搭建一個嵌入式開發環境主要包括以下幾個部分:
- 安裝交叉編譯器
- 配置集成開發環境(IDE)
- 安裝除錯工具
- 下載和燒錄程式
接下來,我們將詳細介紹每個部分,并提供相應的實體,
- 安裝交叉編譯器
交叉編譯器是用于將您撰寫的ARM匯編代碼編譯成可執行檔案的工具,在本教程中,我們將使用GNU ARM Embedded Toolchain作為交叉編譯器,
請按照以下步驟安裝GNU ARM Embedded Toolchain:
-
訪問 GNU ARM Embedded Toolchain官方網站 下載相應的安裝包,根據您的作業系統選擇合適的版本(Windows、Linux或macOS),
-
下載完成后,解壓并安裝,確保將安裝目錄的
bin
子目錄添加到系統的PATH環境變數中,這樣您可以在命令列中直接運行交叉編譯器, -
打開命令列視窗,輸入以下命令以驗證安裝是否成功:
arm-none-eabi-gcc --version
成功安裝后,您應該能看到類似的輸出資訊:
arm-none-eabi-gcc (GNU Arm Embedded Toolchain 10.3-2021.07) 10.3.1 20210701 (release)
Copyright (C) 2021 Free Software Foundation, Inc.
- 配置集成開發環境(IDE)
集成開發環境(IDE)是用于撰寫、編譯、除錯和運行代碼的軟體,在本教程中,我們將使用Visual Studio Code(VS Code)作為IDE,
請按照以下步驟安裝和配置VS Code:
-
訪問 Visual Studio Code官方網站 下載并安裝適合您作業系統的版本,
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安裝完成后,打開VS Code,并從擴展市場搜索并安裝以下擴展:
- Cortex-Debug:用于支持ARM Cortex-M微控制器的除錯功能
- ARM Assembly Highlighting:用于提供ARM匯編語言的語法高亮支持
- 安裝除錯工具
為了在嵌入式系統上除錯程式,您需要一個硬體除錯器(如ST-Link、J-Link等)和相應的除錯軟體,在本教程中,我們將使用ST-Link作為硬體除錯器,以STM32F103微控制器為例,
請按照以下步驟安裝除錯工具:
-
訪問 ST-Link官方網站 下載并安裝ST-Link驅動程式,
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根據您的作業系統下載并安裝 STM32CubeProgrammer,STM32CubeProgrammer是用于下載程式到STM32微控制器的工具,
- 下載和燒錄程式
現在,我們已經準備好搭建嵌入式開發環境,接下來,我們將演示如何撰寫一個簡單的ARM匯編程式,然后將其燒錄到STM32F103微控制器上,
假設我們要撰寫一個程式,使得STM32F103的一個LED燈以1Hz的頻率閃爍,我們將使用ARM匯編語言撰寫代碼,并使用我們剛剛搭建的開發環境進行編譯、下載和燒錄,
a. 撰寫匯編代碼
在VS Code中創建一個名為led_blink.s
的新檔案,并輸入以下匯編代碼:
.syntax unified
.cpu cortex-m3
.thumb
.global _start
_start:
// 初始化堆疊
ldr r0, =_stack_top
mov sp, r0
// 呼叫main函式
bl main
// 無限回圈
loop_forever:
b loop_forever
.section .text.main
.thumb_func
.align 2
main:
// 在此撰寫閃爍LED的匯編代碼
// 回傳
bx lr
.section .stack
.align 3
_stack_top:
b. 編譯匯編代碼
打開命令列視窗,進入到led_blink.s
檔案所在的目錄,然后運行以下命令編譯匯編代碼:
arm-none-eabi-as -mcpu=cortex-m3 -mthumb -g -o led_blink.o led_blink.s
arm-none-eabi-ld -Ttext 0x08000000 -o led_blink.elf led_blink.o
arm-none-eabi-objcopy -O binary led_blink.elf led_blink.bin
這將生成一個名為led_blink.bin
的二進制檔案,我們將把這個檔案燒錄到STM32F103微控制器上,
c. 燒錄程式
確保您的ST-Link除錯器已連接到STM32F103微控制器,然后運行以下命令使用STM32CubeProgrammer將程式燒錄到微控制器上:
STM32_Programmer_CLI -c port=SWD -w led_blink.bin 0x08000000
完成燒錄后,您應該能看到STM32F103微控制器上的LED燈以1Hz的頻率閃爍,
通過以上步驟,您已經成功搭建了一個嵌入式開發環境,并使用ARM匯編撰寫、編譯、下載和燒錄了一個簡單的程式,接下來,您可以嘗試撰寫更復雜的程式,深入學習ARM匯編編程,
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