一步一步基于ADS1.2 进行设计开发.pdf

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1、一步一步基于一步一步基于 ADS1.2 进行设计开发进行设计开发 目目 录录 1 ADS1.2 集成开发环境简介集成开发环境简介2 2 利用利用 HELLOWORLD来学习使用来学习使用 ARMSYS.2 3 编写好源程序代码编写好源程序代码.3 4 使用使用 CODEWARRIOR建立工程并进行编译建立工程并进行编译.4 41调入模板或重新建立项目调入模板或重新建立项目.4 42在工程中添加源文件在工程中添加源文件.8 43进行编译和链接进行编译和链接.10 5 使用使用 AXD 进行仿真调试进行仿真调试.11 51硬件准备硬件准备.11 52使用使用UART串口和超级终端进行系统调试串口和

2、超级终端进行系统调试.11 53运行运行JTAG调试代理软件调试代理软件12 54调试器设置调试器设置.13 55调试器的使用调试器的使用.15 56观察窗口观察窗口.16 57全速运行全速运行.17 6 USB 口下载工具口下载工具.17 7 代码固化代码固化.21 71空板烧录空板烧录.22 72 FLASH内代码的覆盖烧录内代码的覆盖烧录.22 1 ADS1.2 集成开发环境简介集成开发环境简介 ADS1.2 是一个使用方便的集成开发环境，全称是 ARM Developer Suite v1.2。它是由 ARM 公司提供的专门用于 ARM 相关应用开发和调试的综合性软件。在功能和易用性上

3、比 较 SDT 都有提高，是一款功能强大又易于使用的开发工具。以下就我们对 ADS1.2 进行一 些简要的介绍。 ADS 囊括了一系列的应用，并有相关的文档和实例的支持。使用者可以用它来编写和 调试各种基于 ARM 家族 RISC 处理器的应用。你可以用 ADS 来开发、编译、调试采用包括 C、C+和 ARM 汇编语言编写的程序。 ADS 主要由以下部件构成： n 命令行开发工具； n 图形界面开发工具； n 各种辅助工具； n 支持软件。 其中重点介绍一下图形界面开发工具。 n AXD 提供给基于 Windows 和 UNIX 使用的 ARM 调试器。它提供了一个完全的 Windows 和

4、UNIX 环境来调试你的 C, C+, 和汇编语言级的代码。 n CodeWarrior IDE 提供基于 Windows 使用的工程管理工具。它的使用使源码文 件的管理和编译工程变得非常方便。但 CodeWarrior IDE 在 UNIX 下不能使用。 2 利用利用 Helloworld 来学习使用来学习使用 ARMSYS 本实验利用光盘中 sourceHelloworld下的源代码进行实验，要求完成以下工作： 1） 利用工程模板 sourcetemplate.mcp，在 ADS1.2 的 CodeWarrior IDE（项目管理器）中 建立新的工程，在工程中加入 sourceHellow

5、orldTarget 目录中提供的文件； 2） 编写主程序文件 main.c，并将文件加入到工程中； 3） 正确设置编译器的编译选项，并对工程进行编译、除错，最终产生可执行的映像文件 （*.axf）和二进制代码(*.bin)文件； 4） 打开超级终端，正确配置串口参数； 5） 采用 AXD （视窗调试器） 通过 JTAG 模块下载可执行程序， 并仿真调试， 观察实验现象； 6） 采用 ARMSys 提供的 USB 下载器下载二进制代码，并观察运行情况。 将 source 目录整个拷贝到硬盘中，例如拷贝到 D:source 处，方便进行实验。 【注意】在进行 ADS 程序调试之前，确保开发板中已

6、经固化了 bootloader.bin。Bootloader 启动时超级终端上应当显示如下： 如果板之上已固化的不是 bootloader， 请按照 7.2 节中的说明， 讲 bootloader 固化到 flash 中。 首先，安装 ADS1.2，在光盘的开发工具集成开发环境Windows目录下有 ADS1.2 的 安装文件，双击 setup.exe 进行安装，具体的安装过程这里就不赘述了。 3 编写好源程序代码编写好源程序代码 用 CodeWarrior IDE 打开 sourceHelloWorldmain.C 文件，读懂其中的代码。其中 main()函 数的定义是： void Main

