ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程第二版課后習(xí)題答案.

1、第1章嵌入式系統(tǒng)概述(1舉出3個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:嵌入到對象體系中的專用計算機(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)計的特殊目的的處理器。分為3類:1.注重尺寸、能耗和價格;2.關(guān)注性能;3.關(guān)注全部4個需求性能、尺寸、能耗和價格。(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.充分發(fā)揮了32位CP

2、U的多任務(wù)潛力。第2章ARM7體系結(jié)構(gòu)1.基礎(chǔ)知識(1ARM7TDMI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:EmbeddedICE硬件仿真功能模塊。(2ARM7TDMI采用幾級流水線？使用何種存儲器編址方式？答:3級;馮諾依曼結(jié)構(gòu)。(3ARM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、未定義模式、中斷模式、快速模式;ARM的處理器狀態(tài):A

3、RM狀態(tài)、Thumb狀態(tài)。(5PC和LR分別使用哪個寄存器？答:PC:R15;LR:R14。(6R13寄存器的通用功能是什么？答:堆棧指針SP。(7CPSR寄存器中哪些位用來定義處理器狀態(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，IRQ中斷被禁止，否則允許IRQ中斷使能;當(dāng)控制位F置位時，F(xiàn)IQ中斷被禁止，否則允許FIQ中斷使能。2. 存儲器格式答:無論是大端格式還是小端格式,R2的值與R1一致;地址0x4000單元的字節(jié):大端:0x12、小端:0x78。3. 處理器異

4、常請描述一下ARM7TDMI產(chǎn)生異常的條件是什么?各種異常會使處理器進(jìn)入哪種模式?進(jìn)入異常時內(nèi)核有何操作?各種異常的返回指令又是什么?答:【異?！俊灸Ｊ健俊痉祷刂噶睢繌?fù)位管理無未定義指令未定義MOVSPC,R14軟件中斷管理MOVSPC,R14預(yù)取指中止中止SUBSPC,R14,#4數(shù)據(jù)中止中止SUBSPC,R14,#8IRQ中斷SUBSPC,R14,#4FIQ快速中斷SUBSPC,R14,#4進(jìn)入異常時,內(nèi)核自動做:PCLR、CPSRf相應(yīng)異常模式下的SPSR、設(shè)置CPSR為相應(yīng)的異常模式、相應(yīng)異常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(1ARM7T

5、DMI(-S有幾種尋址方式？“LDRR1,RO,#0x08”屬于哪種尋址方式？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.相對尋址;“LDRR1,R0,#0x08”屬于基址尋址。(2ARM指令的條件碼有多少個?默認(rèn)條件碼是什么?答:16個;AL。(3ARM指令中的第2個操作數(shù)有哪幾種形式?列舉5個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;0x3FC、0、0xF0000000、200、0xF0000001。(4LDR/STR指令的偏移形式有哪4種？LDRB指令和LDRSB指令有何區(qū)別

6、？答:1.零偏移2.前索引偏移3.程序相對偏移4.后索引偏移;LDRB:加載無符號字節(jié)數(shù)據(jù),LDRSB加載有符號字節(jié)數(shù)據(jù)(5請指出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,用于存儲器到寄存器的數(shù)據(jù)傳送。(6CMP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0x30。答:CMP指令將Rn-operand2,根據(jù)結(jié)果更新CPSR中的相應(yīng)條件標(biāo)志位。CMPR1，0x30SUBHIR1,0x30(7調(diào)用子程序是用B指令還是用BL指令?請寫出返回子程序的指令。答:用BL;M

7、OVPC,R14。(8請指出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:LDRcondRd,=立即數(shù)/標(biāo)號+立即數(shù);LDR偽指令的源操作數(shù)是代表一個常數(shù),LDR加載指令的源操作數(shù)代表一個地址。(9ARM狀態(tài)與Thumb狀態(tài)的切換指令是什么?請舉例說明。答:BX;從ARM狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)CODE32LDRR0,=Lable+1BXR0CODE16LableMOVR1,#12;從Thumb狀態(tài)切換到ARM狀態(tài)CODE16LDRR0,=LableBXR0CODE32LableMOVR1,#10(lOThumb狀態(tài)與ARM狀態(tài)的寄存器有區(qū)別嗎？Thumb指令對哪些寄存器

