嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)與實(shí)踐答案(第3版)

第一章1．嵌入式系統(tǒng)的基本含義是什么？為什么說(shuō)單片機(jī)是典型的嵌入式系統(tǒng)？答：即的含義是：在一塊芯片上集成了中央處理單元（）、存儲(chǔ)器（等）、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器及多種輸入輸出（）接口的比較完整的數(shù)字處理系統(tǒng)。大部分嵌入式系統(tǒng)以為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)。從體系結(jié)構(gòu)到指令系統(tǒng)都是按照嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)專門設(shè)計(jì)的，它能很好地滿足應(yīng)用系統(tǒng)的嵌入、面向測(cè)控對(duì)象、現(xiàn)場(chǎng)可靠運(yùn)行等方面的要求。因此以為核心的系統(tǒng)是應(yīng)用最廣的嵌入式系統(tǒng)。2．簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)以及應(yīng)用領(lǐng)域（舉例）。答：嵌入式系統(tǒng)屬于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，但不單獨(dú)以通用計(jì)算機(jī)的面目出現(xiàn);嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)需要專用工具和特殊方法;使用設(shè)計(jì)嵌入式系統(tǒng)，數(shù)據(jù)及程序空間采用不同存儲(chǔ)介質(zhì);開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)涉及軟件、硬件及應(yīng)用領(lǐng)域的知識(shí);嵌入式系統(tǒng)的其他特點(diǎn),比如緊張的資源，較高穩(wěn)定性要求，低功耗，低成本等。一般用于工業(yè)控制，智能家電，日常電子等領(lǐng)域。日常數(shù)碼產(chǎn)品：手機(jī)，3，U盤，相機(jī)等。日常工業(yè)類：冰箱，空調(diào)，微波爐，汽車等。3．比較及的區(qū)別及聯(lián)系。答：是一個(gè)單獨(dú)的處理器。而，則有微處理器，存儲(chǔ)器（等）、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器及多種輸入輸出（）接口的比較完整的數(shù)字處理系統(tǒng)。所以可以這么說(shuō)，是一個(gè)包含微處理器的嵌入式系統(tǒng)，而緊緊是一個(gè)處理器而已。4.總結(jié)嵌入式系統(tǒng)常用術(shù)語(yǔ)。硬件：封裝，印刷電路板，動(dòng)態(tài)可讀寫隨機(jī)存儲(chǔ)器及靜態(tài)可讀寫隨機(jī)存儲(chǔ)器，只讀存儲(chǔ)器，閃速存儲(chǔ)器，模擬量及開(kāi)關(guān)量。通信：并行通信，串行通信，串行外設(shè)接口，集成電路互連總線，通用串行總線，控制器局域網(wǎng)，背景調(diào)試模式，邊界掃描測(cè)試協(xié)議，串行線調(diào)試技術(shù)。功能模塊及軟件：通用輸入/輸出，及，脈沖寬度調(diào)制器，看門狗，液晶顯示，發(fā)光二級(jí)管，鍵盤，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。5．C語(yǔ)言的那些特性使得它成為嵌入式系統(tǒng)中使用頻率最高的高級(jí)語(yǔ)言。答：相比底端匯編，更簡(jiǎn)單易學(xué)；及高級(jí)語(yǔ)言如（，，等）相比，執(zhí)行效率高，編譯后的編碼體積小，而且支持好的編譯器還支持嵌入?yún)R編代碼；對(duì)位的操縱能力很強(qiáng)。6.舉例說(shuō)明結(jié)構(gòu)體變量類型的定義、結(jié)構(gòu)體變量的聲明及使用方法。