微机原理部分题解剖析

1、1微型计算机系统硬件有哪几部分组成？从功能上讲，微机硬件也是包括运算器、控制器、存储器、输入和输出5个逻辑部分，从外观看，微机硬件由主机和外部设备构成。2微型计算机系统硬件有哪几部分组成？运算器：对计算机传输过来的信息进行算术或者逻辑运算。控制器：负责计算机CPU中指令的执行。寄存器组：存储计算机运算器传输来的信息和下一条指令地址。3存储器的地址和内容的关系？存储器分类及每一类的特点，SRAM与DRAM有何区别？DRAM为何需要刷新？哪个集成度更高？存储器单元内容是储存器单元里面储存的二进制数据。如0100011存储器单元地址是由十六进制数指向存储器某个特定的单元。如0FFE2A 个是实实在在

2、的数据，一个是指向该数据的地址DRAM，动态随机存取存储器，需要不断的刷新，才能保存数据。而且是行列地址复用的，许多都有页模式。SRAM，静态的随机存取存储器，加电情况下，不需要刷新，数据 不会丢失，而且，一般不是行列地址复用的。刷新的必要性与DRAM的结构有关，DRAM是靠其内部电容电位来记录其逻辑值的，但是电容因各方面的技术困难无可避免的有显著的漏电现象（放电现象）而使电位下降，于是需要周期性地对高电位电容进行充电而保持其稳定，这就是刷新。SRAM贵，速度快，集成度低。所以只用在关键部位4按传送信息不同，总线可以分为哪几种？AB，DB分别 与什么重要指标相关？地址数据控制据总线决定每次传输

3、数据的大小，地址总线决定了cpu所能访问的最大内存空间的大小，控制总线反映了数据的状态和传输方式，它是地址总线的扩展和补充5 bit ,Byte,word,字长，KB，MB,GB 等的概念1 位（bit）来自英文 bit,音译为“比特”，表示二进制位。位是计算机内部数据储存的最小单位,11010100是一个8位二进制数。一个二进制位只可以表示0和1两种状态（21）;两个二进制位可以表示 00、01、10、11四种（22）状态；三位二进制数可表示八种状态（23）。2 、字节（byte）字节来自英文Byte,音译为“拜特”，习惯上用大写的“ B ”表示。字节是计算机中数据处理的基本单位。计算机中以

4、字节为单位存储和解释信息，规定一个字节由八个二进制位构成，即1个字节等于 8个比特（1Byte=8bit）。八位二进制数最小为00000000,最大为11111111通常1个字节可以存入一个 ASCII码,2个字节可以存放一个汉字 国标码。3 、字计算机进行数据处理时，一次存取、加工和传送的数据长度称为字 （word）。一个字通常由 一个或多个（一般是字节的整数位）字节构成。例如286微机的字由2个字节组成，它的字长为 16;486 微机的字由 4 个字节组成，它的字长为 32 位机。计算机的字长决定了其CPU 一次操作处理实际位数的多少，由此可见计算机的字长越大，其性能越优越。6按微机的应用

5、形态来分，可分为通用型及嵌入式两类7嵌入式系统按微处理器来分，可分为哪几种？嵌入式微处理器分类：根据微处理器的字长宽度：微处理器可分为4位、8位、16位、32位、64位。一般把16位及以下的称为嵌入式微控制器，32位以上的称为嵌入式微处理器。根据微处理器系统集成度，可划分为两类：一般用途的微处理器，即微处理器内部仅包含单纯的中央处理单元；单芯片微控制器，即将CPU、Rom、RAM及I/O等部分集成到同一个芯片上。 根据嵌入式微处理器的用途： 可分为以下几类：1、嵌入式微控制器（MCU）， 又称为单片机。微控制器的片上外设资源通常比较丰富，适合于控制，因此称为微控制器。微控制器芯片内部集成有RO

6、M/EPROM、RAM、总线、总线逻辑、定时/计数器、看门狗、I/O、串行口、脉宽调制输出（PWM ）、A/D、D/A、Flash、EEPROM等各种必要功能和外设。微控制器的最大特点是单片化，功耗成本低，可靠性高。常用的有8051、MCS系列、C540、MSP430系列等，目前，微控制器占嵌入式 系统的约70%的市场份额。2、嵌入式 微 处理器（EMPU ）。由通用计算机中的 CPU发展而来，主要特点是具有 32位以上的处理器， 具有比较高的性能，价格也较高。与计算机CPU不同的是，在实际嵌入式 应用中，只保留和嵌入式应用紧密相关的功能硬件，去除其它的冗余功能部分，因此其体积小、重量轻、功耗

7、低、成本低及可靠性高。通常嵌入式微处理器把CPU、ROM、RAM及I/O等元件 做到同一个芯片上，也称为单板计算机。目前，主要的嵌入式 微处理器有ARM、MIPS、POWER PC和基于X86的386EX等。3、嵌入式DSP处理器。它是专门 用于信号处理方面的处 理器，茏在系统结构和指令算法方面进行了特殊设计，具有很高的编译效率和指令执行速率，主要用在数字滤波、FFT、频谱分析等各种仪器上。 DSP内部采用程序和数据分开存储和传输的哈佛结构，具有专门硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的DSP指令，可用来快速的实现 各种数字信号处理算法，加之集成电路 的优化设计，速度甚至比最快的CPU还快