8、的訪問受到一定限制?答:有區(qū)別;R8Rl5。(llThumb指令集的堆棧入棧、出棧指令是哪兩條？答:PUSH、POP。(12Thumb指令集的BL指令轉(zhuǎn)移范圍為何能達(dá)到±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、11111地址偏移低11位,地址編碼22位,再左移一位(半字對齊,23位地址尋址8MB,即±4MB。2.有符號和無符號加法答:(10xFFFF000F(A+0x0000FFF1(B(0x00000000NZCV=0110如果兩個操作數(shù)是有符號數(shù),A是負(fù)數(shù),B是正數(shù)，和是0,沒有溢出，所以V=0。如果兩個操作數(shù)是無

9、符號數(shù)，和是0,有進(jìn)位，所以C=1。(20x7FFFFFFF(A+0x02345678(B(0x82345677NZCV=1001如果兩個操作數(shù)是有符號數(shù),A是正數(shù),B是正數(shù)，和是負(fù)數(shù),有溢出，所以V=1。如果兩個操作數(shù)是無符號數(shù),沒有進(jìn)位,所以C=0。(367654321(A+23110000(B(0x0568F421NZCV=0000如果兩個操作數(shù)是有符號數(shù),A是正數(shù),B是正數(shù)，和是正數(shù)，沒有溢出，所以V=0。如果兩個操作數(shù)是無符號數(shù),沒有進(jìn)位,所以C=0。第五章1、基礎(chǔ)知識:(1LPC2114可使用的外部晶振頻率范圍是多少(使用/不使用PLL功能時？晶振頻率范圍:130MHz，若使用PL

10、L或ISP功能為:1025MHz。(2描述一下LPC2210的PO.14、P1.20、P1.26、BOOT1和BOOT0引腳在芯片復(fù)位時分別有什么作用?并簡單說明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P1.25P1.16復(fù)位后用作跟蹤端口。P1.26的低電平使P1.31P1.26復(fù)位后用作一個調(diào)試端口。當(dāng)RESET為低時,BOOT0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呈現(xiàn)高電平。外部復(fù)位輸入:當(dāng)該引腳為低電平時，器件復(fù)位,I/O口和外圍功能進(jìn)入默認(rèn)狀態(tài)，

11、處理器從地址0開始執(zhí)行程序。復(fù)位信號是具有遲滯作用的TTL電平。(3LPC2000系列ARM7微控制器對向量表有何要求(向量表中的保留字？向量表所有數(shù)據(jù)32位累加和為零(0x00000000OxOOOOOOlC的8個字的機(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?(5LPC2000系列ARM7微控制器片內(nèi)Flash是多位寬度的接口?它是通過哪個功能模塊來提高Flash的訪問速度？128位,通過存儲器加速模塊(MAM來提高Flash的訪問速度(6若LPC2210的BAN

12、K0存儲塊使用32位總線，訪問BANK0時,地址線A1、A0是否有效？EMC模塊中的BLSOBLS4具有什么功能？無效，(如果存儲器組配置成16位寬，則不需要A0;8位寬的存儲器組需要使用A0。;字節(jié)定位選擇信號。(7LPC2000系列ARM7微控制器具有引腳功能復(fù)用特性,那么如何設(shè)置某個引腳為指定功能?通過引腳功能選擇寄存器的設(shè)定來設(shè)置某個引腳為指定功能(8設(shè)置引腳為GPIO功能時，如何控制某個引腳單獨(dú)輸入/輸出？當(dāng)前要知道某個引腳當(dāng)前的輸出狀態(tài)時,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)镚PIO時，

13、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，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GPIO，SSEL應(yīng)設(shè)這高電平，處于末激活狀態(tài)。（11）LPC2114具有幾個UART是符合什么標(biāo)準(zhǔn)？哪一個UART可用作ISP通信？哪一個UART具有MODEM接口？UART0，UART1；UART0用于ISP通信，UART1具有MODEM接口。（12）LPC2114具有幾個32位定時器？PWM定時器是否可以作通用定時器使用？兩個32位定時器，PWM定時器不能用作通用定時器使用（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

