频模块,都采用成熟的套片,而当年国际上只有两家公司有此技术,自我感觉模拟功能不太强的人,不太适合搞这个,如果真能搞定到手机的射频模块,只要达到一般程度可能月薪都在15k以上。 另一类就是数字部分了,在大方向上又可分为51/arm的单片机类,dsp类,fpga 类,国内fpga的工程师大多是在ic设计公司从事ip核的前端验证,这部分不搞到门级,前途不太明朗,即使做个ic前端验证工程师,也要搞上几年才能胜任。dsp 硬件接口比较定型,如果不向驱动或是算法上靠拢,前途也不会太大。 而arm单片机类的内容就较多,业界产品占用量大,应用人群广,因此就业空间极大,而硬件设计最体现水平和水准的就是接口设计这块,这是各个高级硬件工程师相互pk,判定水平高低的依据。而接口设计这块最关键的是看时序,而不是简单的连接,比如pxa255处理器i2c要求速度在100kbps,如果把一个i2c外围器件,最高还达不到100kbps的与它相接,必然要导致设计的失败。这样的情况有很多,比如51单片机可以在总线接lcd,但为什么这种lcd就不能挂在arm的总线上,还有arm7总线上可以外接个winband的sd卡控制器,但为什么这种控制器接不到arm9或是xscale处理器上,这些都是问题。 因此接口并不是一种简单的连接,要看时序,要看参数。一个优秀的硬件工程师应该能够在没有参考方案的前提下设计出一个在成本和性能上更加优秀的产品,靠现有的方案,也要进行适当的可行性裁剪,但不是胡乱的来,我遇到一个工程师

基于arm的指纹识别毕业设计

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嵌入式实验心得体会 嵌入式实验心得体会是计算机专业应该具备的常用知识,以下这篇范文整理个人对嵌入式系统的认识,和进行操作之后的个人体会,对操作的疑难的反思。下面是这篇嵌入式实验心得体会 嵌入式实验心得体会 学期开始,我们开始学习《嵌入式系统及应用》,由于初次接触嵌入式系统,感觉蛮难的,所以收获不是很大,很多的概念都比较模糊,等到学期结束开始做嵌入式课程设计时,真是茫然无从下手,自,从拿到设计主题后,我就从像热锅像上的蚂蚁,一个字“急”。最后实在没有办“法,逼着自己去学法 习,查资料,总算对嵌入式有了资浅层理解。浅 嵌入式系统本本身是一个相对模糊的定义义,一个手持的mp3和一个一pc104的微型工业业控制计算机都可以认为是嵌入是式系统。总体来说,嵌入式系统是“用于控,制,监视或者辅制 助操作机器器和设备的装备”。一个典典型的桌面linux系统统包括3个主要的软件层---linux-内核、cc库和应用程序代码。内核核是唯一可以完全控制硬件的层,内核驱动程序代件表应用程表序与硬件之间进行行会话。内核之上是c 库,,负责把posixapii转换为内核可以识别的形形式,然后调用内核,从应应用程序向内核传递参数。应用程序依靠驱动内核。来完成特定的任务。来在了解了基础知识之后,我了开始进行上机操作,当然开,,其中遇到很多的难题,很多东西都是第一次接触很,又没有别,人在旁边指导操作,完全凭借自己去摸操索索练习。其中的困难可想而知。然而坚持就是胜利而,,牙一咬眼一闭坚持做下去去,而通过本次实验,我感觉收获还是蛮多的。可感能我对于嵌入能式的知识学习的还是不太多,但是这习之外的东西收获颇丰。之

