最新周立功ARM嵌入式系统基础教程课后习题答案11.docx
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最新周立功ARM嵌入式系统基础教程课后习题答案11
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（EmbeddedMicroprocessorUnit,EMPU）
嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit,MCU）
嵌入式DSP处理器（EmbeddedDigitalSignalProcessor,EDSP）
嵌入式片上系统（SystemOnChip）
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。
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、ARM7TDMI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Thumb
指令机扩展（带T后缀的）和EmbededICE观察点硬件（带I后缀的）
2、ARM7TDMI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（VonNeumann）结构，指令和数据共用一条32位总线。
3、ARM处理器模式和ARM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ARM的处理器模式和状态。
状态：
ARM状态32位，这种状态下执行的是字方式的ARM指令
Thumb状态16位，这种状态下执行半字方式的Thumb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、PC和LR分别使用哪个寄存器？
PC使用R15寄存器，LR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）ARM7TDMI（-S）有几种寻址方式？
LORR1，[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；LORR1，[R0，#0x08]属于基址寻址。
（2）ARM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AL。
（3）ARM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；
0x3FC（0xFF<<2）、0、0xF0000000（0xF0<<24）、200（0xC8）、0xF0000001（0x1F<<28）。
（4）LDR/STR指令的偏移形式有哪4种？
LDRB和LDRSB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。
LDRB就是读出指定地址的数据并存入指定寄存器，LDRSB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MOV指令与LDR加载指令的区别及用途。
MOV将8位图（pattern）立即数或寄存器（operand2）传送到目标寄存器（Rd），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AL.
（6）CMP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。
CMP指令将寄存器Rn的值减去operand2的值，根据操作的结果更新CPSR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。
CMPR1,0x30
SUBHIR1,R1,0x30
（7）调用子程序是用B还是用BL指令？
请写出返回子程序的指令？
BL指令用于子程序调用。
MOVPC，R14
（8）请指出LDR伪指令的用法。
指令格式与LDR加载指令的区别是什么？
LDR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）ARM状态与Thumb状态的切换指令是什么？
请举例说明。
BX指令，
（10）Thumb状态与ARM状态的寄存器有区别吗？
Thumb指令对哪些寄存器的访问受到一定限制？
Thumb状态下不能更新CPSR中的ALU状态标志。
，Thumb指令对R8~R15寄存器访问受限。
（11）Thumb指令集的堆栈入栈、出栈指令是哪两条？
PUSHPOP
（12）Thumb指令集的BL指令转换范围为何能达到±4MB？
其指令编码是怎样的？
Thumb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±4MB。
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A+B，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LDR伪指令，
