ARM嵌入式系统基础教程第二版课后习题答案.

1、第 1 章嵌入式系统概述(1 举出 3 个本书中未提到的嵌入式系统的例子。答:键盘、鼠标、扫描仪。(2 什么叫嵌入式系统？答:嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统。(3 什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？答: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。分为 3 类:1.注重尺寸、能耗和价格；2.关注性能；3.关注全部 4 个需求 性能、尺寸、能 耗和价格。(4 什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？答:嵌入式操作系统是操作系统的一种类型，是在传统操作系统的基础上加入符 合嵌入式系统要求的元素发展而来的。原因：1.提高了系统的可靠性；2.提高了开 发效率，缩短了开

2、发周期。3.充分发挥了 32 位 CPU 的多任务潜力。第 2 章 ARM7 体系结构1.基础知识(1ARM7TDMI 中的 T、D、M、I 的含义是什么？答:T :高密度 16 位 Thumb 指令集扩展；D :支持片上调试；M :64 位乘法指 令；I :Embedded ICE 硬件仿真功能模块。(2ARM7TDMI 采用几级流水线？使用何种存储器编址方式？答:3 级;冯诺依曼结构(3ARM 处理器模式和 ARM 处理器状态有何区别？答:ARM 处理器模式体现在不同寄存器的使用上；ARM 处理器状态体现在不同 指令的使用上。(4 分别列举 ARM 的处理器模式和状态？答:ARM 的处理器

3、模式：用户模式、系统模式、管理模式、中止模式、未定义 模式、中断模式、快速模式；ARM 的处理器状态:ARM 状态、Thumb 状态。(5PC 和 LR 分别使用哪个寄存器？答:PC:R15; LR:R140(6R13 寄存器的通用功能是什么？答:堆栈指针 SP0(7CPSR 寄存器中哪些位用来定义处理器状态？答:位 3128:N、Z、C、V ,条件代码标志位；278:保留位；70:1、F、 T、M40,控制标志位。(8 描述一下如何禁止 IRQ 和 FIQ 的中断。答:当控制位 I 置位时，IRQ 中断被禁止，否则允许 IRQ 中断使能；当控制位 F 置 位时,FIQ 中断被禁止，否则允许

4、FIQ 中断使能。2.存储器格式答:无论是大端格式还是小端格式,R2 的值与 R1 一致；地址 0 x4000 单元的字 节: 大端:0 x12、小端:0 x78o3.处理器异常请描述一下 ARM7TDMI 产生异常的条件是什么？各种异常会使处理器进入哪 种模式？进入异常时内核有何操作？各种异常的返回指令又是什么？答：【异常】【模式】 【返回指令】复位管理无未定义指令 未定义 MOVS PC,R14软件中断管理 MOVS PC,R14预取指中止中止 SUBS PC,R14,#4数据中止中止 SUBS PC,R14,#8IRQ 中断 SUBS PC,R14,#4FIQ 快速中断 SUBS PC,

5、R14,#4进入异常时,内核自动做：PC-LR、CPSP相应异常模式下的 SPSR、设置CPSR 为相应的异常模式、相应异常处理程序的中断入口向量地址-PCo第 3 章 ARM7TDMI(-S 指令系统1.基础知识(1ARM7TDMI(-S 有几种寻址方式？“LDR R1,R0,#0 x08属于哪种寻址方式？答:有 8 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.相对寻址；“LDRR1,R0,#0 x08属于基址寻址。(2ARM 指令的条件码有多少个？默认条件码是什么？答:16 个;AL。(3ARM 指令

6、中的第 2 个操作数有哪几种形式？列举 5 个 8 位图立即数。答:1. 常数表达式(8 位图 2寄存器方式 3.寄存器移位方式；0 x3FC、0、OxFOOOOOOO 200、OxFOOOOOOl。(4LDR/STR指令的偏移形式有哪 4种？LDRB指令和 LDRSB指令有何区别？答：1.零偏移 2.前索引偏移 3.程序相对偏移 4.后索引偏移；LDRB :加载无符 号字 节数据,LDRSB 加载有符号字节数据(5 请指出 MOV 指令与 LDR 加载指令的区别及用途？答:MOV 指令的源操作数是常数或(带偏移量的寄存器，用于寄存器之间的 数据 传送;LDR 指令的源操作数是地址，用于存储器

7、到寄存器的数据传送。(6CMP指令是如何执行的？写一程序,判断 R1的值是否大于 0 x30,是则将 R1减 去0 x30。答:CMP 指令将 Rn-operand2 根据结果更新 CPSR 中的相应条件标志位。CMPR1,0 x30SUBHI R1,0 x30(7 调用子程序是用 B 指令还是用 BL 指令?请写出返回子程序的指令。答:用 BL ; MOV PC,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？答：用法:LDRcond Rd,=立即数/标号+立即数;LDR 伪指令的源操作数是代 表一个常 数,LDR加载指令的源操作数代表一个地址。(9AR

