《基于ARM的單片機(jī)應(yīng)用及實(shí)踐-GD32案例式教學(xué) 第2版》-武奇生 習(xí)題解答

第一章1.請(qǐng)舉例10個(gè)以上身邊單片機(jī)系統(tǒng)的例子。答：手機(jī)，智能電視，機(jī)頂盒，洗衣機(jī)，空調(diào)，智能家電，智能表，智能門(mén)鎖，機(jī)器人，路由器。2.請(qǐng)歸納整理嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)全流程中涉及到的知識(shí)領(lǐng)域，并思考哪些屬于嵌入式系統(tǒng)初學(xué)者應(yīng)該掌握的關(guān)鍵技能。答：數(shù)字電子技術(shù)，模擬電子技術(shù)，電路原理，C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)。3.嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中有哪些矛盾需要設(shè)計(jì)者和開(kāi)發(fā)者解決？答：如何在保證功能完整性、滿足用戶需求的前提下，綜合考慮功能、性能、成本、可靠性多種因素，實(shí)現(xiàn)平衡設(shè)計(jì)，以及如何借助網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算。對(duì)平衡設(shè)計(jì)的追求，最終以嵌入式系統(tǒng)的具體形式體現(xiàn)出來(lái)，比如說(shuō)一部手機(jī)、一臺(tái)洗衣機(jī)、一個(gè)機(jī)器人等。4.如何理解計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力和性能之間的概念差異？答：就嵌入式系統(tǒng)而言，普遍存在著存儲(chǔ)器容量、運(yùn)算速度、電源、尺寸、成本等各方面的約束，但這并不妨礙一個(gè)控制洗衣機(jī)的4位低成本微處理芯片和一個(gè)用于高速圖像處理的64位高性能處理芯片在“能力”上的理論等價(jià)性，因?yàn)樗鼈兌际菆D靈機(jī)模型的具體實(shí)現(xiàn)。他們的區(qū)別不在于理論上可求解問(wèn)題的不同，而在于解決問(wèn)題的快慢，即所謂的“性能”。一個(gè)問(wèn)題在巨型機(jī)上可解，那么換成筆記本或微控制器，理論上也是一定可解的，只不過(guò)計(jì)算的過(guò)程慢許多而已。而這個(gè)區(qū)別在漢語(yǔ)中常常被混淆，例如我們?cè)谠u(píng)價(jià)某人說(shuō)他很有能力的時(shí)候，往往隱含著兩重含義，一是他可以解決未知問(wèn)題和疑難問(wèn)題，這是他的能力，另一重含義是他做事做得又快又好，這其實(shí)是它的效率問(wèn)題。而圖靈機(jī)模型中的“能力”（Capability）是指前者，后者應(yīng)屬于“性能”（Performance）范疇，今天的計(jì)算機(jī)，盡管形態(tài)各異，本質(zhì)上都是圖靈計(jì)算機(jī)模型的一個(gè)個(gè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，因此它們都具有相同的理論計(jì)算能力。5.20世紀(jì)五六十年代，阿塔納索夫等人都具備了電子計(jì)算機(jī)的構(gòu)思，當(dāng)時(shí)也擁有相應(yīng)的技術(shù)手段，為什么他們都不能最后完成計(jì)算機(jī)的發(fā)明？答：技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)進(jìn)入新的歷史時(shí)期，電子計(jì)算機(jī)的誕生不再是憑借某位杰出人物個(gè)人的努力就能誕生的，制造電子計(jì)算機(jī)不僅需要巨大的投資，而且需要科學(xué)家、工程技術(shù)人員以及科學(xué)組織管理人員的密切合作。這一點(diǎn)恰恰反映了20世紀(jì)的科學(xué)已經(jīng)進(jìn)入各門(mén)學(xué)科互相滲透，科學(xué)研究社會(huì)化的特點(diǎn)。6.如何理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟硬件邊界？答：對(duì)任何一個(gè)真實(shí)的、技術(shù)可實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，都需要有最基礎(chǔ)的一層硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，這一最基礎(chǔ)的硬件實(shí)現(xiàn)了圖靈機(jī)模型的要求，其上大部分都是各種硬件加速手段，對(duì)一個(gè)具體的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)而言，軟硬件的分割在哪里，主要取決于性能和成本之間的折中。如果要求高性能，那么硬件加速的部件可以多些，相應(yīng)成本也不可避免會(huì)增加；如果要求低成本，那么圖中曲線可以下移，即用軟件完成大部分處理，但性能會(huì)有所下降。

