Exynos4412 裸机开发—— 流水灯
这里我们使用的开发板是4412,开发板4412上有4个LED灯,我们这里可以利用其来做流水灯实验。下面是4个LED的原理图:
查看原理图,4412开发板的LED由CPX2_7 CPX1_0 GPF3_4 GPF3_5 四个寄存器来控制,观察电路图,我们需要在IO 口输出高电平才能使LED点亮。
一、利用汇编编写程序
以GPX2为例,通过修改GPX2CON、GPX2DAT 的值来控制LED的亮灭
1、GPX2CON
其地址为0x11000C40:
GPX2CON可以控制8个IO口,LED2是由GPX2_7控制的,所以我们只要设置GPX2CON[7]即可
可以看到该4个bit 为0x1 时IO口为输出功能,则我们可以这样设置:
- LDR R0,=0x11000C40
- LDR R1,[R0]
- BIC R1,R1,#0xf0000000
- ORR R1,R1,#0x10000000
- STR R1,[R0]
现将[31:28]位清零再置一,则该端口被设置为输出引脚,而至于输出高电平还是低电平,则由GPX2DAT来控制。
2、 GPX2DAT
其地址为0x110000C44
GPX2DAT低8位有效,每1个bit控制一个端口输出电平的高低,该位置1,则输出高电平,置0,则输出低电平,为点亮LED,我们可以这样设置:
- LDR R0,=0x11000C44
- LDR R1,[R0]
- ORR R1,R1,#0x80
- STR R1,[R0]
第[7]位置1即可,此时LED被点亮;
同样,该位置0,则LED熄灭:
- LDR R1,[R0]
- BIC R1,R1,#0x01
- STR R1,[R0]
下面是一个完整的汇编程序,实现LED灯的闪烁(这里以LED3为例):
- .globl _start
- .arm
- _start:
- LDR R0,=0x11000C20
- LDR R1,[R0]
- BIC R1,R1,#0x0000000f
- ORR R1,R1,#0x00000001
- STR R1,[R0]
- loop:
- LDR R0,=0x11000C24
- LDR R1,[R0]
- ORR R1,R1,#0x01
- STR R1,[R0]
- BL delay
- LDR R1,[R0]
- BIC R1,R1,#0x01
- STR R1,[R0]
- BL delay
- B loop
- delay:
- LDR R2,=0xfffffff
- loop1:
- SUB R2,R2,#0x1
- CMP R2,#0x0
- BNE loop1
- MOV PC,LR
- .end
其实这里我们可以看到,汇编程序的缺点,就是非常繁琐,而且辨识度差,这段代码,我们看其中一段,根本看不出其实现了什么功能,ARM 裸机程序,我们同样可以用C来编写。
二、用C 实现流水灯
ARM裸机开发中最重要的就是寄存器的控制,我们如何配置寄存器呢?这里以GPX2为例,我们在头文件里定义下面这个结构体:
- /* GPX2 */
- typedef struct {
- unsigned int CON;
- unsigned int DAT;
- unsigned int PUD;
- unsigned int DRV;
- }gpx2;
- #define GPX2 (* (volatile gpx2 *)0x11000C40 )
这里将GPX2所用到的寄存器放到一个结构体内,我们看这句
#define GPX2 (* (volatile gpx2 *)0x11000C40 )
该宏定义是什么意思呢?将0x11000C40 强转成 gpx2 * 类型的地址,并取出该地址里面的值。 则我们可以直接向GPX2.CON里写入数据,便可控制该寄存器
- GPX2.CON = GPX2.CON & (~(0xf0000000)) | (0x10000000)
等价于
- LDR R0,=0x11000C40
- LDR R1,[R0]
- BIC R1,R1,#0xf0000000
- ORR R1,R1,#0x10000000
- STR R1,[R0]
可以看出大大加快了我们的开发效率。
下面是开发实例:
led.c
- #include "exynos_4412.h"
- #include "led.h"
- void led_init(void)
- {
- GPX2.CON = GPX2.CON & (~(0xf0000000)) | 0x10000000;
- GPX1.CON = GPX1.CON & (~(0x0000000f)) | 0x00000001;
- GPF3.CON = GPF3.CON & (~(0x000f0000)) | 0x00010000;
- GPF3.CON = GPF3.CON & (~(0x00f00000)) | 0x00100000;
- }
- void led_on(int n)
- {
- switch(n)
- {
- case 0:
- GPX2.DAT = GPX2.DAT|0x80;
- break;
- case 1:
- GPX1.DAT = GPX1.DAT|0x01;
- break;
- case 2:
- GPF3.DAT = GPF3.DAT|0x10;
- break;
- case 3:
- GPF3.DAT = GPF3.DAT|0x20;
- break;
- }
- }
- void led_off(int n)
- {
- switch(n)
- {
- case 0:
- GPX2.DAT = GPX2.DAT&(~(0x80));
- break;
- case 1:
- GPX1.DAT = GPX1.DAT&(~(0x01));
- break;
- case 2:
- GPF3.DAT = GPF3.DAT&(~(0x10));
- break;
- case 3:
- GPF3.DAT = GPF3.DAT&(~(0x20));
- break;
- }
- }
main.c
- #include "exynos_4412.h"
- #include "led.h"
- void delay_ms(unsigned int num)
- {
- int i,j;
- for(i=num; i>0;i--)
- for(j=1000;j>0;j--)
- ;
- }
- int main (void)
- {
- int i = 0;
- led_init ();
- while (1) {
- led_on(i%4);
- led_off((i-1+4)%4);
- i++;
- delay_ms(500);
- }
- return 0;
- }
同时注意的是,这里我们使用的makefile:
- #=============================================================================#
- CROSS_COMPILE = arm-none-eabi-
- NAME =pwm
- #CFLAGS += -g -O0 -mabi=apcs-gnu -mfpu=neon -mfloat-abi=softfp -fno-builtin \
- # -nostdinc -I ./include -I ./lib
- CFLAGS=-mfloat-abi=softfp -mfpu=vfpv3 -mabi=apcs-gnu -fno-builtin -fno-builtin-function -g -O0 -c -I ./include -I ./lib
- LD = $(CROSS_COMPILE)ld
- CC = $(CROSS_COMPILE)gcc
- OBJCOPY = $(CROSS_COMPILE)objcopy
- OBJDUMP = $(CROSS_COMPILE)objdump
- OBJS=./cpu/start.o ./driver/uart.o ./driver/_modsi3.o ./driver/_divsi3.o \
- ./driver/_udivsi3.o ./driver/_umodsi3.o main.o ./lib/printf.o
- #=============================================================================#
- all:clean $(OBJS)
- $(LD) $(OBJS) -T map.lds -o $(NAME).elf
- $(OBJCOPY) -O binary $(NAME).elf $(NAME).bin
- $(OBJDUMP) -D $(NAME).elf > $(NAME).dis
- %.o: %.S
- $(CC) $(CFLAGS) -c -o $@ $<
- %.o: %.s
- $(CC) $(CFLAGS) -c -o $@ $<
- %.o: %.c
- $(CC) $(CFLAGS) -c -o $@ $<
- clean:
- rm -rf $(OBJS) *.elf *.bin *.dis *.o
- #============================================================================#
将生成的led.bin 文件烧入开发板 0x40008000处,使用命令 go 0x40008000,则可看到开发板上的LED闪烁了。
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