如何去完成4412开发板上LED流水灯闪烁的实验

开发板

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：

图1

3.1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

表1

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
表2

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。

3.2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;

}

void delay_ms(unsigned int num)

{

int i,j;

for(i=num; i>0;i--)

for(j=1000;j>0;j--)

;

}

main.c

#include "exynos_4412.h"

#include "led.h"

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;

}

exynos_4412.h

#ifndef __EXYNOS_4412_H_

#define _EXYNOS_4412_H_

// Exynos-4412 Controller

struct exynos4412_gpx1 {

unsigned int CON;

unsigned int DAT;

unsigned int PUD;

unsigned int DRV;

};

#define GPX1_ADDR ((volatile struct exynos4412_gpx1 *)0x11000C20)

#define GPX1 (*GPX1_ADDR)

//方式一

struct exynos4412_gpx2 {

unsigned int CON;

unsigned int DAT;

unsigned int PUD;

unsigned int DRV;

};

#define GPX2_ADDR ((volatile struct exynos4412_gpx2 *)0x11000C40)

#define GPX2 (*GPX2_ADDR)

//方式二

typedef struct {

unsigned int CON;

unsigned int DAT;

unsigned int PUD;

unsigned int DRV;

}gpx2;

#define GPX2 (* (volatile gpx2 *)0x11000C40 )

struct exynos4412_gpf3 {

unsigned int CON;

unsigned int DAT;

unsigned int PUD;

unsigned int DRV;

};

#define GPF3_ADDR ((volatile struct exynos4412_gpf3 *)0x114001E0)

#define GPF3 (*GPF3_ADDR)

#endif

led.h

#ifndef __LED_H_

#define _LED_H_

void led_init(void);

void led_on(int n);

void led_off(int n);

void delay_ms(unsigned int num) ;

#endif

Start.S

.arm

.globl _start

_start:

B reset

NOP

reset:

LDR SP, =stack_top

BL main

__die:

B __die

/** void __delay(void)*/

.global __delay

__delay:

PUSH {R2, LR}

MOV R2, #0x20000000

loop1:

SUBS R2, R2, #0x1

BNE loop1

POP {R2, LR}

MOV PC, LR

.data

.space 8192

stack_top:

.end

Makefile

TARGET := my_a9

all: $(TARGET)

CROSS_COMPILE := /opt/gcc-4.6.4/bin/arm-none-linux-gnueabi-

CC := $(CROSS_COMPILE)gcc

CFLAGS += -march=armv7-a -mtune=cortex-a9

ASFLAGS += -march=armv7-a -mtune=cortex-a9

LDFALGS += -march=armv7-a -mtune=cortex-a9

OBJS := $(patsubst %.c, %.o, $(wildcard *.c))

OBJS += $(patsubst %.S, %.o, $(wildcard *.S))

$(TARGET): $(OBJS)

$(CC) -o $@ $^ -Tmap.lds -nostdlib $(LDFALGS)

$(CROSS_COMPILE)objdump -d $@ > $@.s

$(CROSS_COMPILE)objcopy -O binary $@ $@.bin

%.o: %.S

$(CC) -c $^ -nostdinc $(CFLAGS)

%.o: %.c

$(CC) -c $^ -nostdinc $(ASFLAGS)

install: $(TARGET)

#cp $(TARGET).bin /tftpboot

clean:

rm -f $(TARGET)

rm -f $(OBJS)

rm -f $(TARGET).s

rm -f $(TARGET).bin

将生成的A9.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。

原作者：Bruceoxl

王帅 · 2022-5-1 11:42:20

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