第二章1.Arm?Cortex?-M4處理器有哪幾條系統(tǒng)總線？存儲(chǔ)器采用什么架構(gòu)？答：Arm?Cortex?-M4處理器包括三條AHB總線分別稱為I-CODE總線、D-Code總線和系統(tǒng)總線；Arm?Cortex?-M4存儲(chǔ)器的組織采用哈佛結(jié)構(gòu)。2.Cortex?-M4提供的哪些系統(tǒng)外設(shè)？答：1.內(nèi)部總線矩陣，用于實(shí)現(xiàn)I-Code總線、D-Code總線、系統(tǒng)總線、專用總線(PPB)以及調(diào)試專用總線(AHB-AP)的互聯(lián)；2.嵌套式向量型中斷控制器(NVIC)；3.閃存地址重載及斷點(diǎn)單元(FPB)；4.數(shù)據(jù)觀測(cè)點(diǎn)及跟蹤單元(DWT)；5.指令跟蹤宏單元(ITM)；6.嵌入式跟蹤宏單元(ETM)；7.串行線和JTAG調(diào)試接口(SWJ-DP)；8.跟蹤端口接口單元(TPIU)；9.內(nèi)存保護(hù)單元(MPU)；10.浮點(diǎn)運(yùn)算單元(FPU)。3.程序存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，寄存器和I/O端口的地址空間有多大？為什么？答：程序存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，寄存器和I/O端口都在同一個(gè)線性的4GB的地址空間之內(nèi)。這是Cortex?-M4的最大地址范圍，因?yàn)樗牡刂房偩€寬度是32位。

第三章1.中斷/事件控制器有哪幾種觸發(fā)類型？答：EXTI有三種觸發(fā)類型：上升沿觸發(fā)、下降沿觸發(fā)和任意沿觸發(fā)。2.繪制EXTI結(jié)構(gòu)框圖。答：如下圖所示。3.EXTI觸發(fā)源有哪些？答：EXTI觸發(fā)源包括來(lái)自I/O管腳的16根線以及來(lái)自內(nèi)部模塊的7根線（包括LVD、RTC鬧鐘、USB喚醒、以太網(wǎng)喚醒、RTC侵入和時(shí)間戳、RTC喚醒）。

第四章1.Cortex?-M4通用和備用輸入/輸出接口有哪些特征？答：1.輸入/輸出方向控制；2.施密特觸發(fā)器輸入功能使能控制；3.每個(gè)引腳都具有弱上拉/下拉功能；4.推挽/開(kāi)漏輸出使能控制；5.置位/復(fù)位輸出使能；6.可編程觸發(fā)沿的外部中斷-使用EXTI配置寄存器；7.模擬輸入/輸出配置；8.備用功能輸入/輸出配置；9.端口鎖定配置；10.單周期輸出翻轉(zhuǎn)功能。2.復(fù)位之后GPIO端口、串行線調(diào)試端口、JTDI、JTCK/SWCLK、JTMS/SWDIO、NJTRST、NJTRST各是什么輸入模式？答：在復(fù)位期間或復(fù)位之后，備用功能并未激活，所有GPIO端口都被配置成輸入浮空模式，這種輸入模式禁用上拉（PU）/下拉（PD）電阻。但是復(fù)位后，串行線調(diào)試端口（JTAG/Serial-WiredDebugpins）為輸入PU/PD模式；PA15：JTDI為上拉模式；PA14：JTCK/SWCLK為下拉模式；PA13：JTMS/SWDIO為上拉模式；PB4：NJTRST為上拉模式；PB3：NJTRST為浮空模式。

第五章1.DMA控制器為何能夠提高數(shù)據(jù)傳輸效率？答：DMA控制器提供了一種硬件的方式在外設(shè)和存儲(chǔ)器之間或者存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器之間傳輸數(shù)據(jù)，而無(wú)需MCU的介入，避免了MCU多次進(jìn)入中斷進(jìn)行大規(guī)模的數(shù)據(jù)拷貝，最終提高整體的系統(tǒng)性能。2.Cortex?-M4如何處理內(nèi)核與DMA控制器總線訪問(wèn)之間的沖突？如何保證MCU正常工作？答：Cortex?-M4內(nèi)核與DMA控制器都是通過(guò)系統(tǒng)總線來(lái)處理數(shù)據(jù)，引入仲裁機(jī)制來(lái)處理它們之間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。當(dāng)MCU和DMA指定相同的外設(shè)的時(shí)候，MCU將會(huì)在特定的總線周期掛起。總線矩陣使用了輪詢的算法保證MCU至少占用了一半的帶寬。3.DMA控制器由哪幾部分組成？答：DMA控制器由4部分組成：1.AHB從接口配置DMA；2.兩個(gè)AHB主接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；3.兩個(gè)仲裁器進(jìn)行DMA請(qǐng)求的優(yōu)先級(jí)管理；4.數(shù)據(jù)處理和計(jì)數(shù)。4.DMA有幾種數(shù)據(jù)傳輸模式？各模式的數(shù)據(jù)讀、寫(xiě)源分別是什么？答：有3種數(shù)據(jù)傳輸模式：外設(shè)到存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器到外設(shè)、存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器。各模式數(shù)據(jù)讀寫(xiě)源：1.外設(shè)到存儲(chǔ)器：通過(guò)AHB外設(shè)主機(jī)接口從外設(shè)讀取數(shù)據(jù)，通過(guò)AHB存儲(chǔ)器主機(jī)接口向存儲(chǔ)器寫(xiě)入數(shù)據(jù)；2.存儲(chǔ)器到外設(shè)：通過(guò)AHB存儲(chǔ)器主機(jī)接口從存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)，通過(guò)AHB外設(shè)主機(jī)接口向外設(shè)寫(xiě)入數(shù)據(jù)；3.存儲(chǔ)器到存儲(chǔ)器：通過(guò)AHB外設(shè)主機(jī)接口從存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)，通過(guò)AHB存儲(chǔ)器主機(jī)接口向存儲(chǔ)器寫(xiě)入數(shù)據(jù)。5.發(fā)生哪幾種類型的錯(cuò)誤會(huì)關(guān)閉DMA傳輸？答：三種：FIFO錯(cuò)誤、總線錯(cuò)誤、寄存器訪問(wèn)錯(cuò)誤。