如LDRR0,=0xFFFF0000），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？
0xFFFF000F0x7FFFFFFF67654321（A）
+0x0000FFF1+0x02345678+23110000（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long（即32位）。
把编写的汇编语言进行编译连接，并进行调试。
for（i=0;i<8;i++）
{a[i]=b[7-i];
}
第五章
1、基础知识：
（1）LPC2114可使用的外部晶振频率范围是多少（使用/不使用PLL功能时）？
晶振频率范围：
1~30MHz，若使用PLL或ISP功能为：
10～25MHz。
（2）描述一下LPC2210的PO.14、P1.20、P1.26、BOOT1和BOOT0引脚在芯片复位时分别有什么作用？
并简单说明LPC2000系列ARM7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ISP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RESET为低时，BOOT0与BOOT1一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，I/O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TTL电平。
（3）LPC2000系列ARM7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（0x00000000～0x0000001C的8个字的机器码累加），才能脱机运行用户程序，这是LPC2114/2124/2212/2214的特性。
（4）如何启动LPC2000系列ARM7微控制器的ISP功能？
相关电路应该如何设计？
（5）LPC2000系列ARM7微控制器片内Flash是多位宽度的接口？
它是通过哪个功能模块来提高Flash的访问速度？
128位,通过存储器加速模块（MAM）来提高Flash的访问速度
（6）若LPC2210的BANK0存储块使用32位总线，访问BANK0时，地址线A1、A0是否有效？
EMC模块中的BLSO~BLS4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）LPC2000系列ARM7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GPIO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IOPIN寄存器还是读取IOSET寄存器？
GPIO方向寄存器，IOPIN。
（9）P0.2和P0.3口是I2C接口，当设置它们为GPIO时，是否需要外接上拉电阻才能输出高电平？
（10）使用SPI主模式时，SSEL引脚是否可以作为GPIO？
若不能，SSEL引脚应如何处理？
不能用作GPIO，SSEL应设这高电平，处于末激活状态。
（11）LPC2114具有几个UART是符合什么标准？
哪一个UART可用作ISP通信？
哪一个UART具有MODEM接口？
UART0，UART1；UART0用于ISP通信，UART1具有MODEM接口。
（12）LPC2114具有几个32位定时器？
PWM定时器是否可以作通用定时器使用？
两个32位定时器，PWM定时器不能用作通用定时器使用
（13）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？
2个低功耗模式：
空闲和掉电；
2、计算PLL设置值：
假设有一个基于LPC2114的系统，所使用的晶振为11.0592MHZ石英晶振。
请计算出最大的系统时钟（ccls）频率为多少MHZ？
此时PLL的M值和P值各为多少？
请列出计算公式，并编写设置PLL的程序段。
3、存储器重影射：
（1）LPC2210具有（4）种存影射模式。
①3②5③1④4
（2）当程序已固化到片内Flash，向量表保存在0x00000000起始处，则MAP〔1:
0〕的值应该为
（2）。
①00②01③10④11
（3）LPC2000系列APM7微控制器ccq重影射的目标起始地址为（），共有（）个字。
①0x00000000，8②0x40000000，8
③0x00000000，16④0x7FFFE000，8
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LPC2114，请填空。
PINSEL0=0x00000000；
PINSELI=（PINSEL1&0XFFFFFFFC）|0X01；//设置I/O连接，PO.16设置为EINTO
EXTMODE=0X00；//设置EINT0为电平触发模式
EXTPOLAR=0X00；//设置EINT0为低电平触发
EXTWAKE=0X01；//允许外部中断0唤醒掉电的CPU
EXTINT=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：
TESTI.S
；功能：
实现两个寄存器相加
；说明：
