中山大學嵌入式系統(tǒng)練習與參考答案

1、思考與練習中的、的含義是什么？答：表示支持高密度指令集；表示支持片上調(diào)試；表示增加了位乘法指令；表示帶有觀察點硬件。2分別列舉的處理器模式和狀態(tài)。答：處理器共有種運行模式。分別是用戶模式（，），快速中斷模式（，），外部中斷模式（，），特權(quán)模式（，），數(shù)據(jù)訪問模式（，）t未定義指令中止模式（，），系統(tǒng)模式（t）s處理器有兩種狀態(tài)，狀態(tài)（執(zhí)行位字方式的指令）和狀態(tài)（執(zhí)行位半字方式的指令）。和分別使用哪個寄存器?答：使用了寄存器。使用了寄存器。、定義，假設(shè)使用存儲指令將的值放在單元中。如果存儲器格式為大端格式可，請寫出在執(zhí)行加載指令將存儲器單元的內(nèi)容取出存放到寄存器操作后所得的值。如果存儲器格式為小

2、端格式，所得的的值又為多少？低地址單元的字節(jié)內(nèi)容分別是多少？答：按大端模式將數(shù)據(jù)保存在地址處，則數(shù)據(jù)高位存放在地址低位，存儲方式如下表所示。地址數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)低位）（數(shù)據(jù)咼位）此時按大端模式從地址處的字數(shù)據(jù)讀取到則其內(nèi)容為如果按小端模式將數(shù)據(jù)保存在地址處，則數(shù)據(jù)低位存放在地址高位，存儲方式如下表所示。地址數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)咼位）（數(shù)據(jù)低位）此時用按小端模式從地址讀取字數(shù)據(jù)到，將會得到、簡單描述一下的三級流水線，并說明其對程序設(shè)計的影響？答：使用流水線來增加處理器指令流的速度。這樣可使幾個操作同時進行,并使處理和存儲器系統(tǒng)連續(xù)操作，能提供的指令執(zhí)行速度。三階段流水線入圖所示：取指譯碼執(zhí)行由于采用了流水線機制

3、，所以當正確讀取了的值時，并且未更新時,該值通常為當前指令地址值加個字節(jié)；但當發(fā)生或時，值已更新，它指向當前指令后面的第三條指令，對指令來說就是當前指令地址加個字節(jié)。在程序跳轉(zhuǎn)或發(fā)生中斷異常時，保存到寄存器中的值通常是當前指令的下一條指令。所以編寫子程序調(diào)用后返回或異常中斷返回代碼時就要考慮到由于流水線操作使值變化而帶來的問題。、請指出指令與指令的區(qū)別以及用途。答：指令主要用來傳送數(shù)據(jù)，比如將位圖立即數(shù)傳送到目標寄存器，而指令則是將存儲的內(nèi)容加載到寄存器中。7調(diào)用子程序是用還是用指令？請寫出之程序返回的指令。答：指令可以跳轉(zhuǎn)到指令中的目標地址，但是不將值保存在中。而在完成跳轉(zhuǎn)的同時，將值保存在

4、中，所以調(diào)用子程序時使用指令。返回指令：，C8請指出偽指令的用法。指令格式與指令的區(qū)別是什么？答：偽指令可以大范圍的地址讀取，用于加載一個位的常數(shù)或者一個地址值到指定的寄存器中。若加載的常數(shù)未超過或的范圍，則使用或指令代替該偽指令，否則匯編器將常量放入文字池，并使用一條程序相對偏移的指令從文字池讀出常量。而加載指令則用于從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)放入寄存器中。與指令在格式上相比，偽指令的參數(shù)有“”號。9狀態(tài)與狀態(tài)的切換指令是什么？答：版本的內(nèi)核處理器可以使用指令進行狀態(tài)切換。指令可以跳轉(zhuǎn)到指定的地址執(zhí)行程序，并根據(jù)地址來切換處理器的狀態(tài)：0可使用的外部晶振頻率范圍是多少？（使用不使用功能時）答：在不使用

5、功能時晶振范圍為；使用功能時晶振范圍為。、描述一下2、和引腳在復位時分別有什么作用？并簡單說明系列微控制器的復位處理流程？答:復位時，的低電平強制片內(nèi)引導程序裝載程序控制器件的操作，即進入狀態(tài)；在2的0低在電平使2復、位在后用做跟蹤端口；復位時，復位時，的低電平使復位后用做一個調(diào)試端口;復位時，根據(jù)電平狀態(tài)控制引導方式，如下表所示。引導方式控制的位存儲器控制的位存儲器控制的位存儲器內(nèi)部存儲器TOC o 1-5 h z復位流程：系統(tǒng)復位時，首先進行各種配置的初始化，判斷是否看門狗復位，若是則判斷用戶代碼是否有效，若有效則執(zhí)行用戶代碼（片內(nèi)：0（對總線開放的系列來說，還要先判斷是否為來選擇執(zhí)行片外