第六章1.GD32F4xx系列微控制器支持哪兩種調(diào)試模式？?jī)煞N模式之前如何實(shí)現(xiàn)切換？答：默認(rèn)使用JTAG調(diào)試接口，可以通過(guò)下列軟件序列從JTAG調(diào)試切換到SW調(diào)試：發(fā)送50個(gè)以上TCK周期的TMS=1信號(hào)；發(fā)送16位TMS=1110011110011110(0xE79ELSB)信號(hào)；發(fā)送50個(gè)以上TCK周期的TMS=1信號(hào)。切換SW調(diào)試到JTAG調(diào)試的軟件序列；發(fā)送50個(gè)以上TCK周期的TMS=1信號(hào)；發(fā)送16位TMS=1110011100111100(0xE73CLSB)信號(hào)；發(fā)送50個(gè)以上TCK周期的TMS=1信號(hào)。2.請(qǐng)列舉GD32F4xx系列微控制器調(diào)試時(shí)使用的引腳及功能。答：調(diào)試系統(tǒng)支持串行（SW）調(diào)試和跟蹤功能，也支持JTAG調(diào)試。JTAG需要至少4個(gè)引腳：TCK、TDI、TMS和TDO。復(fù)位腳nTRST是可選的。串行線調(diào)試協(xié)議（SW），它只須兩個(gè)引腳：SWCLK和SWDIO。3.請(qǐng)說(shuō)明GD32F4xx系列微控制器對(duì)于TIMER，I2C，RTC，WWDGT，F(xiàn)WDGT和CAN等外設(shè)調(diào)試支持。答：當(dāng)內(nèi)核停止，并且DBG控制寄存器1（DBG_CTL1）或DBG控制寄存器2（DBG_CTL2）中的相應(yīng)位置1。對(duì)于不同外設(shè)，有不同動(dòng)作：對(duì)于TIMER外設(shè)，TIMER計(jì)數(shù)器停止并進(jìn)行調(diào)試；對(duì)于I2C外設(shè)，SMBUS保持狀態(tài)并進(jìn)行調(diào)試；對(duì)于WWDGT或者FWDGT外設(shè)，計(jì)數(shù)器時(shí)鐘停止并進(jìn)行調(diào)試；對(duì)于RTC外設(shè)，計(jì)數(shù)器停止并進(jìn)行調(diào)試；對(duì)于CAN外設(shè)，接收寄存器停止計(jì)數(shù)并進(jìn)行調(diào)試。

第七章1.GD32F4xx系列ADC有多少個(gè)多路復(fù)用通道？可以轉(zhuǎn)換哪些類型的模擬信號(hào)？答：GD32F4xx系列ADC有19個(gè)多路復(fù)用通道，可以轉(zhuǎn)換來(lái)自16個(gè)外部通道、2個(gè)內(nèi)部通道和一個(gè)電池電壓（VBAT）通道的模擬信號(hào)。2.GD32F4xx系列ADC有哪些轉(zhuǎn)換模式？答：ADC四種轉(zhuǎn)換模式：1.單次模式，每次觸發(fā)轉(zhuǎn)換一次選擇的輸入通道；2.續(xù)模式，連續(xù)轉(zhuǎn)換所選擇的輸入通道；3.間斷模式；4.同步模式（適用于具有兩個(gè)或多個(gè)ADC的設(shè)備）。

第八章1.GD32系列定時(shí)器有哪幾種類型？答：GD32系列定時(shí)器（TIMERx）分為五種類型：高級(jí)定時(shí)器、通用定時(shí)器L0、通用定時(shí)器L1、通用定時(shí)器L2、基本定時(shí)器。2.繪制基本定時(shí)器結(jié)構(gòu)框圖。答：如下圖所示。3.基本定時(shí)器向上計(jì)數(shù)模式如何配置？答：1.設(shè)置計(jì)數(shù)器從0開(kāi)始向上連續(xù)計(jì)數(shù)到的自動(dòng)加載值（寫(xiě)寄存器TIMERx_CAR）；2.配置計(jì)數(shù)方向：設(shè)置TIMERx_CTL0寄存器中的計(jì)數(shù)方向控制位DIR應(yīng)該被設(shè)置成0。

