嵌入式系统习题解答

 第一章  1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。 答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒  2、什么叫嵌入式系统 嵌入式系统：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。  3、什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？ 嵌入式处理器是为完成特殊的应用而 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 的特殊目的的处理器。 嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU) 嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP) 嵌入式片上系统(System On Chip)  4、什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？ 是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。其次，提高了开发效率，缩短了开发周期。再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了 32 位 CPU 的多任务潜力。  第二章 1.基础知识 （1）ARM7TDMI中的T、D、M、I的含义是什么？  64 位乘法指令（带M 后缀的）、支持片上调试（带D 后缀的）、高密度 16 位的Thumb  指令机扩展（带T 后缀的）和EmbededICE 观察点硬件（带I 后缀的）  （2）ARM7TDMI采用几级流水线？使用何种存储器编址方式？ 三级流水线（取指 译码 执行）；使用了冯·诺依曼（Von   Neumann ）结构，指令和数据共用一条32 位总线。  （3）ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别？ 处理器模式指的是处理器在执行程序时在不同时刻所处的不同状态，处理器状态指的是处理器当前所执行的指令集。  （4）分别列举ARM的处理器模式和状态。   状态： ARM 状态        32 位，这种状态下执行的是字方式的ARM 指令      Thumb 状态      16 位，这种状态下执行半字方式的 Thumb 指令  模式：  用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、 中止模式、未定义模式和系统模式。   （5）PC和LR分别使用哪个寄存器？  PC使用R15寄存器，LR使用R14寄存器  （6）R13寄存器的通用功能是什么？  堆栈  （7）CPSR寄存器中哪些位用来定义处理器状态？ 寄存器CPSR为当前程序状态寄存器，当控制位T置位时，处理器处于Thumb状态，执行Thumb指令，当控制位T清零时，处理器处于ARM状态，执行ARM指令（8）描述一下如何禁止IRQ和FIQ中断？      标志位I和F都是终端禁止标志位，用来使能或禁止ARM的两种外部中断源当控制位I置位时，IRQ中断被禁止，否则允许IRQ中断使能当控制位F置位时，FIQ中断被禁止，否则允许FIQ中断使能2、存储器格式 定义R0=0x12345678，假设使用存储指令将R0的值存放在0x4000单元中，如果存储器格式为大端格式，请写出在执行加载指令将存储器0x4000单元的 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 取出存放到R2寄存器操作后所得R2的值，如果存储器格式改为小端格式，所得的R2值又为多少？低地址0x4000单元的字节内容分别是多少？ 大端格式时R2的值为0x12345678，0x4000单元的内容为0x78563412，小端格式时R2的值0x12345678，0x4000单元的内容为0x12345678  3、处理器异常 请描述一下ARM7TDMI产生异常的条件是什么？各种异常会使处理器进入那种模式？进入异常时内核有何操作？各种异常的返回指令又是什么？当一个异常导致模式切换时，内核自动地做如下处理： 将异常处理程序的返回地址PC-4保存到相应异常模式下的LR； 将CPSR的当前值保存到相应异常模式下的SPSR； 设置CPSR为相应的异常模式； 设置PC为相应异常处理程序的中断入口向量地址，跳转到相应的异常中断处理程序执行。       第三章 1、基础知识 （1）ARM7TDMI(-S)有几种寻址方式？LOR R1，[R0，#0x08]属于哪种寻址方式？ 1. 寄存器寻址；2. 立即寻址；3. 寄存器移位寻址；4. 寄存器间接寻址；5. 基址寻址；6. 多寄存器寻址；7. 堆栈寻址；8. 块拷贝寻址；9. 相对寻址；LOR R1，[R0，#0x08]属于基址寻址。  （2）ARM指令的条件码有多少个？默认条件码是什么？  16条， 默认条件码是AL。  （3）ARM指令中第二个操作数有哪几种形式？