2014嵌入式控制系统及应用作业

嵌入式系统原理及应用作业题答案第1章嵌入式系统概述1. 什么是嵌入式系统？嵌入式系统的组成？答：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。

组成：嵌入式处理器、外围设备、操作系统、应用软件。

2. 典型的嵌入式处理器有哪些？3. 答：微处理器、微控制器、DSP处理器、片上系统SOC。

4. 典型的RTOS操作系统有哪些？5. 答：嵌入式LinUX、卩CLinUX、WindoWS Embedded CE、WindoWS Embedded ComPaCt 7 > μC/OS-II > μC/OS-III、VXWorks、eCos 等。

6. 列举身边的嵌入式应用产品？7. 嵌入式系统的设计可以分成四个阶段：需求分析、架构设计和概要设计、详细设计和开发、测试反馈。

第2章COrteX-M体系结构8. ARM COrteX系统的处理器分为： A 、__________ R ____ 、____ M ____ 。

9. ARM COrteX-M3为32位微控制器，请问32位指的是CPlJ字长。

10. 3、COrteX-M3处理器能够以小端格式或大端格式访问存储器中的数据字，而访问代码时始使用小端格式______11. ARM COrteX-M3体系结构采用哈佛总线结构，拥有独立的指令总线和数据总线，可以让取指与数据访问并行进行。

12. CM3寄存器分为通用寄存器，包括R0~R15和特殊功能寄存器，包括程序状态寄存器、异常屏蔽寄存器、控制寄存器。

13. 寄存器R13是堆栈指针寄存器。

14. 寄存器R14是程序连接寄存器。

15. 寄存器R15是程序PG16. CM3的堆栈指针分为__MSP__ _=PSP r O存储器堆栈堆栈分为：向上生长(即向高地址方向生长)的递增堆栈；向下生长(即向低地址方向生长)，称为递减堆栈。

嵌入式操作系统实验指导书苗暹黄连丽目录实验一 Linux命令使用实验二 vi编辑器的使用实验三 shell编程实验（一）实验四 shell编程实验（二）实验五 Linux开发工具的使用实验六 Linux编程实验（一）实验七 Linux编程实验（二）实验八 Linux的系统及网络管理实验实验一 Linux命令使用班级：姓名：学号：上机时间：任课教师：实验教师：实验成绩：一、实验目的1．掌握Linux的一般命令格式。

2．掌握有关文件和目录操作的常用命令。

3．掌握有关进程操作的常用命令。

4．熟练使用man命令。

二、实验注意事项实验环境与系统是共用设施，请不要在系统内做对系统或对其他用户不安全的事情。

要求每个同学登录后系统后，要在主目录（/home/student）下创建一个属于自己的子目录（以自己(拼音)名字或学号）。

以后所有工作都要在自己的目录内进行。

建议以后的实验都在同台计算机上做，这样可以保持连续性。

三、实验内容及步骤：1．登录进入系统。

开机，选择进入，再选择登陆窗口，输入用户名：，输入密码：，进入Ubuntu图形桌面环境。

2．使用简单命令：date，cal，who，echo，clear等，了解Linux命令格式。

要启动一个终端，可以选择在终端提示符下输入：date↲显示：。

在终端提示符下输入：who ↲显示：。

在终端提示符下输入：who am I ↲显示：。

在终端下显示Hello! 命令：。

在终端提示符下输入：clear ↲显示：。

在终端提示符下输入：cal ↲显示：。

3．浏览文件系统：（1）运行pwd 命令，确定当前工作目录，记录之：。

（2）运行ls命令，查看当前目录下有哪些文件和子目录，简略记录。

（3）运行ls -l命令，理解文件各字段的含义，找一个文件标注。

（4）运行ls -ai命令，理解各字段的含义。

（5）使用cd /命令，将当前目录改变为根目录（/）。

运行ls -l命令，结合书中给出的Linux树状目录结构，了解各目录的作用。

学习中心/函授站_姓名学号西安电子科技大学网络与继续教育学院2014学年下学期《嵌入式系统》期末考试试题（综合大作业）考试说明:1、大作业于2014年12月25日下发，2015年1月10日交回;2、考试必须独立完成，如发现抄袭、雷同均按零分计；3、答案须手写完成，要求字迹工整、卷面干净。

