Cortex-M4原理與實踐：第八章 TM4C1294開發(fā)環(huán)境

2022年10月20日1Cortex-M4原理與實踐第八章TM4C1294開發(fā)環(huán)境2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐2主要內容提綱8.1集成開發(fā)環(huán)境8.2TivaWare軟件2022年10月20日3第八章TM4C1294開發(fā)環(huán)境8.1集成開發(fā)環(huán)境CCS8.1.1CCS功能及特點

CCS（CodeComposerStudio）是TI開發(fā)的集成開發(fā)環(huán)境。TI的所有DSP、微處理器等都可以使用CCS平臺進行軟件編程與調試。此外，CCS還支持代碼效率分析、數據的圖形化顯示、自動執(zhí)行的腳本編寫、模擬仿真以及硬件調試等功能?？偟恼f來，CCS是一款集成了很多功能的用于開發(fā)和調試嵌入式應用的工具。2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐48.1.1CCS功能及特點2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐5CCSv6（CodeComposerstudioversion6）。2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐6CCSv6具有如下的功能與特點：完全支持32位與64位的Win10與Linux系統(tǒng)。高級代碼編輯器與GUI框架。一個非常簡潔的單一用戶界面，指導用戶完成應用程序開發(fā)流程的每一步驟。在Eclipse的基礎上集成了編譯器、連接器、調試器、BIOS等工具。除此之外，還有一些在調試、分析、腳本、圖像分析、可視化、編譯器、硬件調試、實時操作系統(tǒng)支持方面的特點。8.1.1CCS功能及特點8.1.2CCSv6的安裝2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐7獲得CCSv6的安裝文件，可以通過光盤，也可以從TI的官網上下載得到/index.php/Download_CCS。找到ccs_setup_6.x.x.xxxxx.exe，并雙擊打開。其中x.x.xxxxx代表軟件版本號。選擇接受licenseagreement，如圖所示。2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐88.1.2CCSv6的安裝選擇安裝目錄，默認的路徑是C:\ti，建議在系統(tǒng)默認的路徑下安裝，如圖8-3所示。如果系統(tǒng)設置了用戶訪問控制（UserAccessControl），則不推薦安裝在C:\ProgramFiles中。2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐98.1.2CCSv6的安裝選擇所需的安裝方式。建議完整地安裝所有支持的TI家族系列。2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐108.1.2CCSv6的安裝選擇所需的硬件調試器。2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐118.1.2CCSv6的安裝選擇所需添加的應用。2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐128.1.2CCSv6的安裝點擊Finish正式進入安裝步驟。2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐138.1.2CCSv6的安裝安裝完成后，勾選LaunchCodeComposerStudio，就可以啟動CodeComposerStudioversion6了。8.1.3啟動CCSv62022年10月20日Cortex-M4原理與實踐14

首次啟動CCSv6需要進行一些配置。首先選擇工作空間，如圖所示。其次要激活CCS軟件。如果CCS的安裝包是伴隨著開發(fā)板一并提供的，那么該CCS軟件的許可證是已經激活的。如果是從其它途徑獲得的，則需要激活許可證才能夠正常使用。8.1.4新建CCS工程2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐15啟動CCS。8.1.4新建CCS工程2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐16點擊菜單“File”—“NewCCSProject”進入新建CCS工程對話框。8.1.4新建CCS工程2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐17在對話框中進行如下操作：在“Target”第二欄中下拉選擇“TivaTM4C1294NCPDT”芯片；在“Connetction”中選擇“StellarisIn-CircuitDebugInterface”；在“Projectname”中填入工程名；在“Outputtype”中選擇“Excutable”（可執(zhí)行）；在“ProjecttemplatesandExamples”中選擇“EmptyProject”；點擊“Finish”即可完成新CCS工程的建立。8.1.4新建CCS工程2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐18對CCS操作路徑進行設置：點中所新建的工程，點擊“Project”—“Properties”（也可鼠標右鍵點出），進入工程屬性設置對話框，如圖所示。8.1.4新建CCS工程2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐19首先點擊“General”看看之前創(chuàng)建工程時選項是否正確。8.1.4新建CCS工程2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐20點擊“Build”—“ARMCompiler”—“IncludeOptions”。8.1.4新建CCS工程2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐21點擊

