嵌入式技术基础与实践第3版课后习题8章答案

1、试阅：hello 正文第一章1嵌入式系统的基本含义是什么？为什么说单片机是典型的嵌入式系统？答：即MCU的含义是：在一块芯片上集成了中央处理单元（CPU）、存储器（RAM/ROM等）、定时器/计数器及多种输入输出（I/O）接口的比较完整的数字处理系统。大部分嵌入式系统 以 MCU 为核心进行设计。 MCU 从体系结构到指令系统都是按照嵌入式系统的应用特点专门 设计的，它能很好地满足应用系统的嵌入、面向测控对象、现场可靠运行等方面的要求。因 此以 MCU 为核心的系统是应用最广的嵌入式系统。2 简述嵌入式系统的特点以及应用领域（举例、。答：嵌入式系统属于计算机系统，但不单独以通用计算机的面目出现

2、;嵌入式系统开发需要专用工具和特殊方法 ;使用 MCU 设计嵌入式系统，数据与程序空间采用不同存储介质;开发嵌入式系统涉及软件、硬件及应用领域的知识;嵌入式系统的其他特点 ,比如紧张的资源，较高稳定性要求，低功耗，低成本等。一般用于工业控制，智能家电，日常电子等领域。 日常数码产品：手机， MP3，U 盘，相机等。 日常工业类：冰箱，空调，微波炉，汽车等。3 .比较MCU与CPU的区别与联系。答：CPU是一个单独的PC处理器。而MCU，则有微处理器，存储器（RAM/ROM等）、定时 器/计数器及多种输入输出（I/O）接口的比较完整的数字处理系统。所以可以这么说，MCU是一个包含微处理器的嵌入式

3、系统，而 CPU仅仅是一个处理器而已。4. 总结嵌入式系统常用术语。硬件： 封装，印刷电路板， 动态可读写随机存储器与静态可读写随机存储器， 只读存储器， 闪速存储器，模拟量与开关量。通信：并行通信，串行通信，串行外设接口，集成电路互连总线，通用串行总线，控制器 局域网，背景调试模式，边界扫描测试协议，串行线调试技术。功能模块及软件：通用输入 /输出，A/D与D/A，脉冲宽度调制器，看门狗，液晶显示，发 光二级管，键盘，实时操作系统。5. C语言的那些特性使得它成为嵌入式系统中使用频率最高的高级语言。答：相比底端汇编，更简单易学；与高级语言如（C+， C#， java 等）相比，执行效率高，编

4、译后的编码体积小，而且支持好的编译器还支持嵌入汇编代码；对位的操纵能力很强。6. 举例说明结构体变量类型的定义、结构体变量的声明与使用方法。C 语言中所有数据类型遵循 “先定义后使用 ”的原则。 （1）结构体的说明和结构体变量的定义2）结构体变量的使用结构体成员的表示方式：3）结构体指针结构体变量 . 成员名s1.age=18;例如，定义一个名为 structure student char name8; char class10; int age;1student 的结构体变量类型：/ 定义名为 student 的结构体变量类型 / 成员变量 name 为字符型数组/ 成员变量 class

5、为字符型数组/ 成员变量 age 为整型;这样，若声明 s1 为一个 student 类型的结构体变量，则：struct student s1; / 声明 s1 为 student 类型的结构体变量又如定义类型同时声明：structure student char name8; char class10; int age;s1;/ 定义名为 student 的结构体变量类型 / 成员变量 name 为字符型数组/ 成员变量 class 为字符型数组/ 成员变量 age 为整型/ 声明 s1 为 student 类型的结构体变量7.第二章1. ARM 处理器分为哪几个系列？简要说明各系列的主要应

6、用范围。1）ARM Cortex-A50 系列处理器：手势控制功能，现实技术、移动游戏、Web2.0 技术2）ARM Cortex-A 系列处理器：高计算要求、运行丰富操作系统、交互媒体和图形体验3）ARM Cortex-R 系列处理器：智能手机、硬盘驱动器、数字电视、医疗行业、工业控制， 汽车电子等4）ARM Cortex-M 系列处理器：智能测量、人机接口设备、汽车和工业控制系统、大型家 用电器、消费型产品和医疗器械2. ARM Cortex-M0+ 处理器有哪些特点？说明其主要应用领域。1）M0+内核：支持 16位Thumb指令集2）嵌套中断向量控制器 :与 MCU 紧耦合，支持中断嵌套

7、，采用向量中断机制3）总线网络：M0+内部总线系统的核心4）调试组件：基于硬件，支持两个硬件断点和两个观察点，支持单步调试和向量捕捉， 支持多个软件断点5) 总线接口：可高速整体访问所有系统外设和内存6) SysTick系统时钟：用于实时操作系统RTOS的时钟或仅仅作为计数器7) 其他模块：系统控制模块提供系统运行信息和系统配置功能；微型跟踪缓冲器提供程 序追踪功能；存储器保护单元是一个选配的单元应用领域： 家用电器、白色商品、医疗监控、电子测量、照明设备以及功耗与汽车控制器 件等各种广泛应用的智能传感器与智能控制系统， 提供超低功耗、 低成本微控制器 (MCU)。第三章1. 简述 ARM C

