本文是在Keil嵌入式开发环境下完成一个基于STM32汇编程序的编写,学习在没有硬件条件下进行仿真调试,观察ARM寄存器的变化状况,记录过程生成的 hex文件各段的大小,了解Hex文件格式及其前8个字节内容含义。
一、新建工程
双击打开 Keil uVision5 软件
点击菜单栏的Project -> New uVision Project 新建一个项目
自定义项目路径和项目名,点击回车,项目建立成功,弹出以下界面
二、配置环境
1.选择设备
设置工程的目标环境,本文基于STM32F103ZET6,因此在弹出选择窗口选出对应的芯片,点击OK即可。
2.选择运行环境
ARM的CMSIS已经把开发所需要的软件组件都封装好了,因此直接选择即可:
1.CMSIS下选择CORE; 2.Device下Startup,其中包含了启动文件; 具体操作如下图: 然后点击OK,这样运行环境就配置好了。
三、添加源文件
1.新建文件
单击 Source Group 1后,选择Add New Item to Group ‘Source Group 1’ 因为是创建汇编文件,所以选择 Asm File (.s) 添加汇编文件 输入文件名,点击 Add 新建成功
2.添加源代码
添加的源代码如下:
AREA MYDATA, DATA
AREA MYCODE, CODE
ENTRY
EXPORT __main
__main
MOV R0, #10
MOV R1, #11
MOV R2, #12
MOV R3, #13
;LDR R0, =func01
BL func01
;LDR R1, =func02
BL func02
BL func03
LDR LR, =func01
LDR PC, =func03
B .
func01
MOV R5, #05
BX LR
func02
MOV R6, #06
BX LR
func03
MOV R7, #07
MOV R8, #08
BX LR
四、编译运行文件
1.仿真器设置
依次点击Project ->Options for Target ‘Target1’ 在弹出的窗口中点击Output,勾选Create HEX File ,这样才能生成Hex文件
然后点击 Debug ,勾选 Use Simulator ,这样才能进行后面的虚拟调试,后点击OK保存即可
2.文件编译
点击Rebuild对文件进行编译 程序并无报错,编译成功
3.程序调试
点击右上方的调试图标进入调试阶段 接着点击Step 进行单步执行调试 在这里我们会发现程序一直循环,不能正常的进行调试,查阅相关错误可发现是我们在Debug中Diolog未进行设置
详情可参考 https://blog.csdn.net/beready/article/details/24668529
再次进入仿真器设置界面,对Debug界面的Dialog DLL 和Parameter 进行参数设置 修改Dialogue DLL中参数为 DARMSTM.DLL,Parameter 中参数为 -pSTM32F103ZE(因为本次实验用的STM32F103ZET6芯片),修改后如下页图所示:
4.调试结果
再次调试运行,发现结果符合预期,寄存器R5、R6、R7、R8的值和程序设置一致,具体结果如图所示:
五.HEX文件的分析
打开实验所生成的hex文件可以看出,是一串十六进制字符
1.扩展线性地址记录
扩展线性地址记录(即hex 文件的第一排)也叫作 32 位地址记录或 HEX386 记录
这些记录包含数据地址的高 16 位
扩展线性地址记录总是有两个数据字节 如图,其中第一行数据为020000040800F2,可以看做是0x02 0x00 0x00 0x04 0x08 0x00 0xF2,其前四个字节和最后一个字节有特殊含义,中间为数据.
第一个0x02表示该行数据中有两个数据 第二个,第三个0x00 0x00表示本行数据的起始地址位 第四个字节有0x00 0x01 0x02 0x03 0x04 0x05,分别有以下含义:
‘00’ Data Rrecord:用来记录数据,HEX文件的大部分记录都是数据记录
‘01’ 文件结束记录:用来标识文件结束,放在文件的最后,标识HEX文件的结尾
‘02’ 扩展段地址记录:用来标识扩展段地址的记录
‘03’ 开始段地址记录:开始段地址记录
‘04’ 扩展线性地址记录:用来标识扩展线性地址的记录
‘05’ 开始线性地址记录:开始线性地址记录
最后一个字节0xf8为校验和。校验和= 0x100-累加和。在nodepad++中,如果该校验和不是绿色,则表示该校验和是错的。
2.数据部分
Intel HEX 由任意数量的十六进制记录组成。每个记录包含5个域,它们按以下格式排列:
每一组字母对应一个不同的域,每一个字母对应一个十六进制编码的数字。每一个域由至少两个十六进制编码数 字组成,它们构成一个字节 ,就像以下描述的那样:
:(冒号):每个Intel HEX记录都由冒号开头 ; LL 是数据度域, 它代表记录当中数据字节 (dd) 的数量 ; aaaa 是地址域, 它代表记录当中数据的起始地址; TT是代表HEX 记录类型的域 , 它可能是以下数据当中的一 个: 00 – 数据记录(Data Record) 01 – 文件结束记录(End of FileRecord) 02 – 扩展段地址记录(ExtendedSegment Address Record) 03 – 开始段地址记录(Start Segment Address Record) 04 – 扩展线性地址记录(Extended Linear Address Record) 05 – 开始线性地址记录(Extended Segment Address Record) dd 是数据域 , 它代表一个字节的数据.,一个记录可以有许多数据字节,记录当中数据字节的数量必须和数据长度域(ll) 中指定的数字相符; cc 是校验和域 , 它表示这个记录的校验和。校验和的计算是通过将记录当中所有十六进制编码数字对的值相加, 以256 为模进行以下补足。
通常表示为::[1字节长度][2字节地址][1字节记录类型][n字节数据段][1字节校验和]
3.文件结束
如图可知,该hex文件末尾数据为00000001FF,是一个文件结束的标志
00:记录的长度为 0 0000:LOAD OFFSET为0000 01:TYPE = 01 FF:校验和为FF
六、实验小结
通过实验可以发现在Keil环境下创建STM32汇编语言工程还是相对简单的,虽然在软件调试的过程中遇到了一些问题,但通过查阅相关资料、询问同学还是得以解决,最终完成本实验。
参考文献:
- https://blog.csdn.net/weixin_39752827/article/details/81477686
- https://blog.csdn.net/m0_58414679/article/details/120467462?utm_source=app&app_version=4.15.0&code=app_1562916241&uLinkId=usr1mkqgl919blen
- https://blog.csdn.net/qq_43279579/article/details/111717607
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