本文主要叙述如何搭建并配置Keil嵌入式开发环境,并在此基础上完成基于STM32汇编程序的编写,以及对hex文件的简单分析。
一、环境搭建
1、MDK是什么
MDK 源自德国的 KEIL 公司,是 RealView MDK 的简称,在全球 MDK 已经有超过 10 万的嵌入式开发工程师使用。Keil MDK 是基于 Arm 的微控制器最全面的软件开发解决方案,包括创建、构建和调试嵌入式应用程序所需的所有组件。
2、软件下载
首先需要下载安装 MDK5 软件和 STM32 包,STM32包中附带配置MDK所需要的芯片支持包。 下面提供两种选择:
(1)官网下载
官网下载比较慢,可以使用 Edge 的多线程下载功能来提高下载速度,打开方式如下: 首先在edge的地址栏输入 edge://flags/ ,然后在搜索框中输入 Parallel downloading ,在其后面的选项中选择 Enabled ,接着重启 Edge 即可
MDK-ARM: 下载地址: https://www.keil.com/download/product/
依次点击 “MDK-Arm”->“MDK537.EXE” ,下载 MDK537.exe 注意下载正确版本,选择 MDK-Arm
芯片支持包: 在上面的操作结束后,在当前页面点击 Device List 进入如下页面,滑动滚轮向下翻页,直到找到 STMicroelectronics ,点进去 选择 STM32F1 Series,点击 STM32F103,选择 STM32F103ZE 点击右下角的 Download,下载芯片支持包
(2)百度网盘下载
网盘链接:https://pan.baidu.com/s/1HnfzWk4CYgGr_rSfuM-Gyw 提取码:plt3 网盘里面的文件和官网上面的一样,我打包在一起的 因为官网上面的是上面提供的MDK软件是试用版本,只能编译32K程序,超过32K程序需要注册,未注册软件编译程序会提示错误信息。学生工程师学习研究用途需要使用MDK,可以使用文件夹内的注册工具生成注册码
3、MDK(Keil)软件安装
(1)双击打开 MDK537.EXE 应用程序文件,点击 Next>>
(2)勾选 I agree… 后,点击 Next>>
(3)选择安装路径,并点击 Next>>
(4)随意输入 Name 和 E-mail,再点击 Next>>
(5)等待安装完成,点击 Finish
(6)浏览器会自动打开网页,弹出以下信息,点击 OK 后,鼠标会变成转圈圈的,因为正在进行在线安装各种 pack 支持包 ,但会安装失败,不用着急,右上角关掉窗口,下面开始手动安装 pack 支持包
4、安装芯片支持包
(1)双击打开 Keil.STM32F1xx_DFP.2.4.0.pack 支持包,出现安装界面后点击 Next>> ,开始安装
(2)需要等待一会
(3)点击 Finish,完成安装
5、注册
(1)点击运行注册器程序
(2)在桌面找到 Keil uVision5 软件图标,点击 鼠标右键 ,以管理员身份运行
(3)点击 File–>Lincense Management–>Single-User Lincense ,找到 CID,复制 CID 中的内容填写到注册器的 CID 空白处,将注册器中 Target 选择为 ARM ,点击 Generate ,得到注册码
(4)将生成的注册码复制粘贴到 Keil 的 New Lincense ID Code 空白处,点击 Add LIC
(5)添加成功后,可以看到如下信息,点击Close就完成注册了
至此MDK5安装完成!