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菜鸟学arm之方法入门篇(基于arm7内核)

by:爱雪胡 想必有很多同学都有这样的经历,学过了51单片机之后,想要学习ARM,但又无从下手,关于ARM的学习视频或资料又没有51的那样好理解,结果花了好长时间也不得其法。我也曾是一个初学者,也是从这个过程走过来的,对其中的困难深有感触,闲来无事,把自己的学习过程及心得体会记录成文,希望能对处在纠结中的孩纸有点帮助。ps:我不是大神,本人菜鸟一个,如有疏漏,还望不吝赐教qq:1906723068 首先说一下我用的芯片,是LPC2103,ARM7内核的,相信很多人也用过,ARM9比较高端,目前还没有学完。个人感觉ARM7还是作为单片机使用比较好,不适合用它来跑系统,因为它主频不够高(能提到60多M貌似),我就是把它单纯作为一个32位的单片机来使用的。 ARM7与51的最大区别首先是CPU位数不一样,这个应该好理解一个是32位单片机,一个是8位单片机,性能上当然前者更好点了,速度更快、功耗更小、外设更多,价格差距也越来越小。一般用的51单片机多为STC89C52或其同类产品如图所示:

51的外设一般比较少,以上图为例只有UART,定时器资源,其他功能基本需要另加元件,比如AD芯片、DA芯片、有些功能还只能靠软件模拟,如SPI接口,IIC接口,PWM等,在简单的控制系统中51是非常厉害的,但是在一些复杂控制并且对体积功耗等要求严格的系统中,51就力不从心了,这时ARM7就非常好用了,它速度快,体积小(LPC2103的面积还不到1平方厘米),外设多(集成有2个UART,1个SPI,2个IIC,1个SSP,2个定时器,PWM,AD,RTC等)这样就非常方便好用。 最开始学习ARM我们最希望弄明白的就是怎么去操作它,具体来说就是我买一个学习板,怎么把程序下载到芯片里边并让程序跑起来,这和我们学51时点亮第一盏等的想法是一样的。这就要求知道3点: 1.编程,即使用什么软件去编程序; 2.烧程序,即使用什么烧录程序软件; 3.怎么烧,是用串口ISP下载还是使用JLINK烧录 对这3个问题我一一解答。1.编程序,一般使用IAR或ADS或Keil,如果想很快上手建议使用IAR,不过我用了一段时间之后感觉并不好

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ARM9入门学习心得分享 ARM9采用哈佛体系结构,指令和数据分属不同的总线,可以并行处理。在流水线上,ARM7是三级流水线,ARM9是五级流水线。由于结构不同,ARM7的执行效率低于ARM9。平时所说的ARM7、ARM9实际上指的是ARM7TDMI、ARM9TDMI软核,这种处理器软核并不带有MMU和cache,不能够运行诸如linux这样的嵌入式操作系统。而ARM公司对这种架构进行了扩展,所以有了ARM710T、ARM720T、ARM920T、ARM922T等带有MMU和cache的处理器内核。本文首先介绍了ARM9的优势及特点,其次阐述了ARM9要学的内容汇总以及书籍推荐,最后介绍了ARM9入门学习心得。ARM9的优势1)时钟频率的提高 虽然ARM7和ARM9内核架构相同,但ARM7处理器采用3级流水线的冯·诺伊曼结构;,而ARM9采用5级流水线的哈佛结构。增加的流水线设计提高了时钟频率和并行处理能力。5级流水线能够将每一个指令处理分配到5个时钟周期内,在每一个时钟周期内同时有5个指令在执行。在常用的芯片生产工艺下,ARM7一般运行在100MHz左右,而ARM9则至少在200MHz以上。 2)指令周期的改进 指令周期的改进对于处理器性能的提高有很大的帮助。性能提高的幅度依赖于代码执行时指令的重叠,这实际上是程序本身的问题。对于采用最高级的语言,一般来说,性能的提高在30%左右。 3)MMU(内存管理单元) ARM7一般没有MMU(内存管理单元),(ARM720T有MMU)。 ARM9一般是有MMU的,ARM9940T只有MPU ,不是一个完整的MMU。 这一条很重要,MMU单元是大型操作系统必需的硬件支持,如LINUX;WINCE等。这就是说,ARM7一般只能运行小型的实时系统如UCOS-II,eCOS等,而ARM9无此限制,一般的操作系统都可以移植。其实即使ARM720T能支持LINUX;WINCE等系统,也鲜有人用,因为以ARM7的运行速度跑这种大型操作系统,实在有点吃力。再者两者的应用