第九章1.USART由哪些外部信號(hào)組成？答：如下表所示。引腳類型描述RX輸入接收數(shù)據(jù)TX輸出I/O(單線模式/智能卡模式)發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)USART使能后，若無(wú)數(shù)據(jù)發(fā)送，默認(rèn)為高電平CK輸出用于同步通信的串行時(shí)鐘信號(hào)nCTS輸入硬件流控模式發(fā)送使能信號(hào)nRTS輸出硬件流控模式發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)2.簡(jiǎn)述USART波特率的計(jì)算方法。答：波特率分頻系數(shù)是一個(gè)16位的數(shù)字，包含12位整數(shù)部分和4位小數(shù)部分。波特率發(fā)生器使用這兩部分組合所得的數(shù)值來(lái)確定波特率。由于具有小數(shù)部分的波特率分頻系數(shù)，將使USART能夠產(chǎn)生所有標(biāo)準(zhǔn)波特率。如果過(guò)采樣率是16，波特率分頻系數(shù)(USARTDIV)與系統(tǒng)時(shí)鐘具有如下關(guān)系：USARTDIV="UCLK"/"16×Baudrate"置位USART_CTL0寄存器中的OVSMOD位選擇8倍過(guò)采樣，波特率分頻系數(shù)(USARTDIV)與系統(tǒng)時(shí)鐘具有如下關(guān)系：USARTDIV="UCLK"/"8×Baudrate"USART0/5的系統(tǒng)時(shí)鐘為PCLK2，USART1/2和UART3/4/6/7的系統(tǒng)時(shí)鐘為PCLK1。在使能USART之前，必須在時(shí)鐘控制單元使能系統(tǒng)時(shí)鐘。3.簡(jiǎn)述USART過(guò)采樣過(guò)程？答：在默認(rèn)情況下，接收器通過(guò)獲取三個(gè)采樣點(diǎn)的值來(lái)估計(jì)該位的值。如果是8倍過(guò)采樣模式，選擇第3、4、5個(gè)采樣點(diǎn)；如果是16倍過(guò)采樣模式，選擇第7、8、9個(gè)采樣點(diǎn)。如果在3個(gè)采樣點(diǎn)中有2個(gè)或3個(gè)為0，該數(shù)據(jù)位被視為0，否則為1。如果3個(gè)采樣點(diǎn)中有一個(gè)采樣點(diǎn)的值與其他兩個(gè)不同，不管是起始位，數(shù)據(jù)位，奇偶校驗(yàn)位或者停止位，都將產(chǎn)生噪聲錯(cuò)誤(NERR)。如果使能DMA，并置位USART_CTL2寄存器中ERRIE，將會(huì)產(chǎn)生中斷。如果在USART_CTL2中置位OSB，接收器將僅獲取一個(gè)采樣點(diǎn)來(lái)估計(jì)一個(gè)數(shù)據(jù)位的值。在這種情況下將不會(huì)檢測(cè)到噪聲錯(cuò)誤。4.硬件流控信號(hào)有哪些？他們的作用是什么？答：硬件流控制功能通過(guò)nCTS和nRTS引腳來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)將USART_CTL2寄存器中RTSEN位置1來(lái)使能RTS流控，將USART_CTL2寄存器中CTSEN位置1來(lái)使能CTS流控。RTS流控USART接收器輸出nRTS，它用于反映接收緩沖區(qū)狀態(tài)。當(dāng)一幀數(shù)據(jù)接收完成，nRTS變成高電平，這樣是為了阻止發(fā)送器繼續(xù)發(fā)送下一幀數(shù)據(jù)。當(dāng)接收緩沖區(qū)滿時(shí)，nRTS保持高電平，可以通過(guò)讀USART_DATA寄存器來(lái)清零。CTS流控USART發(fā)送器監(jiān)視nCTS輸入引腳來(lái)決定數(shù)據(jù)幀是否可以發(fā)送。如果USART_STAT0寄存器中TBE位是0且nCTS為低電平，發(fā)送器發(fā)送數(shù)據(jù)幀。在發(fā)送期間，若nCTS信號(hào)變?yōu)楦唠娖剑l(fā)送器將會(huì)在當(dāng)前數(shù)據(jù)幀發(fā)送完成后停止發(fā)送。5.USART中斷事件有哪些？答：如下表所示。中斷事件事件標(biāo)志控制寄存器使能控制位發(fā)送數(shù)據(jù)寄存器空TBEUSART_CTL0TBEIECTS標(biāo)志CTSFUSART_CTL2CTSIE發(fā)送結(jié)束TCUSART_CTL0TCIE接收到的數(shù)據(jù)可以讀取RBNEUSART_CTL0RBNEIE檢測(cè)到過(guò)載錯(cuò)誤ORERR檢測(cè)到線路空閑IDLEFUSART_CTL0IDLEIE

第十章1.I2C總線由哪些信號(hào)線組成？他們的功能是什么？答：串行數(shù)據(jù)SDA線和串行時(shí)鐘SCL線。連接到總線上的設(shè)備通過(guò)這兩根線互相傳遞信息。SDA和SCL都是雙向線，通過(guò)一個(gè)電流源或者上拉電阻接到電源正極。當(dāng)總線空閑時(shí)，兩條線都是高電平。連接到總線的設(shè)備輸出極必須帶開(kāi)漏或者開(kāi)集，以提供線與功能。2.I2C總線數(shù)據(jù)有效性如何判斷？答：時(shí)鐘信號(hào)的高電平期間SDA線上的數(shù)據(jù)必須穩(wěn)定。只有在時(shí)鐘信號(hào)SCL變低的時(shí)候數(shù)據(jù)線SDA的電平狀態(tài)才能跳變(如圖10-2.數(shù)據(jù)有效性)。每個(gè)數(shù)據(jù)比特傳輸需要一個(gè)時(shí)鐘脈沖。3.I2C總線的起始信號(hào)和停止信號(hào)是什么？答：所有的數(shù)據(jù)傳輸起始于一個(gè)START(S)結(jié)束于一個(gè)STOP(P)(參見(jiàn)圖10-3.開(kāi)始和停止?fàn)顟B(tài))。START起始位定義為，在SCL為高時(shí)，SDA線上出現(xiàn)一個(gè)從高到低的電平轉(zhuǎn)換。STOP結(jié)束位定義為，在SCL為高時(shí)，SDA線上出現(xiàn)一個(gè)從低到高的電平轉(zhuǎn)換。4.簡(jiǎn)述I2C總線的發(fā)送流程？