嵌入式系统实验 ● 交叉开发实验

● 仿真开发实验

交叉开发环境是指实现、编译、链接、调试应用程序代码的环境与运行应用程序代码的环境不同，分散在不同设备上。

提供实现、编译、链接、调试应用程序代码的环境的设备称为宿主机；

运行应用程序代码的设备称为目标机。

本实验中宿主机和目标机的硬件连接

编写程序使用的语言是 SIC33 C 语言和汇编语言。

编程语言

● C 语言

● 汇编语言

符合标准 C 语言的所有规范，相应的源程序必须按照 ANSI C 编写。

在 C 源程序中可嵌入汇编语句。

汇编语言语法见教材

本实验采用 Monitor 方式调试， PC 机的 COM1 口连 Monitor 调试器。

硬件连接

 

实验板外形

长度 L=18.6cm , 宽度 W=16cm

J2 ： 5V 电源接口

POW_PSW ：电源开关，控制整个实验板的电源

S1 ， S2 ： 8 位双列开关

U1 ： CUP 芯片 (S1C33209)

U2 ： FLASH 芯片 (E28F320J3A)

U4,U5 ： SRAM 芯片 W24L011AJ

JP1 ： MON 接口

BYTE_MODE ： FLASH 的模式设置

弹上 :x8 模式 ; 按下 :x16 模式

RP_SEL ： FLASH 复位节电控制

弹上 : 节电模式 ; 按下 : 工作模式

实验板的重要部分说明

Monitor 接口调试步骤1 ．在断电情况下，将微机 COM1 口与 Monitor 接口中间件串行接口相连，再将 Monitor 接口中间件上 Monitor 接口与实验板 Monitor 接口（ JP1 ）相连，同时将实验板上 BYTE ＿ MODE 以及 RP ＿ SEL 两开关均按下；

2 ． Monitor 接口中间件上的 debug 按扭开关为“ ON” ；

3 ．将实验板上 S1 手拨开关中第 7 位拨到 ON ，使CPU 工作使能；

4 ．给实验板供电，打开宿主机上的调试工具 wb33就可下载程序，进行调试。

宿主机配置

宿主机为一台装有 windows 操作系统和 wb33 工具包的 PC机，内含 S1C33 C 编译器 gc33 和调试器 db33 。

调试程序包括以下几步：

1 ．编辑源程序，可用 wb33 提供的编辑工具， 也可用其他的编辑工具；

2 ．当源程序编写完后，就可对源程序编译、连接等处理，在此过程还要编写相应的 make 文件，参数文件等；

3 ．当编译成功后，将生成后缀名为 srf 的可调试的程序，此程序就可下载到目标板上进行调试。

下面通过一个例子来介绍整个程序的调试过程。

本程序只是一个简单的 ram 测试程序，它的功能就是循环打亮指示灯。

在实验板上，有 4 个指示灯，分别对应 S2 （ 8 路开关）的前 4 个开关。可以通过提高 RXD, TXD 电压来打通三极管的基极，从而使连接在发射极的指示灯点亮。

程序只需要向控制这些信号的端口写为高电平，就可点亮指示灯。

本程序的任务是循环点亮第 1 、 2 个指示灯，因此需要保持试验板上的对应两个开关打开。

源程序有两部分： boot.s, main.c 。

boot.s 主要作系统一些初始化，如设置堆栈和全局指针。

main.c 主要向端口写高电平。

要点亮指示灯的两个信号： P00 ,P01 。

相关的寄存器如下：

● 功能选择寄存器

（ 0x402d0 内容形式 D[0..7] ） :

D[0]=0 选择的是 P00

D[1] ＝ 0 选择的是 P01

● I/O 控制寄存器（ 0x402d2 内容形式 D[0..7] ） : D[0]=0 P00 为输入 D[0]=1 P00 为输出 D[1]=0 P01 为输入 D[1]=1 P01 为输出

● I/O 数据寄存器（ 0x402d1 内容形式 D[0..7] ） : D[0]=0 P00 为低电平 D[0]=1 P00 为高电平 D[1]=0 P01 为低电平 D[1]=1 P01 为高电平

boot.s 程序如下：

#define SP_INI 0x0800 ; sp is in end of 2KB internal RAM

#define GP_INI 0x0000 ; global pointer %r8 is 0x0

.code

.global BOOT ; BOOT VECTOR

BOOT:

xld.w %r8,SP_INI

ld.w %sp,%r8 ; set SP

ld.w %r8,GP_INI ; set global pointer

xcall main ; goto main

xjp BOOT ; infinity loop

main()

{int i;

*(volatile char *)(0x402D0)=0xf0;

*(volatile char *)(0x402D2)=0xFF;

*(volatile char *)(0x402D1)=0x00;

for(;;)

{for (i=0;i<500000;i++)

*(volatile char *)(0x402D1)=0x01;

for (i=0;i<500000;i++)

*(volatile char *)(0x402D1)=0x02;

}

}

main.c 程序如下：

写好了 boot.s 和 main.c 源代码之后，就可以使用wb33 工具了：双击 wb33 图标启动 wb33 工具，打开 work bench ，并在左边的目录中找到源代码所在的文件夹，打开它，选中“所有类型文件”的小圆点，就可以看到 main.c 和 boot.s 文件。