C語(yǔ)言中所有數(shù)據(jù)類型遵循“先定義后使用”的原則。（1）結(jié)構(gòu)體的說(shuō)明和結(jié)構(gòu)體變量的定義例如，定義一個(gè)名為的結(jié)構(gòu)體變量類型：{定義名為的結(jié)構(gòu)體變量類型[8];成員變量為字符型數(shù)組[10];成員變量為字符型數(shù)組;成員變量為整型這樣，若聲明s1為一個(gè)類型的結(jié)構(gòu)體變量，則：s1;聲明s1為類型的結(jié)構(gòu)體變量又如定義類型同時(shí)聲明：{定義名為的結(jié)構(gòu)體變量類型[8];成員變量為字符型數(shù)組[10];成員變量為字符型數(shù)組;成員變量為整型}s1;聲明s1為類型的結(jié)構(gòu)體變量（2）結(jié)構(gòu)體變量的使用結(jié)構(gòu)體成員的表示方式：結(jié)構(gòu)體變量.成員名s118;（3）結(jié)構(gòu)體指針第二章1.處理器分為那幾個(gè)系列？簡(jiǎn)要說(shuō)明個(gè)系列的主要應(yīng)用范圍。1）50系列處理器：手勢(shì)控制功能，現(xiàn)實(shí)技術(shù)、移動(dòng)游戲、2.0技術(shù)2）系列處理器：高計(jì)算要求、運(yùn)行豐富操作系統(tǒng)、交互媒體和圖形體驗(yàn)3）系列處理器：智能手機(jī)、硬盤驅(qū)動(dòng)器、數(shù)字電視、醫(yī)療行業(yè)、工業(yè)控制，汽車電子等4）系列處理器：智能測(cè)量、人機(jī)接口設(shè)備、汽車和工業(yè)控制系統(tǒng)、大型家用電器、消費(fèi)型產(chǎn)品和醫(yī)療器械2.0+處理器有哪些特點(diǎn)？說(shuō)明其主要應(yīng)用領(lǐng)域。1）M0+內(nèi)核：支持16位指令集2）嵌套中斷向量控制器:及緊耦合，支持中斷嵌套，采用向量中斷機(jī)制3）總線網(wǎng)絡(luò)：M0+內(nèi)部總線系統(tǒng)的核心4）調(diào)試組件：基于硬件，支持兩個(gè)硬件斷點(diǎn)和兩個(gè)觀察點(diǎn)，支持單步調(diào)試和向量捕捉，支持多個(gè)軟件斷點(diǎn)5）總線接口：可高速整體訪問(wèn)所有系統(tǒng)外設(shè)和內(nèi)存6）系統(tǒng)時(shí)鐘：用于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的時(shí)鐘或僅僅作為計(jì)數(shù)器7）其他模塊：系統(tǒng)控制模塊提供系統(tǒng)運(yùn)行信息和系統(tǒng)配置功能；微型跟蹤緩沖器提供程序追蹤功能；存儲(chǔ)器保護(hù)單元是一個(gè)選配的單元應(yīng)用領(lǐng)域：家用電器、白色商品、醫(yī)療監(jiān)控、電子測(cè)量、照明設(shè)備以及功耗及汽車控制器件等各種廣泛應(yīng)用的智能傳感器及智能控制系統(tǒng)，提供超低功耗、低成本微控制器（）。第三章1.簡(jiǎn)述0+L系列的型號(hào)和標(biāo)識(shí)。飛思卡爾系列的型號(hào)眾多，但同一種系列的核是相同的L系列命名格式：Q##ART（N）本書：25Z12842.簡(jiǎn)要闡述硬件電路中濾波電路、耦合電路的具體作用。濾波電路：改善系統(tǒng)的電磁兼容性，降低電源波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響，增強(qiáng)電路的穩(wěn)定性。耦合電路：3.解釋最小系統(tǒng)概念，并結(jié)合25開(kāi)發(fā)板，歸納實(shí)現(xiàn)最小系統(tǒng)需要的引腳資源。硬件最小系統(tǒng):由電源、主板和、內(nèi)存組成.在這個(gè)系統(tǒng)中,沒(méi)有任何信號(hào)線的連接,只有電源到主板的電源連接.在判斷的過(guò)程中通過(guò)聲音來(lái)判斷這一核心組成部分是否可正常工作。25硬件最小系統(tǒng)引腳包括電源類引腳、復(fù)位引腳、晶振引腳接口電路4.給出25的及的大小、地址范圍。