使用ARMulate软件仿真调试
AREAExamplel,CODE,READONLY；声明代码段Examplel
ENTRY；标识程序入口
CODE32；声明32位ARM指令
STARTMOVR0，#0；设置参数
MOVR1，#10
LOOPBLADD_SUB；调用子程序ADD_SUB
BLOOP；跳转到LOOP
ADD_SUB
ADDSR0，R0，R1；R0=R0+R1
MOVPC，LR；子程序返回
END；文件结束
程序清单4.2读取SMI立即数
T_bitEQU0X20
SWI_Handler
STMFDSP！
，{R0_R3，R12，LR}；现场保护
MRSR0，SPSR；读取SPSR
STMEDSP！
，{R0}；保存SPSR
TSTR0，#T_bit；测试T标志位
LDRNEHR0，[LR，#_2]；若是Thumb指令，读取指令码（16位）
BICNER0，R0,，#0xFF00；取得Thumb指令的8位立即数
LDREQR0，[LR，#_4]；若是ARM指令，读取指令码（32位）
BICEQR0，R0，#0Xff000000；取得ARM指令的24位立即数
……
LDMFDSP！
，｛R0_R3，R12，PC｝；SWI异常中断返回
程序清单4.3使用IRQ中断
ENABLE_IRQ
MRSR0，CPSR
BICR0，R0，#0x80
MSRCPSR_C，R0
MOVPC，LR
程序清单4.4禁能IRQ中断
DISABLE_IRQ
MRSR0CPSR
ORRR0，R0，#0x80
MSRCPSR_C，R0
MOVPC，LR
程序清单4.5堆栈指令初始化
INTSTACK
WOVR0，LR；保存返回地址
；设置管理模式堆栈
MSRCPSR_C，#0xD3
LDRSP，stacksvc
；设置中断模式堆栈
MSRCPSR_C，#0xD2
LDRSP，Stacklrq
……
程序清单4.6小范围地址的加载
……
ADRR0，DISP_TAB；加载转换表地址
LDRBR1，[R0，R2]；使用R2作为参数，进行查表
……
DISP_TAB
DCB0xC0，0xF9，0xA4，0xB0，0x99，0x92，0x82，0xF8，0x80，0x90
程序清单4.7中等范围地址的加载
……
ADRLR，RETURNI
ADRLR1，Thumb_sub＋1
BXR1
RETURNI
……
CODE16
Thumb_sub
MOVR1，#10
……
程序清单4.8加载32位立即数
……
LDRR0，=IOPIN；加载GPIO的寄存器IOPIN的地址
LDRR1，[R0]；读取IOPIN寄存器的值
……
LDRR0，=IOSET
LDRR1，=0x00500500
STRR1，[R0]；IOSET=0x00500500
……
程序清单4.9软件延时
……
DELAYI
NOP
NOP
NOP
SUBSR1，R1，#1
BNEDELAYI
……
程序清单4.10ARM到Thumb的状态切换
；文件名：
TEST8.S
；功能：
使用BX指令切换处理器状态
；说明：
使用ARMulate软件仿真调试
AREAExample8，CODE，READONLY
ENTRY
CODE32
ARM_CODEADRR0，THUMB_CODE+1
BXR0；跳转并切换处理器状态
CODE16
THUMB_CODE
MOVR0，#10；R0=10
MOVR1，#20；R1=20
ADDR0，R1；R0=R0+R1
B
END
第一章
思考与练习
（③）不是常规意义上的嵌入式系统。
P6
①手机②MP3③PC机④数码相机
可用作嵌入式操作系统的有（①）
①Linux（Vxworks，uc/os-II）②windows2000③windowsXP④DOS
什么叫嵌入式系统p7
第二章
嵌入式系统项目开发生命周期的阶段没有（④）p4、5
1识别需求②提出方案③执行项目④系统规划
第三章
ARM7TDMI中的T、D、M、I的含义是什么？
p22
不属于ARM7三级流水线的是（③）p24
1取指②译码③PC值递增④执行
对于ARM7三级流水线，当一条指令被译码时，上一条指令正被（④）p24
①取指②译码③PC值递增④执行
对于ARM7三级流水线，当一条指令被译码时，下一条指令正被（①）p24
①取指②译码③PC值递增④执行
ARM7TDMI采用三级流水线？
采用冯.诺依曼体系结构。
ARM7有（两种）处理器状态，分别是（ARM）状态和（Thumb）状态。
P30
ARM7有（7种）处理器模式，分别是（用户）、（快中断）、（中断）、（管理）、（中止）、（未定义）、（系统模式），其中5种异常模式是（快中断）、（中断）、（管理）、（中止）、（未定义）模式。
P42～p44
（用户模式）是正常程序工作模式，特点是不能（直接）切换到其它模式。
（管理模式）是“操作系统保护代码”，复位和软中断响应时进入此模式。
系统模式用于支持操作系统的（特权）任务等，与用户模式类似，但可以（直接）切换到其它模式。
在ARM7（37）个用户可见寄存器中，有（6）个状态寄存器，（31）个通用寄存器。
程序计数器PC是（R15），程序状态寄存器是（CPSR），链接寄存器LR是（R14），堆栈指针SP是（R13）。
P47～p49
CPSR有若干控制位和若干条件代码标志构成：
T为0表示处理器工作在（ARM状态）.