7、(void) char aa; Uart_Init(0,115200);/初始化 UART0 口，设置波特率为 115200bps Led_Display(0xf); /点亮绿色发光二极管 Uart_Select(0); /选中 UART0 Beep(0x1); /点响蜂鸣器 Uart_Printf(“n*“); /向串口输出字符串 Beep(0x0);/ Uart_Printf(“n* 立宇泰电子 *“); Uart_Printf(“n* -Hello World!- *“); Uart_Printf(“n* Version 1.21 *“); Uart_Printf(“n* Email:S

8、 *“); Uart_Printf(“n* UART Config-COM:115.2kbps,8Bit,NP,UART0 *“); Uart_Printf(“n*Begin to Study Embedded System,OK?(Y/N)- *“); Led_Display(0x0); aa = Uart_Getch();/等待并从串口获得一个字符 if(aa=Y)|(aa=y) Uart_Printf(“nGood!See you next time!“); else Uart_Printf(“nByeBye!“); 这是一个简单的例子，因此代码比较简单。这里你可以尝试修改一下代码，将：

9、 Uart_Printf(“nGood!See you next time!“); 修改为： Uart_Printf(“n 好！我们马上开始学习嵌入式系统！“); 然后保存文件。 除了 main.C 文件以外，在一个工程中，我们还要具备几个必不可少的源文件：系统初 始化程序 44binit.s，和它引用的存储器控制寄存器定义文件 Memcfg.s 和系统选项文件 Option.s，这 3 个文件都由汇编语言写成。C 语言基本函数库定义文件 44blib.a（或 44blib.c， 该文件可以在/BIOS/Target 或者 bootloader/Target 下找到） 和头文件 44blib.

10、h、 option.h、 44b.h。 这些文件定义了最基本硬件系统信息， 几乎在所有的应用工程中都要使用到， 你可以在每个 工程的 Target 目录下找到它们。 4 使用使用 CodeWarrior 建立工程并进行编译建立工程并进行编译 首先我们学习如何使用 ADS 中的 CodeWarrior项目管理器来管理源代码。 一个嵌入 式系统项目通常是由多个文件构成的，这其中包括用不同的语言（例如汇编或 C） 、不同的 类型（源文件，或库文件）的文件。CodeWarrior 通过“工程（Project） ”来管理一个项目相 关的所有文件。因此，在我们正确编译这个项目代码以前，首先要建立“工程”

11、，并加入必 要的源文件、库文件等。 41 调入模板或重新建立项目调入模板或重新建立项目 我们通常采用工程模板来建立新的工程， 工程模板已经针对目标系统对编译选项进行了 设置，为避免重复设置，我们提供了一个在 ARMSys 上使用的通用工程模板 template.mcp。 点击 CODEWARRIOR 菜单File | open，找到 sourcetemplate.mcp，选中并打开。 图 6 打开模板工程 点击File | Save as，将它另存为：sourceMyhelloworld（或者是自定义的其它目录） Myhelloworld.mcp。然后，关闭当前的工程，重新调入 Myhello

12、world.mcp，就可以向工程 中添加文件了。 如果你不想利用模板，也可以按照以下步骤来新建一个工程： 选择 File 菜单下的 new 选项，或直接按下，出现以下对话框： 图 7 新建对话框 2） 选中 “ARM Executable Image” 选项， 在右边的编辑框中输入工程名 （例如 Myhelloworld） ， 在下面的 Location 栏中，点击“Set” ，选择放置工程的路径。 3） 点击“确定”则工程被建立： 图 8 新建工程 但这样的工程还并不能正确地被编译， 还需要对工程的编译选项进行适当配置。 为了设 置方便，先点选 Targets 页面，选中 DebugRel

13、和 Relese 变量，按下 Del 键将它们删除，仅 留下供调试使用的 Debug 变量。点击菜单Edit | Debug Setting,弹出配置对话框： 图 9 工程配置对话框目标设置 首先选中 Target Setting，将其中的 Post-linker 设置为 ARM fromELF，使得工程在链 接后再通过 fromELF 产生二进制代码。 然后选中 ARM Linker，对链接器进行设置： 图 10（a） ARM Linker 的设置 注意， 在调试时， - ro- base的设置应当大于0xc000000。 我们为了与uClinux的memory map 保持一致，采用了 0

