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《ARM嵌入式系统结构与编程》习题答案第一章绪论1.国内嵌入式系统行业对“嵌入式系统”的定义是什么？如何理解？答：国内嵌入式行业一个普遍认同的定义是：以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能，可靠性，成本，体积，功耗严格要求的专业计算机系统。
从这个定义可以看出嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的剪裁利用。
因此有人把嵌入式系统比作是一个针对特定的应用而“量身定做”的专业计算机系统。
2．嵌入式系统是从何时产生的，简述其发展历程。
答：从20世纪70年代单片机的出现到目前各式各样的嵌入式微处理器，微控制器的大规模应用，嵌入式系统已经有了30多年的发展历史。
嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。
Intel公司1971年开发出第一片具有4位总线结构的微处理器4004，可以说是嵌入式系统的萌芽阶段。
80年代初的8051是单片机历史上值得纪念的一页。
20世纪80年代早期，出现了商业级的“实时操作系统内核”，在实时内核下编写应用软件可以使新产品的沿着更快，更节省资金。
20世纪90年代实时内核发展为实时多任务操作系统。
步入21世纪以来，嵌入式系统得到了极大的发展。
在硬件上，MCU的性能得到了极大的提升，特别是ARM技术的出现与完善，为嵌入式操作系统提供了功能强大的硬件载体，将嵌入式系统推向了一个崭新的阶段。
3．当前最常用的源码开放的嵌入式操作系统有哪些，请举出两例，并分析其特点。
答：主要有嵌入式Linux和嵌入式实时操作内核uC/OS-II嵌入式Linux操作系统是针对嵌入式微控制器的特点而量身定做的一种Linux操作系统，包括常用的嵌入式通信协议和常用驱动，支持多种文件系统。
主要有以下特点：源码开放，易于移植，内核小，功能强大，运行稳定，效率高等。
uC/OS是源码工卡的实时嵌入式系统内核，主要有以下特点：源码公开，可移植性强，可固化，可剪裁，占先式，多任务，可确定性，提供系统服务等。
嵌入式技术应用——基于Arduino应用开发智慧树知到课后章节答案2023年下黑龙江农业工程职业学院（松北校区）黑龙江农业工程职业学院（松北校区）第一章测试1.Arduino开源开发环境诞生于哪一年（）。
A:2006 B:2007 C:2005 D:2004答案:20052.嵌入式智能硬件的重要应用领域（）。
A:运输 B:工业 C:医疗 D:军事答案:运输;工业;医疗;军事3.瀑布开发模型包含需求分析、产品设计、开发环境搭建、系统开发、系统调试和系统优化环节。
（）A:错 B:对答案:对4.Arduino开发平台优势（）。
A:开放性 B:跨平台 C:开发简单清晰 D:模块化开发答案:开放性;跨平台;开发简单清晰;模块化开发5.常见的Arduino开发板型号有（）。
A:Arduino MEGA B:Arduino 8051 C:Arduino UNO D:Arduino Due答案:Arduino MEGA;Arduino UNO;Arduino Due6.Arduino嵌入式开发环境搭建分为软件、硬件两个部分。
（）A:错 B:对答案:对7.Arduino嵌入式硬件开发板连接到PC机并打开电源后，后应首先完成（）操作。
A:下载代码 B:插拔跳线 C:安装开发板驱动 D:编写代码答案:安装开发板驱动8.Arduino Due 开发板有（）个USB口。
A:2 B:4 C:8 D:6答案:29.Loop()结构的功能是（）A:执行一次 B:跳出运行 C:在setup执行完成后多次循环执行 D:停止运行答案:在setup执行完成后多次循环执行10.Serial.begin()函数的参数是（）。
A:节点 B:波特率 C:内容 D:时间答案:波特率第二章测试1.嵌入式项目的设计分成硬件和软件两部分。
（）A:对 B:错答案:对2.为了完成数字引脚高低电平的控制我们可以使用（）。
A:digitalWrite B:pinMode C:digitalRead D:delay答案:digitalWrite3.为保证按键输入IO口的电平形式确定，可以在电路中连接（）。
1 第一章习题1。
嵌入某种微处理器或单片机的测试和控制系统称为嵌入式控制系统（Embedded Control System）。
在应用上大致分为两个层次，以MCS-51为代表的8位单片机和以ARM技术为基础的32位精减指令系统单片机2。