ARM学习心得etc

ARM 学习心得 一、通用I/O口设置: 1、使用PINSELx定义端口作为通用I/O功能, 每个引脚可能有4 个功能, 因此需要用2位来确定其功能 2、设置SCS寄存器第0位为1, 使其作为快速I/O端口 3、使用PINMODEx定义端口的模式, 分为上拉, 下拉, 浮空, 因 此需要用2位来确定其模式 4、使用FIOxDIR来确定端口方向 5、使用FIOxMASK与FIOxCLR, FIOxSET, FIOxPIN联合来设置端 口的值 6、由于通用I/O一般情况下方向是确定的, 通常或者为输入, 或者为输出, 要模拟数据总线, 必须在需要的时候, 随时 改变端口的方向, 可使用FIOxDIR寄存器完成此项工作 7、除EXTINT0-EXTINT3外,端口0和端口2均可以作为外部 中断源,它们共用EXTINT3这个外部中断。 8、根据实际情况合理选用。主要对上电时的初始值。上拉或 下拉都是弱的,有时也用外部分电阻上/下拉。对于输入, 上拉表示通用端口所连接的外部信号不存在时, 端口值 为1, 下拉为0。对于输出,如果没有更改时,上拉输出 为高(1), 下拉输出为低(0)。FIOxPIN总是可以读出端口的 状态。FIOxPIN对非通用I/O端口也可读出其状态。 9、对于内置(片上)外设, 如UART, CAN, SPI等:使用PINSELx定

义端口作为特定外设。通常情况作为外设的引脚的方向是 确定的,如果可能,还会自动改变方向。大多情况下,无 须设置上拉或下拉模。设置外设的参数,如果需要的话, 安装中断服务程序外设上电(有些外设默认是上电的,有些 不是)启动外设 二、以太网模块心得 实例1: 以微处理器LPC2368为核心、DP83848C为以太网物理层 接口芯片,介绍嵌入式以太网接口的实现方法。 以太网接口电路主要由MAC控制器和物理层接口 (Physical Layer,PHY)两大部分构成。LPC2368内嵌一个 以太网控制器,支持精简的媒体独立接口(Reduced Media Independent Interface,RMII)和带缓冲DMA接口(Buffered DMA Interface,BDI),可在半双工和全双工模式下提供 10M/100Mbps的以太网接入。因此,LPC2368内部实际上 己经包含了以太网MAC控制,但并未提供物理层接口,所 以,需要外接一片物理层芯片以提供以太网的接入通道。 在这里选用National Semiconductor公司的DP83848C作为 以太网物理层接口芯片,它提供了包括MII/RMII/SNI接口, 可以很方便地与LPC2368连接。 DP83848C是一个10/100Mb/s单端低功耗物理层器件,有 几种智能降功耗模式,包括有25MHz时钟输出,很容易通过

(完整版)基于ARM的射频识别读写器设计毕业设计

本科毕业论文(设计)

摘要 射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别过程无需人工干预,是一种新的自动识别技术[1]。RFID是利用射频的方式进行非接触的双向通信,而非接触式IC 射频卡成功地解决了无源(卡中无电源) 和免接触这一个难题。RFID具有非接触、长距离工作、适应环境能力强、可识别运动目标等优点,射频识别技术已经在越来越多的领域内出现,因此,对射频卡的开发应用也具有一定的现实意义。本文的设计是基于Philips公司的Mifare1 S50/S70芯片的射频识别系统的设计方案,制作一套以ARM微处理器为MCU的射频识别读写器系统,设计RF 接口电路,制作相应的硬件电路模块,分析非接触式IC 卡系统的通信协议,通过Keil C软件编程实现读写器与非接触式IC 卡系统的通信,并完成校园卡考勤系统。

