ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程第二版課后習(xí)題答案

1、第1xx嵌入式系統(tǒng)概述(1) 舉出3個(gè)本書中未提到的嵌入式系統(tǒng)的例子。答：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀。(2) 什么叫嵌入式系統(tǒng)？答：嵌入到對(duì)象體系中的專用計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。(3) 什么叫嵌入式處理器？嵌入式處理器分為哪幾類？答：嵌入式處理器是為完成特殊的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的特殊目的的處理器。分為3類：1.注重尺寸、能耗和價(jià)格；2關(guān)注性能；3關(guān)注全部4個(gè)需求 性能、尺 寸、能耗和價(jià)格。(4) 什么是嵌入式操作系統(tǒng)？為何要使用嵌入式操作系統(tǒng)？答：嵌入式操作系統(tǒng)是操作系統(tǒng)的一種類型，是在傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上 加入符合嵌入式系統(tǒng)要求的元素發(fā)展而來(lái)的。原因：1提高了系統(tǒng)的可靠性；2.提高了開發(fā)效率，縮短了開發(fā)周期。3充分

2、發(fā)揮了 32位CPU的多任務(wù)潛力。第2章ARM7體系結(jié)構(gòu)1. 基礎(chǔ)知識(shí)(1) ARM7TDMI中的T、D、M、I的含義是什么？答：T:高密度16位Thumb指令集擴(kuò)展；D:支持片上調(diào)試；M : 64位乘 法指令；I： Embedded ICE硬件仿真功能模塊。(2) ARM7TDMI采用幾級(jí)流水線？使用何種存儲(chǔ)器編址方式？答：3級(jí)；馮諾依曼結(jié)構(gòu)。(3) ARM處理器模式和ARM處理器狀態(tài)有何區(qū)別？答：ARM處理器模式體現(xiàn)在不同寄存器的使用上； ARM處理器狀態(tài)體現(xiàn)在不同指令的使用上(4) 分別列舉ARM的處理器模式和狀態(tài)？答：ARM的處理器模式：用戶模式、系統(tǒng)模式、管理模式、中止模式、未 定義

3、模式、中斷模式、快速模式； ARM的處理器狀態(tài):ARM狀態(tài)、Thumb狀 態(tài)。(5) PC和LR分別使用哪個(gè)寄存器？答：PC:R15 LR:4。(6) R13寄存器的通用功能是什么？答：堆棧指針SR(7) CPSR寄存器中哪些位用來(lái)定義處理器狀態(tài)？答：位3128: N、Z、C、V,條件代碼標(biāo)志位；278:保留位；70: I、 F、T、M40，控制標(biāo)志位。(8) 描述一下如何禁止IRQ和FIQ的中斷。答：當(dāng)控制位I置位時(shí)，IRQ中斷被禁止，否則允許IRQ中斷使能；當(dāng)控制 位F置位時(shí)，F(xiàn)IQ中斷被禁止，否則允許FIQ中斷使能。2. 存儲(chǔ)器格式答：無(wú)論是大端格式還是小端格式，R2的值與R1 一致；地

4、址0x4000單元的字節(jié)：大端：02、小端：08。3處理器異常請(qǐng)描述一下ARM7TDMI產(chǎn)生異常的條件是什么？各種異常會(huì)使處理器進(jìn)入 哪種模式？進(jìn)入異常時(shí)內(nèi)核有何操作？各種異常的返回指令又是什么？答:【異常】【模式】【返回指令】復(fù)位管理無(wú)未定義指令 未定義 MOVS PC,R14軟件中斷 管理 MOVS PC,R14預(yù)取指中止 中止 SUBS PC,R14,#4數(shù)據(jù)中止中止 SUBS PC,R14,#8IRQ 中斷 SUBS PC,R14,#4FIQ 快速中斷 SUBS PC,R14,#4進(jìn)入異常時(shí)，內(nèi)核自動(dòng)做：POLR CPSF相應(yīng)異常模式下的SPSR設(shè)置 CPSF為相應(yīng)的異常模式、相應(yīng)異常

