第一章
思考与练习
1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。
答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒
2、什么叫嵌入式系统
嵌入式系统:以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系
统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
3、什么叫嵌入式处理器?嵌入式处理器分为哪几类?
嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。
嵌入式微处理器( , )
嵌入式微控制器( , )
嵌入式处理器( , )
嵌入式片上系统( )
4、什么是嵌入式操作系统?为何要使用嵌入式操作系统?
是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序,首先,嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。其次,提高了开发效率,缩
短了开发周期。再次,嵌入式实时操作系统充分发挥了 32 位的多任务潜力。
第二章
1、嵌入式系统项目开发的生命周期分哪几个阶段?各自的具体任务是什么?
项目的生命周期一般分为识别需求、提出解决方案、执行项目和结束项目4 个阶段。
识别需求阶段的主要任务是确认需求,分析投资收益比,研究项目的可行性,分析厂商所应具备的条件。
提出解决方案阶段由各厂商向客户提交标书、介绍解决方案。执行项目阶段细化目标,制定工作计划,协调人力和其他资源;定期监控进展,
分析项目偏差,采取必要措施以实现目标。
结束项目阶段主要包括移交工作成果,帮助客户实现商务目标;系统交接给维护人员;结清各种款项。
2、为何要进行风险分析?嵌入式项目主要有哪些方面的风险?在一个项目中,有许多的因素会影响到项目进行,因此在项目进行的初期,在客户和开发团队都还未投入大量资源之前,风险的评估可以用来预估项目进行可能会遭遇的难题。
需求风险;时间风险;资金风险;项目管理风险
3、何谓系统规范?制定系统规范的目的是什么?
规格制定阶段的目的在于将客户的需求,由模糊的描述,转换成有意义的量化数据。
4、何谓系统规划?为何要做系统规划
系统规划就是拟定一个开发进程,使项目在合理的进程范围中逐渐建构完成。其目地是让客户可以进一步地掌握系统开发的进程,并确定检查点,以让双方确定项目是否如预期中的进度完成。
5、为什么在项目结束前需要进行项目讨论?
项目的讨论一个项目进行的反馈机制。通过这一个程序,项目团队的经验才可以被记录
下来,也就是说,这是一个撰写项目历史的过程。
第三章
1、7中的T、D、M、I的含义是什么?
64 位乘法指令(带M 后缀的)、支持片上调试(带D 后缀的)、高密度 16 位的
指令机扩展(带T 后缀的)和观察点硬件(带I 后缀的)
2、7采用几级流水线?使用何种存储器编址方式?
三级流水线(取指译码执行);使用了冯·诺依曼()结构,指令和数据共用一条32 位总线。
3、处理器模式和处理器状态有何区别?
处理器模式指的是处理器在执行程序时在不同时刻所处的不同状态,处理器状态指的是处理器当前所执行的指令集。
4、分别列举的处理器模式和状态。
状态:
状态 32 位,这种状态下执行的是字方式的指令状态 16 位,这种状态下执行半字方式的指令
模式:
用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、中止模式、未定义模式和系统模式。
5、和分别使用哪个寄存器?
使用R15寄存器,使用R14寄存器
6、R13寄存器的通用功能是什么?
堆栈
第四章
1、基础知识
(1)7()有几种寻址方式? R1,[R0,#0x08]属于哪种寻址方式?
1. 寄存器寻址;
2. 立即寻址;
3. 寄存器移位寻址;
4. 寄存器间接寻址;
5. 基址寻址;
6. 多寄存器寻址;
7. 堆栈寻址;
8. 块拷贝寻址;
9. 相对寻址; R1,[R0,#0x08]属于基址寻址。
(2)指令的条件码有多少个?默认条件码是什么?
16条,默认条件码是。
(3)指令中第二个操作数有哪几种形式?举例5个8位图立即数。
(1) 立即数;(2) 寄存器;(3) 寄存器及移位常数;
0x3(0<<2)、0、0(00<<24)、200(08)、0(0x1F<<28)。
(4)指令的偏移形式有哪4种?和有何区别?
