ARM嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程第二版課后習(xí)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(biāo)、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(yīng)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(yīng)用而設(shè)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(guān)注性能；3.關(guān)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(chǔ)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.提高了幵發(fā)效率，縮短了幵發(fā)周期。3.充

2、分發(fā)揮了 32位CPU的多任務(wù)潛力。第2章ARM7體系結(jié)構(gòu)1. 基礎(chǔ)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(kuò)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) ARM7TDM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 ARMt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。分別列舉ARM的處理器模式和狀態(tài)？答：ARM勺處理器模式：用戶模式、系統(tǒng)模式、管理模式、中止模式、未定義模式、中斷

3、模 式、快速模式；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SPo(7) CPSR寄存器中哪些位用來定義處理器狀態(tài)？答：位3128:NZ、CV,條件代碼標(biāo)志位；278:保留位；70: I、F、T、M4Q控制標(biāo)志位。(8) 描述一下如何禁止IRQ和FIQ的中斷。答：當(dāng)控制位I置位時，IRQ中斷被禁止，否則允許IRQ中斷使能；當(dāng)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0x400

4、0單元的字節(jié)：大端：0x12、小端：0x7 8o3. 處理器異常請描述一下ARM7TDM產(chǎn)生異常的條件是什么？各種異常會使處理器進(jìn)入哪種模式？進(jìn)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?！俊灸Ｊ健俊痉祷刂噶睢繌?fù)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(yù)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(jìn)入異常時，內(nèi)核自動做：PSLR CPS於相應(yīng)異常模式下的SPSR設(shè)置CPSR為相應(yīng)的異常模式、相應(yīng)異常處理程序

5、的中斷入口向量地址T PC第3章ARM7TDMI(-S)指令系統(tǒng)1. 基礎(chǔ)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(rèn)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(dá)式(8位圖)2.寄存器方式3.寄存器移位方式；0x3FC 0、

6、0xF0000000、200、 0xF0000001。LDR/STR指令的偏移形式有哪 4種？ LDRB指令和LDRSBt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)請指出MO指令與LDR加載指令的區(qū)別及用途？答：MO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：CMPW令將Rn-operand2，根據(jù)結(jié)果更新CPSF中的相

7、應(yīng)條件標(biāo)志位。CMP R1,0x30SUBHI 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(biāo)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犬態(tài)切換到 Thumb狀態(tài)CODE32LDR R0,=Lable+1BX R0CODE16Lable MOV R1,#12;從Thumb狀態(tài)切換

8、到 ARM犬態(tài)CODE16LDR R0,=LableBX R0CODE32Lable MOV R1,#10(10) Thumb狀態(tài)與ARM犬態(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(dá)到土 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即土 4MB2. 有符號和無符號加法答：(1)O

9、xFFFFOOOF (A)+ OxOOOOFFF1 (B)(0x00000000)NZCV=O11O如果兩個操作數(shù)是有符號數(shù)，A是負(fù)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(jìn)位，所以C=100x7FFFFFFF (A)+ 0x02345678(B)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(fù)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(jìn)位，所以C=d(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(jìn)位，所以C=d第五

10、章1、基礎(chǔ)知識：(1) LPC2114可使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(fù)位時分別有什么作用？并簡單說明LPC2000系列ARM7微控制器的復(fù)位處理流程。P0.14 的低電平強制片內(nèi)引導(dǎo)裝載程序復(fù)位后控制器件的操作，即進(jìn)入ISP狀態(tài)。P1.20 的低電平使 P1.25P1.16 復(fù)位后用作跟蹤端口。P1.26 的低電平使 P1.31P1.26 復(fù)位后用作一個調(diào)試端口。當(dāng)RESET為低時，BOOT0

11、與BOOT1 一同控制引導(dǎo)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(fù)位輸入：當(dāng)該引腳為低電平時，器件復(fù)位，I/O 口和外圍功能進(jìn)入默認(rèn)狀態(tài)，處理器從地址0開始執(zhí)行程序。復(fù)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(0x000000000x0000001C 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(guān)電路應(yīng)該如何設(shè)計？(5) LPC2000系列