举例5个8位图立即数。  (1)  立即数；(2)  寄存器；(3)  寄存器及移位常数； 0x3FC（0xFF<<2）、0、0xF0000000(0xF0<<24)、200(0xC8)、0xF0000001(0x1F<<28)。  （4）LDR/STR指令的偏移形式有哪4种？LDRB和LDRSB有何区别？ (1)  零偏移；(2)  前索引偏移；(3)  程序相对偏移；(4)  后索引偏移。LDRB就是读出指定地址的数据并存入指定寄存器，LDRSB读出指定地址的数据，并高24位用符号位扩展，再存入指定寄存器。  （5）请指出MOV指令与LDR加载指令的区别及用途。 MOV指令的源操作数是常数或（带偏移量的）寄存器，用于寄存器之间的数据传送LDR指令的源操作数是地址，用于存储器到寄存器的数据传送。（6）CMP指令的操作是什么？写一个程序，判断R1的值是否大于0x30，是则将R1减去0x30。 CMP 指令将寄存器Rn 的值减去operand2 的值，根据操作的结果更新CPSR 中的相应条 件标志位，以便后面的指令根据相应的条件标志来判断是否执行。CMP{cond}Rn，operand2 CMP R1,0x30 ；将R1与常数0x30比较LDRLEPC，LR如果小于或等于0x30，则程序返回SUBHI R1,R1,#0x30  ；大于0x30，则将R1减去0x30，结果存回R1（7）调用子程序是用B还是用BL指令？请写出返回子程序的指令？  BL 指令用于子程序调用。  MOV  PC， R14  或BXLR（8）请指出LDR伪指令的用法。指令格式与LDR加载指令的区别是什么？ LDR 伪指令用于加载 32 位的立即数或一个地址值到指定寄存器。它还常用于加载芯片外围功能部件的寄存器地址（32位立即数），实现各种控制操作，与ARM指令的LDR相比，伪指令的LDR参数有=号。  （9）ARM状态与Thumb状态的切换指令是什么？请举例说明。  BX指令，从ARM状态切换到Thumb状态CODE32LDRR0,=Lable+1BXR0CODE16LableMOVR1,#12;从Thumb状态切换到ARM状态CODE16LDRR0,=LableBXR0CODE32LableMOVR1,#10（10）Thumb状态与ARM状态的寄存器有区别吗？Thumb指令对哪些寄存器的访问受到一定限制？ Thumb状态下不能更新CPSR 中的ALU 状态标志。，Thumb指令对R8~R15寄存器访问受限。  （11）Thumb指令集的堆栈入栈、出栈指令是哪两条？  PUSH  POP  （12）Thumb指令集的BL指令转换范围为何能达到±4MB？其指令编码是怎样的？ Thumb 采用两条16 位指令组合成22 位半字偏移(符号扩展为32 位)，使指令转移范围为±4MB。  2  有符号和无符号加法  下面给出A 和B 的值，您可先手动计算A+B，并预测N、Z、V 和 C 标志位的值。然后修改程序清单4.1 中R0、R1 的值，将这两个值装载到这两个寄存器中(使用LDR 伪指令，  如LDR     R0,=0x FFFF0000)，使其执行两个寄存器的加法操作。调试程序，每执行一次加法 操作就将标志位的状态记录下来，并将所得结果与您预先计算得出的结果相比较。如果两个 操作数看作是有符号数，如何解释所得标志位的状态？同样，如果这两个操作数看作是无符数，所得标志位又当如何理解？               0xFFFF000F      0x7FFFFFFF      67654321    (A)           +  0x0000FFF1      + 0x02345678      + 23110000    (B)      结果： (0x00000000)     (0x82345677)        (0x0568F421) NZCV:0110100100001如果两个操作数是有符号的，A负B正，和为0，没有溢出，所以V=0,如果两个操作数是无符号数，和为0，有进位，所以C=12如果两个操作数是有符号数，A正B正，和是负数，有溢出，所以V=1，如果两个操作数是无符号数，没有进位，所以C=03如果两个操作数是有符号数，A正B正，和是正数，没有溢出，所以V=0，如果两个操作数是无符号数，没有进位，所以C=0 3  数据访问      把下面的 C 代码转换成汇编代码。数组 a 和b 分别存放在以 0x4000 和 0x5000 为起始 地址的存储区内，类型为long(即32 位)。把编写的汇编语言进行编译连接，并进行调试。      for (i=0; i<8; i++)      { a[i] = b[7-i];      }  第四章 1、基础知识： （1）LPC2114可使用的外部晶振频率范围是多少（使用/不使用PLL功能时）？  晶振频率范围：1~30 MHz，若使用PLL 或ISP 功能为：10～25MHz。  （2）描述一下LPC2210的PO.14、P1.20、P1.26、BOOT1和BOOT0引脚在芯片复位时分别有什么作用？并简单说明LPC2000系列ARM7微控制器的复位处理 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 。  