(1) 零偏移;(2) 前索引偏移;(3) 程序相对偏移;(4) 后索引偏移。就是读出指定地址的数据并存入指定寄存器,读出指定地址的数据,并高24位用符号位扩展,再存入指定寄存器。
(5)请指出指令与加载指令的区别及用途。
将 8 位图()立即数或寄存器(2)传送到目标寄存器(),可用于移位运算等操作。读取指定地址上的存储器单元内容,执行条件.
(6)指令的操作是什么?写一个程序,判断R1的值是否大于0x30,是则将R1减去0x30。
指令将寄存器的值减去2 的值,根据操作的结果更新中的相应条件标志位,以便后面的指令根据相应的条件标志来判断是否执行。
R1,0x30
R11,0x30
(7)调用子程序是用B还是用指令?请写出返回子程序的指令?
指令用于子程序调用。
, R14
(8)请指出伪指令的用法。指令格式与加载指令的区别是什么?伪指令用于加载 32 位的立即数或一个地址值到指定寄存器。第二个数为地址表达式。
(9)状态与状态的切换指令是什么?请举例说明。
指令,
(10)状态与状态的寄存器有区别吗?指令对哪些寄存器的访问受到一定限制?
状态下不能更新中的状态标志。,指令对R815寄存器访问受限。
(11)指令集的堆栈入栈、出栈指令是哪两条?
(12)指令集的指令转换范围为何能达到±4?其指令编码是怎样的?
采用两条16 位指令组合成22 位半字偏移(符号扩展为32 位),使指令转移范围为±4。
2 有符号和无符号加法
下面给出A 和B 的值,您可先手动计算,并预测N、Z、V 和 C 标志位的值。然后修改程序清单4.1 中R0、R1 的值,将这两个值装载到这两个寄存器中(使用伪指令,
如 R00x 0000),使其执行两个寄存器的加法操作。调试程序,每执行一次加法操作就将标志位的状态记录下来,并将所得结果与您预先计算得出的结果相比较。如果两个操作数看作
是有符号数,如何解释所得标志位的状态?同样,如果这两个操作数看作是无符数,所得标志位又当如何理解?
0000F 0x7 (A)
+ 0x00001 + 0x + (B)
结果: ( ) ( )
( )
3 数据访问
把下面的 C 代码转换成汇编代码。数组 a 和b 分别存放在以 0x4000 和 0x5000 为起始地址的存储区内,类型为(即32 位)。把编写的汇编语言进行编译连接,并进行调试。
(0; i<8; )
{ a[i] = b[7];
}
第五章
1、基础知识:
(1)2114可使用的外部晶振频率范围是多少(使用/不使用功能时)?
晶振频率范围:1~30 ,若使用或功能为:10~25。
(2)描述一下2210的.14、P1.20、P1.26、1和0引脚在芯片复位时分别有什么作用?并简单说明2000系列7微控制器的复位处理流程。
P0.14 的低电平强制片内引导装载程序复位后控制器件的操作,即进入状态。
P1.20 的低电平使 P1.25~P1.16 复位后用作跟踪端口。
P1.26 的低电平使 P1.31~P1.26 复位后用作一个调试端口。
当为低时,0 与1 一同控制引导和内部操作。引脚的内部上拉确保了引脚未连接时呈现高电平。
外部复位输入:当该引脚为低电平时,器件复位,口和外围功能进入默认状态,处理器从地址0 开始执行程序。复位信号是具有迟滞作用的电平。
(3)2000系列7微控制器对向量表有何要求(向量表中的保留字)?
向量表所有数据32 位累加和为零(0x~0 的8 个字的机器码累加),才能脱机运行用户程序,这是2114/2124/2212/2214 的特性。
(4)如何启动2000系列7微控制器的功能?相关电路应该如何设计?
(5)2000系列7微控制器片内是多位宽度的接口?它是通过哪个功能模块来提高的访问速度?
128位, 通过存储器加速模块()来提高的访问速度
(6)若2210的0存储块使用32位总线,访问0时,地址线A1、A0是否有效?模块中的4具有什么功能?