6、N）,若無效則進入服務(wù)程序；若不是看門狗復位則根據(jù)硬件配置（和）選擇是否把一些端口配置為跟蹤調(diào)試端口，然后判斷是否為低，不為低則轉(zhuǎn)去判斷用戶代碼是否有效，為低則進入模式。如圖所示。圖復位處理流程、系列微控制器的向量表有何要求？（向量中的保留字）答：系列規(guī)定了“向量表中所有數(shù)據(jù)位累加和為零”作為有效用戶代碼條件，也就是說，只有向量表中所有數(shù)據(jù)32位態(tài)累加和為零時，用戶的程序才能脫機運行。在程序設(shè)計中，通過定義向量表中的保留字（地址）的值（使用指令定義），使向量表中所有位累加和為零（的個字的機器碼累加）。3系列功能模塊來提高微控制器片內(nèi)的訪問速度？是多少位寬度的接口？它是通過哪個答：系列微控制片內(nèi)

7、是位寬度的接口?？梢酝ㄟ^存儲器加速模塊（）來提高的訪問速度。14、若否有效？的存儲塊使用位總線，訪問時，地址線、是模塊中的具有什么功能?答：若存儲器配置為寬度，和不做地址線使用，可以作為使用。模塊中的是字節(jié)定位選擇信號，輸出低電平有效，用于外擴存儲器時的字節(jié)定位，擴展位存儲器時需一位信號來定位，位時需：來定位，位時同時需：來定位。5系列微控制器具有引腳復用特性，那么如何設(shè)置某個引腳為指定功能？答：引腳連接模塊使同一個引腳可以具有多種功能，即管腳復用，通過配置相關(guān)寄存器控制多路開關(guān)來連接引腳與片內(nèi)外設(shè)?？赏ㄟ^配置、（引腳選擇寄存器系、2）來將指定的片內(nèi)外設(shè)功能映射到相關(guān)引腳，每兩個寄存器位對應(yīng)一

8、個特定的器件引腳。6設(shè)置管腳為功能時，如何控制某個引腳單獨輸入輸出？當需要知道某個引腳當前的輸出狀態(tài)時，是讀取寄存器還是讀取寄存器？答：設(shè)置引腳為功能時，通過方向寄存器、來控制引腳的輸入/輸出。相應(yīng)的位置“、”表示輸出，清“系”表示輸入。當需要知道當前某個引腳的輸出狀態(tài)時，需要讀取寄存器。、的兩個是符合什么標準？哪一個可用做通訊？哪一個具有接口？答：的兩個都符合具有標準的調(diào)制解調(diào)器接口。工業(yè)標準?？捎米鐾ㄓ?8系列微控制具有哪兩種低功耗模式？如何降低系統(tǒng)的功耗？答：系列微控制器支持兩種節(jié)電模式：空閑模式和掉電模式。在空閑模式下，指令的執(zhí)行被掛起直到發(fā)生復位或中斷為止。外設(shè)功能在空閑模式下繼續(xù)保

9、持并可產(chǎn)生中斷使處理器恢復運行。空閑模式使處理器、存儲器系統(tǒng)和相關(guān)控制器以及內(nèi)部總線不再消耗功率。在掉電模式下，振蕩器關(guān)閉，這樣芯片沒有任何內(nèi)部時鐘。處理器狀態(tài)和寄存器、外設(shè)寄存器以及內(nèi)部值在掉電模式下被保持。芯片引腳的邏輯電平保持靜態(tài)。復位或者特定的不需要時鐘仍能工作的中斷可終止掉電模式并使芯片恢復正常運行。由于掉電模式使芯片所有的動作都掛起，因此芯片的功耗降低到幾乎為零。9計算設(shè)置值假設(shè)有一個基于的系統(tǒng)，所使用的晶振為石英晶振。請計算出最大的系統(tǒng)時鐘()頻率為多少？此時的值和值各為多少？請列出計算公式，并編寫設(shè)置的程序段。答：系列微處理器時鐘頻率最大可以是M倍頻數(shù)：所以時鐘頻率：=9。值可

