前言
ARM 处理器是英国Acorn有限公司设计的低功耗低成本的一款RISC微处理器
ARM 全称为 Acorn RISC Machine
目前市面上的CPU有两大类别
- RISC: 精简指令集计算机
- CISC: 复杂指令集计算机
关于两者的差别网上有很多资料，这里简要列出几点
DIFF | CISC | RISC |
|---|---|---|
理念 | 让每条指令能够完成比较复杂的功能 | 让每条指令只实现最基本的功能 |
指令数目 | 多(>200) | 少(<100) |
指令字长 | 不固定 | 固定(16/32) |
指令使用频率 | 相差大(20/80) | 相差小 |
各种指令执行时间 | 相差很大 | 相差不大(因为等长，绝大多数在一个周期内完成) |
优化编译实现 | 难 | 容易 |
功耗 | 大 | 小 |
CPU设计难度 | 大 | 小 |
应用代码量 | 小 | 大 |
应用开发时间 | 短 | 长 |
CISC的典型代表就是 Intel 和 AMD 系列芯片，RISC 的代表有IBM 的 Power(Power Optimization With Enhanced RISC)，SUN 的SPARC，HP 的 PA-RISC 还有ARM
从两种架构的市场变化情况来看(鄙人愚见，欢迎拍砖)
DIFF | CISC | RISC |
|---|---|---|
以前 | 电子消费领域(PC) | 服务器领域(各种小型机，大型机) |
现在 | 服务器领域(PC服务器) | 电子消费领域(手机，游戏机，嵌入式) |
未来 | 取决于能源成本和储能比(成正比) | 取决于能源成本和储能比(成反比) |
ARM 处理器本身是32位设计，但也配备16位指令集，一般来讲比等价32位代码节省达35%(也就是代码密度更高)，却能保留32位系统的绝大部分优势
因为价格与能耗上的明显优势，在手持设备与嵌入式领域大放异彩，可以说目前的绝大部分便携或手持电子消费品都是用的ARM芯片
Tip: 当然还有更弱的终端由单片机(PC51一类的)来实现，ARM具备更复杂和强劲的控制与处理能力，价格也相对更贵
概要
平台环境与工具
应用的开发无法脱离具体的平台与环境，即便声称为跨平台的框架，在现实情况中，同样一套代码，在不同的平台与环境中也不一定会获得相同的效果
Note: 对于嵌入式来说，尤为如此，因为硬件配置不同，极大可能根本无法正常运行
这里使用如下平台与开发环境
- Windows 7 32位旗舰版
- 天嵌2440V2开发板
- 三星 ARM920T 芯片
- H-JTAG v2.1
- Keil uVision v4.10
Tip: 都不是最新的，但能用，原理相通
Windows 7 32位旗舰版
天嵌2440V2开发板
三星 ARM920T 芯片
H-JTAG v2.1
Keil uVision v4.10
LED 灯与蜂鸣器
要求
- 使用ARM板开启LED灯和蜂鸣器
创建项目
创建项目的总体过程就是
- 新建文件夹
- 创建项目文件
- 项目中添加入源代码
只有以下几个方面稍微注意一下
选择三星 S3C2440A芯片
Device 选项卡中确保是正确的设备选型(和头文件相关，寄存器的正确地址决定于此)
设定时钟频率和栈大小
Target 选项卡中确保时钟频率和板载一致
正确设定内存(只读栈和读写栈，也就是代码区与数据区的大小)
选择H-JTAG ARM 模式
选择正确的模式
使用外部工具
代码示例
S3C2440.s
;;
;LED1-GPB5 根据原理图搜索，这里使用的天嵌开发板，不同板子不一样
;LED2-GPB6
;LED3-GPB7
;LED4-GPB8
;在ARM的汇编里 ‘;’ 代表注释
;0-On 低电位
;1-Off 高电位
;
;GPBCON-0x56000010 GPB的控制寄存器地址，R/W
;GPBDAT-0x56000014 GPB的数据寄存器地址，R/W
;GPBUP -0x56000018 GPB的上拉电阻寄存器地址，R/W 0:开启，1:关闭
AREA RESET, CODE, READONLY
;AREA 伪指令用于定义一个代码段或数据段，ARM汇编程序设计采用分段式设计，一个ARM源程序至少需要一个代码段，大的程序可以包含多个代码段及数据段
