三級大題嵌入式三級大題 1

1、酒店客房的門鎖系統(tǒng)是由總臺服務(wù)器和若干客房指紋鎖組成，其基本功能具體描述如下：a、 客房的指紋鎖與總臺服務(wù)器之間通過通信網(wǎng)絡(luò)連接。b、 旅客在總臺登記住宿時，錄入其指紋信息，并提取其特征值存儲在總臺服務(wù)器中。同時錄入一個密碼(若干位數(shù)字組成)，以備指紋無法開鎖時，用密碼開鎖。c、 旅客在開客房指紋鎖時，把相應(yīng)手指放在門鎖的指紋采集部件上，采集相應(yīng)的指紋圖像信息，并傳輸給總臺服務(wù)器。d、 總臺服務(wù)器接收到某個客房指紋鎖傳輸來的指紋圖像信息后，進(jìn)行特征值求取并進(jìn)行匹配，若匹配正確，則回送開鎖指令給客房指紋鎖。e、 客房指紋鎖收到開鎖指令后，控制開鎖的機(jī)械動作，并用綠色LED燈指示開鎖成功。f、 若匹配不正確，總臺服務(wù)器回送不開鎖指令給客房指紋鎖。g、 客房指紋鎖收到不開鎖指令后，用紅色LED燈指示開鎖不成功。h、 若指紋無法開鎖，旅客還可以通過客房指紋鎖上的數(shù)字按鍵輸入密碼，若密碼匹配正確，也可以控制開鎖的機(jī)械動作，并用綠色LED燈指示開鎖成功。根據(jù)上述功能要求的描述，若采用S3C2410芯片為核心來構(gòu)建客房指紋鎖控制器的硬件平臺，請完善下面的敘述和C語言程序(需要使用的控制寄存器的格式見題后說明)。若采集的指紋圖像分辨率為320x240,灰度等級為256,則存儲一幅指紋圖像的原始像素信息需要的存儲容量為—【1】KB(1K=1000)。若采用115.2Kbps的異步串行通信網(wǎng)傳輸，一幅指紋圖像的傳輸時間至少需要【2】秒，若采用10Mbps的以太網(wǎng)傳輸，一幅指紋圖像的傳輸時間至少要【3】秒，因此，系統(tǒng)中總臺服務(wù)器和若干個客房指紋鎖之間選用以太網(wǎng)連接。硬件構(gòu)件設(shè)計時，以太網(wǎng)接口選用AX88796芯片為核心來設(shè)計，若S3C2410芯片的nGCS2引腳連接到該芯片的—【4】_引腳(低電平有效)，那么，AX88796芯片內(nèi)部寄存器地址的首地址是：【5】。若客房指紋鎖紅色LED指示燈的驅(qū)動電路由GPIO的GPC0引腳控制，綠色LED指示燈的驅(qū)動電路由GPC1引腳控制。GPC0、GPC1引腳各自輸出"0"時，其對應(yīng)的LED燈滅，各自輸出"1"時，其對應(yīng)的LED燈亮。那么，初始化GPC0、GPC1引腳為輸出功能的語句是：rGPCC0N=((rGPCC0N|0x00000005)&___【6】 ); //rGPCCON是端口C的控制寄存器控制綠色LED燈點(diǎn)亮和熄滅的語句分別是：rGPCDAT=rGPCDAT|___【7】 ; //rGPCDAT是端口C的數(shù)據(jù)寄存器TOC\o"1-5"\h\zrGPCDAT=rGPCDAT& 【8】 ;紅色LED燈點(diǎn)亮和熄滅的語句分別是：rGPCDAT=rGPCDAT|___【9】 ;rGPCDAT=rGPCDAT& 【10】 ;指紋采集部件由一個攝像芯片和光學(xué)鏡頭組成。S3C2410芯片通過I2C總線傳輸控制命令給攝像芯片。硬件設(shè)計時，選擇S3C2410芯片的GPE15、GPE14引腳與攝像芯片的引腳_【11】 、SCL相連。軟件設(shè)計時，需要用下面語句初始化該引腳為2C功能引腳。rGPEC0N=((rGPEC0N|0xA0000000)& 【12】 ); //rGPECON是端口E的控制寄存器(5)若輸入密碼的鍵盤采用非標(biāo)準(zhǔn)鍵盤，鍵盤接口設(shè)計成4x3的陣列。若設(shè)計時選用了GPE0~GPE3來輸出鍵盤行掃描信號，選用GPD0~GPD2來輸入鍵盤列信號。請補(bǔ)充完善下面的鍵盤掃描函數(shù)：〃**keyoutput是鍵盤掃描時的輸出地址，keyinput是鍵盤讀入時的地址#defineKEYOUTPUT(*(volatileINT8U*)0x56000044)〃定義GPE的數(shù)據(jù)端口#defineKEYINPUT (*(volatileINT8U*)0x56000034)〃定義GPD的數(shù)據(jù)端口INT16UScanKey(){INT16Ukey=0xFFFF;INT16Ui;INT8Utemp=0xFF,output;rGPDCON=rGPDCON&___【13】 ; 〃初始化GPD0~GPD2為輸入rGPECON=((rGPECON& 【14】 )|0x00000055);〃初始化GPE0~GPE3為輸出;for(i=1;((i<= 【15】 )&&(i>0));i<<=1){output|=0xFF;output&=(~i);KEYOUTPUT=output;temp=KEYINPUT;if((temp&0x07)!