：128(0x0000_0000~0x0001)：160x0000_0000~0x070x0000_0000~0x35.25開(kāi)發(fā)板25中使用什么標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試接口，具體如何實(shí)現(xiàn)？（）串行協(xié)議訪問(wèn)處理器接口觀察三色燈變化、串口通信、口通信將線的迷你口端接入開(kāi)發(fā)板的扁口，將線的另一端扁口接入的口，給開(kāi)發(fā)板供電。將串口線及評(píng)估板上的串口連接（藍(lán)線,白線，黑線），串口線的接的口。將線的“迷你口”端接入開(kāi)發(fā)板的扁口，另一端扁口接入的口。6.給出25芯片的、的地址范圍，說(shuō)明堆?？臻g、全局變量、常量、程序分別存放于中還是中。一般來(lái)說(shuō)這個(gè)區(qū)域安排用戶數(shù)據(jù)（主要是全局變量）和堆?？臻g；要用于存儲(chǔ)程序、常量、中斷向量等。7.25開(kāi)發(fā)板25中具有哪些功能接口，如何進(jìn)行測(cè)試？（）串行協(xié)議訪問(wèn)處理器接口、3色指示燈、電平的接口、接口。觀察三色燈變化、串口通信、口通信將線的迷你口端接入開(kāi)發(fā)板的扁口，將線的另一端扁口接入的口，給開(kāi)發(fā)板供電。將串口線及評(píng)估板上的串口連接（藍(lán)線,白線，黑線），串口線的接的口。將線的“迷你口”端接入開(kāi)發(fā)板的扁口，另一端扁口接入的口。8.分析25最小系統(tǒng)原理圖中各部分的基本原理。1）電源及其濾波電路：提供足夠的電流容量，電源引腳外接適當(dāng)?shù)臑V波電容以抑制高頻噪聲2）復(fù)位電路和復(fù)位功能：正常工作時(shí)復(fù)位輸入引腳通過(guò)一個(gè)10K毆的電阻到電源正極，所以一個(gè)為高電平。若按下復(fù)位按鈕，則引腳接為低電平，導(dǎo)致芯片復(fù)位。3）晶振電路：外接電源，借助輔助電路產(chǎn)生震蕩信號(hào)4）接口電路：程序下載和調(diào)試，只需兩根線，數(shù)據(jù)輸入/輸出線和時(shí)鐘線。第四章1．將小燈接到的19上,低電平點(diǎn)亮321919;表示端口控制模塊B的基地址19=0x0000100數(shù)值19腳為功能5;功能的方向寄存器(1<<19)0;功能數(shù)據(jù)輸出寄存器(1<<19)19腳輸出為03.在文件中需要包含，這樣在該工程中就可以調(diào)用構(gòu)件的接口函數(shù)。首先調(diào)用函數(shù)，初始化所需的指示燈。注意初始化時(shí)，要讓每一盞燈初始狀態(tài)為“暗”。隨后，通過(guò)函數(shù)控制指示燈亮、暗。通過(guò)變量的遞增并且設(shè)置頻率后，就能夠在程序運(yùn)行中，可以比較明顯的看到指示燈對(duì)應(yīng)的小燈進(jìn)行閃爍的現(xiàn)象。4.程序的啟動(dòng)地址,初始化的一些程序(禁用看門狗,系統(tǒng)時(shí)鐘初始化及全能端口時(shí)鐘等)。數(shù)據(jù)和空間的分配5.程序如下所示構(gòu)件的頭文件文件名稱功能概要:撥碼開(kāi)關(guān);使用的A端口19;使用的19腳01函數(shù)名稱函數(shù)參數(shù),端口號(hào)引腳號(hào)函數(shù)返回值:無(wú)(8)函數(shù)名稱函數(shù)參數(shù)端口引腳號(hào)函數(shù)返回值:撥碼開(kāi)關(guān)的狀態(tài)8(8)構(gòu)件的程序文件(88){(,0);8(88){第五章略第六章1，簡(jiǎn)述及之間進(jìn)行串口通信時(shí)，為什么要經(jīng)行電平轉(zhuǎn)換？如何進(jìn)行轉(zhuǎn)換？由于單片機(jī)的電平及串口標(biāo)準(zhǔn)的電平不一樣，所以就要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。若用串口標(biāo)準(zhǔn)的—232總線進(jìn)行串口通信，則需要外接電路實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，在發(fā)送端，需要用驅(qū)動(dòng)電路將電平轉(zhuǎn)換成—232電平；在接收端，需要用接收電路將232電路轉(zhuǎn)換為電平。