一、问题简述(每小题4分，共20分)1、简述嵌入式系统的定义和组成结构。

答：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并软硬件可剪裁、功能、，可靠性、体积、重量、成本、功耗、成本、安装方式等方面符合要求的专用计算机系统。

嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、存储与I/O部分、外设与执行部分、嵌入式软件等四个部分组成.2、简单说明ARM微处理器的特点。

答：（1) 体积小、低功耗、低成本、高性能。

(2）支持Thumb（16位）/ARM（32位）双指令集，能很好地兼容8位/16位器件。

(3）大量使用寄存器，指令执行速度更快。

(4）大多数数据操作都在寄存器中完成，通过Load/Store结构在内存和寄存器之间批量传递数据。

（5）寻址方式灵活简单，执行效率高。

（6) 指令长度固定.3、简述嵌入式系统产品的设计和开发过程。

答：①在嵌入式系统的开发过程中，一般采用的方法是首先在通用PC机上的集成开发环境中编程；②然后通过交叉编译和链接，将程序转换成目标平台(嵌入式系统）可以运行的二进制代码;③接着通过嵌入式调试系统调试正确；④最后将程序下载到目标平台上运行。

要强调，选择合适的开发工具和调试工具，对整个嵌入式系统的开发都非常重要。

4、简述嵌入式系统设计中要考虑的因素。

答：在嵌入式系统的开发过程中，要考虑到实时性、可靠性、稳定性、可维护性、可升级、可配置、易于操作、接口规范、抗干扰、物理尺寸、重量、功耗、成本、开发周期等多种因素。

5、什么是BootLoader，了解其在嵌入式系统中作用。

答：就是启动载入或引导加载又叫自举装载.由于系统加电后需要首先运行BootLoader这段程序，因此它需要放在系统加电后最先取指令的地址上。

1．什么是嵌入式系统？嵌入式系统的特点是什么？答：嵌入式系统：（1）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；（2）嵌入式系统是指嵌入式计算机及其应用系统，是指嵌入各种设备及应用产品内部的计算机系统，它主要完成信号控制的功能，体积小，结构紧凑，可作为一个部件埋藏于所控制的装置中，它提供用户接口、管理有关信息的输入输出、监控设备工作，使设备及应用系统有较高智能和性价比。

（3）嵌入式系统是计算机技术，通信技术，半导体技术，微电子技术，语音图象数据传输技术，甚至传感器等先进技术和具体应用对象相结合后的更新换代产品，是技术密集，投资强度大，高度分散，不断创新的知识密集型系统。

反映当代最新技术的先进水平。

（4）嵌入式系统：是现代科学多学科互相融合的以应用技术产品为核心，以计算机技术为基础，以通信技术为载体，以消费类产品为对象，引入各类传感器，进入Internet网络技术的连接，从而适应应用环境的产品。

嵌入式系统无多余软件，软件以固化态出现，硬件亦无多余存储器，可靠性高，成本低，体积小，功耗少，包含于各种不同类型的设备。

嵌入式系统的特点：（1）嵌入式系统极其关注成本（2）嵌入式系统对实时性有较强要求（3）嵌入式系统一般采用EOS 或RTOS（4）嵌入式系统软件故障造成的后果较通用计算机更为严重（5）嵌入式系统多为低功耗系统。

（6）与通用计算机相比，嵌入式系统的系统资源非常少（7）嵌入式系统通常在ROM 中存放所有程序的目标代码（8）嵌入式系统可采用多种类型的处理器和处理器体系结构（9）嵌入式系统需要专用开发工具和方法进行设计（10）嵌入式系统具有软件的固件化特点（11）嵌入式系统经常在极端恶劣的环境下运行2．进行嵌入式操作系统选择的时候，主要应当考虑什么因素？答：（1）进入市场的时间，即从开始设计到产品投放市场的时间长短；（2）可移植性（3）可利用的资源，已有的技术积累（4）系统定制能力（5）成本（6）中文内核支持3．举例说明嵌入式的应用。