;RESET 是代码段或数据段的名称
;CODE 定义为代码段
;READONLY 指定本段为只读，代码段的默认属性为只读
ENTRY ;ENTRY伪指令用于指定程序的入口点,一个程序(可以包含多个源文件)中至少要有一个ENTRY,可以有多个ENTRY，但一个源文件中最多只有一个ENTRY
CODE32
;CODE32伪指令指示汇编编译器后面的指令为32位的ARM指令
IMPORT CtrlLED ;IMPORT伪指令指示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，在本源文件中可能引用该符号
IMPORT CtrlBEEP ;CtrlLED CtrlBEEP 两个符号都是在另一个文件中定义的
PRESERVE8 ;PRESERVE8伪指令指示当前文件保持堆栈为8字节对齐
;关看门狗相关配置
LDR R0, =0x53000000 ;0x53000000是看门狗定时器的控制寄存器地址,LDR是将这个地址加载到R0寄存器中
LDR R1, =0 ;LDR将0这个立即数，加载到R1寄存器中
STR R1, [R0] ;STR将R1寄存器中的值(0)存到R0寄存器中地址所指代的寄存器中,在这里，总体来讲就是关闭了看门狗
LDR SP, =0x1000 ;将堆栈指针指向0x1000的地址，为什么是0x1000呢？我人为的设定了IROM1的范围为 0x0-0x800,IRAM1的范围为0x800-0x1000,那么前0x800Byte的空间就用来存代码了，后面的0x800就用来放数据了，然而堆栈是从大地址往小地址移动，所以从0x1000开始存储数据，故将SP指向0x1000的初始位置
BL CtrlLED ;跳转到CtrlLED执行
BL CtrlBEEP ;跳转到CtrlBEEP执行
END ;汇编结束led_beep.C
#include <S3C2440.h> //这个文件由汇编器提供,里面的内容全都是S3C2440芯片的寄存器地址宏
void CtrlLED(void) //CtrlLED函数定义
{
GPBCON = (1 << 10) | (1 << 12) | (1 << 14) | (1 << 16); // 通过GPBCON对BPB进行配置,[11,10]位为BPB5配置位,[13,12]位为BPB6配置位,[15,14]位为BPB7配置位,[17,16]位为BPB8配置位,01为输出模式，就是将BPB{5,6,7,8}配置为输出模式,为什么是BPB{5,6,7,8}呢,因为从原理图中可以得知,它们分别与LED{1,2,3,4}直连
GPBDAT = (1 << 5) | (1 << 6) | (1 << 7) | (1 << 8); //将BPB{5,6,7,8}配置为高电平的时候就使LED{1,2,3,4}灯灭
GPBDAT = (0 << 5) | (0 << 6) | (0 << 7) | (0 << 8); //将BPB{5,6,7,8}配置为低电平的时候就使LED{1,2,3,4}灯亮
}
void delay(int n) //延时函数定义
{
int i,j;
for(i=0;i<n;i ) //第一层循环n次
for(j=0;j<n;j ); //第二层循环n次,所以总共有n*n次空操作
}
void CtrlBEEP(void) //CtrlBEEP函数定义
{
GPBCON |= 0x01; // 将GPB0配置为输出,为什么配置GPB0呢,因为BPB0直连着蜂鸣器，并且如果输出高电平,就联通
while(1) //死循环
{
GPBDAT &= 0xfffffffe; //将0位置0,低电平,所以不会响
delay(100); //适当延时10000个处理周期
GPBDAT |= 1; //将0位置1,高电平,所以会响
delay(100); //适当延时10000个处理周期
}
}编译执行
[Build]->[Debug]->[Run]
编译执行过程中没有报错，从结果来看，符合预期
灯全亮，蜂鸣器也响了
附
LED电路图
蜂鸣器电路图
原文地址http://soft.dog/2017/03/14/arm-01-led-beep/