10、由()得出，必須在內(nèi)。假設(shè)取最低156，MPH=z1，.取4最高頻率320時，。因此，同時滿足條件的值只能是2。所以計算公式為即()。設(shè)置的參考程序段如下所示設(shè)置值為5值為位置位，使能部件使和寄存器的更改生效等待鎖定，即等待為屏4蔽0位，即位設(shè)0置內(nèi)連接使和寄存器的更改生效0寫出最小系統(tǒng)的定義，并畫出最小系統(tǒng)原理框圖。答：為嵌入式處理器運行提供其所必需的條件的電路與嵌入式處理器共同構(gòu)成了的系統(tǒng)成為此嵌入式處理器的最小系統(tǒng)。系統(tǒng)框圖如圖2所示。時鐘系統(tǒng)調(diào)試測試接口供電系統(tǒng)（電源）嵌入式控制器復位及復位配置系統(tǒng)存儲器系統(tǒng)21、使用鍵盤控制最小系統(tǒng)框圖獨立式按鍵輸入電路，及使用直接驅(qū)動電路，編寫通過

11、按點兄的程序。要求按鍵被按下的時D，松開后熄滅。答：定義鍵盤定義驅(qū)動將對應(yīng)設(shè)置為輸出讀取鍵盤的值看鍵是否按下一直等待有鍵按下延時去抖動，根據(jù)系統(tǒng)時鐘設(shè)置延時常數(shù)去抖動;點亮等待按鍵放開熄滅循環(huán)2如何利用從系統(tǒng)？的接口與實時時鐘日歷芯片構(gòu)成一個主答：將上的引腳，以構(gòu)成硬件系統(tǒng)，如圖所示。與對應(yīng)連接起來，再加上上拉電阻就可做為主機，控制著數(shù)據(jù)傳送的開始、結(jié)束。INTSDAVSSSCLCLKOUTOSC1VDDOSC2PCF856332.768kHzP0.3/SDAP0.2/SCLSDASCLLPC22006接3口023、思考怎樣使兩個t微控制器通過SPI接口進行數(shù)據(jù)通訊。答：設(shè)計參考電路如圖4N所

12、示。RevisionDate:File:18-Dec-2005D:WUJUN電子系的資料復習題DdbSheetofDrawnBy:1234圖通信一主一從接口方式SizeNumberRevisionaB機乍為S005通信的主機，其從機選擇線接上拉電阻，固定在高電平。機作為從機嚴其從機選瑋擇線連接主機的一個口，并被上拉固定在高電平。主機發(fā)起1234通信時將機的線拉低，使機進入從機狀態(tài)。在通信過程中，B機的從機選擇線必須保持為低。位數(shù)據(jù)寬度的和微控制器連接時，地址線的連接應(yīng)注意什么問題?答：與相比有哪些優(yōu)缺點？與位連接的時候，由于設(shè)置為位數(shù)據(jù)寬度，所以不使用，并且為了能夠?qū)巫止?jié)訪問，要把上的、控制

13、信號分別連接到的、。如圖所示。.一f-rj.J-!二旦甘甘EiEKEHEJ8.2101TE當WSU.IJ3C23MPS.OAUP3.LALLPIJ/AJ：P3.3?A3P3.4,A4PZ.S/ASPS.fi.AfiPZJ.AJP3.8/ABP3.9/ASP3.LD/A1DPS.IL.AII.P3.12.12P3.131.3PS.IAIJ.FS.IS/AIS：P3.l.fi.!ALfiPS.IJ/AIT：P3.I.B.ALKP3.L9/AI.9PSJD.DPULAJI.P3.22A22F3.曲出刃MCLJCPl.n.CSDPI.I.OEKJ7.WE田WBLSI.PSJIZiaLSO鮎AIO/(4

14、All/SIA3ZSjA4-74A5/A672A7Z-1-1：/62ARZ56A14Z:II：FTRz4：Al7.-47AISZb-45TI-W9796D2/14D5/16D7/fTET/52Dll/35DI2/站D門/?7DI4/：IS6ILY156I.6ALAddress；OxSOOOOOOOOx80O7FFFI;(BankOf圖與連接電路原理器件是異步接口技術(shù)和利用存儲陣列的高密度技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它既有的低成本優(yōu)勢，又有與一樣易于操作的接口。但在訪問速度、功耗上跟相比還是有一定差距。為靜態(tài)存儲器，其具有極高的寫入速度，但其成本較高。5M有哪些特點？答：M的特點：提供源代碼、可移植性、可固化、可剪裁、可剝奪、多任務(wù)、可確定性、任務(wù)棧、提供系統(tǒng)服務(wù)、中斷管理、穩(wěn)定性與可靠性。需要編寫哪些文件?答：根據(jù)U的