ARM学习笔记

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在ARM程序的开发中，需要大量读写硬件寄存器，尽量缩短程序的执行时间，因此部分初始化代码一般使用汇编语言来编写，比如ARM的启动代码，ARM的操作系统的移植代码等，除此之外，绝大多数代码可以使用C语言来完成。
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6 Y* q/ S5 b/ IC语言使用的是标准的C语言，ARM的开发环境实际上就是嵌入了一个C语言的集成开发环境，只不过这个开发环境和ARM的硬件紧密相关。

ARM使用C语言编程基本规则

: }/ @- \2 S- p' }* T! f4 ~在应用系统的程序设计中，若所有的编程任务均由汇编语言来完成，其工作量巨大，并且不易移植。由于ARM的程序执行速度较高，存储器的存储速度和存储量也很高，因此，C语言的特点充分发挥，使得应用程序的开发时间大为缩短，代码的移植十分方便，程序的重复使用率提高，程序架构清晰易懂，管理较为容易等等。因此，C语言的在ARM编程中具有重要地位。

在ARM程序的开发中，需要大量读写硬件寄存器，尽量缩短程序的执行时间，因此部分初始化代码一般使用汇编语言来编写，比如ARM的启动代码，ARM的操作系统的移植代码等，除此之外，绝大多数代码可以使用C语言来完成。
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$ O7 Q& G0 Z/ s: FC语言使用的是标准的C语言，ARM的开发环境实际上就是嵌入了一个C语言的集成开发环境，只不过这个开发环境和ARM的硬件紧密相关。

在使用C语言时，有时要用到和汇编语言的混合编程。当汇编代码较为简洁，则可使用直接内嵌汇编的方法，否则，将汇编程序以文件的形式加入项目当中，通过ATPCS（ARM/Thumb Procedure Call Standard）的规定与C程序相互调用与访问。
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ATPCS，就是ARM、Thumb的过程调用标准，它规定了一些子程序间调用的基本规则。如寄存器的使用规则，堆栈的使用规则，参数的传递规则等。

在C程序和ARM的汇编程序之间相互调用必须遵守ATPCS。而使用ADS的C语言编译器编译的C语言子程序满足用户指定的ATPCS的规则。但是，对于汇编语言来说，完全要依赖用户保证各个子程序遵循ATPCS的规则。具体来说，汇编语言的子程序应满足下面3个条件：

.  在子程序编写时，必须遵守相应的ATPCS规则；
  Z6 G1 j4 W; T/ ~( N5 n! q
; g/ Z1 ~& b+ E2 p) X: J.  堆栈的使用要遵守相应的ATPCS规则；

4 T* g( m" u$ a6 `: @9 p7 y# B1 J5 R.  在汇编编译器中使用-atpcs选项。
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% b& V4 f2 R+ g2 u& z基本的ATPCS规定，详情请见相关PDF文档,简单说明就是:

1. 汇编程序调用C程序

.  汇编程序的设置要遵循ATPCS规则，保证程序调用时参数正确传递。

.  在汇编程序中使用IMPORT伪指令声明将要调用的C程序函数。

0 {5 b+ v. i. c2 D.  在调用C程序时，要正确设置入口参数，然后使用BL调用。
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2. C程序调用汇编程序
0 g+ v0 A4 d, H% i: h5 }  j& ~3 A
! R- H6 n" c% o2 [" [.  汇编程序的设置要遵循ATPCS规则，保证程序调用时参数正确传递。
- f( [) x; C8 U1 B; T5 R" j
.  在汇编程序中使用EXPORT伪指令声明本子程序，使其他程序可以调用此子程序。
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1 w$ M9 K  ^+ ~' C; ^" h* M, H.  在C语言中使用extern关键字声明外部函数（声明要调用的汇编子程序）。
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; ]" x4 h% Y( g3 D: C7 }( h在C语言的环境内开发应用程序，一般需要一个汇编的启动程序，从汇编的启动程序，跳到C语言下的主程序，然后，执行C程序，在C环境下读写硬件的寄存器，一般是通过宏调用，在每个项目文件的Startup2410/INC目录下都有一个2410addr.h的头文件，那里面定义了所有关于2410的硬件寄存器的宏，对宏读写，就能操作2410的硬件,具体的编程规则同标准C语言。

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ARM Cortex™ 微控制器软件接口标准(CMSIS：CortexMicrocontroller Software InteRFace Standard) 是 Cortex-M 处理器系列的与供应商无关的硬件抽象层。
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; [( V0 B6 V: H- {/ J5 R  j

5 M$ \% E  \( G# d基于CMSIS标准的软件架构主要分为以下4层：用户应用层、操作系统及
0 c; }3 p. `+ i1 o' |" B
中间件接口层、CMSIS层、硬件寄存器层。其中CMSIS层起着承上启下的作用：一方面该层
# P) [" U1 M/ h: |  Q/ y
, ~5 @) w; E' V7 j6 Q( F对硬件寄存器层进行统一实现，屏蔽了不同厂商对Cortex‐M系列微处理器核内外设寄存器
# v) I) i$ X3 h" E. ^/ Z0 W
( Q+ Z/ c1 @9 A" A) X, O的不同定义；另一方面又向上层的操作系统及中间件接口层和应用层提供接口，简化了应用