添加路徑，選擇“Filesystem”，找到TivaWare文件夾，如："D:\ProgramFiles\ti\TivaWare_C_Series-2573"，具體路徑根據安裝路徑設置，如果工程中要用到的文件在其他文件，則還需要將使用到的文件夾添加進來。8.1.4新建CCS工程2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐22有些庫文件需要預先定義CPU型號才能正常調用（如常用的pin_map.h，rom.h等等），因此，在有需要時，我們要為工程添加預定義。點擊“AdvancedOptions”—“PredefinedSymbols”，點擊添加按鈕，添加CPU型號等信息。8.1.4新建CCS工程2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐23點擊ARMLinker選項卡，再單擊FileSearchPath添加lib文件，如圖8-19所示。通常情況下，我們常用到的driverlib.lib的文件路徑為："D:\ProgramFiles\ti\TivaWare_C_Series-2573\driverlib\ccs\Debug\driverlib.lib"，如果用到了其他庫函數，如IQmathLib下的函數，我們也需要找到IQmathLib.lib并添加進工程，同樣根據自己的安裝路徑設置。8.1.4新建CCS工程2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐24在“main.c”中編寫如下程序，該程序為簡單的GPIO口初始化，實驗結果為點亮D1-D4。8.1.4新建CCS工程2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐25軟仿真器（Simulator）的設置。

如果建立工程時采用的是某一種Emulator方式，而調試時想更改成另一種Emulator仿真器，或者改用Simulator方式，可以作如下設置：點擊“File”—“New”—“TargetConfigurationFile”。8.1.4新建CCS工程2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐26在“Connetction”中選擇“StellarisIn-CircuitDebugInterface”。在下方找到TM4C1294NCPDT，可以在“BoardorDevice”后面的搜索欄輸入“1294”以方便查找。最后點擊右邊的“Save”按鈕保存設置。8.1.5建立（Build）工程2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐27有很多種方法建立工程：點擊工具欄Build按鍵；或者鼠標右擊工程名，在彈出的菜單里選擇“BuildProject”；或者選擇菜單“Project”—“BuildAll”，就可以建立（包括編譯、鏈接）工程。

下載程序2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐28

點擊工具欄調試按鍵

，（或者按鍵F11，或者選擇菜單“Run”—“Debug”），CCS會把程序下載到目標板上，并進入調試狀態(tài)。CCS的窗口的排列方式就由編輯模式自動變?yōu)檎{試模式，如圖所示。

如果要結束調試狀態(tài)，可以點擊工具欄結束按鍵

，（或者按鍵Ctrl+F2，或者選擇菜單“Run”—“Terminate”），CCS就會回到編輯狀態(tài)。CCS的窗口的排列方式也會變回編輯模式。

設置軟件調試斷點2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐29

如圖所示，單擊main.c標簽選中激活這個文件，移動光標到20行和32行左邊的灰色控制條上雙擊，就能在該行增加一個斷點；或者鼠標右鍵該行，選擇“Breakpoint（CodeComposerStudio）”—“Breakpoint”來添加斷點。也可以用雙擊灰色控制條來設置或刪除斷點標記。

利用斷點調試程序2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐30Resume（F8）：全速運行程序，直至遇到斷點才停止。Suspend（Alt+F8）：暫停運行程序。Terminate（Ctrl+F2）：CCS退出調試狀態(tài)，回到編輯狀態(tài)。Stepinto（F5）：單步運行程序，如遇到子函數，將進入子函數單步運行。Stepover（F6）：單步運行程序，如遇到子函數，將直接運行至子函數返回，而不進入子函數。AssemblyStepinto（Ctrl+Shift+F5）：單步運行匯編程序（如果源程序是C程序，則單步運行其編譯后得到的匯編代碼）。如遇到子函數，將進入子函數單步運行其中每條匯編程序。AssemblyStepover（Ctrl+Shift+F6）：單步運行匯編程序（如果源程序是C程序，則單步運行其編譯后得到的匯編代碼）。如遇到子函數，將直接運行至子函數返回，而不進入子函數。8.1.7使用觀察窗口2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐31選擇菜單“View”—“Variables”，打開觀察窗口。（缺省狀態(tài)是處于打開狀態(tài)）在窗口中可以看到變量i的值。如圖所示，每運行一次，i的值就會加1。在源程序窗口中，右鍵點擊任何變量，選擇“AddWatchExpression…”，就可以添加該變量到觀察窗口。在觀察窗口中雙擊變量，則可以在這個窗口中改變變量的值。點擊菜單“View”—“Expressions”，觀察str結構變量，可以展開結構變量，顯示結構變量的每個元素的值。在觀察窗口中點擊“Registers”可以看到使用到的寄存器狀態(tài)。