无效,( 如果存储器组配置成 16 位宽,则不需要 A0;8 位宽的存储器组需要使用 A0 。);字节定位选择信号。
(7)2000系列7微控制器具有引脚功能复用特性,那么如何设置某个引脚为指定功能?
通过引脚功能选择寄存器的设定来设置某个引脚为指定功能
(8)设置引脚为功能时,如何控制某个引脚单独输入/输出?当前要知道某个引脚当前的输出状态时,是读取寄存器还是读取寄存器?
方向寄存器,。
(9)P0.2和P0.3口是I2C接口,当设置它们为时,是否需要外接上拉电阻才能输出高电平?
(10)使用主模式时,引脚是否可以作为?若不能,引脚应如何处理?
不能用作,应设这高电平,处于末激活状态。
(11)2114具有几个是符合什么标准?哪一个可用作通信?哪一个具有接口?
0,1;0用于通信,1具有接口。
(12)2114具有几个32位定时器?定时器是否可以作通用定时器使用?
两个32位定时器,定时器不能用作通用定时器使用
(13)2000系列7微控制器具有哪两种低耗模式?如何降低系统的功耗?
2 个低功耗模式:空闲和掉电;
2、计算设置值:
假设有一个基于2114的系统,所使用的晶振为11.0592石英晶振。请计算出最大的系统时钟()频率为多少?此时的M值和P 值各为多少?请列出计算公式,并编写设置的程序段。
3、存储器重影射:
(1)2210具有( 4 )种存影射模式。
①3 ②5 ③1 ④4
(2)当程序已固化到片内,向量表保存在0x起始处,则〔1:0〕的值应该为( 2 )。
①00 ②01 ③10 ④11
(3)2000系列7微控制器重影射的目标起始地址为(),共有()个字。
①0x,8 ②0x,8
③0x,16 ④0x7000,8
4、外部中断唤醒掉电设计:
以下代码是初始化外部中断0,用它来唤醒掉电的2114,请填空。0=0x;
= (1&0)|0X01;设置连接,.16设置为
=0X00;设置0为电平触发模式
0X00;设置0为低电平触发
=0X01;允许外部中断0唤醒掉电的
0x0F;清除外部中断标识
第四章
程序清单4.1寄存器相加
;文件名:
;功能:实现两个寄存器相加
;说明:使用软件仿真调试
;声明代码段
;标识程序入口
32 ;声明32位指令
R0,#0 ;设置参数
R1,#10
;调用子程序
B ;跳转到
R0,R0,R1 ;R001
,;子程序返回
;文件结束
程序清单4.2 读取立即数
0X20
!,{R03,R12,} ;现场保护
R0,;读取
!,{R0} ;保存
R0,;测试T标志位
R0,[,2] ;若是指令,读取指令码(16位)
R0,R0,,#000 ;取得指令的8位立即数 R0,[,4] ;若是指令,读取指令码(32位)
R0,R0,#0 ;取得指令的24位立即数
……
!,{ R03,R12,};异常中断返回程序清单4.3使用中断
R0,
R0,R0,#0x80
,R0
,
程序清单4.4禁能中断
R0
R0,R0,#0x80
,R0
,
程序清单4.5堆栈指令初始化
R0,;保存返回地址
;设置管理模式堆栈
,#03
,
;设置中断模式堆栈
,#02
,
……
程序清单4.6小范围地址的加载
……
R0,;加载转换表地址
R1,[R0,R2] ;使用R2作为参数,进行查表……
00,09,04,00,0x99,0x92,0x82,08,0x80,0x90
程序清单4.7中等范围地址的加载
……
,
R1,+1
R1
……
16
R1,#10
……
程序清单4.8加载32位立即数
……
R0,;加载的寄存器的地址
R1,[R0] ;读取寄存器的值……
R0,
R1,=0x
R1,[R0] ;0x
……
程序清单4.9软件延时
……
R1,R1,#1
……
程序清单4.10 到的状态切换
;文件名:8
;功能:使用指令切换处理器状态
;说明:使用软件仿真调试
8,,
32
R0,1
R0 ;跳转并切换处理器状态
16
R0,#10 ;R0=10
R1,#20 ;R1=20
R0,R1 ;R001
B