阿尔法点亮LED灯(一）汇编语言

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前言

点亮阿尔法板子的的LED，点灯的过程基本上和STM32一样的，但是，阿尔法是在Linux下进行编写烧录的，环境的匹配花费了我巨大的时间，中间还因为不小心向系统磁盘写入数据，系统直接崩了，又得重来.....

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、GPIO介绍

阿尔法GPIO命名规则

eg:
1.IOMUXC_SW_MUCCTL_PAD_XX_XX =>（IO复用功能）
2.IOMUXC_SW- PAD_CTL_PAD_XX_XX => (IO属性配置)

其是根据某个IO所拥有的功能来命名的，比如GPIO1_IO01做GPIO引脚

第一个和第二个主要是MCU和PAD的区别

1.MX6U IO 复用

以IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO01为例

只要低5位用到了，我们来看看低4位

设置不同的0，1就是这个IO选择不同的复用功能（是不是和32差不多啊）
其中bit0-bit3(MUX_MODE)就是设置 GPIO1_IO00 的复用功能的。GPIO1_IO00 一共可以复用为 9种功能 IO，分别对应 ALT0~ALT8，其中 ALT5 就是作为 GPIO1_IO00

2.MX6U IO 配置

以IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO01为例

寄存器地址为 0X020E02E8,只用到了其中的低 17 位

GPIO 功能图:

1.HYS

用来使能迟滞比较器,为 0 的时候禁止迟滞比较器，为 1 的时候使能迟滞比较器

2.PUS

用来设置上下拉电阻的

位设置	含义
00	100下拉
01	47k上拉
10	100k上拉
11	22k上拉

3.PUE

用来设置 IO 使用上下拉还是状态保持器。当为 0 的时候使用状态保持器，当为 1 的时候使用上下拉

4.ODE

当 IO 作为输出的时候，此位用来禁止或者使能开
路输出，此位为 0 的时候禁止开路输出，当此位为 1 的时候就使能开路输出功能

5.SPEED

设置 IO 速度

位设置	速度
00	低速50M
01	中速100M
10	中速100M
11	最大速度200M

6.DSE

当 IO 用作输出的时候用来设置 IO 的驱动能力

位设置	速度
000	输出驱动关闭
001	R0
010	R0/2
011	R0/3
100	R0/4
101	R0/5
110	R0/6
111	R0/7

注：3.3V 下 R0 是 260Ω， 1.8V 下 R0 是 150Ω，接 DDR 的时候是 240Ω
值越大驱动能力更强

7.SRE

设置压摆率，为 0 的时候是低压摆率，为 1的时候是高压摆率。压摆率指IO 电平跳变所需要的时间，比如从 0 到 1 需要多少时间，时间越小波形就越陡，说明压摆率越高；反之，时间越多波形就越缓，压摆率就越低

所以，寄存器 IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO00 是用来配
置 GPIO1_IO00 的，包括速度设置、驱动能力设置、压摆率设置

3.GPIO 配置

IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_XX_XX 和IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_XX_XX 这两种寄存器都是配置 IO 的， GPIO 是一个 IO 众多复用功能中的一种, 所以，还需要对其 GPIO 的功能进行配置

GPIO结构如图

当 IO 用作 GPIO 的时候需要设置的寄存器，DR、 GDIR、 PSR、 ICR1、 ICR2、 EDGE_SEL、 IMR 和 ISR一个八个，MX6U 一共有
GPIO1~GPIO5 共五组 GPIO，每组 GPIO 都有这 8 个寄存器

(1) DR (数据寄存器)寄存器

此寄存器是 32 位的，一个 GPIO 组最大只有 32 个 IO，因此 DR 寄存器中的每个位都对应一个 GPIO。当 GPIO 被配置为输出功能以后，向指定的位写入数据那么相应的 IO 就会输出相应的高低电平；当 GPIO被配置为输入模式， 寄存器就保存着对应 IO 的电平值，每个位对对应一个 GPIO

eg：设置 GPIO1_IO00 输出高电平，那么就应该设置 GPIO1.DR=1

(2) GDIR(方向寄存器) 寄存器

用来设置某个 GPIO 的工作方向的，即输入(0)/输出(1)