12、ARM7微控制器片內(nèi)Flash是多位寬度的接口？它是通過哪個功能模塊來提高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(fù)用特性，那么如何設(shè)置某個引腳為指定功能？通過引腳功能選擇寄存器的設(shè)定來設(shè)置某個引腳為指定功能(8) 設(shè)置引腳為GPIO

13、功能時，如何控制某個引腳單獨輸入/輸出？當(dāng)前要知道某個引腳當(dāng)前的輸出狀態(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(dāng)設(shè)置它們?yōu)?GPIO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(yīng)如何處理？不能用作GPIO，SSEL應(yīng)設(shè)這高電平，處于末激活狀態(tài)。(11兒PC2114具有幾個UART是符合什么標(biāo)準(zhǔn)？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

14、，UART1 具有 MODEM 接口。(12 ) LPC2114具有幾個32位定時器？ PWM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(shè)置值：假設(shè)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(shè)置PLL的程序段。3、存儲器重影射：（1 ） LPC2210具有（4）種存影射模式。35

15、14（2） 當(dāng)程序已固化到片內(nèi) Flash，向量表保存在 0x00000000起始處，則 MAP 1:0丨的值應(yīng)該為（2）。00 01 10 11（3）LPC2000系列APM7微控制器ccq重影射的目標(biāo)起始地址為（），共有（）個字。0x00000000 ， 8 0x00000000 ，16 0X7FFFE000 ，84、外部中斷喚醒掉電設(shè)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=0x00000000；PINSELI = （PINSEL1 &0XFFFFFFFC）|0X01 ；/設(shè)置 I/O 連接，PO.16 設(shè)置為 EINTOEXTMOD

16、E =0X00；/設(shè)置EINT0為電平觸發(fā)模式EXTPOLAR=0X00 ；/設(shè)置EINT0為低電平觸發(fā)EXTWAKE =0X01；/允許外部中斷 0喚醒掉電的 CPUEXTINT=0x0F ；清除外部中斷標(biāo)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 ExamplelENTRY;標(biāo)識程序入口CODE32;聲明32位ARM指令STARTMOVR0，#0;設(shè)置參數(shù)MOVR1，#10LOOPBLADD_SUB;調(diào)用子程序ADD_SUBBLOOP;跳轉(zhuǎn)到L

17、OOPADD_SUBADDSR0，R0，R1;R0=R0+R1MOVPC，LR;子程序返回END；文件結(jié)束程序清單4.2 讀取SMI立即數(shù)T_bitEQU0X20SWI_Ha ndlerSTMFDSP ！，R0_R3，R12，LR;現(xiàn)場保護(hù)MRSR0，SPSR;讀取SPSRSTMEDSP ！，R0;保存SPSRTSTR0，#T_bit;測試T標(biāo)志位LDRNEHR0，LR，#_2;右是Thumb指令，讀取指令碼（16位）BICNER0，R0,，#0xFF00;取得Thumb指令的8位立即數(shù)LDREQR0，LR，#_4;若是ARM指令，讀取指令碼（32 位）BICEQR0，R0，#0Xff0000

18、00;取得ARM指令的24位立即數(shù)LDMFDSP!, R0_R3 , R12,PC ; SWI異常中斷返回程序清單4.3使用IRQ中斷ENABLE_IRQMRSR0，CPSRBICR0，R0，#0x80MSRCPSR_C，R0MOVPC，LR程序清單4.4禁能IRQ中斷DISABLE._IRQMRSR0 CPSRORRR0，R0，#0x80MSRCPSR_C，R0MOVPC，LR程序清單4.5堆棧指令初始化INTSTACKWOVR0，LR；保存返回地址;設(shè)置管理模式堆棧MSRCPSR_C，#0xD3LDRSP， stacksvc；設(shè)置中斷模式堆棧MSRCPSR_C，#0xD2LDRSP， Stacklrq程序清單4.6小范圍地址的加載ADRR0，DISP_TAB;