嵌入式系统原理与应用课后答案1. 第一章答案：a. 嵌入式系统是嵌入到其他系统中的小型电子系统，一般具有特定的功能和任务。

它以硬件和软件的结合形式存在。

b. 嵌入式系统具有实时性、可靠性和可扩展性的要求，并且一般运行在资源受限的环境中。

c. 嵌入式系统可分为实时嵌入式系统和嵌入式控制系统两种类型。

d. 实时嵌入式系统需要按照严格的时间要求完成任务，可以分为硬实时和软实时系统。

2. 第二章答案：a. 嵌入式系统的硬件平台由微处理器、存储器、总线、输入输出设备等组成。

b. 嵌入式系统的硬件平台性能指标包括：处理器的主频、存储器的容量和带宽、总线的带宽和响应时间、输入输出设备的性能等。

c. 嵌入式系统的软件平台由操作系统、应用软件和驱动程序等组成。

d. 实时操作系统是嵌入式系统的核心软件，它可以提供任务调度、资源管理、中断处理等功能。

3. 第三章答案：a. 嵌入式系统的开发流程包括需求分析、系统设计、硬件设计、软件设计、系统集成和测试等阶段。

b. 嵌入式系统开发中常用的设计工具包括仿真工具、编译工具、调试工具和测试工具等。

c. 嵌入式系统的设计方法可以分为自顶向下设计和自底向上设计两种。

d. 自顶向下设计是先定义系统的整体结构，再逐步详细设计每个组件的功能和接口。

e. 自底向上设计是先设计每个组件的功能和接口，再逐步将它们组合起来形成系统。

4. 第四章答案：a. 嵌入式系统的程序设计语言可以分为汇编语言、高级语言和特定领域语言三种。

b. 汇编语言是一种低级语言，使用机器指令来编写程序，可以直接控制硬件。

c. 高级语言是一种抽象层次较高的语言，使用类似自然语言的语法来编写程序，更易理解和维护。

d. 嵌入式系统常用的高级语言包括C语言和C++语言。

e. 特定领域语言是一种专门为某种特定应用领域设计的语言，具有特定领域的特性和功能。

5. 第五章答案：a. 嵌入式系统的编程模型可以分为裸机编程和操作系统编程两种。

单片机嵌入式系统原理及应用课后答案【篇一：单片机原理及嵌入式系统设计第一次作业习题】1、用8位二进制数表示出下列十进制数的补码：+65 、—115[+65]补：0100 0001[-115]补：1100 11012 、写出十进制数12.4用的bcd码和二进制数：bcd码：0001 0010.0100 二进制数：1100.0110011001100110（结果保留16位小数） 3 、当采用奇校验时，ascii码1000100和1000110的校验位d7应为何值？这2个代码所代表的字符是什么？答：分别为0和1，代表字符分别是d和f4、计算机由(运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备)五部分组成。

5、画出微机的组成框图，说明三总线的作用。

数据总线db：在控制总线的配合下传递cpu的输入/输出数地址总线ab：选择芯片或选择芯片中的单元，以便cpu通过控制总线让数据总线与该单元之间单独传输信息控制总线cb：配合数据总线与地址总线起作用，负责传递数据总线或地址总线的有效时刻和数据总线的传输方向等信息6、8位微机所表示的无符号数、带符号数、bcd码的范围分别是多少？答：8位微机所表示的无符号数范围：0~255带符号数范围：-128~+127bcd码范围：0~997、1001001b分别被看作补码、无符号数、ascii码、bcd码时，它所表示的十进制数或字符是什么？答：分别是补码73，无符号数73，bcd码498、举例说出单片机的用途。

