ARM原理及应用复习题

ARM原理及应用复习题填空题1.STM32F103是_32_位单片机，内核是ARM公司的_Cortex-M3_。2.STM32F103最高工作频率_72MHz_。片内具有多种外设，它们分别是：_GPIO_、_USART_、_I2C_、_SPI_、_ADC_、_DAC_、_TIM_、_RTC_、_IWDG_、_WWDG_。3.STM32103的GPIO端口具有多种配置状态，输入有3种状态，它们分别是_模拟输入_、_浮空输入_和 上拉/下拉输入；输出有4种状态，它们分别是_通用推挽输出_、_通用开漏输出_、_复用推挽输出_和_复用开漏输出_。4.ST公司的STM32系列芯片采用了Cortex-M3_内核,STM32F103最高工作频率为72_MHz。5.当STM32的I/O端口配置为输入时，输出功能被_禁止_，施密特触发器被激活_。6.STM32的所有端口都有外部中断能力。当使用 外部中断线 时，相应的引脚必须配置成 输入模式 。7.STM32具有单独的位设置或位清除能力。这是通过GPIOx-BRR_ 和GPIOx-BSRR寄存器来实现的。8STM32芯片内部集成的 12位 位ADC是一种逐次逼近型模拟数字转换器，具有 16个通道 个通道，可测量 16个外部 个外部和 5个信号源 个内部信号源。9STM32的 NVIC 管理着包括Cortex-M3核异常等中断，其和ARM处理器核的接口紧密相连，可以实现 时延的中断处理，并有效地处理 后到中断 中断。10系统计时器（SysTick）提供了1个 24位二进制递减计数器，具有灵活的控制机制11STM32通用定时器TIM的16位计数器可以采用三种方式工作，分别为 向上计数 模式、 向下计数 模式和 向上下计数 模式。12STM32系列ARM Cortex-M3芯片支持三种复位形式，分别为 上电 复位、接键复位和 备份 复位。简答题1. 什么是嵌入式系统？它与通用计算机有何区别？嵌入式的定义是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可定制，适用于各种应用场合，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。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对其他设备的控制、监视或管理等功能。 嵌入式系统与通用计算机系统有着完全不同的技术要求和技术发展方向。通用计算机系统的技术要求是高速、海量的数值计算，其技术发展方向是总线速度的无限提升、存储容量的无限扩大；而嵌入式计算机系统的技术要求则是智能化控制，技术发展方向是与对象系统密切相关的潜入性能、控制能力与控制的可靠性不断提高。嵌入式系统（简称“嵌”）和通用计算机（简称“通”）的主要区别包括以下几点：1. 形式与类型“通”：实实在在的计算机。按其体系结构、运算速度和规模可分为大型机、中型机、小型机和微机“嵌”：“看不见”的计算机，形式多样，应用领域广泛，按应用进行分类2. 组成“通”：通用处理器、标准总线和外设、软硬件相对独立“嵌”：面向特定应用的微处理器，总线和外设一般集成在处理器内部，软硬件紧密结合3. 系统资源“通”：系统资源充足，有丰富的编译器、集成开发环境、调试器等“嵌”：系统资源紧缺，没有编译器等相关开发工具4. 开发方式“通”：开发平台和运行平台都是通用计算机“嵌”：采用交叉编译方式，开发平台一般是通用计算机，运行平台是嵌入式系统5. 二次开发性“通”：应用程序可重新编程“嵌”：一般不能重新编程开发6. 发展目标“通”：编程功能电脑，普遍进入社会“嵌”：变为专用电脑，实现“普及计算”2. ARM Cortex-M3有何特点?课本第九页前两段ST公司的STM32系列芯片采用了ARMCortex-M3内核，其分为两个系列。STM32F101系列为标准型，运行频率为36MHz；STM32F103系列为标准型，运行频率为72MHz。STM32全系列芯片都具有引脚到引脚一一对应的特点，并且相同封装的内部资源均相同，这就给用户升级带来很大方便。3. 简述Cortex-M3系统滴答定时器的功能和作用。SysTick定时器被捆绑在NVIC中，用于产生SYSTICK异常（异常号：15）。在以前，大多操作系统需要一个硬件定时器来产生操作系统需要的滴答中断，作为整个系统的时基。例如，为多个任务许以不同数目的时间片，确保没有一个任务能霸占系统；或者把每个定时器周期的某个时间范围赐予特定的任务等，还有操作系统提供的各种定时功能，都与这个滴答定时器有关。因此，需要一个定时器来产生周期性的中断，而且最好还让用户程序不能随意访问它的寄存器，以维持操作系统“心跳”的节律。4. STM32共有那几种基本时钟信号？课本第六页，最上面一段（4个）5. 简述嵌套向量中断控制器（NVIC）的主要特性。课本第107页 中间那一段答：STM32的嵌套向量中断控制器(NVIC)管理着包括Cortex-M3核异常等中断，其和ARM处理器核的接口紧密相连，可以实现低延迟的中断处理，并有效地处理晚到的中断。STM32嵌套向量中断控制器(NVIC)的主要特性如下：q具有43个可屏蔽中断通道（不包含16个Cortex-M3的中断线）。