ARM9/ARM11裸机开发笔记1之MDK开发环境和点亮LED

mzwhhwj · 发表于 2015-1-10 23:20:08

很多从单片机或者从CM3转到ARM9/ARM11的时候，一开始就讲得是Uboot，Linux，然后就是什么QT等高级玩意，不像单片机有什么裸机开发的概念，的确，这些高级ARM本来就是用来跑系统，谁用来它做裸机开发呢。但是如果我们要更好了解ARM的工作原理，，尤其是想进阶嵌入式中最难的一层，驱动层的话，甚至想把其它的非Linux系统移植到ARM9/ARM11上。我们就无法避免要跟ARM跟底层的寄存器打交道，要了解ARM的内核，时钟，GPIO，SPI，等等外设的工作原理和配置。通过裸机的一些实验，我们就可以像用STM32这样来写ARM9/ARM11代码，让我们更深入了解ARM的原理。
我之前因为在做把MF这个系统移植到S3C2416上，基本上都靠MDK来完成调试，对ARM9/ARM11的认识有了进一步的认识。这里我就以S3C2416为例来讲怎么建立开发环境和点亮LED灯。
1、裸机开发必要条件：玩过ARM9之上同学都知道，ARM9之类的ARM是没有内部Flash的话，我们不能直接用开发软件来对烧写代码来调试硬件，这点跟我们开发单片机是最大的区别，也是导致很多人不知道怎么来进行ARM9的裸机开发。有同学就说，没有Flash，还有RAM，没错S3C2416内部是有RAM，但是很小，S3C2416的内部RAM在用NAND启动时候，才8K而已，S3C2440的才4K，我们要在这8K的RAM既放存数据还要放代码，那我们写不了几行代码。所以最好的方法就是用Uboot，先把芯片的时钟，SDRAM都初始化好，那我们就可以用SDRAM来调试代码，一般都有64M的SDRAM，对我们来完全足够用了。这里我只在开发上烧写了Uboot，内核跟文件系统都没有烧，因为如果Uboot引导了Linux内核后，Linux内核接到CPU的控制权，Debug会被关掉，我们就无法再使用Jlink对开发进行调试。你可以进去Uboot上用nand erase来把内核擦掉，不然你每次要调试的时候要注意不要让Uboot引导内核。
2、用MDK建立工程：新建工程大家都会，我这里只说要点。选择器件的话，选择我们对应ARM开发板上芯片，注意如果是MDK5.0以上，默认是没有安装有ARM7/ARM9有器件库的，我有发帖子共享给大家，如果用是用MDK5.0以上的同学翻翻帖子去下载。

点确定后，然后是打开工程设置

其中IROM就是代码区的地址，前面说了我们没法用NAND，只能通过SDRAM来调试。我的S3C2416的开发是64M的DDR，地址就是从0X30000000开始到0x34000000,这里我一半用做ROM，从0x32000000开始，另一半用做RAM。

Debug设置，一样我们设置成J-Link。点OK就可以完成工程的建立。
3、点亮LED灯：用过STM32的同学都知道，新工程后，要增加启动代码，然后才是C代码来写Main函数。这里我们没有启动代码，也不知道怎么找到Main函数。没关系，我们自己来写个最简单的启动代码，让它来转到我们的C代码。新建一个startup.s的汇编代码文件，然后加入到工程上来，代码如下

IMPORT Main ;//c语言入口函数

RESERVE8 ;//字节对齐
    CODE32 ;//ARM代码
    AREA RESET,CODE,READONLY ;//reset名，代码段，只读
    ENTRY ;//程序入口
    bl Main
   END
IMPORT Main这里就引入我们C文件里的Main函数，ENTRY 表示的这里代码的开始，编译器就从这里开发编译代码。 bl Main这里就是跳转到我们的Main函数。END就是说这里代码的结尾。相关的汇编指令大家可以去找《DUI0204HC_rvct_assembler_guide 》这本书，里面就讲到MDK所有的汇编指令。这里我们就写出来最简单的启动代码。接着就是写我们的C代码了，增加Main.c文件到工程中，我的代码如下：

#define GPBCON *(volatile unsigned int*)0x56000010
#define GPBDAT *(volatile unsigned int*)0x56000014
#define GPBUDP *(volatile unsigned int*)0x56000018
int Main(void)
{
unsigned int i;
GPBCON = 1 << 2;//设置PB1为输出
GPBUDP = 2 << 2;//设置PB1为上拉
GPBDAT &= ~(1 << 1);//置PB1的输出为0
while(1)
{
}
}
点亮LED的原理大家都知道，就不用我再说了，我的开发的LED的控制脚对应的是PB1，这里我就要对GPIOB第一个引脚进去配置。代码的开头我定义了GPIOB口相关的寄存器。具体的自然也就是翻对应ARM的参考手册，下面是S3C2416手册相关GPIOB的寄存器

这里就以GPBCON的寄存器来说，折腾寄存器的同学一看明白怎么做了。GPBCON是来控制GPIO的输入还是输出的，我们这里把GPB1设置成输出，然后设置GPBDAT寄存器让GPB1输出低电平，LED就会被点亮。
接下就是编译，代码没写错就会编译成功，点调试之前要注意开发不要进去Linux，如果你没有擦除内核，就要让开发板进入Uboot，如下：

点调试，弹出下面对话框，提示Jlink不支持S3C2416，没关系，点Yes

然后我们选一个最接近S3C2416的S3C2410A。如果是用S3C2440的话应该就不会有这个问题。

然后点OK进去调试。进去调试后注意不要点运行。因为这时候的PC指针地址是0x0，而我们的代码并不是在0x0，而是在0x32000000。我们手工修改PC指针为0x32000000

然后我们单步执行，可以看代码跑起来了，代码执行于While(1)的时候，就可以看到LED灯亮起来了。