答：比如马路上红路灯的时间控制;洗衣机的洗涤、甩干过程的自动控制等9、举例说明cpu执行指令的过程。

答：计算机每执行一条指令都可分为三个阶段进行。

即取指令、分析指令、执行指令。

根据程序计数器pc中的值从程序存储器读出现行指令，送到指令寄存器。

将指令寄存器中的指令操作码取出后进行译码，分析其指令性质。

如指令要求操作数，则寻找操作数地址。

计算机执行程序的过程实际上就是逐条指令地重复上述操作过程，直至遇到停机指令可循环等待指令。

嵌入式系统设计专业：学号：姓名：嵌入式系统大作业题目1、基于ARM的数字相框可以裸机编程，也可建立于uC/osII操作系统平台基础上。

多幅图片换页显示，使用触摸屏进行翻页，手写笔向左滑动实现上一页图片显示，相反，手写笔向右滑动实现下一页图片显示。

扩展功能1，实现图片间切换的动态效果；扩展功能2，实现图片放大缩小的效果。

2、基于ARM的数字式万年历可以显示时、分、秒，倒计时，秒表等功能，显示器可选（数码管或液晶屏）；要求使用LPC内部的实时时钟；实现按键调整时间。

扩展功能：用触屏查询。

3、基于ARM+LCD的菜单设计具有3级菜单，每级菜单至少3个菜单项。

扩展功能：每个菜单项设计一个小的演示功能。

4、公交报站显示器用触摸屏点击模拟到站，通过液晶显示提示信息（汉字）。

5、计算器用触摸屏做人机接口，实现软计算器。

6、直流电机控制用7290键盘控制直流电机转速，设置转速阈值，实现超限报警（闪灯）。

7、远程报警指示器通过RS485总线实现远程通信，报警端通过按键触发并蜂鸣，然后通过总线远传到显示端，显示端使用LCD显示报警的主机号，并蜂鸣；显示端实现回传信息撤销报警。

扩展功能：使用CAN总线替换RS485总线实现通信。

8、步进电机控制用LCD显示一个滑块控件，通过触摸屏操作滑块来设置步进电机转动的角度；扩展功能：实现顺、逆时针两个方向的转动；实现多级变速。

9、彩灯显示用触屏控制数码管、单色灯，实现8种以上的动态亮灯方案。

10、交通灯自行设定交通规则，要求在LCD显示器上画出交通灯模型，在数码管上显示交通灯的秒表倒计时数。

11、基于ARM的短信模块的家庭防盗报警系统12、基于ARM的嵌入式温度控制系统的设计13、基于ARM的智能定时闹钟设计14、基于ARM的数字音乐盒设计15、基于ARM的数字温度计设计16、基于ARM的数字定时闹钟设计17、基于ARM的数字电压表设计18、基于ARM的无线表决系统的设计19、基于ARM的频率合成器设计20、基于ARM的数字式人体脉搏仪的设计21、全自动立体停车场模拟系统的制作22、电话远程监控系统的研究与制作23、简易远程心电监护系统24、自行车车速报警系统25、多用定时器的电路设计与制作26、火灾自动报警系统27、电子指南针设计28、病房呼叫系统设计29、家庭智能紧急呼救系统的设计30、遥控窗帘电路的设计。

目录摘要 (1)第一章绪论 (2)第二章相关芯片介绍 (3)2.1 TMS320F28335 (3)2.2 加速度传感器ADXL345 (4)2.3 角速度传感器L3G4200 (5)第三章DSP的I2C通讯原理 (6)3.1 ADXL345的I2C接口 (6)3.2 L3G4200的I2C接口 (8)3.3 TMS320F28335的I2C接口 (9)第四章工作电路设计 (12)4.1 电路设计 (12)4.2 工作总结与展望 (14)第五章致谢 (15)附录 (16)摘要经过一个学期的学习，对嵌入式系统从感性认识上升到了理性的认识，同时在毕老师耐心细致的讲解下，对嵌入式系统的开发与编程有了更深的了解。

恰逢此时课题组的无人机姿态测量要开发一块控制板，结合课堂所学知识，立足于课题组的要求，设计并开发了这款F28335系列的DSP，经过调试与实验，结果令人满意。

本文涉及到的电路和程序主要用于一款小型无人直升机控制系统。

应用TI 公司的新型32位DSP TMS320F28335采集三轴加速度计ADXL345及三轴角速度传感器L3G4200的姿态数据，并将该数据用于无人直升机的姿态控制中，主要控制策略如下所述：首先，由三轴加速度计ADXL345及三轴角速度传感器L3G4200组成的六轴姿态测量模块测得直升机在X、Y、Z三轴上的加速度以及绕着这三轴的角速度，这些姿态信息通过一条I2C总线上传给DSPF28335进行采集，在DSP 中，飞控算法将这些姿态信息与输入的预期姿态值进行比较，应用经典PID控制算法进行姿态控制和调整，调整的结果是使得DSP输出占空比可调的PWM信号，该信号控制无人直升机主旋翼电机转速，主旋翼电机的转速与PWM信号的占空比成正相关，同时，主旋翼电机的转速不同，产生的升力不同，直升机的姿态也会随着升力变化而相应变化（具体的变化规律可参考有关直升机数学建模文献），因此，通过控制DSP输出的PWM信号的占空比，就可以达到控制无人直升机姿态的目的。