=___【16】 ){key=(~i);key<<=8;key|=((temp&0x07)|0xF8);return(key);}}return0xFFFF;}上面的鍵盤掃描函數(shù)返回的是由鍵盤行信號和鍵盤列信號合并而成的一個16位二進(jìn)制值，根據(jù)該函數(shù)的返回值，可以判斷是否有按鍵按下，并可確定是哪個按鍵按下。若返回值為___【17】__時，可知鍵盤中無鍵按下，若返回值為【18】時，可知鍵盤中第3行第2列的鍵被按下。(注：以GPE0對應(yīng)的鍵盤行為第一行，以GPD0對應(yīng)的鍵盤列為第一列)(6)為了便于以太網(wǎng)通信程序的編寫，客房指紋鎖的應(yīng)用軟件基于“C/0SII操作系統(tǒng)來設(shè)計,

客房指紋鎖的應(yīng)用程序主函數(shù)中，需要用OSTaskCreate（）函數(shù) 【19】 ,并用 【20】 函數(shù)啟動多任務(wù)調(diào)度功能。說明：下面是試題解答時需要用到的寄存器格式及相關(guān)說明。1）端口C的控制寄存器（GPCCON）引腳GPCCON的位描述GPC15[3130]00=輸入，01=輸出，10=VD7,11=保留GPC14[2928]00=輸入，01=輸出，10=VD6,11=保留GPC13[2726]00=輸入，01=輸出，10=VD5，11=保留GPC12[2524]00=輸入，01=輸出，10=VD4，11=保留GPC11[2322]00=輸入，01=輸出，10=VD3，11=保留GPC10[2120]00=輸入，01=輸出，10=VD2，11=保留GPC9[1918]00=輸入，01=輸出，10=VD1，11=保留GPC8[1716]00=輸入，01=輸出，10=VD0，11=保留GPC7[1514]00=輸入，01=輸出，10=LCDVF2,11=保留GPC6[1312]00=輸入，01=輸出，10=LCDVF1，11=保留GPC5[1110]00=輸入，01=輸出，10=LCDVF0，11=保留GPC4[9：8]00=輸入，01=輸出，10=VM，11=IIS數(shù)據(jù)輸出GPC3[7：6]00=輸入，01=輸出，10=VFRAME,11=IIS數(shù)據(jù)輸入GPC2[5：4]00=輸入，01=輸出，10=VLINE,11=保留GPC1[3：2]00=輸入，01=輸出，10=VCLK,11=保留GPC0[1：0]00=輸入，01=輸出，10=LEND,11=保留2）端口D的控制寄存器（GPDCON）引腳GPDCON的位描述GPD15[3130]00=輸入，01=輸出，10=VD23,11=保留GPD14[2928]00=輸入，01=輸出，10=VD22,11=保留GPD13[2726]00=輸入，01=輸出，10=VD21,11=保留GPD12[2524]00=輸入，01=輸出，10=VD20,11=保留GPD11[2322]00=輸入，01=輸出，10=VD19,11=保留GPD10[2120]00=輸入，01=輸出，10=VD18,11=保留GPD9[1918]00=輸入，01=輸出，10=VD17,11=保留GPD8[1716]00=輸入，01=輸出，10=VD16,11=保留GPD7[1514]00=輸入，01=輸出，10=VD15,11=保留GPD6[1312]00=輸入，01=輸出，10=VD14,11=保留GPD5[1110]00=輸入，01=輸出，10=VD13,11=保留GPD4[9:8]00=輸入，01=輸出，10=VD12,11=保留GPD3[7:6]00=輸入，01=輸出，10=VD11,11=保留GPD2[5:4]00=輸入，01=輸出，10=VD10,11=保留GPD1[3：2]00=輸入，01=輸出，10=VD9,11=保留GPD0[1：0]00=輸入，01=輸出，10=VD8,11=保留