关键词: RFID; 自动识别; ARM; 非接触式IC卡; Keil C Abstract RFID is a non-contact automatic identification technology,it identify target and get the related data through radio frequency signal automatically,the identification process without human intervention, is a kind of new automatic identification technology. RFID for non-contact two-way communication by the way of radio frequency, and non-contact IC radio frequency card has successfully solved the difficulty problems: without power supply and non-contact. RFID has many advantages: non-contact,long-distance work,good adaptability for environment and can recognize the moving objects,RFID technology has appeared in more and more field,so the development and application of radio frequency card also has certain practical significance. The design of this article is based on the Mifare 1 S50 / S70 chip radio frequency

嵌入式系统学习心得总结

嵌入式系统学习心得总结 嵌入式系统学习心得总结 嵌入式系统无疑是当前最热门最有发展前途的IT应用领域之一。以下为你带来嵌入式系统学习心得总结,希望对你有所帮助! 嵌入式系统学习心得总结篇1 嵌入式系统用在一些特定专用设备上,通常这些设备的硬件资源(如处理器、存储器等)非常有限,并且对成本很敏感,有时对实时响应要求很高等。特别是随着消费家电的智能化,嵌入式更显重要。像我们平常常见到的手机、PDA、电子字典、可视电话、VCD/DVD/MP3 Player、数字相机(DC)、数字摄像机(DV)、U-Disk、机顶盒(Set Top Box)、高清电视(HDTV)、游戏机、智能玩具、交换机、路由器、数控设备或仪表、汽车电子、家电控制系统、医疗仪器、航天航空设备等等都是典型的嵌入式系统。 看到了嵌入式系统的范围,你也应该知道嵌入式系统工程师是做什么的,就是开发上面的那些电子产品的工程师。 关于如何学习嵌入式? 学习嵌入式,该学习什么基本的知识呢? 首先C语言,这个是毋庸置疑的,不管是做嵌入式软件还是硬件开发的人员,对C语言的掌握这个是必需的,特别是对于以后致力于嵌入式软件开发的人,现在绝大部分都是用C语言,你说不掌握它可以吗?至于如何学习C语言,我想这些基础的知识每个人都有自己的方法,关键要去学习,看书也好,网上找些视频看也好。很多人会问,

C语言要学到怎么样,我觉得这没有标准的答案。我想至少你在明白了一些基础的概念后,就该写代码了,动手才是最重要的,当你动手了,遇到问题了,再反过来学习,反过来查查课本,那时的收获就不是你死看书能得到的。 其次,应该对操作系统有所了解,这对你对硬件和软件的理解,绝对有很大的帮助。应该把系统的管理理解一下,比如进程、线程,系统如何来分配资源的,系统如何来管理硬件的,当然,不是看书就能把这些理解透,如果不是一时能理解,没关系,多看看,结合以后的项目经验,会有更好的理解的。 还有应该学习嵌入式系统,如linux或者wince下的编程,这些对以后做应用的编程很有帮助,当然,如果做手机的话,那可以学习MTK、塞班、Android等操作系统,Android是以后发展的趋势,现在很热门,Android也是基于linux系统封装的,所以建议先学习下linux。 还有,应该学习下单片机或者ARM或者MIPS,很多人说我没有单片机的经验,直接学ARM可以吗?我觉得那完全没有问题的,当然如果你学习过单片机,那最好不过了,以后学习ARM就更简单了。 最后如果你把以上的知识都有所了解后,就该去阅读阅读一些优秀的代码,比如结合arm芯片手册学习去学习下UBOOT的源代码,了解下最小的系统开发,那对你整个嵌入式开发的非常有帮助的,可以的话,还可以学习下linux的源代码,当然如果你直接阅读2.6的代码,我想你会很痛苦的,可以先看看linux 代码早期的版本,比如0.12 的代码等等,麻雀虽小,五脏俱全,如果你全看完了,那我想