P0.14  的低电平强制片内引导装载程序复位后控制器件的操作，即进入ISP 状态。  P1.20  的低电平使 P1.25～P1.16  复位后用作跟踪端口。 P1.26  的低电平使 P1.31～P1.26  复位后用作一个调试端口。 当RESET 为低时，BOOT0 与BOOT1 一同控制引导和内部操作。引脚的内部上拉确保了引脚未连接时呈现高电平。 外部复位输入：当该引脚为低电平时，器件复位，I/O口和外围功能进入默认状态，处理器从地址0 开始执行程序。复位信号是具有迟滞作用的TTL 电平。  （3）LPC2000系列ARM7微控制器对向量 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 有何要求（向量表中的保留字）？ 向量表所有数据32 位累加和为零(0x00000000～0x0000001C 的8 个字的机器码累加)，才能脱机运行用户程序，这是LPC2114/2124/2212/2214 的特性。  （4）如何启动LPC2000系列ARM7微控制器的ISP功能？相关电路应该如何设计？   有两种情况可以使芯片进入ISP状态（1）将芯片的P0.14引脚拉低后，复位芯片，可进入ISP状态（2）在芯片内部无有效用户代码时，BootBlock自动进入ISP状态。如果用户需要使用ISP功能，则可以设计一个跳线将P0.14接到地，若需要进入ＩＳＰ，将此跳线短接即可，想要脱机运行程序，将此跳线断开即可。（5）LPC2000系列ARM7微控制器片内Flash是多位宽度的接口？它是通过哪个功能模块来提高Flash的访问速度？ 　　 128位, 通过存储器加速模块（MAM）来提高Flash的访问速度  （6）若LPC2210的BANK0存储块使用32位总线，访问BANK0时，地址线A1、A0是否有效？EMC模块中的BLSO~BLS4具有什么功能？ 　　无效,( 如果存储器组配置成 16 位宽,则不需要 A0；8  位宽的存储器组需要使用 A0 。)；字节定位选择信号。  （7）LPC2000系列ARM7微控制器具有引脚功能复用特性，那么如何设置某个引脚为指定功能？  　　通过引脚功能选择寄存器的设定来设置某个引脚为指定功能  （8）设置引脚为GPIO功能时，如何控制某个引脚单独输入/输出？当前要知道某个引脚当前的输出状态时，是读取IOPIN寄存器还是读取IOSET寄存器？ 　　 GPIO方向寄存器，IOPIN。（9）P0.2和P0.3口是I2C接口，当设置它们为GPIO时，是否需要外接上拉电阻才能输出高电平？   　　具有Ｉ２Ｃ总线功能的引脚为开漏输出，设置为GPI0时需要接上拉电阻才能输出高电平或以引脚状态输入   （10）使用SPI主模式时，SSEL引脚是否可以作为GPIO？若不能，SSEL引脚应如何处理？  　　不能用作GPIO，SSEL应设这高电平，处于末激活状态。  （11）LPC2114具有几个UART是符合什么 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ？哪一个UART可用作ISP通信？哪一个UART具有MODEM接口？  　　UART0，UART1；UART0用于ISP通信，UART1具有MODEM接口。  （12）LPC2114具有几个32位定时器？PWM定时器是否可以作通用定时器使用？  　　两个32位定时器，PWM定时器不能用作通用定时器使用  （13）LPC2000系列ARM7微控制器具有哪两种低耗模式？如何降低系统的功耗？ 　　 2 个低功耗模式：空闲和掉电；  2、计算PLL设置值： 假设有一个基于LPC2114的系统，所使用的晶振为11.0592MHZ石英晶振。请计算出最大的系统时钟（ccls）频率为多少MHZ？此时PLL的M值和P值各为多少？请列出计算公式，并编写设置PLL的程序段。   Focs=11.0592=Fcclk/M系统LPC2114的最大系统时钟频率为60Hz所以M=Fcclk/Fosc约等于5最大的cclk频率Fcclk=M·Fosc=5*11.0592=55.296MHz因为156MHz＜Fcco＜320MHz所以P=Fcco/（Fcclk*2）=1.4~2.89因为p的值只能去2、4、8故P=2PLLCON=1;PLLCFG=plldat;PLLFEED=0xaa;PLLFEED=0x55;While((PLLSTAT&(1<<10))==0);PLLCON=3;PLLFEED=0xaa;PLLFEED=0x55;M-1=5;P=2;PLLCFG=5|(2<<5)return(TRUE);            3、存储器重影射： （1）LPC2210具有（  4   ）种存影射模式。 ①3           ②5           ③1              ④4 （2）当程序已固化到片内Flash，向量表保存在0x00000000起始处，则MAP〔1:0〕的值应该为（   2   ）。         ①00          ②01          ③10             ④11 （3）LPC2000系列APM7微控制器ccq重影射的目标起始地址为（   ），共有（    ）个字。         ①0x00000000，8  ②0x40000000，8  ③0x00000000，16  ④0x7FFFE000，8 4、外部中断唤醒掉电设计： 以下代码是初始化外部中断0，用它来唤醒掉电的LPC2114，请填空。 PINSEL0=0x00000000； PINSELI  = (PINSEL1&0XFFFFFFFC)|0X01；   //设置I/O连接，PO.16设置为EINTO EXTMODE =0X00；   //设置EINT0为电平触发模式  EXTPOLAR=0X00；  //设置EINT0为低电平触发  EXTWAKE =0X01； //允许外部中断0唤醒掉电的CPU EXTINT=0x0F；            //清除外部中断标识 第五章1.写出最小系统的定义，并画出最小系统原理框图.    单片机最小系统即单片机的时钟电路和单片机的复位电路。2.电源电路设计有哪些要点？必须考虑的因素有：输出的电压、电流和功率；输入的电压、电流；安全因素；输出纹波；电磁兼容和电磁干扰；体制限制；功耗限制；成本限制。3.LPC2000系列ＡＲＭ时钟系统如何设计？  设计电路4.写出Nand和Nor型Flash的异同点。 区别： 两者工艺不一样，Nor读取速度快，成本高，容量不易做大，Nand读取慢，成本低，容量很容易作大。 相同点： 都是采用FLASH技术生产 功能： Nor适合作为芯片程序存储的ROM使用，Nand适合作为非易失性数据存储器程序清单4.1寄存器相加 ；文件名：TESTI.S ；功能：实现两个寄存器相加 ；说明：使用ARMulate软件仿真调试 AREA    Examplel,CODE,READONLY     ；声明代码段Examplel ENTRY                                 ；标识程序入口 CODE32                                ；声明32位ARM指令 START       MOV     R0，#0                        ；设置参数 MOV     R1，#10 LOOP        BL       ADD_SUB                     ；调用子程序ADD_SUB B        LOOP                         ；跳转到LOOPADD_SUBADDSR0，R0，R1；R0=R0+R1MOVPC，LR；子程序返回END；文件结束4.2读取SMI立即数T_bitEQU0X20SWI_HandlerSTMFDSP！，{R0_R3，R12，LR}；现场保护MRSR0，SPSR；读取SPSRSTMEDSP！，{R0}；保存SPSRTSTR0，#T_bit；测试T标志位LDRNEHR0，[LR，#_2]；若是Thumb指令，读取指令码（16位）BICNER0，R0,，#0xFF00；取得Thumb指令的8位立即数LDREQR0，[LR，#_4]；若是ARM指令，读取指令码（32位）BICEQR0，R0，#0Xff000000；取得ARM指令的24位立即数……LDMFDSP！，｛R0_R3，R12，PC｝；SWI异常中断返回4.3使用IRQ中断ENABLE_IRQMRSR0，CPSRBICR0，R0，#0x80MSRCPSR_C，R0MOVPC，LR4.4禁能IRQ中断DISABLE_IRQMRSR0CPSRORRR0，R0，#0x80MSRCPSR_C，R0MOVPC，LR4.5堆栈指令初始化INTSTACKWOVR0，LR；保存返回地址；设置管理模式堆栈MSRCPSR_C，#0xD3LDRSP，stacksvc；设置中断模式堆栈MSRCPSR_C，#0xD2LDRSP，Stacklrq……4.6小范围地址的加载……ADRR0，DISP_TAB；加载转换表地址LDRBR1，[R0，R2]；使用R2作为参数，进行查表……DISP_TABDCB0xC0，0xF9，0xA4，0xB0，0x99，0x92，0x82，0xF8，0x80，0x904.7中等范围地址的加载……ADRLR，RETURNIADRLR1，Thumb_sub＋1BXR1RETURNI……CODE16Thumb_subMOVR1，#10……4.8加载32位立即数……LDRR0，=IOPIN；加载GPIO的寄存器IOPIN的地址LDRR1，[R0]；读取IOPIN寄存器的值……LDRR0，=IOSETLDRR1，=0x00500500STRR1，[R0]；IOSET=0x00500500……4.9软件延时……DELAYINOPNOPNOPSUBSR1，R1，#1BNEDELAYI……4.10ARM到Thumb的状态切换；文件名：TEST8.S；功能：使用BX指令切换处理器状态；说明：使用ARMulate软件仿真调试AREAExample8，CODE，READONLYENTRYCODE32ARM_CODEADRR0，THUMB_CODE+1BXR0；跳转并切换处理器状态CODE16THUMB_CODEMOVR0，#10；R0=10MOVR1，#20；R1=20ADDR0，R1；R0=R0+R1BEND（素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待您的好评与关注）