p80～p87
CPSR有若干控制位和若干条件代码标志构成：
N为1表示前次运算结果（为负）。
CPSR有若干控制位和若干条件代码标志构成：
Z为1表示前次运算结果（为零）。
CPSR有若干控制位和若干条件代码标志构成：
C为1表示前次运算产生了（进位/借位）。
CPSR有若干控制位和若干条件代码标志构成：
V为1表示前次运算（溢出）。
若前次运算结果为负数，则CPSR的（①）为1
①N②Z③C④V
若前次运算结果为零，则CPSR的（②）为1
①N②Z③C④V
若前次运算产生了进位/借位，则CPSR的（③）为1
①N②Z③C④V
若前次运算溢出，则CPSR的（④）为1
①N②Z③C④V
欲使处理器禁止快中断，则应该使（①）
1CPSR的F位为1②CPSR的F位为0③CPSR的I位为1④CPSR的I位为0
欲使处理器禁止中断，则应该使（③）
CPSR的F位为1②CPSR的F位为0③CPSR的I位为1④CPSR的I位为0
异常复习p3～p12
子程序的最后一条指令必须是（①）P3
①MOVPC,R14②MOVPC,R14_und③SUBSPC,R14_fig,#4④SUBSPC,R14_irg,#4
中断服务程序的最后一条指令必须是（④）P3
①MOVPC,R14②MOVPC,R14_und③SUBSPC,R14_fig,#4④SUBSPC,R14_irg,#4
快中断服务程序的最后一条指令必须是（③）
①MOVPC,R14②MOVPC,R14_und③SUBSPC,R14_fig,#4④SUBSPC,R14_irg,#4P3
ARM7处理器响应中断时，处理器硬件修改PC为（③）p22
①0x00000000②0x00000000③0x00000018④0x0000001C
ARM7处理器响应快中断时，处理器硬件修改PC为（④）
①0x00000000②0x00000000③0x00000018④0x0000001C
外部设备向处理器发出中断请求，处理器进入（②）异常。
①快中断②中断③未定义指令④预取中止
ARM7处理器收到快中断请求，则进入（①）异常。
①快中断②中断③未定义指令④预取中止
第四章
ARM7的寻址方式有（④）种。
P6
16②7③8④9
条件码复习p35～p36
使用指令条件码可实现高效的逻辑操作，提高代码效率。
指令条件码表如表4.1所列。
指令条件码表
操作码
条件码助记符
标志
含义
0000
EQ
Z=1
相等
0001
NE
Z=0
不相等
1000
HI
C=1,Z=0
无符号数大于
1001
LS
C=0,Z=1
无符号数小于或等于
ARM指令的条件码的作用是满足了（条件）则执行指令。
P39～p41
处理器从存储器读数据的指令（加载指令）的助记符是（①）
①LDR②STR③SWP④SWPB
处理器往存储器写数据的指令（存储指令）的助记符是（①）
①LDR②STR③SWP④SWPB
将R0+0x12地址处的数据读出，保存到R1中
LDRR1，[R0，#0x12]
将R1中数据保存到R0+0x12地址处
STRR1，[R0，#0x12]
将R0－0x12地址处的数据读出，保存到R1中
LDRR1，[R0，－#0x12]
将R1中的数据保存到R0－0x12地址处
STRR1，[R0，－#0x12]
将R0+R2地址处的数据读出，保存到R1中
LDRR1，[R1，R2]
将R1中数据保存到R0+R2地址处
STRR1，[R1，R2]
将R0－R2地址处的数据读出，保存到R1中
LDRR1，[R0，－R2]
将R1中的数据保存到R0－R2地址处
STRR1，[R0，－R2]
P60～p62
数据传送指令的助记符是（①）。
1MOV②SBC③ADD④SUB
代进位加法指令的助记符是（①）
①ADC②SBC③ADD④SUB
代借位减法指令的助记符是（②）
①ADC②SBC③ADD④SUB
求R1+R2，和放在R1中
ADDR1，R1，R2
求R1－R2，差放在R1中
SUBR1，R1，R2
求R4R3－R2R1，差放在R6R5中
SUBSR5，R3，R1
SBCR6，R4，R2
求R4R3＋R2R1，和放在R6R5中
ADDSR5，R3，R1
ADCR6，R4，R2
求R4R3－1，差放在R6R5中
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