实验1 —— 点亮一个LED
1.看原理图确定硬件如何连接
原理图中表示了芯片控制LED的硬件电路以及芯片的引脚与LED如何连接。
2. 看主芯片手册确定如何控制引脚
具体：如何让GPF4输出高低电平?
2.1.配置GPF4为输出模式（GPFCON）
设置GPFCON寄存器的第[9:8]位=0b01。
2.2.配置GPF4输出高/低电平（GPFDAT）
GPFDAT的第4位为0-低电平，1-高电平。（注：corresponding，相应的）
3.汇编程序访问寄存器控制LED
3.1.编辑程序
@ brief: 点亮连接在GPF4的LED
@ author: mculover666
@ date: 2019/3/1
.text
.global _start
_start:
@ 设置GPFCON寄存器,GPF4为输出模式
LDR R0,=0x56000050
LDR R1,=0x0100
STR R1,[R0]
@ 设置GPFDAT寄存器,GPF4输出低电平
LDR R0,=0X56000054
LDR R1,=0
STR R1,[R0]
@程序暂停
halt:
B halt
3.2.编译程序
- 汇编为二进制目标文件
arm-linux-gcc -c led_on.s -Wall -o led_on.o
- 链接为可执行文件elf
arm-linux-ld -Ttext 0 led_on.o -o led_on.elf
- 转换为bin文件
arm-linux-objcopy -O binary -S led_on.elf led_on.bin
整个编译步骤可编写为一个makefile：
TARGET = led_on
#输出所有warning
CFLAGS = -Wall
$(TARGET).bin:$(TARGET).elf
arm-linux-objcopy -O binary -S $(TARGET).elf $(TARGET).bin
$(TARGET).elf:$(TARGET).o
arm-linux-ld -Ttext 0 $(TARGET).o -o $(TARGET).elf
$(TARGET).o:$(TARGET).s
arm-linux-gcc -c $(TARGET).s $(CFLAGS) -o $(TARGET).o
clean:
rm -rf *.o *.elf *.bin
download_to_nand:
#下载到nand flash
oflash 0 1 0 0 0 $(TARGET).bin
3.3.烧写程序
使用oflash烧写bin文件到Nand Flash的0地址：
oflash 0 1 0 0 0 .\led_on.bin
3.4.运行程序
- 设置启动开关选择为Nand启动；
- 重新上电；
- 实验结果
4.C程序访问寄存器控制LED
4.1.运行C程序的前提——启动文件
- C语言入口函数是main()函数，main函数由启动文件（刚上电时执行的汇编程序）来调用；
- 在调用时会进行压栈操作，调用完毕进行出栈操作，所以需要设置好栈顶指针SP；
- main函数调用完毕返回启动文件调用处。
启动文件start.s：初始化C语言运行环境，引入C程序
@ brief: S3C2440启动文件
@ author: mculover666
.text
.global _start
_start:
@ 关闭看门狗
LDR R0,=0x53000000
MOV R1,#0
STR R1,[R0]
@ 设置栈顶指针SP（从Nand启动）
LDR SP,=4096
@ 调用main函数，保存返回地址，转入C程序
BL main
@ main函数返回，程序暂停
halt:
B halt
4.2.编写C程序——指针+位操作
int main(void)
{
/* 设置GPFCON寄存器，配置GPF4引脚为输出模式 */
*(unsigned int *)0x56000050 &= ~(3<<(2*4));
*(unsigned int *)0x56000050 |= 1<<(2*4);
/* 设置GPFDAT寄存器，GPF4输出低电平，点亮LED */
*(unsigned int *)0x56000054 &= ~(1<<4);
/* 程序暂停 */
while(1);
}
4.3.编译
TARGET = led_on
CFLAGS = -Wall #输出所有warning
$(TARGET).bin:$(TARGET).elf
arm-linux-objcopy -O binary -S $(TARGET).elf $(TARGET).bin
#注意：启动文件必须第一个链接
$(TARGET).elf:start.o $(TARGET).o
arm-linux-ld -Ttext 0 start.o $(TARGET).o -o $(TARGET).elf
$(TARGET).o:$(TARGET).c
arm-linux-gcc -c $(TARGET).c $(CFLAGS) -o $(TARGET).o
start.o:start.s
arm-linux-gcc -c start.s $(CFLAGS) -o start.o
clean:
rm -rf *.o *.elf *.bin
download_to_nand:
#下载到nand flash
oflash 0 1 0 0 0 $(TARGET).bin
4.4.烧写运行
oflash 0 1 0 0 0 .\led_on.bin
实验2 —— 按键检测
1.看原理图确定硬件如何连接
2. 看主芯片手册确定如何控制引脚
2.1.配置GPF0为输入模式（GPFCON）
2.2.读取GPF0的状态（高/低电平）（GPFDAT）
3.C程序访问寄存器检测按键
3.1.编写程序
int main(void)
{
volatile int GPF0_state;
/* 设置GPFCON寄存器 */
//设置GPF4为输出
*(unsigned int *)0x56000050 &= ~(3<<(2*4));
*(unsigned int *)0x56000050 |= (1<<(2*4));
//设置GPF0为输入
*(unsigned int *)0x56000050 &= ~(3<<(2*0));
/* 程序死循环检测按键 */
while(1)
{
/* 读取GPFDAT寄存器 */
GPF0_state = *(unsigned int *)0x56000054;
/* 检测GPF4引脚的状态 */
if(GPF0_state & 0x01)
{
//按键未按下，上拉电阻拉为高电平，熄灭LED
*(unsigned int *)0x56000054 |= (1<<4);
}
else
{
//按键按下，低电平，点亮LED
*(unsigned int *)0x56000054 &= ~(1<<4);
}
}
}
3.2.编译程序
TARGET = key_scan
CFLAGS = -Wall #输出所有warning
$(TARGET).bin:$(TARGET).elf
arm-linux-objcopy -O binary -S $(TARGET).elf $(TARGET).bin
#注意：启动文件必须第一个链接
$(TARGET).elf:start.o $(TARGET).o
arm-linux-ld -Ttext 0 start.o $(TARGET).o -o $(TARGET).elf
$(TARGET).o:$(TARGET).c
arm-linux-gcc -c $(TARGET).c $(CFLAGS) -o $(TARGET).o
start.o:start.s
arm-linux-gcc -c start.s $(CFLAGS) -o start.o
clean:
rm -rf *.o *.elf *.bin
download_to_nand:
#下载到nand flash
oflash 0 1 0 0 0 $(TARGET).bin
3.3.烧写程序运行
oflash 0 1 0 0 0 .\led_on.bin
实验1、2总结
通过这两个实验：
- 在S3C2440这颗处理器方面，掌握了：
- 如何控制S3C2440的GPIO引脚：输出高低电平和检测外部输入电平（GPFCON寄存器和GPFDAT寄存器）
- 5条常用的ARM汇编指令：MOV、LDR、STR、BL、B；
- 编写汇编程序的基本格式；
- 在C语言方面，掌握了：
- 在启动文件中汇编是如何转入C语言的：BL调用main函数；
- 调用函数需要大量的使用栈，体现出启动时设置栈顶指针SP的重要性；
- 使用C语言指针访问寄存器，使用C语言位操作语法改变寄存器数据；
- 在开发工具方面，掌握了：
- arm-linux-gcc系列工具和makefile的使用；