新手一定要看的ARM开发学习笔记

一首先说说ARM的发展 可以用一片大好来形容,翻开各个公司的网站,招聘里面嵌入式占据了大半工程师职位。 广义的嵌入式无非几种:传统的什么51、AVR、PIC称做嵌入式微控制器;ARM是嵌入式微处理器;DSP; FPGA。 客观的讲,工作需求量上DSP的需求比ARM要多,而ARM和FPGA差不多。 DSP因为数字处理与通信领域的空前发展而火暴,小到MP3射象头,大到我们军品里的控制器,应 用面很广。 FPGA的兄弟一般做ANSIC (特殊芯片设计,好象是这么翻译的)。 而ARM单纯说来并不比一个单片机强多少,但是它的独特就在于不断下降的价格和提升的性能。 这完全依靠于ARM公司的战略,厉害!!很佩服他们的战略眼光!! 值得注意的是:在找工作中,企业(著名的,小的不算)对单纯的ARM硬件开发工程师并不比单 片机重视,很少有大企业的职位里写从事过ARM开发优先”。 写的多的是什么?嵌入式LINUX” 到这相信大家看岀来了吧,需要的是硬件中的[ur匸]软件[/url]。 二ARM是硬件还是软件 很难说,ARM是硬件,LINUX是软件。 ARM的硬件多半已经模块化了,像我这样把板子改成这样的就算动的多的了,这同样是ARM公 司的战略,再次佩服。 实际中的LINUX的开发工作更多,更耗时。从这方面说ARM应该算是软件了。 在找工作中更是这样,举个例子,联想里和ARM最接近的是“ BIOS X程师”是软件,MOTO里接近 的是嵌入式LINUX工程师是软件。而其他很多公司把嵌入式产品开发归为硬件。 所以,不要讨论这个,好好玩转自己的板子才是关键。实在不爽你就把自己叫嵌入式开发工程师” 三要不要买开发板买哪家 我的答案是在你个人的学习方* ”,但是如果看家是需要看这骗笔记的水平,个人推荐还是买现成的。 1买 买板子可以把注意力集中在软件开发上,软件开发(尤其是驱动)可以不必担心自己硬件上的问题, 我就是以便调试一边写驱动和程序,每次写驱动前就要先确认硬件没问题。 另外,买板子更省钱和时间,我自己做的板子,原理图PCB花了2周以上!制版又15天,回来以后焊接 44B0 160个脚!那叫一个麻烦~~花了多少钱呢?2层板,制版费就300块!当然我把接口都外引了,还做了个20X18的LCD背板,板子比较大。 总体下来元件+ LCD屏+PCB=11XX块!够2410的了。 再有就是买的资料相对来说比较全,但是不要指望有技术支持!都是骗人的,卖你之后就不会理你。 2做 自己做可以更了解底层硬件,可以按照自己的要求加东西,比如我就加了GPS模块、GPRS模块、SD卡模块,扩了个IIC的35个键子的键盘、把LCD接口按照买的LCD改装了,可以用FPC线直接连接。做的很爽的。玩一把吗。 当然,你可以有策略的做,比如像我一样,把RAM和ROM,[url=]网络[/url]都保持和某现成的板子一样,这样他们的资料你就可以拿过来直接用,给自己留个退路。其他的如SD了什么的自己做。 都达到了??就是费钱,费时间。 再有就是给做的朋友几点建议:尽量拿到现成的板子,尽量多搜集其他板子的全套资料,一定要拿到一张没

arm嵌入式linux安装课程设计心得

arm嵌入式linux安装课程设计心得 篇一:116709047陈俊松嵌入式Linux课程设计 福建农林大学金山学院电子信息类课程设计 课程名称:设计题目:姓名: 系: 专业:年级:学号:指导教师:职称: 嵌入式linux应用开发课程设计嵌入式linux Web服务器的设计 陈俊松信息与机电工程系电子信息工程2011级116709047 朱仕浪讲师 2014年11 月24 日 福建农林大学金山学院电子信息类 课程设计结果评定 目录 设计的目的