答：如圖10-9.主機(jī)發(fā)送模式（10位地址模式）所示，在主機(jī)模式下發(fā)送數(shù)據(jù)到I2C總線時(shí)，軟件應(yīng)該遵循這些步驟來(lái)運(yùn)行I2C模塊：首先，軟件應(yīng)該使能I2C外設(shè)時(shí)鐘，以及配置I2C_CTL1中時(shí)鐘相關(guān)寄存器來(lái)確保正確的I2C時(shí)序。使能和配置以后，I2C運(yùn)行在默認(rèn)的從機(jī)模式狀態(tài)，等待START起始位，隨后等待I2C總線尋址。軟件將START位置1，在I2C總線上產(chǎn)生一個(gè)START起始位。發(fā)送一個(gè)START起始位后，I2C硬件將I2C_STAT0的SBSEND位置1然后進(jìn)入主機(jī)模式?，F(xiàn)在軟件應(yīng)該讀I2C_STAT0寄存器然后寫(xiě)一個(gè)7位地址位或10位地址的地址頭到I2C_DATA寄存器來(lái)清除SBSEND位。一旦SBSEND位被清0，I2C就開(kāi)始發(fā)送地址或者地址頭到I2C總線。如果發(fā)送的地址是10位地址的地址頭，硬件在發(fā)送地址頭的時(shí)候會(huì)將ADD10SEND位置1，軟件應(yīng)該通過(guò)讀I2C_STAT0寄存器然后寫(xiě)10位低地址到I2C_DATA來(lái)清除ADD10SEND位。7位或10位的地址位發(fā)送出去之后，I2C硬件將ADDSEND位置1，軟件應(yīng)該清除ADDSEND位（通過(guò)讀I2C_STAT0寄存器然后讀I2C_STAT1寄存器）。I2C進(jìn)入數(shù)據(jù)發(fā)送狀態(tài)，因?yàn)橐莆患拇嫫骱蛿?shù)據(jù)寄存器I2C_DATA都是空的，所以硬件將TBE位置1。此時(shí)軟件可以寫(xiě)第一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)到I2C_DATA寄存器，但是TBE位此時(shí)不會(huì)被清零，因?yàn)閷?xiě)入I2C_DATA寄存器的字節(jié)會(huì)被立即移入內(nèi)部移位寄存器。一旦移位寄存器非空，I2C就開(kāi)始發(fā)送數(shù)據(jù)到總線。在第一個(gè)字節(jié)的發(fā)送過(guò)程中，軟件可以寫(xiě)第二個(gè)字節(jié)到I2C_DATA，此時(shí)TBE會(huì)被清零。任何時(shí)候TBE被置1，軟件都可以向I2C_DATA寄存器寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)，只要還有數(shù)據(jù)待發(fā)送。在倒數(shù)第二個(gè)字節(jié)發(fā)送過(guò)程中，軟件寫(xiě)入最后一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)到I2C_DATA來(lái)清除TBE標(biāo)志位，此后就不用關(guān)心TBE位的狀態(tài)。TBE位會(huì)在倒數(shù)第二個(gè)字節(jié)發(fā)送完成后被置起，直到發(fā)送STOP結(jié)束位時(shí)被清零。最后一個(gè)字節(jié)發(fā)送結(jié)束后，I2C主機(jī)將BTC位置起，因?yàn)橐莆患拇嫫骱虸2C_DATA寄存器此時(shí)都為空。軟件此時(shí)應(yīng)該配置STOP來(lái)發(fā)送一個(gè)STOP結(jié)束位，此后TBE和BTC狀態(tài)位都將被清0。5.簡(jiǎn)述I2C總線的接收流程？答：主機(jī)接收模式下的軟件流程首先，軟件應(yīng)該使能I2C外設(shè)時(shí)鐘，配置I2C_CTL1中時(shí)鐘相關(guān)寄存器來(lái)確保正確的I2C時(shí)序。初始化完成之后，I2C運(yùn)行在默認(rèn)的從機(jī)模式狀態(tài)，等待START起始位和地址。軟件將START位置1從而產(chǎn)生一個(gè)起始位發(fā)送一個(gè)START起始位后，I2C硬件將I2C_STAT0的SBSEND位置1然后進(jìn)入主機(jī)模式?，F(xiàn)在軟件應(yīng)該讀I2C_STAT0寄存器然后寫(xiě)一個(gè)7位地址位或10位地址的地址頭到I2C_DATA寄存器來(lái)清除SBSEND位。一旦SBSEND位被清0，I2C就開(kāi)始發(fā)送地址或者地址頭到I2C總線。如果發(fā)送的地址是10位地址的地址頭，硬件在發(fā)送地址頭的時(shí)候會(huì)先將ADD10SEND位置1，軟件應(yīng)該通過(guò)讀I2C_STAT0寄存器然后寫(xiě)10位低地址到I2C_DATA來(lái)清除ADD10SEND位。7位或10位的地址位發(fā)送出去之后，I2C硬件將ADDSEND位置1，軟件應(yīng)該清除ADDSEND位，通過(guò)讀I2C_STAT0寄存器然后讀I2C_STAT1寄存器。如果地址是10位格式，軟件應(yīng)該接著將START位再次置1來(lái)產(chǎn)生一個(gè)開(kāi)始條件（Sr)，Sr被發(fā)送出去以后SBSEND位被再次置1。軟件應(yīng)該通過(guò)先讀I2C_STAT0然后寫(xiě)地址頭到I2C_DATA來(lái)清除SBSEND位，然后地址頭被發(fā)到I2C總線，ADDSEND再次被置1。