eg：设置 GPIO1_IO00 为输入，那么 GPIO1.GDIR=0

(3)PSR( 状态寄存器) 寄存器

读取相应的位即可获取对应的 GPIO 的状态，也就是 GPIO 的高低电平值

(3)ICR1/ ICR2(中断控制寄存器)寄存器

ICR1用于配置低16个GPIO，ICR2 用于配置高 16 个 GPIO,一个 GPIO GPIO用两个位来配置中断的触发方式

位设置	方式
00	低电平触发
01	高电平触发
10	上升沿触发
11	下降沿触发

eg：设置GPIO1_IO15为上升沿触发中断，GPIO1.ICR1= 2<<30

(4) IMR(中断屏蔽寄存器) 寄存器

用来控制 GPIO 的中断禁止(0)和使能(1)

eg：要使能 GPIO1_IO00 的中断，设置 GPIO1.MIR=1

(5)ISR(中断状态寄存器)

只要某个 GPIO 的中断发生，ISR 中相应的位就会被置 1, 通过读取 ISR 寄存器来判断 GPIO 中断是否发生(中断标志位), 当我们处理完中断以后，必须清除中断标志位，清除方法就是向 ISR 中相应的位写 1，也就是写 1 清零

(6)EDGE_SEL(边沿选择寄存器)寄存器

设置边沿中断，会覆盖 ICR1 和 ICR2 的设置，如果相应的位被置 1，那么就相当与设置了对应的 GPIO 是上升沿和下降沿(双边沿)触发

eg：设置 GPIO1.EDGE_SEL=1，表示 GPIO1_IO01 是双边沿触发中断，无论 GFPIO1_CR1 的设置为多少，都是双边沿触发

这些寄存器都是用来配置GPIO的输入/输出，高/低电平…

4.GPIO 时钟使能

阿尔法每个外设对应一个外设时钟，CMM 有
CCM_CCGR0~CCM_CCGR6 这 7 个寄存器，这 7 个寄存器控制着 MX6U 的所有外设时钟开关，都是32 位寄存器，其中每 2 位控制一个外设的时钟

不同的位控制着不同外设的时钟，在这里为了方便，将所有外设时钟都打开

5.GPIO的使用步骤

1.使能 GPIO 对应的时钟
2.设置寄存器 IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_XX_XX，设置 IO 的复用功能，使其复用为 GPIO 功能
3.设置寄存器 IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_XX_XX，设置 IO 的上下拉、速度的属性
4.配置 GPIO，设置输入/输出、是否使用中断、默认输出电平

二、程序编写

LED灯原理图

ARM汇编指令
1.LDR Rd, [Rn , #offset]
从存储器 Rn+offset 的位置读取数据存放到 Rd 中

2.STR Rd, [Rn, #offset]
将 Rd 中的数据写入到存储器中的 Rn+offset 位置

1.使能 GPIO1 时钟

	ldr r0, =0X020C4068 	@CCGR0寄存器地址赋值给r0,并将r1的数据写入r0
	ldr r1, =0XFFFFFFFF     @ 为32位全位1，开启全部外设时钟
	str r1, [r0]		
	
	ldr r0, =0X020C406C  	@CCGR1寄存器地址赋值给r0,并将r1的数据写入r0
	str r1, [r0]

	ldr r0, =0X020C4070  	@CCGR2寄存器地址赋值给r0,并将r1的数据写入r0
	str r1, [r0]
	
	ldr r0, =0X020C4074  	@CCGR3寄存器地址赋值给r0,并将r1的数据写入r0
	str r1, [r0]
	
	ldr r0, =0X020C4078  	@CCGR4寄存器地址赋值给r0,并将r1的数据写入r0
	str r1, [r0]
	
	ldr r0, =0X020C407C  	@CCGR5寄存器地址赋值给r0,并将r1的数据写入r0
	str r1, [r0]
	
	ldr r0, =0X020C4080  	@CCGR6寄存器地址赋值给r0,并将r1的数据写入r0
	str r1, [r0]

2.设置 GPIO1_IO03 的复用功能

配置后四位为0101，即0x00000005

	@设置GPIO1_IO03复用为GPIO1_IO03 */
	ldr r0, =0X020E0068	@将寄存器SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE地址加载到r0中 
	ldr r1, =0X00000005		@设置寄存器SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE的MUX_MODE为5 
	str r1,[r0]