-------------------------------------------------------- 1 设计要求---------------------------------------------------------- 1 主要仪器设备(软硬件环境)---------------------------------------- 1 设计内容---------------------------------------------------------- 1 设计原理---------------------------------------------------- 1 总体方案设计------------------------------------------------- 3 程序设计---------------------------------------------------- 3 程序的调试和运行结果---------------------------------------- 7 总结-------------------------------------------------------------- 8 参考文献---------------------------------------------------------- 9 嵌入式linux Web服务器的设计 1. 设计的目的

嵌入式学习笔记之GPIO详解

嵌入式学习笔记之GPIO详解 一、什么是GPIO:GPIO,英文全称为General-Purpose IO ports,也就是通用IO口。在嵌入式系统中常常有数量众多,但是结构却比较简单的外部设备/电路,对这些设备/电路有的需要CPU为之提供控制手段,有的则需要被CPU用作输入信号。而且,许多这样的设备/电路只要求一位,即只要有开/关两种状态就够了,比如灯亮与灭。对这些设备/电路的控制,使用传统的串行口或并行口都不合适。所以在微控制器芯片上一般都会提供一个通用可编程IO接口,即GPIO。接口至少有两个寄存器,即通用IO控制寄存器与通用IO数据寄存器。数据寄存器的各位都直接引到芯片外部,而对这种寄存器中每一位的作用,即每一位的信号流通方向,则可以通过控制寄存器中对应位独立的加以设置。这样,有无GPIO接口也就成为微控制器区别于微处理器的一个特征。 二、GPIO之LCD控制编程:S3C2440有130个I/O端口,分为A-J共9组:GPA、GPB、、、、GPJ,可以通过设置寄存器来确定某个引脚用于输入、输出还是特殊功能。比如:可以设置GPH6作为输入、输出、或者用于串口。 1、通过寄存器来操作GPIO引脚 1)GPxCON寄存器它用于配置引脚的功能端口A与端口B-J在功能上有所不同,GPACON 中每一位对应一根引脚(共23根引脚)当某位为0时,对应引脚为输出,此时在GPADAT 中相应位写入0或1,让此引脚输出低电平或高电平;当某位被设为1时,对应引脚为地址线或用于地址控制,此时GPADAT保留不用。GPACON通常被设为全1,以便访问外部存储设备端口B-J在寄存器操作上完全相同,PxCon中每两位控制一根引脚,00表示输入,01表示输出,10表示特殊功能,11保留不用。 2)GPxDAT寄存器它用于读写引脚,当引脚被设为输入时,读此寄存器得到对应引脚的电平状态是高还是低;当引脚被设为输出时,写此寄存器相应位可令此引脚输出高低电平。3)GPxUP寄存器GPxUP,某位为1时,相应引脚无内部上拉电阻;为1时,相应引脚使用内部上拉电阻上拉电阻、下拉电阻的作用在于,当GPIO引脚出于第三态(非高低电平,而是高阻态,即相当于没接芯片)时,它的电平状态由上拉电阻和下拉电阻确定。