14、xc008000 这个地址。 选取 Layout 页面进行设置： 图 10（b） ARM Linker 的设置 将 44binit.o 放在映象文件的最前面，它的区域名是 Init。 最后，如果你希望编译的最后生成二进制文件，就要设置 ARM fromELF： 图 11 ARM fromELF 的设置 在 Output format 栏中选择 Plain binary，在 Output file name 栏中，点击“Choose”选 择你要输出的二进制文件的文件名和路径 （如果此栏为空， 则二进制文件将会产生到默认的 工程目录下） 。 这样，对于 Debug 变量的基本设置都完成了。按下“O

15、K”键退出。 42 在工程中添加源文件在工程中添加源文件 在图 7 的对话框中，点选 File 页面，选中 Text File，并设置好文件名和路径，点击 确定，CodeWarrior 就会为你新建一个源文件，并可以开始编辑该空文件。CodeWarrior 与 SDT 中的 APM 不同，它具有一个很不错的源代码编辑器，因此，大多数时候，我们可以直接 采用它的代码编辑器来编写好程序，然后再添加到工程中。 添加源文件的步骤如下：例如添加 main.c 文件，点选 Files 页面，在空白处按下鼠标 右键，点选“Add Files”项，从目录中选取 main.c 文件（Myhelloworldma

16、in.c） ，点击“打 开” ，main.c 文件就被加入了工程中。 图 12 添加源文件 用同样的方法，将 Myhelloworld下所有的*.C 和*.S 源文件文件都添加到 source 中去 (包括 Target 目录下的源文件)。 Target 目录下还有一个 44blib.a 文件，这是一个库文件，其中提供了一些常用函数的 定义，这些函数在 44blib.h 进行了声明。这个文件也必须添加到工程中。同样的方法，按 鼠标右键，Add files，将 44blib.alf 文件添加到工程中。所有必须的文件添加完成后如 图 13 所示。 图 13 源文件添加完成 43 进行编译和链接进行

17、编译和链接 注意到在上图中新加入的文件前面有个红色的“钩” ，说明这个文件还没有被编译过。 在进行编译之前， 你必须正确设置该工程的工具配置选项。 如果前面采用的是直接调入工程 模板，有些选项已经在模板中保存了下来，可以不再进行设置。如果是新建工程，则必须按 照 4.1 节中所述的步骤进行设置。 选中所有的文件，点击图标进行文件数据同步； 然后点击图标，对文件进行编译（compile） ； 点击按钮，对工程进行 make，make 的行为包括以下过程： 编译和汇编源程序文件，产生*.o 对象文件； 链接对象文件和库产生可执行映像文件； 产生二进制代码。 Make 之后将弹出“Errors &

18、Warnings”对话框，来报告出错和警告情况。编译成功后 的显示如下。注意到左上脚标示的错误和警告数目都是 0： 图 14 编译后的结果 Make 结束后产生了可执行映象文件 Myhelloworld.axf 文件， 这个文件可以载入 AXD 进 行仿真调试了。 并且还通过 fromelf 工具将 ELF 文件转换为二进制格式文件 hello.bin。 它可以用来最 终固化到 flash ROM 中（但链接选项中的-ro-base 要修改） ，也可以通过 USB 口下载运行。 5 使用使用 AXD 进行仿真调试进行仿真调试 51 硬件准备硬件准备 如图 4 所示， 在调试之前， 我们先用并口

19、电缆将 PC 机并口和 JTAG 调试模块连接起来， 用串口线将 PC机串口和主板的UART0 口连接起来 （当然还要将主板和JTAG 板连接起来） 。 然后，就可以上电了。参考 2.4 节选择 ARMSYS 的供电方式。 电源打开之后，可以听到主板发出一声蜂鸣器的“嘀”声，看到绿色发光管点亮后 熄灭，这说明主板启动正常。此时 JTAG 模块上只有指示电源的红灯点亮，说明并口已经连 接好了。 52 使用使用 UART 串口和超级终端进行系统调试串口和超级终端进行系统调试 在 Windows 操作系统下，点击开始 | 程序 | 附件|通讯 | 超级终端。新建一个超级终 端项目，将其命名为 ARM