軟件應(yīng)該再次通過(guò)先讀I2C_STAT0然后讀I2C_STAT1來(lái)清除ADDSEND位。一旦第一個(gè)字節(jié)被接收，RBNE位會(huì)被硬件置1。此時(shí)軟件可從I2C_DATA寄存器讀取出第一個(gè)字節(jié)，同時(shí)RBNE位被清0。此后任何時(shí)候，一旦RBNE位被置1，軟件就可以從I2C_DATA寄存器讀取一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，直到主機(jī)接收了N-3個(gè)字節(jié)。如圖10-10.主機(jī)接收方案（10位地址模式）所示，第N-2個(gè)字節(jié)還沒(méi)被軟件讀出，之后第N-1個(gè)字節(jié)被接收，此時(shí)BTC和RBNE都被置位，總線就會(huì)被主機(jī)鎖死以阻止最后一個(gè)字節(jié)的接收。然后軟件應(yīng)該清除ACKEN位。軟件從I2C_DATA讀出倒數(shù)第三個(gè)（N-2）字節(jié)數(shù)據(jù)，同時(shí)也將BTC位清0。此后第N-1個(gè)字節(jié)從移位寄存器被移到I2C_DATA，總線得到釋放然后開(kāi)始接收最后一個(gè)字節(jié)，由于ACKEN已經(jīng)被清除，因此主機(jī)不會(huì)給最后一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送ACK響應(yīng)。最后一個(gè)字節(jié)接收完畢后，硬件再次把BTC位和RBNE置1，并拉低SCL，軟件將STOP位置1，主機(jī)發(fā)出一個(gè)STOP結(jié)束位。軟件讀取第N-1個(gè)字節(jié)，清除BTC。此后最后一個(gè)字節(jié)從移位寄存器被移動(dòng)到I2C_DATA。軟件讀取最后一個(gè)字節(jié)，清除RBNE。以上步驟需要字節(jié)數(shù)字N>2，N=1和N=2的情況近似。N=1在第4步，軟件應(yīng)該在清除ADDSEND位之前將ACKEN位清0，在清除ADDSEND位之后將STOP位置1。當(dāng)N=1時(shí)步驟5是最后一步。N=2在第2步，軟件應(yīng)該在START置1之前將POAP置1。在第4步，軟件應(yīng)該在清除ADDSEND位之前將ACKEN位清0。在第5步，軟件應(yīng)該一直等到BTC位被置1然后將STOP位置1且讀取I2C_DATA兩次。

第十一章1.串行外設(shè)接口（SPI）和片上音頻接口（I2S）分別支持哪些運(yùn)行模式？答：串行外設(shè)接口（SPI）可以工作于主機(jī)或從機(jī)模式。SPI接口支持具有硬件CRC計(jì)算和校驗(yàn)的全雙工和單工模式。SPI5還支持SPI四線主機(jī)模式。片上音頻接口（I2S）可以在四種模式下運(yùn)行：主機(jī)發(fā)送模式、主機(jī)接收模式、從機(jī)發(fā)送模式和從機(jī)接收模式。2.簡(jiǎn)述SPI常規(guī)配置下各引腳的作用（SCK、MISO、MOSI、NSS）。答：SCK：主機(jī)：SPI時(shí)鐘輸出；從機(jī)：SPI時(shí)鐘輸入。MISO：主機(jī)：數(shù)據(jù)接收線；從機(jī)：數(shù)據(jù)發(fā)送線；主機(jī)雙向線模式：不使用；從機(jī)雙向線模式：數(shù)據(jù)發(fā)送和接收線。MOSI：主機(jī)：數(shù)據(jù)發(fā)送線；從機(jī)：數(shù)據(jù)接收線；主機(jī)雙向線模式：數(shù)據(jù)發(fā)送和接收線；從機(jī)雙向線模式：不使用。NSS：軟件NSS模式：不使用主機(jī)；硬件NSS模式：為NSS輸出，NSSDRV=1時(shí)，為單主機(jī)模式，NSSDRV=0時(shí)，為多主機(jī)模式；從機(jī)硬件NSS模式：為NSS輸入，作為從機(jī)的片選信號(hào)。

第十二章1.簡(jiǎn)述CAN模塊的工作模式和通信模式。答：CAN總線控制器有3種工作模式：睡眠工作模式；初始化工作模式；正常工作模式。睡眠工作模式：芯片復(fù)位后，CAN總線控制器處于睡眠工作模式。該模式下CAN總線控制器的時(shí)鐘停止工作并處于一種低功耗狀態(tài)。將CAN_CTL寄存器的SLPWMOD位置1，可以使CAN總線控制器進(jìn)入睡眠工作模式。當(dāng)CAN進(jìn)入睡眠工作模式后，CAN_STAT寄存器的SLPWS位將被硬件置1。將CAN_CTL寄存器的AWU位置1，并當(dāng)CAN檢測(cè)到總線活動(dòng)時(shí)，CAN總線控制器將自動(dòng)退出睡眠工作模式。將CAN_CTL寄存器的SLPWMOD位清0，也可以退出睡眠工作模式。由睡眠模式進(jìn)入初始化工作模式：將CAN_CTL寄存器的IWMOD位置1，SLPWMOD位清0。由睡眠模式進(jìn)入正常工作模式：將CAN_CTL寄存器的IWMOD位和SLPWMOD位清0。初始化工作模式：如果需要配置CAN總線通信參數(shù)，CAN總線控制器必須進(jìn)入初始化工作模式。將CAN_CTL寄存器的IWMOD位置1，使CAN總線控制器進(jìn)入初始化工作模式，將其清0則離開(kāi)初始化工作模式。在進(jìn)入初始化工作模式后，CAN_STAT寄存器的IWS位將被硬件置1。由初始化模式進(jìn)入睡眠模式：CAN_CTL寄存器的SLPWMOD位置1，IWMOD位清0。