目标机上安装某种嵌入式操作系统和不安装嵌入式操作系统, 以MCS-51为代表的8位单片机不安装嵌入式操作系统。
3。
32位、16位和8位5。
32位、16位6。
在大端格式中，字数据的高字节存储在低字节单元中，而字数据的低字节则存放在高地址单元中。
在小端存储格式中，低地址单元存放的是字数据的低字节，高地址单元中，存放的是数据的高字节。
第二章习题（略）第三章习题1。
（1）寄存器大约有17类，每个的定义都是寄存器名字前面加一个小写”r”（2）在56个中断源中，有32个中断源提供中断控制器，其中，外部中断EINT4~EINT7通过“或”的形式提供一个中断源送至中断控制器，EINT8~EINT23也通过“或”的形式提供一个中断源送至中断控制器。
第四章习题1，56个中断源，有32个中断源提供中断控制器2，两种中断模式，即FIQ模式（快速模式）和IRQ模式（通用模式）。
通过中断模式控制寄存器设置。
3，常用的有5个，它们是中断模式控制寄存器，控制中断模式；中断屏蔽寄存器，控制中断允许和禁止；中断源挂起寄存器，反映哪个中断源向CPU申请了中断；中断挂起寄存器，反映CPU正在响应的中断是哪个中断源申请的；中断优先级寄存器，它和中断仲裁器配合，决定中断优先级。
4，中断源挂起寄存器，反映哪个中断源向CPU申请了中断；中断挂起寄存器，反映CPU正在响应的中断是哪个中断源申请的。
中断源向CPU申请了中断如果该中断源没被屏蔽并且没有和它同级或高级的中断源申请中断，才能被响应。
系统中可以有多个中断源向CPU申请中断，但同一时刻CPU只能响应一个最高级的中断源中断请求。
中断源挂起寄存器和中断挂起寄存器反映了中断系统不同时段的状态。
第一章测试1.嵌入式计算机基本架构包括CPU、IO和（）A:存储器B:仿真器C:模拟信号D:cache答案:A2.嵌入式系统的实时性可分为软实时和（）A:硬实时B:截止时限C:软实时D:周期答案:A3.信息物理融合系统CPS的是指（）A:计算与物理成分的融合B:高强度的计算C:连续过程与离散时间的交织D:系统通信与交互方式多变答案:ACD4.“需求”非形式化描述了用户想要什么，为了能够更精确的描述需求，这里可以通过需求表给出需求的描述。
A:对B:错答案:A5.在GPS的结构设计中，需要考虑硬件组件和软件组件。
A:错B:对答案:B第二章测试1.数据、指令存储在同一个存储器中的系统是哈弗结构。
A:错B:对答案:A2.关于汇编语言，对于伪指令的描述下面哪个不对（）。
A:保存存储的指令B:定义常数C:定义目前地址D:直接一一对应机器指令答案:D3.在ARM指令执行过程中，通过判断PSR中的条件位域，完成条件执行。
A:对B:错答案:A4.下面哪个是ARM汇编指令的条件码。
A:EQB:LDRC:BD:ADD答案:A5.汇编程序段ADR r4, aLDR r0, [r4]实现了首先将a所在的地址存放在r4寄存器中，然后把r4所指的存储单元的内容存入r0寄存器中。
A:对B:错答案:A第三章测试1.I/O设备的状态寄存器是提供设备运行状态的，所以CPU只能读这些设备，不能写它们。
A:对B:错答案:B2.函数：int peek(char location) {return location; }是实现（）A:从相应的I/O寄存器中读数据B:向相应的I/O寄存器中写数据C:向存储单元中写数据D:无意义答案:A3.中断处理程序例程通常也被称为设备驱动程序。
A:错B:对答案:B4.具有缓冲区的中断I/O中，函数void add_char(charachar)A:完成将数据写入I/O数据寄存器B:完成将数据写入I/O状态寄存器C:完成将数据写入缓冲区D:完成将数据写入CPU的寄存器中答案:C5.只有数据会影响高速缓存的命中率。
参考答案第1章嵌入式系统概论1．嵌入式系统具有什么特点？举出3个嵌入式系统的实例。
答：嵌入式系统具有特点是以应用为中心, 以计算机技术为根底, 软件硬件可裁剪, 适应应用系统对功能, 牢靠性, 本钱, 体积, 功耗严格要求的专用计算机系统。
智能仪器仪表, 导弹, 汽车限制系统, 机器人, ATM 〔Automatic Teller Machine〕, 信息家电, 智能手机等内部都有嵌入式系统。
2．嵌入式系统的开展经验了哪些阶段？答：嵌入式系统的开展经验了以下四个阶段：无操作系统阶段, 简单操作系统阶段, 实时操作系统阶段, 面对Internet 阶段。
3．画出嵌入式系统的开发流程图。
图1-1 嵌入式系统开发流程4．嵌入式操作系统有哪些？举出4个实例，并说明特点。
答：嵌入式操作系统主要有嵌入式Linux, Windows CE, VxWorks, Palm OS以及µC/OS-Ⅱ等。