5、處理程序的中斷入口向量地址-PC第3章ARM7TDMI(-S指令系統(tǒng)1.基礎(chǔ)知識(shí)(1) ARM7TDMI(-S有幾種尋址方式？“ LDR R1,RO,#OxO厲于哪種尋址方式？答：有8種尋址方式：1寄存器尋址2立即尋址3寄存器移位尋址4寄存 器間接尋址5基址尋址6多寄存器尋址7堆棧尋址8相對(duì)尋址；“LDR R1,R0,#0x08屬于基址尋址。(2) ARM指令的條件碼有多少個(gè)？默認(rèn)條件碼是什么？答：16 個(gè)；AL。(3) ARM指令中的第2個(gè)操作數(shù)有哪幾種形式？列舉 5個(gè)8位圖立即數(shù)。答：1常數(shù)表達(dá)式(8位圖)2.寄存器方式3寄存器移位方式；0x3FC0、0x000000、0、0x000001

6、。LDR/STF指令的偏移形式有哪4種？ LDRB指令和LDRSBt令有何區(qū)別？答：1零偏移2前索引偏移3程序相對(duì)偏移4后索引偏移；LDRB力口載無(wú) 符號(hào)字節(jié)數(shù)據(jù)，LDRSB加載有符號(hào)字節(jié)數(shù)據(jù)(5) 請(qǐng)指出MOV指令與LDR加載指令的區(qū)別及用途？答：MOV指令的源操作數(shù)是常數(shù)或(帶偏移量的)寄存器，用于寄存器之 間的數(shù)據(jù)傳送；LDR指令的源操作數(shù)是地址，用于存儲(chǔ)器到寄存器的數(shù)據(jù)傳 送。(6) CMP指令是如何執(zhí)行的？寫一程序，判斷 R1的值是否大于0x30,是則 將R1減去00。答：CMP指令將Rn-operand2,根據(jù)結(jié)果更新CPSF中的相應(yīng)條件標(biāo)志位。CMP R1,0x30SUBHI R

7、1,0x30(7) 調(diào)用子程序是用B指令還是用BL指令？請(qǐng)寫出返回子程序的指令。答：用 BL； MOV PC,4。(8) 請(qǐng)指出LDR偽指令的用法。指令格式與LDR加載指令的區(qū)別是什么？答：用法：LDRco nd Rd,立即數(shù)/標(biāo)號(hào)+立即數(shù)；LDR偽指令的源操作數(shù)是 代表一個(gè)常數(shù)，LDR加載指令的源操作數(shù)代表一個(gè)地址。(9) ARM狀態(tài)與Thumb狀態(tài)的切換指令是什么？請(qǐng)舉例說(shuō)明。答：BX;從ARM狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)CODE32LDR R0,=Lable+1BX R0CODE16Lable MOV R1,#12;從Thumb狀態(tài)切換到 ARM狀態(tài)CODE16LDR R0,=LableBX

8、 R0CODE32Lable MOV R1,#10(10) Thumb狀態(tài)與ARM狀態(tài)的寄存器有區(qū)別嗎？ Thumb指令對(duì)哪些寄存器 的訪問(wèn)受到一定限制？答：有區(qū)別；R85。(11) Thumb指令集的堆棧入棧、出棧指令是哪兩條？答: PUSH POF。(12) Thumb指令集的BL指令轉(zhuǎn)移范圍為何能達(dá)到士 4MB其指令編碼是怎樣的？答：BL指令事實(shí)上是兩條指令，其編碼為：11110地址偏移高11位卜 11111地址偏移低11位，地址編碼22位，再左移一位(半字對(duì)齊),23位地址 尋址8MB,即卩士4MB2有符號(hào)和無(wú)符號(hào)加法答：(1)OxFFFFOOOF (A)+ 0X0000FFF1(B)

9、(0x00000000)NZCV=0110如果兩個(gè)操作數(shù)是有符號(hào)數(shù)，A是負(fù)數(shù)，B是正數(shù)，和是0,沒有溢出，所 以V0。如果兩個(gè)操作數(shù)是無(wú)符號(hào)數(shù)，和是 0,有進(jìn)位，所以C1。(2)0x7FFFFFFF (A)+ 0x02345678(B)(0x82345677)NZCV=1001如果兩個(gè)操作數(shù)是有符號(hào)數(shù)，A是正數(shù)，B是正數(shù)，和是負(fù)數(shù)，有溢出，所 以V1。如果兩個(gè)操作數(shù)是無(wú)符號(hào)數(shù)，沒有進(jìn)位，所以C0。67654321(A)+23110000(B)(0X0568F421)NZCV=0000如果兩個(gè)操作數(shù)是有符號(hào)數(shù)，A是正數(shù)，B是正數(shù)，和是正數(shù)，沒有溢出， 所以V0。如果兩個(gè)操作數(shù)是無(wú)符號(hào)數(shù)，沒有進(jìn)位