菜鸟的ARM学习笔记proteus仿真

菜鸟的ARM学习笔记 下面就是我学习ARM的第一阶段的记录,这段时间的学习基本上是使用Proteus配合KEIL做简单的实验(最后有实验的目录以及下载地址)。通过该阶段的学习,算是对ARM 的基本结构有了了解。 该阶段主要学习资料是《基于PROTEUS的ARM虚拟开发技术》,以及另外一本ARM 体系结构的书籍,感觉这类书都差不多。 学习ARM前需要的基础 1.前辈学习ARM的经验!(我是在嵌入式开发联盟的新人区看的帖子。) 2.掌握C语言编程。 3.了解简单的微机算计原理知识,例如二进制,计算机程序的执行过程,总线(数据、 地址、控制),软件系统(系统软件与应用软件)。 4.听说过RISC与CISC,高级语言与低级语言的区别。 5.最好听说过串行传输与并行传输。 6.普林斯顿(ARM7)和哈佛结构(ARM9、10、11—)。 什么是ARM? 学ARM,自然要理解ARM是什么,也好明确学习目标。网上的资料很多,“ARM是一家公司,也是一个处理器体系”……我将学ARM分为以下几类: 1.做ARM的核心研发。也就是进ARM公司做IP核,应该是学电子之类的东西吧。 2.买ARM的IP核,做具体的嵌入式处理器、核心板,例如三星和NXP。 3.买ARM核心板,连接外围电路制作教育用或开发用的开发板,或者直接开发其它中断 产品。 4.买ARM开发板做产品,要做系统软件和应用软件。 3和4基本并列了。 ARM基础 任何一本介绍ARM体系结构书籍都应该有这些内容。 处理器模式 用户模式、特权模式又分为系统模式、管理模式、快中断模式、中断模式、终止模式、未定义指令终止模式。 2. 寄存器

关于ARMloader的一些心得.

关于ARM loader的一些心得 最近的项目里需要用KS8695这块MPU,它是ARM922T内核的,有cache,也有MMU,RAM和ROM需要外扩,最大都支持到64M,足以跑起一个完整功能的linux核.虽然这MPU主频最高只有166Mhz,相比三星的S3C2410等性能不是很强,但有内置的硬件WAN口和LAN口,构建网络路由器非常方便. 考虑到各种原因,最主要是实时性响应和速度响应的原因,决定不上linux操作系统,当作普通单片机以单一任务不断循环的方式实现,这就涉及到了loader的问题.由于专用于网络,普及率不大,这块MPU的网上资料不多,随开发板赠送的loader是uboot,uboot 是引导linux内核的,功能多,但要在linux环境下编译和调试,比较麻烦.我习惯用的工具是ADS,因此决定用ADS的汇编实现一个简单功能的loader(以下提到的代码语法全部是针对ADS环境的,而且仅是KS8695这块芯片,对于Keil for ARM或GCC环境或其他ARM芯片需要做别的考虑,但可以参考下面的作法和思路). 玩ARM的朋友,少不免要接触loader,但因为loader涉及到很多跟硬件有关的很抽象的东西,看起来比较复杂和难理解。希望下面说的这些能帮助有兴趣的朋友更好理解。 下面由简单到复杂来说说这个loader。 先想想,这个loader该有哪些功能呢?很明显,最重要的是,它必须最后能调用C语言里的Main函数,因为我不想整个项目都用汇编写,毕竟我不是自虐狂.而很明显,如果你要调用函数,必须进行入栈,出栈这些保护现场的工作,否则程序就会乱套.那保护现场工作需要什么?当然就是需要RAM来保存现场.对于KS8695,它没有内置可随意使用的RAM(实际上,它有特殊的小容量的RAM,但那是给网卡这些做硬件数据缓冲,用户是不能随意调用的,顺便提一下,ARM芯片很多,不同的厂家有不同的硬件配置,譬如很多低端应用的ARM芯片其实有内置的SRAM,譬如菲利浦的LPC系列),因此,就得使用外扩的RAM了.开发板上用的是 SDRAM,SDRAM的本身的特性决定,需要定时刷新的支持,KS8695有内置的SDRAM控制器,只要往某个专用的寄存器写入一些与硬件参数有关的数值,该SDRAM控制器就能自动产生各种读写SDRAM的时序信号来驱动SDRAM。然后用户程序只需用str和ldr指令就能读写SDRAM的内容. OK,现在有点头绪了,loader至少要完成这两个功能: 只要这两部做完,其实就可以调用C里的main函数,然后由main函数再调用各种功能的子函数,以后就爱咋滴就咋滴了. 咋一看,似乎这两步做完,就天下太平了,真的就这么简单吗? 未必,别忘了,几乎所有的CPU都带有中断触发机制.一个稍能完成点实用功能的项目,你想完全避开中断处理这一部分是完全不可能的,也不现实,你必须按你的需要来编写各种各样的中断服务程序,处理各种各样的中断触发(至于中断触发对CPU来说是必需的吗?中断有什么好处?中断时CPU的硬件会做什么动作?...这些就不想罗嗦,有兴趣的可以参考51系列的中断原理作为入门理解).编写中断服务程序,可以在C语言里实现,不要在loader里实现,loader里要实现的,是要建立中断向量表.中断向量表是一个有点专业的名词,请自行查入门资料. 这里说说为什么要建立中断向量表.在51单片机里,是不用自己建立中断向量表的,这是因为标准51核的中断,本身就是一个向量中断(自行查资料),自身硬件里就已经有内置的中断向量表,没必要自己去建立.就是说,当某个中断触发时,51核的硬件会自动把PC置成相应的固定的地址入口来执行相应的中断处理程序,不同的中断触发时,会有不同的地址入口,一一对应,俗称向量中断.但