  M0 D3 p. H; M( J3 h+ I2 I0 ^程序开发难度，使开发人员能够在完全透明的情况下进行应用程序开发。也正是如此，CMSIS

* C! }. `; L5 Q7 Y2 g9 f层的实现相对复杂。

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  C- V" K0 I. L* n2 o6 u& U* \: wstm32f10x.h：CMSIS 的
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4 S5 X8 ], t; u- @: g4 T7 rCortex‐M3 STM32f10xxx微

3 Q5 v7 k6 [  u2 ~. V控制器外设访问层头文件

system_stm32f10x.h ：
, E. A5 F: T: d1 X
CMSIS 的 Cortex‐M3
& m% G; K; A# X
STM32f10xxx 微控制器外

2 |& V6 X7 g7 k设访问层头文件
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; C! _3 b5 v3 J" ^' fsystem_stm32f10x.c ：
5 U3 \. c2 e) X0 s8 _# P
CMSIS 的 Cortex‐M3

STM32f10xxx 微控制器外
: _; E0 q; d( L+ ^# p1 M
* o5 ]+ @# u5 S; t/ T6 b# a* P设访问层源文件
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( U: l/ t5 h4 A& E& o
; B0 }6 ]2 b  @+ t0 {- A7 @
首先新建一个项目并设置工具链对应的启动文件，可以使用标准外设库中提供的模板，也可

以自己根据自己的需求新建。标准外设库中已经提供了不同工具链对应的文件，位于

" |: r2 d9 ~, r! l. ^& _STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.4.0\Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x\startup

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- a/ ?" E% _: u  @9 a0 f+ l目录下。

$ k* {9 n6 j- o2 r) @. D其次按照使用产品的具体型号选择具体的启动文件，加入工程。文件主要按照使用产品的容
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! [3 r, \) i% c! ~) V" g量进行区分，根据产品容量进行选择即可。
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stm32f4xx_it.h外设中断函数文件 用户可以相应的加入自己的中断程序的代码，对于指向同一个中断向量的多个不同中断请求，用户可以通过判断外设的中断标志位来确定准确的中断源，执行相应的中断服务函数
│  system_stm32f4xx.c  文件  函数Sysem_ExtMEMCtl，用来配置外部存储器控制器。它位于文件startup_stm32f10x_xx.s /.c，在跳转到main前调用 SystemFrequncy，该值代表系统时钟频率

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) z; p+ Y6 p) Z

  x8 O  l& z- L$ F. ]Libraries\STM32F10x_StdPeriph_Driver\下的内容很好理解就是stm32的各个

8 `' T2 i" R# w2 ]. G外设模块驱动代码。
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1 o% J* B  e+ B" E3 I misc.h和misc.c是和CM3内核有关的NVIC和SysTick的驱动代码。
5 q" b$ y$ v6 J7 v6 {
Libraries\CMSIS下是什么呢？cmsis英文全称:CortexMicrocontroller

Software Interface Standard，是Cortex系列处理器硬件抽象层，可以理解为cortex

内核的软件接口。

core_cm3.c, core_cm3.h

它们的目录名为CoreSupport，说明这两个文件是CM3内核支撑文件，其他使

用CM3内核的芯片也可以用，不一定是stm32。这两个文件用来获取设置CM3内
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核，配置一些内核寄存器。
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& O9 z) V9 k9 v' Fstm32f10x.h, system_stm32f10x.c,system_stm32f10x.h和
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startup_stm32f10x_hd.s在DeviceSupport目录下，说明这几个文件是和具体的芯
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片有关的，也就是stm32芯片的支撑文件。其中stm32f10x.h是标准外设库的入口，

$ a/ c$ H# P% A' y. o# m& M使用标准外设库的代码中必须包含该头文件。system_stm32f10x.c,

system_stm32f10x.h这两个文件提供函数用来初始化stm32芯片，配置PLL、系
( C+ i8 R. g2 }
统时钟和内置flash接口。startup_stm32f10x_hd.s是大容量型stm32芯片的启动
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文件
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( M/ F; P/ |1 _; mstm32f10x_it.c，stm32f10x_it.h是中断服务程序文件。stm32f10x_conf.h是标

准外设库的配置文件，对于工程中不需要的外设，可以注释掉里面的包含的头文件。
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" Q2 L' q1 N% ]* D; A这里我建议先仅留下stm32f10x_gpio.h，stm32f10x_rcc.h，misc.h，用到什么再打

3 k2 W* N( Z/ O/ H6 `7 g7 b! Y开什么，这样编译起来快一点，当然也可都留着。
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) p! t" J7 `$ R- }$ H
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汇编程序调用C程