ARM嵌入式系統(tǒng)基礎教程第二版課后習題答案

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、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應用系統(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用而設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.關注性能；3.關注全部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

2、32位CPU的多任務潛力。第2章 ARM7體系結(jié)構(gòu)1.基礎知識(1)ARM7TDMI中的T、D、M、I的含義是什么？答：T：高密度16位Thumb指令集擴展；D：支持片上調(diào)試；M：64位乘法指令；I：Embedded ICE硬件仿真功能模塊。(2)ARM7TDMI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)。(3)ARM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；

3、ARM的處理器狀態(tài):ARM狀態(tài)、Thumb狀態(tài)。(5)PC和LR分別使用哪個寄存器？答：PC:R15；LR:R14。(6)R13寄存器的通用功能是什么？答：堆棧指針SP。(7)CPSR寄存器中哪些位用來定義處理器狀態(tài)？答：位3128：N、Z、C、V，條件代碼標志位；278：保留位；70：I、F、T、M40，控制標志位。(8)描述一下如何禁止IRQ和FIQ的中斷。答：當控制位I置位時，IRQ中斷被禁止，否則允許IRQ中斷使能；當控制位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

4、端：0x78。3.處理器異常請描述一下ARM7TDMI產(chǎn)生異常的條件是什么？各種異常會使處理器進入哪種模式？進入異常時內(nèi)核有何操作？各種異常的返回指令又是什么？答：【異?！?【模式】 【返回指令】復位 管理 無未定義指令 未定義 MOVS PC,R14軟件中斷 管理 MOVS PC,R14預取指中止 中止 SUBS PC,R14,#4數(shù)據(jù)中止 中止 SUBS PC,R14,#8IRQ 中斷 SUBS PC,R14,#4FIQ 快速中斷 SUBS PC,R14,#4 進入異常時,內(nèi)核自動做：PCLR、CPSR相應異常模式下的SPSR、設置CPSR為相應的異常模式、相應異常處理程序的中斷入口向量地

5、址PC。第3章 ARM7TDMI(-S)指令系統(tǒng)1.基礎知識(1)ARM7TDMI(-S)有幾種尋址方式？“LDR R1,R0,#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；“LDR R1,R0,#0x08”屬于基址尋址。(2)ARM指令的條件碼有多少個？默認條件碼是什么？答：16個；AL。(3)ARM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)表達式(8位圖) 2.寄存器方式 3.寄存器移位方式；0x3FC、0、0xF、200、0xF。

6、(4)LDR/STR指令的偏移形式有哪4種？LDRB指令和LDRSB指令有何區(qū)別？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。(6)CMP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中的相應條件標志位。 CMP R1,0x30 SU

7、BHI R1,0x30(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；MOV PC,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：LDRcond Rd,=立即數(shù)/標號+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。(9)ARM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) CODE32 LDR R0,=Lable+1 BX R0 CODE16Lable MOV R1,#12;從Thumb狀態(tài)切換到ARM狀態(tài) CODE16 LDR R0,=

8、Lable BX R0 CODE32Lable MOV R1,#10(10)Thumb狀態(tài)與ARM狀態(tài)的寄存器有區(qū)別嗎？Thumb指令對哪些寄存器的訪問受到一定限制？答：有區(qū)別；R8R15。(11)Thumb指令集的堆棧入棧、出棧指令是哪兩條？答：PUSH、POP。(12)Thumb指令集的BL指令轉(zhuǎn)移范圍為何能達到4MB？其指令編碼是怎樣的？答：BL指令事實上是兩條指令，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：(1) 0xFFFF000F (A)0x0000FFF1 (

9、B) (0x)NZCV=0110如果兩個操作數(shù)是有符號數(shù)，A是負數(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)是無符號數(shù)，和是0，有進位，所以C=1。(2) 0x7FFFFFFF (A)0x (B) (0x)NZCV=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)，沒有進位，所以C=0。(3) (A) (B) (0x0568F421)NZCV=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)，沒有進位，所以C=0。 第五章1、基礎知識：（1）LPC2114可使

10、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：130 MHz，若使用PLL 或ISP 功能為：1025MHz。（2）描述一下LPC2210的PO.14、P1.20、P1.26、BOOT1和BOOT0引腳在芯片復位時分別有什么作用？并簡單說明LPC2000系列ARM7微控制器的復位處理流程。 P0.14 的低電平強制片內(nèi)引導裝載程序復位后控制器件的操作，即進入ISP 狀態(tài)。 P1.20 的低電平使 P1.25P1.16 復位后用作跟蹤端口。 P1.26 的低電平使 P1.31P1.26 復位后用作一個調(diào)試端口。當RESET 為低時，BOOT0 與BOOT1 一同控制引導