2，設(shè)波特率為9600，使用格式的8位數(shù)據(jù)位、1位停止位，傳輸2的文件最少需要多少時(shí)間？解：所需發(fā)送的數(shù)據(jù)量：2*1024=2048字節(jié)發(fā)送一個(gè)字節(jié)需要10位（開(kāi)始位，數(shù)據(jù)位，停止位），則2048*10=20480位時(shí)間：20480位/9600=2.13s3,簡(jiǎn)述M0+中斷機(jī)制及執(zhí)行過(guò)程：中斷是實(shí)時(shí)的處理內(nèi)部或外部事件的一種內(nèi)部機(jī)制。由模塊中斷源、中斷控制器（）和M0+內(nèi)核組成，模塊中斷源向中斷控制器發(fā)出中斷信號(hào)。中斷控制器對(duì)發(fā)來(lái)的信號(hào)進(jìn)行管理，判斷是否允許中斷，若允許，通過(guò)私有外設(shè)總線發(fā)送M0+內(nèi)核，由內(nèi)核處理中斷。ＮＶＩＣ可根據(jù)中斷信號(hào)的優(yōu)先級(jí)對(duì)中斷進(jìn)行響應(yīng)。第七章1．實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)及定時(shí)的基本方法有哪些？比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。答：實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)及定時(shí)的基本方法有三種：完全硬件方式、完全軟件方式和可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器方法。其中完全硬件方式速度快，但通用性和靈活性差；完全軟件方式的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省硬件。主要缺點(diǎn)是執(zhí)行延時(shí)程序期間，一直被占用，所以降低了的使用效率，也不容易提供多作業(yè)環(huán)境；可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器方法的最突出的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)數(shù)時(shí)不占用的時(shí)間。4，分析的功能及編程要點(diǎn)三種常用的功能：輸入捕捉，輸出比較，脈寬調(diào)制器。編程要點(diǎn)：注意各種寄存器的正確使用。詳解見(jiàn)書本P164—P169第八章1，簡(jiǎn)述獨(dú)立式鍵盤和矩陣鍵盤的應(yīng)用特點(diǎn)：獨(dú)立式鍵盤方式是指將每個(gè)獨(dú)立式按鍵按一對(duì)一的方式直接接到輸入線上，這種方式查鍵實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但占用資源較多，一般再按鍵數(shù)量較少的情況下使用。矩陣鍵盤方式是用m條線組成行輸出口，n條線組成列輸入口，在行列線的每一個(gè)焦點(diǎn)上設(shè)置一個(gè)按鍵，這種方式占用線少，在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中采用較多。2，列舉常見(jiàn)的鍵盤消除抖動(dòng)的方法：當(dāng)按鍵被按下時(shí)，會(huì)出現(xiàn)所按鍵在閉合位置和斷開(kāi)位置之間跳幾下，才穩(wěn)定到閉合狀態(tài)的情況，當(dāng)釋放一個(gè)按鍵時(shí)也會(huì)出現(xiàn)類似的情況，這就是抖動(dòng)問(wèn)題。硬件方法是設(shè)計(jì)一個(gè)濾波延時(shí)電路或單穩(wěn)態(tài)電路等硬件電路來(lái)避開(kāi)按鍵的抖動(dòng)時(shí)間。軟件方法是指編制一段時(shí)間大于100的延時(shí)程序，在第一次檢測(cè)到有鍵按下時(shí)，執(zhí)行這段延時(shí)子程序使鍵的前沿抖動(dòng)消失后再