(1)嵌入式Linux在嵌入式领域的特点：①.Linux是开放源代码的，不存在黑箱技术，遍布全球的Linux爱好者为Linux供应强大的技术支持；②.Linux属于微内核操作系统，内核小, 效率高, 运行稳定, 可裁剪性好，并且更新速度很快；③.Linux适应于多种CPU和多种硬件平台，是一个跨平台的系统；④.Linux具有及生俱来的强大的网络功能，支持各种网络连接方式，很适合作为面对Internet的新一代嵌入式产品的操作系统；⑤.Linux具有丰富的软件开发工具，能够满意嵌入式系统中软件局部的开发要求。
(2)Windows CE在嵌入式领域的特点：Windows CE具有模块化, 构造化和基于Win32应用程序接口和及处理器无关等特点。
不仅继承了Windows优秀的图形界面，而且可以直接运用Windows 95/98上的编程工具〔如VisualBasic, Visual C++等〕进展应用程序开发，使绝大多数的应用软件只需简单的修改和移植就可以在Windows CE平台上接着运用。
第四章LPC2000系列ARM硬件结构1、基础知识（8）、FIQ、IRQ有什么不同？向量IRQ和非向量IRQ有什么不同？答：FIQ是快速中断，具有最高优先级，中断处理转入FIQ模式；IRQ是普通中断，优先级低于FIQ，中断处理转入IRQ模式。
向量IRQ支持16个向量IRQ中断，16个优先级，能为每个中断源设置服务程序地址；非向量IRQ支持一个非向量IRQ中断，所有中断都共用一个相同的服务程序入口地址。
（9）、在使能,禁止FIQ和IIRQ时,为什么操作SPSR寄存器而不操作CPSR寄存器？答：在用户模式下，无法修改CPSR，只有在特权模式下修改SPSR后，通过退出特权模式，然后恢复SPSR到CPSR，才能修改CPSR。
（11）、向量中断能嵌套吗？请结合ARM体系结构进行阐述。
答：ARM的中断管理体系和51系列微控制器的中断管理体系不太一样。
ARM的中断不会自动嵌套，实现ARM微控制器的中断嵌套比较烦琐，不提倡中断嵌套。
但不排除需要嵌套的应用，因而在启动代码中，有对中断嵌套的处理。
中断嵌套的原则：低优先级的中断嵌套高优先级的中断可嵌套中断服务程序编写方法：1、保存当前中断使能寄存器VICIntEnable的值；2、禁止当前中断和低优先级中断；3、清除中断逻辑，使VIC能够响应更高优先级的中断；4、中断处理服务程序；5、恢复保存的中断使能寄存器的值。
（19）LPC2000系列ARM7微控制器具有哪两种低耗模式？如何降低系统的功耗？答： 2 个低功耗模式：空闲和掉电；降低功耗方法：设定极低功耗定时器每一秒钟触发CPU一次->CPU进入掉电状态->一秒钟后定时器触发CPU进入工作模式，写液晶显示器显示字符（走秒）->CPU进入掉电模式->一秒钟后定时器再次出发CPU进入工作模式。
第一章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(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)嵌入式片上系统(System On Chip)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CPU 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。
参考答案第一章p20一、填空题。
1、嵌入式系统主要融合了计算机软硬件技术、通信技术和微电子技术，它是将计算机直接嵌入到应用系统中，利用计算机的高速处理能力以实现某些特定的功能。
2、目前国内对嵌入式系统普遍认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、内核可裁剪、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、嵌入式系统一般由嵌入式计算机和执行部件组成，其中嵌入式计算机主要由四个部分组成，它们分别是：硬件层、中间层、系统软件层以及应用软件层。
4、嵌入式处理器目前主要有ARM、MIPS、Power PC、68K等，其中arm处理器有三大特点：体积小、低功耗、的成本和高性能，16/32位双指令集，全球合作伙伴众多。
5、常见的嵌入式操作系统有：Linux、Vxworks、WinCE、Palm、uc/OS-II和eCOS。
6、嵌入式系统开发的一般流程主要包括系统需求分析、体系结构设计、软硬件及机械系统设计、系统集成、系统测试，最后得到最终产品。
二、选择题1、嵌入式系统中硬件层主要包含了嵌入式系统重要的硬件设备：、存储器（SDRAM、ROM等）、设备I/O接口等。