20、SYS，点击“确定” ，弹出以下对话框： 图 15 超级终端属性 在 “连接时使用”项中选好你所使用的串口，点击“确定”按钮。按照下图配置该串 口： 图 16 串口属性配置 点击确定，超级终端就配置好了。 在进行调试之前，要先建立好 AXD 与目标系统之间的通讯。如果采用简易 JTAG 调试 器进行调试，则首先要运行 JTAG 调试代理软件。如果采用 Multi- ICE 仿真器来调试，则首 先要运行 Multi- ICE Server（具体请查看仿真器的使用说明） 。 53 运行运行 JTAG 调试代理软件调试代理软件 将光盘中的开发工具ARMJtagDebugFinal目录拷贝至硬盘某个目

21、录下，按照其中使 用说明安装驱动程序。驱动安装成功后，双击 ARM7.exe 运行调试代理软件。如果调试代 理软件与目标系统连接成功，则显示以下对话框： 图 17 JTAG 调试代理软件运行对话框 在运行在运行 AXD 调试器之前必须首先运行它。调试器之前必须首先运行它。注意，在 AXD 调试器在线仿真期间，不要 关闭它！ 54 调试器设置调试器设置 在 CODEWARRIOR 中，工程经过编译成功，产生了*.axf 文件之后，就可以进行调试 了。点击按钮，进入了 AXD 视窗界面。点击菜单项 Option | Configure Target，对 调试目标进行配置： 图 18 调试目标设置对

22、话框 在 Target Environment 栏中选中“ADP”选项，注意到下面的注释的说明， “ADP 是直 接连接 ARM Debugger 到目标板或者到目标板上的 EmbeddedICE 单元的一种方式。直接连 接目标板需要 Angel 调试监视器软件的支持。参考 RDI 1.51” ，点击“Configure”按钮，进 入到该项设置： 图 19 Remote_A 连接设置 其中 “Remote Connection driver” 栏中， 点击右边的 “Select” 按钮， 选择 “ARM ethernet driver” 。点击右边的“Configure”按钮，在编辑栏中输入本

23、机的 IP 地址或者 127.0.0.1。 其它设置如上图所示，保持不变。点击“OK”退出调试目标的设置。这时会弹出： 图 20 重新载入对话框 点击“是”按钮，如果目标系统正确链接了，会看到程序下载的进度条显示。进度消息 框消失后，显示当前执行代码视窗，蓝色指针指向第一条执行的语句： 图 21 当前执行代码视窗 这时， 先点击按钮， 尝试进行单步运行， 如果程序立即正确地跳转到 “ResetHandler” 处执行，而没有跑飞或顺序执行，则说明程序的下载成功了，可以进行调试了。 55 调试器的使用调试器的使用 我们来熟悉一下断点的设置。下拉滚动条至 377 行，在 BL Main 语句处点击

24、按钮设 置一个断点，如图 22。然后点击按钮（GO） ，令程序自动执行到断点。当程序执行到 BL Main 语句处，自动停止，点击按钮，程序跳转到 main.c 文件的的 Main() 处程序开 始运行，如图 23。 图 22 放置断点 图 23 进入主函数运行 通过上面的操作，我们了解到，44binit.S 程序中的 BL Main 语句就是跳转到 C 语言 main（）函数的入口语句。AXD 也会自动在 Main()函数的入口处放置一个断点，因此程序 下载后，立即全速运行的话，就会首先跳到该断点停下来。 读者可以继续进行一些单步操作，了解每条语句的作用。 56 观察窗口观察窗口 AXD 提

25、供了许多有用的观察窗口，点击菜单项中的 Processor View，可以从它的下拉菜 单项中了解可观察的项目。 图 24 观察窗口 这里说明一下其中常用的项目： Registers：可以查看 CPU 在各个工作模式下内部寄存器的值； Variables：查看变量，本地变量、全局变量、类变量； Watch：可以用表达式查看变量的值； Backtrace：函数调用情况（堆栈）查看； Memory：查看存储器内容。输入地址，即可查看这个地址开始的存储单元的值。 57 全速运行全速运行 在 AXD 中点击GO图标，可以全速地运行程序，注意观察超级终端窗体，上面将 显示如下信息。 图 25 Hello

