周立功ARM嵌入式系统基础教程课后习题复习资料.docx

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周立功ARM嵌入式系统基础教程课后习题复习资料

一思考与练习

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R00x0000），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？

0000F0x7（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。

①3②5③1④4

（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）。

①00②01③10④11

（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，8②0x，8

③0x，16④0x7000，8

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

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R00x0000），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？

0000F0x7（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。

①3②5③1④4

（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）。

①00②01③10④11

（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，8②0x，8

③0x，16④0x7000，8

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