14、？2個低功耗模式：空閑和掉電；2、計算PLL設(shè)置值：假設(shè)有一個基于LPC2114的系統(tǒng)，所使用的晶振為11.0592MHZ石英晶振。請計算出最大的系統(tǒng)時鐘（cels）頻率為多少M(fèi)HZ?此時PLL的M值和P值各為多少？請列出計算公式，并編寫設(shè)置PLL的程序段。3、存儲器重影射：（1）LPC2210具有（43值應(yīng)該為（00個字。0x00000000,80x00000000,164、外部中斷喚醒掉電設(shè)計：以下代碼是初始化外部中斷0,用它來喚醒掉電的LPC2114，請?zhí)羁?。PINSEL0=0x00000000；PINSELI=（PINSEL1&0XFFFFFFFC|0X01；EXTMODE=0

15、X00；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；第四章清除外部中斷標(biāo)識/設(shè)置I/O連接，PO.16設(shè)置為EINTO設(shè)置EINT0為電平觸發(fā)模式0X40000000,80X7FFFE000,825）。011011），共有（）種存影射模式。14（2）當(dāng)程序已固化到片內(nèi)Flash，向量表保存在0x00000000起始處，則MAP1:0的（3）LPC2000系列APM7微控制器ccq重影射的目標(biāo)起始地址為（程序清單4.1寄存器相加；文件名：TESTI.S；功能：實(shí)現(xiàn)兩個寄存器相加；說明：使用ARMulate

16、軟件仿真調(diào)試AREAENTRYCODE32STARTMOVLOOPBADD_SUBADDSMOVEND程序清單4.2讀取SMI立即數(shù)T_bitEQUSTMFDMRSSTMEDTSTLDRNEHBICNELDREQBICEQLDMFD0X20SP！,R0_R3,R12,LR；現(xiàn)場保護(hù)R0,SPSRSP！,R0R0,#T_bitR0,LR，#_2R0，R0,，#0xFF00R0，LR，#_4R0，R0，#0Xff000000；讀取SPSR；保存SPSR；測試T標(biāo)志位；若是Thumb指令，讀取指令碼（16位）；取得Thumb指令的8位立即數(shù)；若是ARM指令，讀取指令碼（32位）；取得ARM指令的24

17、位立即數(shù)SWI_HandlerRO,RO,R1PC,LR；RO=RO+R1；子程序返回；文件結(jié)束MOVR1,#10BLLOOPADD_SUB；調(diào)用子程序ADD_SUB；跳轉(zhuǎn)到LOOPR0,#0Examplel,CODE,READONLY；聲明代碼段Examplel；標(biāo)識程序入口；聲明32位ARM指令；設(shè)置參數(shù)SP!,R0_R3,R12,PC；SWI異常中斷返回程序清單4.3使用IRQ中斷ENABLE_IRQMRSR0,CPSRBICMSRMOVR0,R0,#0x80CPSR_C,R0PC,LR程序清單4.4禁能IRQ中斷DISABLE_IRQMRSORRMSRR0CPSRR0,R0,#0x80

18、CPSR_C,R0MOVPC,LR程序清單4.5堆棧指令初始化INTSTACKWOVMSRLDRMSRLDR程序清單4.6小范圍地址的加載ADRLDRBDISP_TABDCB0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90R0,DISP_TABR1,R0,R2；加載轉(zhuǎn)換表地址；使用R2作為參數(shù)，進(jìn)行查表R0,LRCPSR_C,#0xD3SP,stacksvcCPSR_C,#0xD2SP,Stacklrq；保存返回地址；設(shè)置管理模式堆棧；設(shè)置中斷模式堆棧程序清單4.7中等范圍地址的加載ADRBXLR,RETURNIR1CODE16Thumb_subMOV程序清單4.8加載32位立即數(shù)LDRLDRR0,=IOPINR1,R0；加載GPIO的寄存器IOPIN的地址；讀取IOPIN寄存器的值R1,#10ADRLR1,Thumb_sub+1RETURNILDRR0，=IOSETLDRSTRR1，=0x005