10、，所以C0。第五章1、基礎(chǔ)知識(shí)：(1) LPC2114可使用的外部晶振頻率范圍是多少(使用/不使用PLL功能 時(shí))？晶振頻率范圍：130 MHz若使用PLL或ISP功能為：1025MHz。(2) 描述一下 LPC2210的 PO4、P10、P16、BOOT1和BOOT0引腳在芯片復(fù)位時(shí)分別有什么作用？并簡(jiǎn)單說(shuō)明 LPC2000系列ARM7微控制器的復(fù)位處理流程。P0.14的低電平強(qiáng)制片內(nèi)引導(dǎo)裝載程序復(fù)位后控制器件的操作，即進(jìn)入ISP狀態(tài)。P1.20的低電平使P1.25- P1.16復(fù)位后用作跟蹤端口。P1.26的低電平使P1.31P1.26復(fù)位后用作一個(gè)調(diào)試端口。當(dāng)RESET為低時(shí)，BOOT0

11、與BOOT1 一同控制引導(dǎo)和內(nèi)部操作。引腳的內(nèi) 部上拉確保了引腳未連接時(shí)呈現(xiàn)高電平。夕卜部復(fù)位輸入：當(dāng)該引腳為低電平時(shí)，器件復(fù)位，I/O 口和外圍功能進(jìn)入默 認(rèn)狀態(tài)，處理器從地址0開始執(zhí)行程序。復(fù)位信號(hào)是具有遲滯作用的TTL電平。(3) LPC2000系列ARM7微控制器對(duì)向量表有何要求(向量表中的保留 字)?向量表所有數(shù)據(jù) 32位累加和為零(0x000000000x0000001C的8個(gè)字的 機(jī)器碼累加)，才能脫機(jī)運(yùn)行用戶程序，這是 LPC2114/2124/2212/2214的特性。(4) 如何啟動(dòng)LPC2000系列ARM7微控制器的ISP功能？相關(guān)電路應(yīng)該如 何設(shè)計(jì)？(5) LPC200

12、0系列ARM7微控制器片內(nèi)Flash是多位寬度的接口？它是通 過(guò)哪個(gè)功能模塊來(lái)提高Flash的訪問(wèn)速度？128位,通過(guò)存儲(chǔ)器加速模塊(MAM )來(lái)提高Flash的訪問(wèn)速度(6) 若LPC2210的BANK0存儲(chǔ)塊使用32位總線，訪問(wèn)BANK0時(shí)，地址線1、A0是否有效？ EMC模塊中的BLSOBLS具有什么功能？無(wú)效,（如果存儲(chǔ)器組配置成16位寬，則不需要A0; 8位寬的存儲(chǔ)器組需 要使用A0。）；字節(jié)定位選擇信號(hào)。（7）LPC2000系列ARM7微控制器具有引腳功能復(fù)用特性，那么如何設(shè)置 某個(gè)引腳為指定功能？通過(guò)引腳功能選擇寄存器的設(shè)定來(lái)設(shè)置某個(gè)引腳為指定功能（8）設(shè)置引腳為GPIO功能時(shí)，

13、如何控制某個(gè)引腳單獨(dú)輸入/輸出？當(dāng)前要 知道某個(gè)引腳當(dāng)前的輸出狀態(tài)時(shí)，是讀取 IOPIN寄存器還是讀取IOSET寄存器?GPIO方向寄存器，IOPIN。（9）P0.2和P0.3 口是I2C接口，當(dāng)設(shè)置它們?yōu)?GPIO時(shí)，是否需要外接上 拉電阻才能輸出高電平？（10） 使用SPI主模式時(shí)，SSEL引腳是否可以作為GPIO？若不能，SSEL引 腳應(yīng)如何處理？不能用作GPIQ SSEL應(yīng)設(shè)這高電平，處于末激活狀態(tài)。（11）LPC2114具有幾個(gè)UART是符合什么標(biāo)準(zhǔn)？哪一個(gè) UART可用作ISP 通信？哪一個(gè) UART具有MODEM接口？UART0 UART1; UART0用于 ISP通信，UART