11、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。外部復位輸入：當該引腳為低電平時，器件復位，I/O口和外圍功能進入默認狀態(tài)，處理器從地址0 開始執(zhí)行程序。復位信號是具有遲滯作用的TTL 電平。（3）LPC2000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(0x0xC 的8 個字的機器碼累加)，才能脫機運行用戶程序，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？相關電路應該如何設計？ （5）LPC2000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

12、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BANK0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。（7）LPC2000系列ARM7微控制器具有引腳功能復用特性，那么如何設置某個引腳為指定功能？ 通過引腳功能選擇寄存器的設定來設置某個引腳為指定功能（8）設置引腳為GPIO功能時，如何控制某個引腳單獨輸入/輸出？當前要知道某個引腳當前的

13、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，當設置它們?yōu)镚PIO時，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引腳應如何處理？ 不能用作GPIO，SSEL應設這高電平，處于末激活狀態(tài)。（11）LPC2114具有幾個UART是符合什么標準？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

14、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？ 2 個低功耗模式：空閑和掉電；2、計算PLL設置值：假設有一個基于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（ccls）頻率為多少MHZ？此時PLL的M值和P值各為多少？請列出計算公式，并編寫設置PLL的程序段。3、存儲器重影射：（1）LPC2210具有（ 4 ）種存影射模式。 3 5 1 4（2）當程序已固化到片內(nèi)Flash，向量表保存在0x起始處，則MAP1:0的值應該為（ 2

15、 ）。 00 01 10 11（3）LPC2000系列APM7微控制器ccq重影射的目標起始地址為（ ），共有（ ）個字。 0x，8 0x，8 0x，16 0x7FFFE000，84、外部中斷喚醒掉電設計：以下代碼是初始化外部中斷0，用它來喚醒掉電的LPC2114，請?zhí)羁铡INSEL0=0x；PINSELI = (PINSEL1&0XFFFFFFFC)|0X01； /設置I/O連接，PO.16設置為EINTOEXTMODE =0X00； /設置EINT0為電平觸發(fā)模式 EXTPOLAR=0X00； /設置EINT0為低電平觸發(fā) EXTWAKE =0X01； /允許外部中斷0喚醒掉電的CPUE

16、XTINT=0x0F； /清除外部中斷標識 第四章程序清單4.1寄存器相加；文件名：TESTI.S；功能：實現(xiàn)兩個寄存器相加；說明：使用ARMulate軟件仿真調(diào)試 AREA Examplel,CODE,READONLY ；聲明代碼段Examplel ENTRY ；標識程序入口 CODE32 ；聲明32位ARM指令START MOV R0，#0 ；設置參數(shù) MOV R1，#10LOOP BL ADD_SUB ；調(diào)用子程序ADD_SUB B LOOP ；跳轉(zhuǎn)到LOOPADD_SUB ADDS R0，R0，R1 ；R0=R0+R1 MOV PC，LR ；子程序返回 END ；文件結(jié)束程序清單4.2

17、 讀取SMI立即數(shù)T_bit EQU 0X20SWI_Handler STMFD SP！，R0_R3，R12，LR ；現(xiàn)場保護 MRS R0，SPSR ；讀取SPSR STMED SP！，R0 ；保存SPSR TST R0，#T_bit ；測試T標志位 LDRNEH R0，LR，#_2 ；若是Thumb指令，讀取指令碼（16位） BICNE R0，R0,，#0xFF00 ；取得Thumb指令的8位立即數(shù) LDREQ R0，LR，#_4 ；若是ARM指令，讀取指令碼（32位） BICEQ R0，R0，#0Xff ；取得ARM指令的24位立即數(shù) LDMFD SP！， R0_R3，R12，PC ；S

18、WI異常中斷返回程序清單4.3使用IRQ中斷ENABLE_IRQ MRS R0，CPSR BIC R0，R0，#0x80 MSR CPSR_C，R0 MOV PC，LR程序清單4.4禁能IRQ中斷DISABLE_IRQ MRS R0 CPSR ORR R0，R0，#0x80 MSR CPSR_C，R0 MOV PC，LR程序清單4.5堆棧指令初始化INTSTACK WOV R0，LR ；保存返回地址；設置管理模式堆棧 MSR CPSR_C，#0xD3 LDR SP，stacksvc；設置中斷模式堆棧 MSR CPSR_C，#0xD2 LDR SP，Stacklrq 程序清單4.6小范圍地址的加載 ADR R0，DISP_TAB