由初始化模式進(jìn)入正常工作模式：CAN_CTL寄存器的SLPWMOD位和IWMOD位清0。正常工作模式：在初始化工作模式中配置完CAN總線通信參數(shù)后，將CAN_CTL寄存器的IWMOD位清0可以進(jìn)入正常工作模式并與CAN總線網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行正常通信。由正常工作模式進(jìn)入睡眠模式：CAN_CTL寄存器的SLPWMOD位置1，并等待當(dāng)前數(shù)據(jù)收發(fā)過(guò)程結(jié)束。由正常工作模式初始化模式：CAN_CTL寄存器的IWMOD位置1，并等待當(dāng)前數(shù)據(jù)收發(fā)過(guò)程結(jié)束。2.簡(jiǎn)述CAN總線的數(shù)據(jù)發(fā)送過(guò)程。答：數(shù)據(jù)發(fā)送步驟如下：第1步：選擇一個(gè)空閑發(fā)送郵箱；第2步：根據(jù)應(yīng)用程序要求，配置4個(gè)發(fā)送寄存器；第3步：將CAN_TMIx寄存器的TEN置1；第4步：檢測(cè)發(fā)送狀態(tài)和錯(cuò)誤信息。典型情況是檢測(cè)到MTF和MTFNERR置1，說(shuō)明數(shù)據(jù)被成功發(fā)送。3.簡(jiǎn)述CAN總線的數(shù)據(jù)接收過(guò)程。答：數(shù)據(jù)接收步驟如下：第1步：查看FIFO中幀的數(shù)量；第2步：通過(guò)CAN_RFIFOMIx，CAN_RFIFOMPx，CAN_RFIFOMDATA0x和CAN_RFIFOMDATA1x讀取數(shù)據(jù)；第3步：將寄存器CAN_RFIFOx的RFD置1釋放郵箱，并且等待其由硬件自動(dòng)清0。4.簡(jiǎn)述CAN總線的過(guò)濾功能。答：一個(gè)待接收的數(shù)據(jù)幀會(huì)根據(jù)其標(biāo)識(shí)符（Identifier）進(jìn)行過(guò)濾：硬件會(huì)將通過(guò)過(guò)濾的幀送至接收FIFO，并丟棄沒(méi)有通過(guò)過(guò)濾的幀。過(guò)濾器包含28個(gè)單元，它們是bank0到bank27。每一個(gè)過(guò)濾器單元有2個(gè)寄存器CAN_FxDATA0和CAN_FxDATA1，它們可以配置為2種位寬：32-bit位寬和16-bit位寬。32-bit位寬CAN_FDATAx包含字段：SFID[10:0]，EFID[17:0]，F(xiàn)F和FT。16-bit位寬CAN_FDATAx包含字段：SFID[10:0]，F(xiàn)T，F(xiàn)F和EFID[17:15]。對(duì)于一個(gè)待過(guò)濾的數(shù)據(jù)幀的標(biāo)識(shí)符（Identifier），掩碼模式用來(lái)指定哪些位必須與預(yù)設(shè)的標(biāo)識(shí)符相同，哪些位無(wú)需判斷。對(duì)于一個(gè)待過(guò)濾的數(shù)據(jù)幀的標(biāo)識(shí)符（Identifier），列表模式用來(lái)表示與預(yù)設(shè)的標(biāo)識(shí)符列表中能夠匹配則通過(guò)，否則丟棄。5.簡(jiǎn)述CAN總線的波特率計(jì)算方法。答：CAN時(shí)鐘從APB1總線上獲得，波特率計(jì)算公式如下：波特率CAN時(shí)鐘從APB1總線上獲得，波特率計(jì)算公式如下：Baudrate=NormalBitTime=t其中：tSYNC_SEGtBS1tBS2=tq

第十三章1.簡(jiǎn)述IEEE802.3中定義的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包格式。答：MAC的數(shù)據(jù)通信可使用兩種幀格式：基本的MAC幀格式；帶標(biāo)簽的MAC幀格式（對(duì)基本的MAC幀格式的擴(kuò)展）。圖13-2.MAC/帶標(biāo)簽的MAC幀格式描述了幀結(jié)構(gòu)（基本的和帶標(biāo)簽的）2.以太網(wǎng)MAC與外部PHY連接有哪兩種接口？他們的信號(hào)定義分別是什么？答：MII：媒體獨(dú)立接口媒體獨(dú)立接口（MII）用于MAC與外部PHY互聯(lián)，支持10Mbit/s和100Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸模式。-MII_TX_CLK：發(fā)送數(shù)據(jù)使用的時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)于10Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸，此時(shí)鐘為2.5MHz，對(duì)于100Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸，此時(shí)鐘為25MHz。-MII_RX_CLK：接收數(shù)據(jù)使用的時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)于10Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸，此時(shí)鐘為2.5MHz，對(duì)于100Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸，此時(shí)鐘為25MHz。