STM32F407嵌入式系统SVC异常实验报告

"嵌入式系统实验报告 - 使用STM32F407开发平台，通过RealView MDK5.23进行Cortex-M4处理器的异常处理和多任务理解" 实验1-陈姝仪-20182115071的目标是让学生熟悉嵌入式系统的开发环境，掌握Cortex-M4处理器的寄存器和异常处理机制，以及基本的软件编写和调试技巧。实验中，学生们需要利用FS-STM32F407开发板、ST-Link仿真器以及RealView MDK5.23集成开发环境来完成一系列任务。 首先，实验旨在让学习者了解如何利用文档和数据手册获取所需信息，这对于任何嵌入式开发者来说都是至关重要的技能。Cortex-M4处理器是一种广泛应用的微控制器核心，它支持多种异常处理机制，包括中断和异常，如SVCall（系统调用）。 实验的核心任务是通过svc指令触发SVCall异常。在Cortex-M4中，SVCall是一种软件中断，用于执行特权级的操作，如系统服务。实验要求学生编写SVCall异常处理程序，以便在异常发生时打印出处理器现场状态，包括R0至R15寄存器、XPSR以及异常后发生变化的寄存器，如R13/SP、R14/LR、R15/PC、xPSR和CONTROL。这些信息有助于识别处理器是在Handler模式还是Thread模式运行，使用的是MSP（主栈指针）还是PSP（进程栈指针），以及当前的特权等级。 扩展要求部分涉及使用svc异常模拟系统调用，实现函数间的上下文切换。通过在func1、context_switch和func2之间进行切换，学生将理解如何在不同任务之间切换，这是多任务操作系统的基础。 实验原理部分解释了Cortex-M4处理器处理异常的基本流程。异常发生时，硬件会自动切换到相应的异常模式，保存关键寄存器，并跳转到异常向量表中的相应地址执行异常处理程序。在软件层面，开发者需要额外保存和恢复寄存器，以便在异常处理完成后能正确返回到中断或异常发生时的状态。 “现场”是指处理器在异常发生时的运行状态，主要包含核内寄存器的内容。保存现场是为了在异常处理结束后能够恢复到中断前的状态，继续执行原来的程序。这通常涉及到保存通用寄存器、堆栈指针和程序计数器等信息。 这个实验不仅锻炼了学生的编程和调试能力，还深入讲解了Cortex-M4处理器异常处理的关键概念，为理解和实现更复杂的嵌入式系统奠定了基础。