毕业设计开题报告----基于ARM技术的WIFI无线网络技术研究

毕业设计开题报告----基于ARM技术的WIFI无线网络技术 研究 毕业论文(设计)开题报告 学生姓名学号班级教师姓名职称系别毕设题目基于ARM技术的WIFI无线网络技术研究 1. 查找有关WiFi无线网络的书籍、文章,了解WiFi无线网络技术; 教师资 料2. 调研目前WiFi无线网络的覆盖、应用及发展情况; 布置情况 3. 在各大网站及数据库中查找有关基于ARM技术的WiFi技术研究 的材料; 4. 了解目前流行的WiFi技术应用,选择适合题目研究的技术应用。 1. 通过对相关资源的搜索,了解什么是WiFi,以及它目前的覆盖和应用状况; 学生自主 2. 查询了解WiFi技术、ARM技术的优缺点,以及相关的研究意义; 资料查询 3. 在数据库中查询到有关基于WiFi技术应用和基于ARM的无线网络应用的相关情况论文进行参考,通过论文、书籍的相关内容大概了解研究所需的技术方法; 4. 搜索最新的WiFi无线网络应用,以找到适合毕设研究的项目。 1.研究的意义 随着互联网越来越深入的走进人们的生活,用户对能够随时随地上网的需求越来越迫切,WiFi 无线通信技术也得到了迅速发展。 WiFi是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式 互相连接的技术,它可以帮助用户访问电子邮件、Web和流式媒体。它为用户提供

了无线的宽带互联网访问。同时,它也是在家里、办公室或在旅途中上网的快速、 便捷的途径。WiFi凭借它覆盖范围广、速度快、可靠性高、无需布线、健康安全及 计费便宜等特点已成为当今无线网络接入的主流标准。只要随身携带的电子设备集 成了 WiFi 无线通信终端用户就可以在 WiFi覆盖区域内随时拨打或接听电话、快 速浏览网页、下载或上传音视频文件、收发电子邮件,而无需担心花费太高和网速 太慢等问题。国内外许多地区都提供了WiFi 信号覆盖域,美国等发达国家是目前 WiFi 用户最多的地区,我国的许多大中城市的机场、车站、咖啡厅、酒店、图书开题综述馆等公共场也逐渐被 WiFi 信号所覆盖。 随着 WiFi 信号覆盖范围越来越广,WiFi无线通信技术在各种便携式产品上的应用也将变得越来越多。目前具有WiFi功能的手机也越来越普遍,人们对于基 于WiFi技术的应用的需求越来越大,随着技术的不断发展,各种电子产品都将提 供 WiFi无线接入功能。 ARM 是目前进行便携式电子产品开发的主流芯片,它具有如下特点: 1、体积小、低功耗、低成本、高性能;2、支持Thumb(16位)/ARM(32位)双指令集,能很好的兼容8位/16位器件;3、大量使用寄存器,指令执行速度更 快 ;4、

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