14、1 具有 MODEM 接口。（12）LPC2114具有幾個(gè)32位定時(shí)器？ PWM定時(shí)器是否可以作通用定時(shí)器 使用？?jī)蓚€(gè)32位定時(shí)器，PWM定時(shí)器不能用作通用定時(shí)器使用（13）LPC2000系列ARM7微控制器具有哪兩種低耗模式？如何降低系統(tǒng)的 功耗？2個(gè)低功耗模式：空閑和掉電；2、計(jì)算PLL設(shè)置值：假設(shè)有一個(gè)基于LPC2114勺系統(tǒng)，所使用的晶振為11.0592MHZ石英晶振。 請(qǐng)計(jì)算出最大的系統(tǒng)時(shí)鐘（cels）頻率為多少M(fèi)HZ?此時(shí)PLL的M值和P值各 為多少？請(qǐng)列出計(jì)算公式，并編寫設(shè)置 PLL的程序段。3、存儲(chǔ)器重影射：（1）LPC2210具有（4 ）種存影射模式。3514（2）當(dāng)程序已固

15、化到片內(nèi)Flash，向量表保存在0x00000000起始處，則MAP 1:0的值應(yīng)該為（2）。000110 11（3）LPC2000系列APM7微控制器ccq重影射的目標(biāo)起始地址為（），共有（）個(gè)字。 0x00000000，8 0x40000000，8 0x00000000，16 0X7FFFE000, 84、外部中斷喚醒掉電設(shè)計(jì)：以下代碼是初始化外部中斷 0,用它來(lái)喚醒掉電的LPC2114請(qǐng)?zhí)羁铡INSEL0=0x00000000PINSELI = （PINSEL1 &0XFFFFFFFC）|0X01 設(shè)置 I/O 連接，PO.16設(shè)置為 EINTOEXTMODE =0X00/設(shè)置EINT

16、0為電平觸發(fā)模式EXTPOLAR=0X00 /設(shè)置EINT0為低電平觸發(fā)EXTWAKE =0X01 /允許外部中斷0喚醒掉電的CPUEXTINT=0x0F/清除外部中斷標(biāo)識(shí)第四章程序清單4.1寄存器相加;文件名：TESTI.S;功能：實(shí)現(xiàn)兩個(gè)寄存器相加;說(shuō)明：使用ARMulate軟件仿真調(diào)試AREAExamplel,CODE,READONL YENTR YCODE32STARTMOVRO, #0MOV R1, #10LOOPBLADD_SUBADD_SUBBLOOPADD_SUBADDSR0, R0, R1MOVPC, LREND程序清單4.2讀取SMI立即數(shù)T_bit EQU0X20SWI_

17、Ha ndlerSTMFD SP , R0_R3 R12, LR；聲明代碼段Examplel;標(biāo)識(shí)程序入口;聲明32位ARM指令;設(shè)置參數(shù);調(diào)用子程序;跳轉(zhuǎn)到LOOP;R0=R0+R1;子程序返回；文件結(jié)束;現(xiàn)場(chǎng)保護(hù);讀取SPSRMRSR0, SPSRSTMEDSP , RO;保存SPSRTSTRO, #T_bit;測(cè)試T標(biāo)志位LDRNEH（16 位）RO, LR #_2;若是Thumb指令，讀取指令碼BICNERO, RO, #OxFFOO;取得Thumb指令的8位立即數(shù)LDREQ（32 位）RO, LR, #_4;若是ARM指令，讀取指令碼BICEQRO, RO, #OXffOOOOOO;

18、取得ARM指令的24位立即數(shù)LDMFDSP , R0_R3 R12,PQ ; SWI異常中斷返回程序清單4.3使用IRQ中斷ENABLEIRQMRS RO, CPSRBIC RO, RO, #0x80MSR CPSR_C ROMOV PC, LR程序清單4.4禁能IRQ中斷DISABLE_IRQMRS RO CPSRORR RO, RO, #Ox8OMSR CPSR_C ROMOVPC, LR程序清單4.5堆棧指令初始化INTSTACKWOVRO, LR;保存返回地址;設(shè)置管理模式堆棧MSR CPSR_C #0xD3LDR SP stacksvc;設(shè)置中斷模式堆棧MSRCPSR_C #0xD2LDRSP, Stacklrq程序清單4.6小范圍地址的加載ADRR0, DI