嵌入式系统原理与应用实验指导书南航金城学院2013.2目录目录 (1)第一部分试验箱硬件结构 (2)第二部分实验 (11)实验一ADS1.2集成开发环境练习 (11)实验二汇编指令实验1 (17)实验三汇编指令实验2 (20)实验四汇编指令实验3 (23)实验五ARM微控制器工作模式实验 (28)实验六 C语言程序实验 (33)实验七 C语言调用汇编程序实验 (36)实验八GPIO输出控制实验 (39)实验九GPIO输入实验 (46)实验十外部中断实验 (50)实验十一UART通讯实验 (56)实验十二I2C接口实验 (64)实验十三定时器实验 (75)实验十四PWM DAC实验 (81)实验十五ADC实验 (87)实验十六RTC实验 (94)实验十七步进电机控制实验 (101)实验十八直流电机控制实验 (105)附录1 DeviceARM2410 专用工程模板 ..................................................... 错误!未定义书签。

第一部分试验箱硬件结构MagicARM2410教学实验开发平台是一款可使用μC/OS-II、Linux和WinCE操作系统、支持QT、MiniGUI图形系统、集众多功能于一身的ARM9教学实验开发平台。

采用Samsung公司的ARM920T内核的S3C2410A微处理器，扩展有充足的存储资源和众多典型的嵌入式系统接口。

MagicARM2410实验箱参考如图1.1所示。

图1.1 MagicARM2410实验箱外观图MagicARM2410实验箱功能框图如图1.2所示。

图1.2 MagicARM2410实验箱功能框图1.1 S3C2410A芯片简介S3C2410A是Samsung公司推出的16/32位RISC处理器（ARM920T内核），适用于手持设备、POS机、数字多媒体播放设备等等，具有低价格、低功耗、高性能等特点。

嵌入式系统开发大作业《嵌入式系统开发》大作业题目：嵌入式系统发展前景班级：姓名：学号：2014年11月24日前言在电子计算机发展的初期,计算机一直是“供养”在特殊机房中的大型、昂贵的专用设备,主要是实现一些特殊的数值计算.随着计算机的发展,微处理器表现出的智能化水平引起了设备制造、机电控制等专业人士的兴趣,他们将微处理器嵌入到一个控制对象的体系中,实现对象体系的智能化控制.这一应用极大地提高了系统的可控性和智能化.为了区别于原有使用在PC领域的计算机,把嵌入到对象体系中、实现对象体系智能化控制的计算机,称作嵌入式计算机.因此,嵌入式计算机诞生于微处理器发展时代.早期嵌入式计算机是将一个计算机嵌入到一个具体应用的控制对象的体系中去,这是嵌入式系统发展的起点,也标志着计算机进入了通用计算机与嵌入式计算机两大分支并行发展的时代,从而导致20世纪末计算机应用的高速发展,并由此引发了计算机分类方式的变化.一、嵌入式简介嵌人式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适用于应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗等方面有特殊要求的专用计算机系统。

嵌人式系统与通用计算机系统的本质区别在于系统应用不同，嵌人式系统是将一个计算机系统嵌人到对象系统中。

这个对象可能是庞大的机器，也可能是小巧的手持设备，用户并不关心这个计算机系统的存在。

嵌人式系统一般包含嵌人式微处理器、外围硬件设备、嵌人式操作系统和应用程序四个部分。

嵌人式领域已经有丰富的软硬件资源可以选择，涵盖了通信、网络、工业控制、消费电子、汽车电子等各种行业。

工具.二、嵌入式系统的分类2.1 从硬件范畴按表现形式分类以核心部件来划分:(1)嵌入式微处理器：Am186/88,MIPS,ARM,Power PC,68000,SC-400,386EX 等;(2)嵌入式微控控制器主要有8051,P51XA,MCS-251,MCS-96/196/296,C166/167,683000和ARM系列等;(3)嵌入式DSP处理器:代表性的产品主要是Texas Instruments的TMS320系列和Motorola的DSP56000系列;(4)嵌入式片上系统:分为通用和专用两类,通用系列包括Infineon的TriCore,Motorola的M-Core等.专用的片上系统一般用于某个或者某类系统中,不为一般用户所知.2.2 从软件范畴按实时性要求分类(1)非实时系统:如PDA,手机等;(2)软实时系统:如消费类产品等;(3)硬实时系统:如工业和军工系统产品.三、嵌入式操作系统在嵌人式软件中，操作系统具有极其重要的意义，这一点与PC是相同的，尤其是嵌人式系统一般将所有软件(操作系统和应用软件)整体设计并一次性安装，因此嵌人式操作系统的地位较之于PC其实更加重要和突出。