q具有16个可编程的优先等级。q可实现低延迟的异常和中断处理。q具有电源管理控制。q系统控制寄存器的实现。6. 简述STM32上机调试操作步骤。课本第53页 （使用调试器调试和运行的具体步骤）7. 简述STM32中USART功能特点。答：STM32的USART为通用同步异步收发器，其可以与使用工业标准NRZ异步串行数据格式的外部设备之间进行全双工数据交换。USART还可以利用分数波特率发生器提供宽范围的波特率选择。STM32的USART支持同步单向通信和半双工单线通信。同时，其也支持LIN(局部互连网)，智能卡协议和IrDA(红外数据)SIRENDEC规范，以及调制解调器(CTS/RTS)操作。STM32还具备多处理器通信能力。另外，通过多缓冲器配置的DMA方式，还可以实现高速数据通信。8. 简述STM32中SPI功能特点。 SPI主要特点有：可以同时发出和接收串行数据；可以当作主机或从机工作；提供频率可编程时钟；发送结束中断标志；写冲突保护；总线竞争保护等。理解：SPI接口主要应用在EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，STM32也有SPI接口。9. 简述STM32中TIM功能特点。 功能： 课本68页第二段 特点：10.简述STM32中ADC功能特点。STM32的ADC系统的主要功能特性包括如下几个方面：ADC开关控制、ADC时钟、ADC通道选择、ADC的转换模式、中断、模拟看门狗、ADC的扫描模式、ADC的注入通道管理、间断模式、ADC的校准模式、ADC的数据对齐、可编程的通道采样时间、外部触发转换、DMA请求、双ADC模式和温度传感器。11.什么是嵌入式系统？嵌入式系统一般由哪几部分构成？ 同第一个题 12. Cortex-M3的处理器有那两种工作模式和状态？如何进行工作模式和状态的切换?ARM微处理器支持7种运行模式，分别为： 用户模式(usr)：ARM处理器正常的程序执行状态。 快速中断模式(fiq)：用于高速数据传输或通道处理。 外部中断模式(irq)：用于通用的中断处理。 管理模式(svc)：操作系统使用的保护模式。 数据访问终止模式(abt)：当数据或指令预取终止时进入该模式，可用于虚拟存储及存储保护。 统模式(sys)：运行具有特权的操作系统任务。 定义指令中止模式(und)：当未定义的指令执行时进入该模式，可用于支持硬件协处理器的软件仿真。ARM微处理器的运行模式可以通过软件改变，也可以通过外部中断或异常处理改变13.简述STM32的不同复用功能的重映射功能。答：为了优化不同引脚封装的外设数目，可以把一些复用功能重新映射到其他引脚上。这时，复用功能不再映射到它们原始分配的引脚上。在程序上，是通过设置复用重映射和调试I/O配置寄存器(AFIO_MAPR)来实现引脚的重新映射。14.简述STM32中I2C功能特点。STM32内部集成了串行外设接口I2C，I2C总线接口连接微控制器和串行I2C总线。STM32的I2C提供多主机功能，控制所有I2C总线特定的时序、协议、仲裁和定时。支持标准和快速两种模式，同时与SMBus2.0兼容。I2C总线有多种用途，包括CRC码的生成和校验、SMBus(SystemManagementBus)、PMBus(PowerManagementBus)。另外，STM32的I2C还可以使用DMA功能来减轻CPU的负担。q并行总线/I2C总线协议转换器。q多主机功能：同一接口既可做主设备也可做从设备。I2C主设备功能，可以产生时钟以及起始和停止信号。qI2C从设备功能，具备可编程的I2C地址检测，可响应2个从地址的双地址能力以及停止位检测。产生和检测7位/10位地址和广播呼叫。q支持标准速度(高至100kHz)和快速(高至400kHz)的通讯速度。具备多种状态标志和错误标志。具有2个中断向量。可选的拉长时钟功能。具单字节缓冲器的DMA。兼容SMBus2.0。15.STM32高级定时器有哪些功能？课本68页第二段16. 如何设置STM32的串口的波特率。开启系统时钟，打开端口 开启USART时钟，引脚定义之后设置BRR寄存器/=69（0x45）赋给寄存器17.Cortex-M3的存储空间可以分为哪几个部分，每一部分的地址范围是怎样的？课本第三页，分为程序存储器 数据存储器 输入/输出端口寄存器 18.STM32的GPIO的配置模式有那几种？如何进行配置模式的配置？ 一共8（7种 上拉和下拉输入）中配置模式 课本表2.2通过对CRH和CHL寄存器的赋值来实现三、编程题（完整程序）1.编制一个循环点亮LED灯的程序。有4个发光二极管，它们的公共极（阳极）接+5V，阴极通过限流电阻分别于PB12、PB13、PB14、PB15，每次控制其中某个LED灯点亮1S后，转到下一个LED灯亮，循环不止。2.编制一个LED数码管测试程序。数码管采用共阳极接+3.3V，阴极通过限流电阻分别于PA0、PA1、PA2、PA3、PA4、PA5、PA6和PA7，数码管的段与I/O口连接的对应关系是a-PA0,b-PA1,c-PA2,d-PA3,e-PAA4,f-PA5,g-PA6,dp-PA7,试编程在数码管实现数字09循环显示，每个数字显示1秒。3.编制一个使用STM32的USART1与PC机