二、STM32汇编程序
1、新建工程
(1)打开 Keil,选择 Project ,点击 New μVision Project…
(2)选择文件保存的路径以及文件的名称,点击 保存
2、选择设备
在弹窗中选择相应的目标环境,此处我选的是 STM32F103ZE
3、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下选择 Startup,其中包含了启动文件
4、添加源文件
(1)右击 Source Group 1 ,点击 Add New Item to Group ‘Source Group 1’…
(2)点击 Asm Files (.s) 添加汇编文件,然后输入文件名 test,并点击 Add
5、编写汇编程序
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
6、设置仿真器
(1)点击 魔法棒 ,点击 Debug,设置仿真器为 Use Simulator 设置下面的 Dialog DLL 项为:DARMSTM.DLL 和 TARMSTM.DLL Parameter 项为:-pSTM32F103ZE
或者通过右键 Target 1,选择 Options for Target ‘Target 1’…,进入设置 (2)在 Output 下勾选 Create Hex File ,这样就可以生成 hex 文件了
7、编译程序
点击 Build 或者 Rebuild 没有报错,编译成功,并且生成了 hex 文件
8、调试
点击 1 处的按钮进入调试,多次点击 2(Step Over),直到调试结束,此时可以看到寄存器 R5,R6,R7,R8 与程序设置一致 若看不到调试结果,可以点击一次 Stop
三、Hex文件分析
1、什么是Hex文件
它是由一行行符合 Intel HEX 文件格式的文本所构成的ASCII 文本文件。每一行包含一 个 HEX 记录 ,由对应机器语言码和/或常量数据的十六进制编码数字组成。Hex文件通常用于传输将被存于ROM 或者EPROM 中的程序和数 据。大多数EPROM 编程器或模拟器使用Intel HEX 文件。Hex文件是可以烧写到单片机中,被单片机执行的一种文件格式,生成Hex文件的方式由很多种,可以通过不同的编译器将C程序或者汇编程序编译生成hex。
2、Hex文件内容分析
(1)从编译的 Output 可看出最终生成的 hex 文件各部分的大小 (2)用记事本打开 hex 文件,发现其是一连串的十六进制数 (3)扩展线性地址记录 hex 文件的第一排字符称之为 扩展线性地址记录,也称为 32位地址记录 或 HEX386记录 。 在第一行数据 020000040800F2 中,其实际表达为0x02 0x00 0x00 0x04 0x08 0x00 0xf2。具体含义为:
第一个字节 0x02表示本行数据的长度; 第二、三字节 0x00 0x00表示本行数据的起始地址; 第四字节 0x04表示数据类型; 0x08 0x00是数据; 最后一个字节 0xf2为校验和,计算方法是01h+NOT(02h+00h+04h+08h+00h)
其中第四字节的数据类型有:0x00、0x01、0x02、0x03、0x04、0x05,分别有以下含义
数据类型 | 作用 |
---|
0x00 | 用来记录数据,HEX文件的大部分记录都是数据记录 | 0x01 | 用来标识文件结束,放在文件的最后,标识HEX文件的结尾 | 0x02 | 用来标识扩展段地址的记录 | 0x03 | 开始段地址记录 | 0x04 | 用来标识扩展线性地址的记录 | 0x05 | 开始线性地址记录 |
(4)hex文件的数据格式
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,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。
字节 | 作用 |
---|
:(冒号) | 每个Intel HEX 记录都由冒号开头 | LL | 数据长度域, 代表记录当中数据字节 (D…D) 的数量 | aaaa | 地址域, 代表记录当中数据的起始地址 | TT | 代表HEX 记录类型的域 | D…D | 数据域,代表一个字节的数据 | CC | 校验和域,表示这个记录的校验和 |
记录格式可表示为::[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]
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 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
对照第一行的扩展线性地址记录 :020000040800F2 中,可以看做是 0x02 0x00 0x00 0x04 0x08 0x00 0xf2 第一个 0×02 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 0x04 表示扩展线性地址记录,对应上述的 TT 域 第五个、第六个 0x08 0x00 表示数据字节,与 数据长度域(LL) 中对应,即第一个 0x02 最后一个字节 0xf2 为校验和。校验和= 0x100 - 累加和
(5)文件尾 在文件的最后一排,是一个文件的结束标志::00000001FF
内容 | 描述 |
---|
00 | 记录的长度为 0 | 0000 | LOAD OFFSET为0000 | 01 | TYPE = 01 | FF | 校验和为FF |
四、总结
通过本次练习,我能够更加熟练的搭建并配置 Keil 嵌入式开发环境,初步掌握了 Keil 的使用方法,并在此基础上完成了基于 STM32 汇编程序的编写,并且实现了汇编程序的编译和调试。通过查阅资料了解了hex文件的内容和数据格式。但是由于没有学过汇编语言,实现过程也遇到了很大的阻碍,希望可以通过后面的学习来完善相关知识的储备。
参考列表: 1.https://blog.csdn.net/qq_45659777/article/details/120496577 2.https://blog.csdn.net/qq_43279579/article/details/108880667?utm_source=app 3.https://blog.csdn.net/ssj925319/article/details/108919862 4.https://blog.csdn.net/u010632165/article/details/106481146 5.https://blog.csdn.net/ssj925319/article/details/111868500 6.https://blog.csdn.net/xwmrqqq/article/details/111824539 7.https://blog.csdn.net/qq_43279579/article/details/111717607
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