3.配置 GPIO1_IO03属性

配置为0x000010b0

	  @配置GPIO1_IO03的IO属性	
	  @bit 16:0 HYS关闭
	  @bit [15:14]: 00 默认下拉
      @bit [13]: 0 kepper功能
      @bit [12]: 1 pull/keeper使能
      @bit [11]: 0 关闭开路输出
      @bit [7:6]: 10 速度100Mhz
      @bit [5:3]: 110 R0/6驱动能力
      @bit [0]: 0 低转换率
      
      ldr r0, =0X020E02F4	@寄存器SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE地址 
  	  ldr r1, =0X10B0
   	  str r1,[r0]

4.设置GPIO1_IO03为输出

第3为设置为1，表示输出模式

ldr r0, =0X0209C004	 @寄存器GPIO1_GDIR 
ldr r1, =0X0000008		
str r1,[r0]

5.控制 GPIO 的输出电平

由于LED的一端接的VCC，只要在另一端写入0即可

ldr r0, =0X0209C000	  @寄存器GPIO1_DR
ldr r1, =0		
str r1,[r0]

三、编写Makefile

1.arm-linux-gnueabihf-gcc 编译文件

将 led.s 编译为 led.o

arm-linux-gnueabihf-gcc -g -c led.s -o led.o

“-g”选项是产生调试信息， GDB 能够使用这些调试信息进行代码调试。“-c”选项是编译源文件，但是不链接。“-o”选项是指定编译产生的文件名字，这里我们指定 led.s 编译完成以后的文件名字为 led.o

2.arm-linux-gnueabihf-ld链接文件

arm-linux-gnueabihf-ld 用来将众多的.o 文件链接到一个指定的链接位置
因为要把文件烧写到 SD 卡，以SD卡启动，所以，要设置链接地址（可执行文件其运行起始地址），链接地址都在 DDR中，链接起始地址为 0X87800000

将led.o 文件链接到 0X87800000 地址

arm-linux-gnueabihf-ld -Ttext 0X87800000 led.o -o led.elf

-o”选项指定链接生成的 elf 文件名（elf可执行文件）

3.arm-linux-gnueabihf-objcopy 格式转换

led.elf 文件也不是最终烧写到 SD 卡中的可执行文件，要烧写的.bin 文件，因此还需要将 led.elf 文件转换为.bin 文件

arm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary -S -g led.elf led.bin

“-O”选项指定以什么格式输出，后面的“binary”表示以二进制格式输出，
选项“-S”表示不要复制源文件中的重定位信息和符号信息，“-g”表示不复制源文件中的调试信息

4.arm-linux-gnueabihf-objdump 反汇编

有时候需要查看其汇编代码来调试代码，因此就需要进行反汇编，一般可以将 elf 文件反汇编

arm-linux-gnueabihf-objdump -D led.elf > led.dis

led.dis就是生成的汇编文件

5.Makefile

使用Makefile可以快速编译和组建文件,就是将上面几条指令组建起来就行了

led.bin:led.s
	arm-linux-gnueabihf-gcc -g -c led.s -o led.o
	arm-linux-gnueabihf-ld -Ttext 0X87800000 led.o -o led.elf
	arm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary -S -g led.elf led.bin
	arm-linux-gnueabihf-objdump -D led.elf > led.dis
clean:
	rm -rf *.o led.bin led.elf led.dis

编译工程：make
清理工程：make clean

四、烧录代码

需要用imxdownload将编译出来的.bin 文件烧写到 SD 卡，将它复制到该目录下，但是，必须给这个文件权限才可以执行

1.赋予可执行权限

chmod 777  imxdownload

边为绿色后，说明可以执行了

2.挂载SD卡

第一次我就是问题出现在这里的，把该写到sd卡的数据，不下心写到系统磁盘里面去了，到处系统崩溃，又重新配置了编译环境，极其痛苦

可以使用ls /dev/sd* 命令退出sd的设备名称

这里我的就是sd卡名称：== /dev/sdb==

3.烧写bin文件

使用 imxdownload 向 SD 卡烧写 led.bin 文件，命令格式

./imxdownload <.bin file> <SD Card>

.bin 就是要烧写的.bin 文件， SD Card 就是你要烧写的 SD 卡

./imxdownload len.bin /dev/sdb 

执行完可以看到文件大小和出现loda.imx

最终烧写到 SD 卡里面的就是这load.imx 文件，而非led.bin

注意：将sd卡插入到开发板上，还要设置阿尔法的启动方式
设置BOOT_CFG为10000010(外部存储启动方式）

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总结

提示：这里对文章进行总结：