-MII_TX_EN：發(fā)送使能信號(hào)，此信號(hào)必須與數(shù)據(jù)前導(dǎo)符的起始位同步出現(xiàn)，并在傳輸完畢前一直保持。-MII_TXD[3:0]：發(fā)送數(shù)據(jù)線，每次傳輸4位數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在MII_TX_EN信號(hào)有效時(shí)有效。MII_TXD[0]是數(shù)據(jù)的最低有效位，MII_TXD[3]是最高有效位。當(dāng)MII_TX_EN信號(hào)無(wú)效時(shí)，PHY忽略傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。-MII_CRS：載波偵聽(tīng)信號(hào)，僅工作在半雙工模式下，由PHY控制。當(dāng)發(fā)送或接收介質(zhì)非空閑時(shí)，此信號(hào)有效。PHY必需保證MII_CRS信號(hào)在發(fā)生沖突的整個(gè)時(shí)間段內(nèi)都保持有效。此信號(hào)不需要與發(fā)送/接收的時(shí)鐘同步。-MII_COL：沖突檢測(cè)信號(hào)，僅工作在半雙工模式下，由PHY控制。當(dāng)檢測(cè)到介質(zhì)發(fā)生沖突時(shí)，此信號(hào)有效，并且在整個(gè)沖突的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，保持此信號(hào)有效。此信號(hào)不需要與發(fā)送/接收的時(shí)鐘同步。-MII_RXD[3:0]：接收數(shù)據(jù)線，每次接收4位數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在MII_RX_DV信號(hào)有效時(shí)有效。MII_RXD[0]是數(shù)據(jù)的最低位，MII_RXD[3]是最高位。當(dāng)MII_RX_DV無(wú)效，而MII_RX_ER有效時(shí)，MII_RXD[3:0]數(shù)據(jù)值代表特定的信息（請(qǐng)參考表27-3.接收接口信號(hào)編碼）。-MII_RX_DV：接收數(shù)據(jù)使能信號(hào)，由PHY控制，當(dāng)PHY準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)供MAC接收時(shí)，該信號(hào)有效。此信號(hào)必須和幀數(shù)據(jù)的第一個(gè)4位同步出現(xiàn)，并保持有效直到數(shù)據(jù)傳輸完成。在傳送最后4位數(shù)據(jù)后的第一個(gè)時(shí)鐘之前，此信號(hào)必須變?yōu)闊o(wú)效狀態(tài)。為了正確地接收幀，有效電平不能滯后于數(shù)據(jù)線上的幀首界定碼出現(xiàn)。-MII_RX_ER：接收出錯(cuò)信號(hào)，保持一個(gè)或多個(gè)時(shí)鐘周期（MII_RX_CLK）的有效狀態(tài)，表明MAC在接收過(guò)程中檢測(cè)到錯(cuò)誤。具體錯(cuò)誤原因需結(jié)合MII_RX_DV的狀態(tài)及MII_RXD[3:0]的數(shù)據(jù)值，詳見(jiàn)表27-3.接收接口信號(hào)編碼。精簡(jiǎn)媒體獨(dú)立接口（RMII）規(guī)范減少了以太網(wǎng)通信所需要的引腳數(shù)。根據(jù)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，MII接口需要16個(gè)引腳用于數(shù)據(jù)和控制信號(hào)，而RMII標(biāo)準(zhǔn)則將引腳數(shù)減少到了7個(gè)。3.以太網(wǎng)DMA控制器描述符有哪兩種結(jié)構(gòu)？答：鏈結(jié)構(gòu)或環(huán)結(jié)構(gòu)。4.簡(jiǎn)述以太網(wǎng)配置流程答：在上電復(fù)位或系統(tǒng)復(fù)位之后，應(yīng)用程序可按以下的典型操作流程來(lái)配置并啟動(dòng)以太網(wǎng)模塊：使能以太網(wǎng)時(shí)鐘：配置RCU模塊來(lái)使能HCLK時(shí)鐘和以太網(wǎng)發(fā)送/接收時(shí)鐘。配置通訊接口：配置SYSCFG模塊，選擇接口模式（MII或RMII）；配置GPIO模塊，將相應(yīng)的功能腳映射到復(fù)用功能11（AF11）上。等待復(fù)位完成：輪詢ENET_DMA_BCTL寄存器直到SWR位復(fù)位（SWR位在上電復(fù)位后或系統(tǒng)復(fù)位后默認(rèn)置位）。獲取并配置PHY寄存器參數(shù)：根據(jù)HCLK頻率，配置SMI時(shí)鐘頻率，并訪問(wèn)PHY寄存器獲取PHY的信息（例如是否支持半/全雙工，是否支持10M/100Mbit速度等等）。根據(jù)外部PHY支持的模式，配置ENET_MAC_CFG寄存器使與PHY寄存器信息一致。初始化以太網(wǎng)DMA模塊用于數(shù)據(jù)傳輸：配置ENET_DMA_BCTL，ENET_DMA_RDTADDR，ENET_DMA_TDTADDR和ENET_DMA_CTL寄存器，完成DMA模塊初始化（詳細(xì)信息請(qǐng)參考DMA控制器描述章節(jié)）。初始化用于存放描述符列表以及數(shù)據(jù)緩存的物理內(nèi)存空間：根據(jù)ENET_DM