26、World 运行后超级终端的显示 在“Begin to Study Embedded System, OK? (Y/N)”后，在计算机键盘上键入 Y，超级终 端上出现“Good! See you next time!” 。如果你按照第 3 节修改了源程序，则应当出现“好！ 我们马上开始学习嵌入式系统！”字符串。 6 USB 口下载工具口下载工具 USB 口下载工具能够将二进制代码快速下载到 ARMSys 上并运行。用户能够立即观察 到程序运行的效果。USB 下载器工具放在光盘的开发工具usb 目录下。安装驱动程序步骤 如下： l 步骤 1，将 usbinstall 目录，整个拷贝到 C:下（注

27、意必须是 C:） ； l 步骤 2，双击 C:usbinstallinstall.bat，等待一会儿，直到整个批处理程序执行完毕（注 意：弹出的控制台窗口自动消失之前不要手动关闭！在 98 下标题栏中最后显示“已完 成” ） ； l 步骤 3，用 USB 口线连接 ARMSys 核心板和 PC 机 USB 口，打开电源；开发板正确复 位后超级终端显示如下： 图 26 复位时超级终端的输出 按下键盘上的1键，会提示你输入地址，如下图所示： 图 27 输入 SDRAM 载入地址 这个地址就是你下载到 SDRAM 中的地址，也是链接器代码定位的地址，直接敲回车则使 用括号中的缺省地址。输入地址并回车

28、后出现： 图 28 USB 设备被激活 这样 USB 接口就成功地被使能了；这时可能会报告“找到新硬件” ，一般可以让驱动指 向usbinstall目录下即可。 打开 “设备管理器” 会看到Jungo下面自动识别出了USB Tool Device 设备，说明驱动安装成功了。 图 29 设备管理器树形图 l 步骤 4，双击运行 C:usbinstallUsbdownload.exe，出现如下对话框界面： 图 26 USB 下载工具界面 l 步骤 6，点击 USBTool 工具的菜单项文件 | 打开文件，然后在“文件类型”中下拉选 择*.bin 类型文件，选择好要下载的文件后（例如刚刚产生的 he

29、lloworld.bin 文件） ，点 击“打开” 。这时可以看到，对话框的文件名、后缀、文件长度编辑框中即出现所选文 件的相关信息。点击“下载文件”按钮，二进制文件被下载到 ARMSys 中。等待一会 儿，系统自动开始运行刚刚下载的程序。通过超级终端上显示的内容，可以看到程序的 运行情况。 图 27 下载成功界面 7 代码固化代码固化 请注意，将工程编译为烧入二进制代码时，需要将链接器重新设置，将调试时程序空间 定位地址（RO Base 地址）由 0x0c008000 改为 0x00000000，如下图所示。 图 28 Entry and Base 设置页 然后重新 Make 整个工程。产生

30、新的二进制代码文件。 71 空板烧录空板烧录 注意，以下说明的是空板烧录。如果您的开发板中已经烧录过启动程序，并且能够正常 运行，则不必进行这一步，直接跳到 7.2 节。 建议采用 fluted 工具，由于 fluted 烧写速度较慢，可以先烧录一个 led_test.bin 小程序， 只要烧录的程序在启动后能够正确初始化 SDRAM 即可，具体方法参考光盘中开发工具 /programmer/fluted 目录中的说明；然后再进行 7.2，烧录你的应用程序代码。 72 FLASH 内代码的覆盖烧录内代码的覆盖烧录 采用光盘中开发工具/programmer/ADS_programmer 目录下提

31、供的工程进行烧录。按照 第 4、5 节的方法，对该工程进行编译然后载入开发板进行调试。 载入成功后， 点击菜单 File Load Memory From File， 弹出图 29 的对话框， 在 Address 中写入 0xc200000，选中你要烧录的 bin 文件，点击打开。 这样 bin 文件很快被下载到相应的地址。全速运行烧录程序。可以通过超级终端观察到 烧录的情况，烧录过程分为片擦除、空检查、写入和校验，烧录成功的输出信息为： Chip erased! Blank check OK! Begin to Write flash. Write OK! Begin to Verify. Verify OK! 如果终端输出以上信息，其间没有报告错误，说明烧录已经成功了。 图 29 Load Memory From File 对话框 到此为止，我们已经对 ARMSYS 上的整个开发过程进行了一次体验。读者可以按照以 上步骤说明，多操作几次，有任何问题，欢迎来信与我公司的技术支持进行交流： 、 ，或垂询技术支持电话：057188331446 89902166。