3）端口E的控制寄存器（GPECON）引腳GPECON的位描述GPE15[3130]00=輸入，01=輸出，10=IICSDA,11=保留GPE14[2928]00=輸入，01=輸出，10=IICSCL，11=保留GPE13[2726]00=輸入，01=輸出，10=SPICLK0，11=保留GPE12[2524]00=輸入，01=輸出，10=SPIM0SI0,11=保留GPE11[2322]00=輸入，01=輸出，10=SPIMIS00,11=保留GPE10[2120]00=輸入，01=輸出，10=SSDAT3，11=保留GPE9[1918]00=輸入，01=輸出，10=SSDAT2，11=保留GPE8[1716]00=輸入，01=輸出，10=SSDAT1，11=保留GPE7[1514]00=輸入，01=輸出，10=SSDAT0,11=保留GPE6[1312]00=輸入，01=輸出，10=SDCMD，11=保留GPE5[1110]00=輸入，01=輸出，10=SDLCK，11=保留GPE4[9：8]00=輸入，01=輸出，10=IISSDO,11=IIS數(shù)據(jù)輸出GPE3[7：6]00=輸入，01=輸出，10=IISSI,11=IIS數(shù)據(jù)輸入GPE2[5：4]00=輸入，01=輸出，10=CDCLK,11=保留GPE1[3：2]00=輸入，01=輸出，10=IISCLK,11=保留GPE0[1：0]00=輸入，01=輸出，10=IISLRCK,11=保留4）端口H的控制寄存器（GPHCON）引腳GPHCON的位描述GPH10[21:20]00=輸入，01=輸出，10=CLKOUT1,11=保留GPH9[19:18]00=輸入，01=輸出，10=CLKOUT0,11=保留GPH8[17:16]00=輸入，01=輸出，10=UEXTCLK,11=保留GPH7[15：14]00=輸入，01=輸出，10=RXD2,11=保留GPH6[13：12]00=輸入，01=輸出，10=TXD2,11=保留GPH5[11：10]00=輸入，01=輸出，10=RXD1,11=保留GPH4[9：8]00=輸入，01=輸出，10=TXD1,11=IIS數(shù)據(jù)輸出GPH3[7：6]00=輸入，01=輸出，10=RXD0,11=IIS數(shù)據(jù)輸入GPH2[5：4]00=輸入，01=輸出，10=TXD0,11=保留GPH1[3：2]00=輸入，01=輸出，10=nRTS0,11=保留GPH0[1：0]00=輸入，01=輸出，10=nCTS0,11=保留【解題思路】本題是一道基于S3C2410的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)綜合題?？疾榱藬?shù)字圖像的存儲容量計算，網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)傳輸；系統(tǒng)硬件構(gòu)件設(shè)計，尤其是GPIO接口功能及初始化程序，結(jié)合常用外設(shè)的連接，如LED、鍵盤等；基于1C/0S-I操作系統(tǒng)的應(yīng)用程序的主要I1C/0S-II函數(shù)，如何創(chuàng)建任務(wù)及啟動任務(wù)調(diào)度功能。參考答案及解析】1】76.8；320*240/1000=76.8KB；【2】6.7；115.2Kbps換算成字節(jié)是每秒發(fā)送115.2/8=14.4KB的數(shù)據(jù)。異步串行每發(fā)送8個字節(jié)有一個起始位和停止位，76.88=9.6，說明一共需要10個停止位和10個起始位，一個發(fā)送96.8KB的數(shù)據(jù)，96.8/14.4=6.72秒；【3】0.076；10Mbps理論速度是每秒1.25MB，加上損耗以1Mbyte每秒計算，理論速度是0.076秒【4】CS；片選信號CS低電平有效；【5】0x10000000；nGCS2映射地址為0x10000000；【6】0XFFFFFFF5；00為輸入，01為輸出。則初始化GPC0、GPC1引腳為輸出功能的語句是：rGPCCON=((rGPCCON|0x00000005)&0xFFFFFFF5)?！?】0x0002；紅色LED指示燈的驅(qū)動電路由GPIO的GPC0引腳控制，綠色LED指示燈的驅(qū)動電路由GPC1引腳控制。GPC0、GPC1引腳各自輸出"0"時，其對應(yīng)的LED燈滅，各自輸出T時，其對應(yīng)的LED燈亮。則綠色LED燈點(diǎn)亮為：rGPCDAT=rGPCDAT|0x0002【8】0xFFFD；綠色LED燈熄滅為：rGPCDAT=rGPCDAT&0xFFFD?！?】0x0001；紅色LED燈點(diǎn)亮為：rGPCDAT=rGPCDAT|0x0001。【10】0xFFFE；紅色LED燈熄滅為：rGPCDAT=rGPCDAT&0xFFFE?！?1】SDA；I2C總線只有兩條信號線，一條是數(shù)據(jù)線SDA，另一條是時鐘線SCL，所有操作都通過這兩條信號線完成?！?2】0XAFFFFFFF；初始化l2C功能引腳?！?3】0xFFFFFFC0；初始化GPD0~GPD2為輸入：rGPDCON