8、M 状态与 Thumb 状态的切换指令是什么？青举例说明。答:BX ;从 ARM 状态切换到 Thumb 状态CODE32LDR R0,=Lable+1BX R0CODE16Lable MOV R1,#12;从 Thumb 状态切换到 ARM 状态CODE16LDR R0,=LableBX R0CODE32Lable MOV R1,#10(10Thumb 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？答:有区别;R8R15。(11Thumb 指令集的堆栈入栈、出栈指令是哪两条？答:PUSH、 POP。(12Thumb 指令集的 BL 指令转移范围为何能

9、达到 MB ?其指令编码是怎样 的?答:BL 指令事实上是两条指令,其编码为：11110地址偏移高 11 位、11111地 址偏移低 11 位,地址编码 22 位,再左移一位(半字对齐,23位地址寻址 8MB ,即 4MB。2.有符号和无符号加法答：(1OxFFFFOOOF(A+OxOOOOFFF1 (B(0 x00000000NZCV=O11O如果两个操作数是有符号数,A 是负数,B 是正数,和是 0,没有溢出,所以 V=0。如果两个操作数是无符号数，和是 0,有进位，所以 C=1。(20 x7FFFFFFF (A+0 x02345678 (B(0 x82345677NZCV=1001如果两

10、个操作数是有符号数，A 是正数,B 是正数，和是负数,有溢出，所以 V=1如果两个操作数是无符号数，没有进位,所以 c=o。(367654321 (A+23110000 (B(0 x0568F421NZCV=0000如果两个操作数是有符号数,A 是正数,B 是正数，和是正数，没有溢出，所以V=0。如果两个操作数是无符号数，没有进位,所以 C=0。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:130 MHz，若使用 PLL 或 ISP 功能为:1025MHz。(2 描述一下 LPC2210 的 PO.14、P1.20、P1.

11、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 P1.25P1.16 复位后用作跟踪端口。P1.26 的低电平使 P1.31P1.26 复位后用作一个调试端口当 RESET 为低时,BOOTO 与 BOOT1 同控制引导和内部操作。弓 I 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

12、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(0 x000000000 x0000001C 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

13、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 BLSOBLS4 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

14、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

15、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（eels）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（43 值应该为（00 个字。0 x00000000,

16、80 x00000000, 16 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=0 x00000000； PINSELI = （PINSEL1&0XFFFFFFFC|0X01 ； EXTMODE =0X00 ； 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=0 x0F ；第四章清除外部中断标识设置 I/O 连接，PO.16 设置为 EINTO 设置 EINT0 为电平触发模式 0 x40000000, 80 x7FF

17、FE000, 8 25 ）。011011 ），共有（）种存影射模式。14 （2）当程序已固化到片内 Flash,向量表保存在 0 x00000000 起始处，则 MAP 1:0的（3） LPC2000 系列 APM7 微控制器 eeq 重影射的目标起始地址为（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 AREA ENTRY CODE32 START MOV LOOP B ADD_SUBADDS MOV END 程序清单 4.2 读取 SMI 立即数 T_bit EQU STMFD MRS STMED TSTL

18、DRNEH BICNE LDREQ BICEQLDMFD 0X20 SP!, R0_R3, R12, LR;现场保护R0, SPSR SP , R0 R0 , #T_bit R0, LR, #_2 R0, R0, #0 xFF00 R0, LR , #_4 R0,R0, #0Xff000000 ;读取SPSR;保存 SPSR;测试 T 标志位； 若是 Thumb 指令， 读取指令码（16 位） ; 取得 Thumb指令的 8 位立即数；若是 ARM 指令，读取指令码（32 位）；取得 ARM 指令的 24 位立即数 SWI_Handler R0，R0，R1 PC，LR ； R0=R0+R1 ;

19、子程 序返回；文件结束 MOVR1，#10 BL LOOP ADD_SUB ;调用子程序ADD_SUB ;跳转到 LOOP R0， #0 Examplel,CODE,READONLY ;声明代码段 Examplel ;标识程序入口 ；声明 32 位 ARM 指令；设置参数 SP!, R0_R3, R12，PC ; SWI 异常中断返回 程序清单 4.3 使用 IRQ 中断 ENABLE_IRQ MRS R0，CPSR BIC MSR MOVR0，R0，#0 x80 CPSR_C, R0 PC，LR 程序清单 4.4 禁 能 IRQ 中断 DISABLE_IRQ MRSORR MSR R0 CPSR R0，R0，#0 x80 CPSR_C, R0MOV PC，LR 程序清单 4.5 堆栈指令初始化 INTSTACK WOV MSR LDR MSRLDR 程序清单 4.6 小范围地址的加载 ADR LDRBDISP_TAB DCB 0 xC0，0 xF9，0 xA4， 0 xB0，0 x99，0 x92，0 x82， 0 xF8， 0 x80， 0 x90 R0, DISP_TAB R1，R0，R2;加载转换表地