点击正下方的 make edit 按键，出现如左图的界面，通过它来产生make 文件。 Make 文件的后缀名为 mak ，文件名可以用户自己设置，系统的默认文件名是 test ，若要改变，可在左上方的 Make file name 的输入框中，将 test 改为别的名字。在这个例子中，我们保留了系统默认的 test 文件名。单击左上方的 New Make file 按键就可以生成 test.mak 。生成 test.mak 的同时，还会生成 test.cm 和 test.cmx 文件。分别选中左下方 Add files 框中的文件，通过点击下面的 Add to Make file 将它们逐一加入右边的内容框中。完成之后就如右图。

这时可以关闭make file edit 界面，回到刚才的 work bench 。可以看到 work bench 左下的框中多出了三个文件： test.mak 、 test.cm 和test.cmx 文件。其中的 test.cm 很重要， 并且在本试验中需要修改。通过选中左下框中的 test.cm 文件，并单击下面的 edit 按键，可以打开 test.cm 文件进行查看和编辑。系统生成的 test.cm 文件如下：

;Map set

;-code 0x0080000 ; set relative code section start address

;-data 0x0081000 ; set relative data section start address

;-bss 0x0000000 ; set relative bss section start address

……

;Library path

-l E:\C33\lib

检查 lib 路径和执行路径是否正确，如与实际情况不符需要改正。

在本例中将程序代码绝对定位到芯片的内部 ram 里，起始地址为： 0x0000000 。所以将本文件的第二行改为

-code 0x0000000

在此文件里也可将程序定位在外部的存 储器里。比如后面的两个试验任务就需要把程序代码绝对定位到芯片外部的 flash 里，起始地址为： 0x0800000 。即将本文件的第二行改为

-code 0x0800000

修改完毕后，保存 test.cm 文件。

在左边的文件框中选中 test.mak 文件，单击右边的 make 按键，就可以产生目标文件 test.srf ，并产生一系列的相关文件： boot.ms, main.ms ， boot.o ， main.o ， test.map ， boot.ms 。

main.ms 是 boot.s 和 main.c 的汇编语言， boot.o 和 main.o 是可重定位程序 , test.srf 是绝对定位程序， test.map 表示程序的内存映射情况。错误信息保存在 wb33.err 文件中，

单击右下角的 par gen 按键，弹出 parameter file generater 窗口，设置好参数就可以单击上方的 creat par file 按键生成参数配置文件 33104_1.par 。

在本例中不需对 parameter file generater的默认参数作出改变。但在后面两个实验任务中，需要激活相应存储区，即在地址 800000 对应的 enable 选项前打勾 。

关闭 parameter file generater窗口，回到 work bench 界面。单击上面的 open option windowns ，弹出 gcc －lk options 窗口和 other options窗口。在 other options 窗口中选择调试方式为 monitor ，并保持这两个窗口打开。

当上面的工作基本作完后，就可以用 MON 调试了。打开目标板的电源，在 wb33 主窗口中选择 33104_1.par ，然后点击 DB33 按钮。立即在主机窗口中弹出 db33 的窗口，在此 db33 窗口中的命令窗口中显示正常连接的信息。

因为在前面将程序的初始位置定位在 0x0000000处，所以要想执行这段程序，还必须将 PC 指针指向 0x00000000 。

可以用命令 rs 来改变 PC 指针， rs 命令是用来修改一些寄存器内容的，也包括 PC 寄存器。在 command 框中输入 rs 命令后回车，就会显示当前 pc 指针的内容，输入要修改的值，本例是 0 ，回车，再输入 q ，则可退出 rs 命令。

调试过程包括可以单步执行，连续执行，也可设置断点，查看符号变量，查看相应的内存空间等。

如果让程序连续执行，就可以看到目标系统上的两个指示灯交替闪烁。（这里注意实验板上的 SW_LED 的 1,2 开关应拨向 ON 。）

实验一 向内存区写一个菲波拉系列

实验要求

向内存区 0x800100 位置开始，写一个菲波拉系列。此系列的关系式如下：

A0=1; A1=1 AN=A(N-1)+A(N-2) (N=2,3, … … )

在内存区存储的形式为：

0x800100 0001

0x800102 0001

0x800104 0002

0x800106 0003

……………………..

任务中 N=16

实验目的

通过此任务，使实验者达到如下目的： 了解整个小型应用程序的开发过程，熟悉 EPSON提供的开发工具 WB33, DB33 。了解编辑、编译、连接、下载调试的整个过程。针对此任务，使实验者熟悉 DB33 中有关对内存操作的命令如： dw ， dh ， db 。

实验二 编写一个键盘中断应用程序 实验要求

编写一个键盘中断应用程序，当按下某个键时，使一些指示灯循环点亮。此键盘对应的信号是 NMI, NMI 对应的中断向量号是 7 ；要点亮指示灯的两个信号。

实验目的

通过此实验任务，使实验者达到如下目的：

了解整个中断机制。从中断服务程序的编写，中断服务程序的挂接及如何响应中断深入了解中断思想。

了解如何利用处理器的端口资源，如何对处理器提供的相关端口进行控制达到用户的要求。使实验者对处理器内部结构有一些认识。

task2.cmd 文件如下：

eb 4812d

59

q

ew 48134

800000

q

lf int_test.srf

rsth

在演示过程中，可把一些 db33 提供的指令编成后缀为 cmd 文件，作批处理执行。在下载的过程中可在DB33 选项中选中 db33*.cmd file. 如下页图的选项框中蓝色部分。一 旦下载就可一次执行 cmd 文件中所有的命令。

谢谢观赏

2003 年 12 月 20 日