基于IAR集成开发平台的ARM程序设计方法-文章-单片机-ARM

基于IAR集成开发平台的ARM程序设计方法

时间:05-27 15:49 阅读:2127次

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简介：在项目开发,特别是中小型项目开发中,为了降低开发难度和开发成本,常选择不加载操作系统的方案。本文选择IAR嵌入式开发平台,在不加载操作系统的前提下,使用C语言（约95％）和汇编语言（约5％）,对以ATMEL公司的AT91M40800芯片（ARM7TDMI内核）为主芯片的工业控制系统进行了软件开发。

本文主要介绍了在不加载操作系统的情况下,如何使用IAR软件平台进行基于ARM的嵌入式系统开发,包括了底层驱动、I/O控制,中断控制等程序设计。

引言

在项目开发,特别是中小型项目开发中,为了降低开发难度和开发成本,常选择不加载操作系统的方案。本文选择IAR嵌入式开发平台,在不加载操作系统的前提下,使用C语言（约95％）和汇编语言（约5％）,对以ATMEL公司的AT91M40800芯片（ARM7TDMI内核）为主芯片的工业控制系统进行了软件开发。

图1 系统硬件结构

图2 系统软件框架

硬件构架

系统的整体硬件框架如图1所示,该系统基本包括了目前工业控制系统所需要的各种功能,其软件开发十分具有代表性。

IAR集成开发环境

IAR开发平台是瑞典IAR公司开发的基于最新C/C++编译和调试技术的综合开发平台。该平台是一套完整的集成开发环境,可以完成创建工程、编辑文件、编译、汇编、连接和调试应用程序的所有工作;同一个工作空间可放多个工程;可针对单个源文件,一组源文件或者全部源文件进行配置;提供工程模板,支持几乎所有ARM内核;提供ANSI标准C编译器、ISO/ANSI C 和嵌入式C++库;支持包括Wiggler JTAG接口等多种JTAG;提供了多种代码优化方式。

IAR生成的目标代码分为调试版本（Debug）和发行版本（Release）两种。其中Debug目标代码的地址定义在SRAM中,将被下载到SRAM中执行;Release目标代码的地址定义在Flash中,最终大部分在Flash中执行。在程序编译之前需要根据模板编写Debug.xcl和Release.xcl这两个内存分配文件。在IAR提供的工程模板基础上,需要修改的地方有：

-DROMSTART=2000000

-DROMEND=200FFFF

//ROM的地址段

-Z(CODE)INTVEC=00-3F

-DRAMSTART=2010000

-DRAMEND=207FFFF

//RAM的地址段

-D_USR_STACK_SIZE=20000

//栈的大小

-D_SVC_STACK_SIZE=50

-D_FIQ_STACK_SIZE=100

-D_ABT_STACK_SIZE=50

-D_UND_STACK_SIZE=50

-D_IRQ_STACK_SIZE=1000

-D_HEAP_SIZE=2000

//堆的大小

启动代码设计

通常C语言是从main函数开始执行的,在没有操作系统的情况下,对main函数的初始化工作由启动代码来完成,包括硬件初始化、堆栈初始化、各种寄存器的初始化等。

在完成所有的初始化工作以后,用一条跳转指令进入C程序的main函数,程序的控制权转移到C程序。

驱动程序设计

系统的软件框架如图2所示。驱动程序包括设备驱动程序、中断程序以及中断服务程序。首先以Flash驱动设计为例。根据Flash的Datasheet及硬件设计,有以下定义：

#define FLASH_BASE ((volatile USHORT *)(0x01000000))

/*FLASH的基地址*/

/*定义flash的操作代码*/

#define FLASH_SEQ_ADD1 (0x5555)

#define FLASH_SEQ_ADD2 (0x2AAA)

#define FLASH_CODE1 ((USHORT)(0xAA))

#define FLASH_CODE2 ((USHORT)(0x55))

#define ID_IN_CODE ((USHORT)(0x90))

#define ID_OUT_CODE ((USHORT)(0xF0))

#define WRITE_CODE ((USHORT)(0xA0))

#define CHIP_ERASE_CODE ((USHORT)(0x10))

然后编写FLASH功能函数。下面的函数用于验证FLASH的设备ID号：

-ramfunc-farfunc BOOL FLASH_Test(void)

{

//输入命令序列,manuf_code表示生产编号,device_code表示设备编号

USHORT manuf_code,device_ code;

*(FLASH_BASE + FLASH_ SEQ_ADD1) = FLASH_CODE1;

*(FLASH_BASE + FLASH_ SEQ_ADD2) = FLASH_CODE2;

*(FLASH_BASE + FLASH_ SEQ_ADD1) = ID_IN_CODE;

//读取生产编号和设备编号

manuf_code = *FLASH_BASE ;

device_code = *(FLASH_BASE + 1) ;

//退出产品认证模式

*(FLASH_BASE + FLASH_ SEQ_ADD1) = ID_OUT_CODE;

//判断读出的生产编号和设备编号是否正确

return ((manuf_code== 0x001f)&&(device_code==0x00c0));

}

中断发生时,ARM内核运行状态会由一般模式（System & User）进入其它几种模式（包括FIQ、IRQ等）,因此需要保护正在运行的现场（r0~r12通用寄存器）,同时将ARM状态寄存器（CPSR和SPSR）入栈。中断程序使用汇编语言保护寄存器,而中断服务程序可以使用C语言编写。这里以控制步进电机运动的定时器中断为例：

tc0_handler

stmfd sp!, {r14}

;保护寄存器入栈

mrs r14, SPSR

stmfd sp!, {r14}

mrs r14, CPSR

stmfd sp!, {r0-r12,r14}

IMPORT Interrupt_Tc0

ldr r0,=Interrupt_Tc0

;此处跳转进入C语言中断服务程序Interrupt_Tc0( )

mov lr,pc

bx r0