（A）A、嵌入式处理器B、嵌入式控制器C、单片机D、集成芯片2、20世纪90年代以后，随着系统应用对实时性要求的提高，系统软件规模不断上升，实时核逐渐发展为，并作为一种软件平台逐步成为目前国际嵌入式系统的主流。
（D）A、分时多任务操作系统B、多任务操作系统C、实时操作系统D、实时多任务操作系统3、由于其高可靠性，在美国的火星表面登陆的火星探测器上也使用的嵌入式操作系统是。
（B）A、PalmB、VxWorksC、LinuxD、WinCE4、嵌入式系统设计过程中一般需要考虑的因素不包括：（）A、性能B、功耗C、价格D、大小5、在嵌入式系统中比较流行的主流程序有：（）A、AngelB、BlobC、Red BootD、U-BootA DB ?A三、叙述题1、举例说明身边常用的嵌入式系统。
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。
第四章硬件作业习题7、编写一程序，用查询的方式，对S3C2410X的A/D转换器的第0通道连续进行100次A/D转换，然后将其结果求平均值。
注意：A/D转换器有独立的模拟信号输入引脚AIN0---AIN9。
解：（1）计算预分频值由于A/D转换器的最高输入时钟为2.5MHz，取为1MHz,则预分频值+1 = 50M/1M = 50所以预分频值 = 49（2）程序如下：#define rADCCON (*(volatile unsigned *)0x58000000)#define rADCDAT0 (*(volatile unsigned *)0x5800000c)#define pref 49#define ch 0int adc(int chan){rADCCON=(1<<14)|(pref<<6)|(ch<<3)|1; //设置预分频、通道、启动转换while(rADCCON&0x8000==0); //查询转换是否结束return rADCDAT0&0x3ff; //读取并返回转换结果}void main(){int adc_data=0, i;for(i=0;i<100;i++)adc_data+=adc(ch);adc_data=adc_data/100;printf("adc average is: %d\n"，adc_data);}9、S3C2410X的中断控制器的工作过程是怎样的？对于IRQ，整个中断过程是怎样的（中断控制器处理，向CPU请求，转到中断入口，转去获得中断服务程序的首地址，执行中断服务程序）？答：S3C2410X中断控制器有56个中断源，对外提供24个外中断输入引脚，内部所有设备都有中断请求信号，例如DMA控制器、UART、IIC等等。
S3C2410X的ARM920T内核有两个中断，IRQ中断和快速中断FIQ。
第四章LPC2000系列ARM硬件结构
1、基础知识
（8）、FIQ、IRQ有什么不同？向量IRQ和非向量IRQ有什么不同？
答：FIQ是快速中断，具有最高优先级，中断处理转入FIQ
模式；IRQ是普通中断，优先级低于FIQ，中断处理转入IRQ
模式。
向量IRQ支持16个向量IRQ中断，16个优先级，能为每个
中断源设置服务程序地址；非向量IRQ支持一个非向量IRQ
中断，所有中断都共用一个相同的服务程序入口地址。
（9）、在使能,禁止FIQ和IIRQ时,为什么操作SPSR寄存器而不操作CPSR寄存器？
答：在用户模式下，无法修改CPSR，只有在特权模式下修改SPSR后，通过退出特权模式，然后恢复SPSR到CPSR，才能修改CPSR。
（11）、向量中断能嵌套吗？请结合ARM体系结构进行阐述。
答：ARM的中断管理体系和51系列微控制器的中断管理体系不太一样。
ARM的中断不会自动嵌套，实现ARM微控
制器的中断嵌套比较烦琐，不提倡中断嵌套。
但不排除需
要嵌套的应用，因而在启动代码中，有对中断嵌套的处理。
中断嵌套的原则：低优先级的中断嵌套高优先级的中断
可嵌套中断服务程序编写方法：
1、保存当前中断使能寄存器VICIntEnable的值；
2、禁止当前中断和低优先级中断；
3、清除中断逻辑，使VIC能够响应更高优先级的中断；
4、中断处理服务程序；
5、恢复保存的中断使能寄存器的值。
（19）LPC2000系列ARM7微控制器具有哪两种低耗模式？如何降低系统的功耗？
答： 2 个低功耗模式：空闲和掉电；
降低功耗方法：设定极低功耗定时器每一秒钟触发CPU一次->CPU进入掉电状态->一秒钟后定时器触发CPU进入工作
模式，写液晶显示器显示字符（走秒）->CPU进入掉电模
式->一秒钟后定时器再次出发CPU进入工作模式。