向工程中添加新文件2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐32

通過點擊菜單“File”—“New”—“SourceFile”，彈出如圖所示的對話框，輸入文件名，可以向工程中添加源文件。

向工程中添加已有文件2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐33

通過點擊菜單“Project”—“AddFiles…”，或是右鍵點擊工程選擇“AddFiles…”，可以向工程中添加已有文件。這時會出現(xiàn)一個文件框用于選擇已有的文件，選擇完文件后可以選擇是復制一份到工程文件夾下或是只是產生一個連接到源文件，如圖所示。

導入已有CCS工程2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐34如果想打開一個已存在的CCSv6工程，有很多種途徑：選擇菜單“Project”—“ImportCCSProject”；或者選擇菜單“File”的“Import…”，在窗口中選擇“General”—“ExistingProjectsintoWorkspace”，點擊“Next”按鈕；或者鼠標右擊工程瀏覽器（ProjectExplorer）窗口中空白處，在出現(xiàn)的菜單中選擇“Import…”，在窗口中選擇“CCSProject”；

然后出現(xiàn)如圖所示的對話框，點擊“Selectsearch-directory：”一欄右邊的“Browse…”，選擇存放已有工程的上一層目錄。然后在“Discoveredprojects：”一欄中看到該目錄下所有的工程，勾選要導入的工程，點擊“Finish”就把該工程導入到CCS的工作空間里了。8.1.9CCS編程簡介2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐35CCS本身是一個集成開發(fā)平臺，其中集成了性能優(yōu)異的C語言編譯器，因此在開發(fā)時可以使用C語言編寫應用程序。

由于TI針對TivaC系列的微處理器開發(fā)了一套TivaWareCSeries的擴展軟件，相當于提供了針對不同應用模塊的庫函數，即TivaWareCSeries中將針對微處理器的應用程序封裝成了函數。因此實際編程時大多數情況下只需要按照TivaWareCSeries規(guī)定的語法格式進行函數調用即可，非常方便。2022年10月20日36第八章TM4C1294開發(fā)環(huán)境8.2TivaWare軟件8.2.1TivaWare功能及特點2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐37TivaWare，即TivaSoftware，是針對Tiva系列微處理器的一套擴展軟件。該軟件實質上是一個程序庫，可以將微處理器所執(zhí)行的常用基礎操作指令模塊化、函數化，從而免去了開發(fā)過程中可能會出現(xiàn)的冗長的代碼以及大量繁瑣的工作，減少了出錯的幾率，從而能夠大大加快Tiva系列微處理器的開發(fā)進程。TivaWare主要具有如下特點：免費許可證和免版稅使用權?？梢院喕瘧贸绦虻拈_發(fā)并使得代碼易于維護。所有程序都是使用C編寫的（完全不可能的環(huán)境除外）。由于Cortex-M4采用的Thumb2指令集非常緊湊，即使使用C編寫，也使得程序在內存和CPU的使用方面效率較高。既可以用作目標庫文件（ObjectLibrary），也可以用作源文件（SourceCode），使用起來非常靈活。有錯誤檢查代碼供開發(fā)時使用，不需要時可以移除從而減小內存?？梢栽贏RM/Keil、IAR、CodeRed、CodeSourcery以及通用GNU開發(fā)工具上編譯。8.2.2TivaWare主要模塊介紹2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐38TivaWare包括以下幾個部分，如圖8-29列表所示，主要包括外設驅動庫、圖形庫、USB庫和代碼示例。

外設驅動庫2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐39

外設驅動庫主要用于與微處理器連接的外設，包括外設初始化及外設控制函數。雖然從嚴格意義上說它們并不是驅動程序（它們沒有一個公用的接口），但是它們確實使外設能更加方便而簡潔地被使用。外設驅動庫包括兩個文件夾driverlib和inc。前者包括了驅動函數庫的源文件和頭文件，后者是用于直接寄存器訪問模式的一些頭文件及宏定義等。TivaWare的外設驅動庫提供了兩種訪問模式，即直接寄存器訪問（DirectRegisterAccessModel）以及軟件驅動模式（SoftwareDriverModel）。分別對應著上面提到的inc以及driverlib文件夾下的內容。

圖形庫2022年10月20日Cortex-M4原理與實踐40TivaWare的圖形庫提供了一套圖形基元（如畫一個圓的函數）和小工具集，用于在具有圖形顯示功能的電路板上創(chuàng)建用戶圖形界面。圖形庫包括兩個文件夾grlib和inc。前者包括了驅動函數庫的源文件和頭文件，后者是用于直接寄存器訪問模式的一些頭文件及宏定義等。