8、ortex-M0+ Kinetis L 系列 MCU 的型号和标识。飞思卡尔Kinetis系列MCU的型号众多，但同一种系列的CPU核是相同的Kinetis L 系列命名格式： Q KL # # A FFF R T PP CCN)本书：MKL25Z128VLK42. 简要阐述硬件电路中滤波电路、耦合电路的具体作用。 滤波电路：改善系统的电磁兼容性，降低电源波动对系统的影响，增强电路的稳定性。 耦合电路：3. 解释最小系统概念，并结合KL25开发板，归纳实现最小系统需要的引脚资源。硬件最小系统：由电源、主板和CPU内存组成在这个系统中，没有任何信号线的连接，只有电源到主板的电源连接 .在判断的过

9、程中通过声音来判断这一核心组成部分是否可正常工 作。KL25硬件最小系统引脚包括电源类引脚、复位引脚、晶振引脚4. 给出KL25的Flash及RAM的大小、地址范围。Flash： 128KB(0x0000_00000x0001 FFFF)0x0000_00000x07FF_FFFFRAM ： 16KB0x0000_00000x3FFF_FFFF5. KL25开发板SD-FSL-KL25-EV中使用什么标准调试接口，具体如何实现？SWD( Serial Wire Debug)串行协议访问处理器接口观察三色灯变化、串口通信、USB 口通信将USB线的迷你USB 口端接入开发板的 USB扁口，将US

10、B线的另一端USB扁口接入PC 的USB 口，给开发板供电。将TTL-USB串口线与评估板上的串口连接(蓝线-RX白线-TX,黑线-GND),串口线的USB接 PC 的 USB 口。将USB线的“迷你 USB口”端接入开发板的 USB扁口，另一端 USN扁口接入PC的USB 口。6. 给出 KL25 芯片的 RAM、 Flash 的地址范围，说明堆栈空间、全局变量、常量、程序分别 存放于 RAM 中还是 Flash 中。Flash： 0x0000_00000x07FF_FFFF全局变量，常量RAM： 0x0000_00000x3FFF_FFFF堆栈空间，程序7. KL25开发板SD-FSL-K

11、L25-EV中具有哪些功能接口，如何进行测试？SWD( Serial Wire Debug )串行协议访问处理器接口、3色RGB指示灯、TTL电平的UART接 口、 miniUSB 接口。观察三色灯变化、串口通信、USB 口通信将USB线的迷你USB 口端接入开发板的 USB扁口，将USB线的另一端USB扁口接入PC的 USB 口，给开发板供电。将TTL-USB串口线与评估板上的串口连接（蓝线-RX,白线-TX,黑线-GND）,串口线的 USB接 PC的 USB口。将USB线的 “迷你USB口”端接入开发板的 USB扁口，另一端 USN扁口接入PC的USB 口。8. 分析KL25最小系统原理图

12、中各部分的基本原理。1）电源及其滤波电路：提供足够的电流容量，电源引脚外接适当的滤波电容以抑制高频噪 声2） 复位电路和复位功能：正常工作时复位输入引脚T_RST通过一个10K殴的电阻到电源正极，所以一个为高电平。若按下复位按钮，则T_RST引脚接为低电平，导致芯片复位。3）晶振电路：外接电源，借助辅助电路产生震荡信号4） SWD 接口电路：程序下载和调试，只需两根线，数据输入/输出线和时钟线。第六章1, 简述MCU与PC之间进行串口通信时，为什么要经行电平转换？如何进行转换？由于单片机TTL的电平与PC串口标准的电平不一样，所以就要进行电平转换。 若用PC串口标准的RS-232总线进行串口通

13、信，则需要外接电路实现电平转换， 在发送端，需要用驱动电路将TTL电平转换成RS-232电平；在接收端，需要用 接收电路将RS-232电路转换为TTL电平。2, 设波特率为9600,使用NRZ格式的8位数据位、1位停止位，传输2KB的文件最少需要多少时间？解：所需发送的数据量：2KB*1024=2048字节发送一个字节需要 10 位（开始位，数据位，停止位） ，则2048*10=20480位时间：20480 位/9600=2.13s3, 简述 M 0+中断机制及执行过程：中断是MCU实时的处理内部或外部事件的一种内部机制。 由模块中断源、中断 控制器（NVIC）和M0+内核组成，模块中断源向中

14、断控制器发出中断信号。中断 控制器对发来的信号进行管理， 判断是否允许中断， 若允许， 通过私有外设总线 发送M0+内核，由内核处理中断。NVIC可根据中断信号的优先级对中断进 行响应。第七章4，分析 TPM 的功能及编程要点 三种常用的功能：输入捕捉，输出比较，脉宽调制器 PWM。 编程要点：注意各种寄存器的正确使用。详解见书本 P164 P169第八章1，简述独立式键盘和矩阵键盘的应用特点： 独立式键盘方式是指将每个独立式按键按一对一的方式直接接到 I/O 输入线上， 这种方式查键实现简单，但占用 I/O 资源较多，一般再按键数量较少的情况下使 用。矩阵键盘方式是用m条I/O线组成行输出口，n条线组成列输出口，在行列 线的每一个焦点上设置一个按键，这种方式占用 I/O 线少，在实际应用系统中采 用较多。2，列举常见的键盘消除抖动的方法：当按键被按下时， 会出现所按键在闭合位置和断开位置之间跳几下， 才稳定到闭 合状态的情况，当释放一个按键时也会出现类似的情况，这就是抖动问题。 硬件方法是设计一个滤波延时电路或单稳态电路 等硬件电路来避开按键的抖动 时间。 软件方法是指编制一段时间大于 100ms 的延时程序， 在 第一次检测 到有键按下时， 执行这段延时子程序使键的前沿抖动消失后再