8、数倍。4、嵌入式 片上系统（SOC）。它是追求产品系统最大包容的集成器件。SOC最大的特点是成功实现了软硬件无缝结合，直接在处理器片内嵌入操作系统的代码模块。体积小，功耗低，可靠性高。8什么是MCU? ？MCU（MicroCo ntrollerU nit）中文名微控制单元，又称单片微型计算机11非数值数据在计算机中怎样表示？ASCII码、BCD码、汉字交换码、汉字机内码12什么是BCD码？亦称二进码十进数或二-十进制代码。用 4位二进制数来表示 1位十进制数中的09这 10个数码。是一种二进制的数字编码形式，用二进制编码的十进制代码。BCD码这种编码形式利用了四个位元来储存一个十进制的数码，使

9、二进制和十进制之间的转换得以快捷的进行。这种编码技巧最常用于会计系统的设计里，因为会计制度经常需要对很长的数字串作准确的计算。相对于一般的浮点式记数法，采用BCD码，既可保存数值的精确度，又可免却使电脑作浮点运算时所耗费的时间。此外，对于其他需要高精确度的计算，BCD编码亦很常用。13掌握C语言中的位运算：取反，0取反是1， 1取反是0 是左移，比如1右移，类似左移，数值大小除以2的n次方&按位与，1与任意数等于任意数本身，0与任意数等于0,即1&x=x，0&x=0 |按位或，x|y中只要有一个1则结果为1 A 按位异或，xAy相等则为0,不等则为11 Arm 与freescale,内核与芯片

10、 的关系。世界各大半导体生产商从 ARM公司购买其设计的 ARM微处理器核，根据各自不同的 应用领域，加入适当的外围电路，从而形成自己的ARM 微处理器芯片进入市场。JUUUUUUUUUUUUUUUUUUU口 门门厂1门厂I厂I厂I 口门厂|1门厂|门厂Cortex-M5 芯片n n n nn n nnnnnnnnn1Cortex-M3内核：:删试系筑1内部总统|外设存储器I/O由 ARMiSi-由芯片制造 设计开步2 ARM-Cortex属于ARM系列的哪个版本（架构）？它有哪几个系列？各有怎样的应用 定位？Cortex系列属于 ARMv7架构，这是 ARM公司最新的指令集架构。 ARMv7

11、架构定义 了三大分工明确的系列： “A”系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用；“ R ”系列针对实时系统；“ M ”系列对微控制器。3 Kinetis MCU 中的 K60 系列 MK60N512VMD100 的内核是（ARM Cortex-M4 ），字长 （32位），内部的数据是 32位的，寄存器是32位的，存储器接口也是 32位的。4MK60N512VMD100 的FLASH 多大？地址范围？ SRAM 多大？地址范围？Flash 512kb （0x0000_0000 - 0x0007_FFFF ） SRAM 区（0x1FFF_0000 - 0x2000_FFFF ） 128kb

12、5 ARM CM3/4的寄存器是多少位的？试述R13, R14, R15寄存器分别与 CPU运行原理中哪个寄存器相对应，并说出其各自的用途。32位 堆栈指针R13:主堆栈指针（MSP）,进程堆栈指针（PSP）。连接寄存器R14:调用子程序时，存储返回地址。程序计数器R15:存储当前指令地址。6 MCU的硬件最小系统是指什么？ 一般情况下，MCU的硬件最小系统由哪些电路组成。MCU的硬件最小系统是指可以使内部程序运行的所必须的外围电路，也可以包括写入器接口电路。MK60N512VMD100芯片的硬件最小系统包括电源电路、 复位电路、晶振电路 及JTAG接口电路。7 MCU为什么需要有复位电路？实

13、验板上的复位电路有什么特点？是高电平复位还是低 电平复位？为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V 5%，即4.755.25V。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作。复位电路原理如下：正常工作时复位输入引脚 RESET通过一个10K的电阻接到电源正极，所以应为高电平。若按下复位按钮，则RESET脚接地，为低电平，导致芯片复位。8什么是中断？中断源的分类？什么是 NMI,I

14、NTR? 什么是中断服务程序？中断：指当出现需要时，CPU暂时停止当前程序的执行转而执行处理新情况的程序和 执行过程。即在程序运行过程中，系统出现了一个必须由 CPU立即处理的情况，此时，CPU 暂时中止程序的执行转而处理这个新的情况的过程就叫做中断。 机器故障中断。 程序性中断。现行程序本身的异常事件引起的，可分为以下三种：一是程序性错误，例如指令或操作数的地址边界错，非法操作码和除数为零等；二是产生特殊的运算结果，例如定点溢出；三是程序出现某些预先确定要跟踪的事件，跟踪操作主要用于程序调试。有些机器把程序性中断称为“异常”，不称为中断。 输入一输出设备中断。 外中断。来自控制台中断开关、

15、计时器、时钟或其他设备，这类中断的处理较简单，实时性强。 调用管理程序。用户程序利用专用指令“调用管理程序”发中断请求，是用户程序和操作系统之间的联系桥梁。NMI (Non Maskable Interrupt)不可屏蔽中断(即CPU不能屏蔽)无论状态寄存器中IF位的状态如何,CPU收到有效的NMI必须进行响应;NMI是上升沿有效；中断类型号固定为 2;它在被响应时无中断响应周期.不可屏蔽中断通常用于故障处理(如:协处理器运算出错，存储器校验出错，1/0通道校验出错等).可屏蔽中断INTR中断服务程序：处理器处理“急件”，可理解为是一种服务，是通过执行事先编好的某 个特定的程序来完成的，这种处

16、理“急件”的程序被称为一一中断服务程序。9 Cortex - M4包含多少个中断类型？分别是多少个系统中断，多少个外部中断？什么是 中断向量表？放在哪里？占多大空间？1111695中断向量表是在 Pc/AT中由硬件产生的中断标识码。存放在Flash中默认是在地址 0x0000_0000开始存放32*111 1024字节1 GPIO的基本概念通用输入/输出3K60包含几个 GPIO模块？共多少个引脚?(1) A 口有 26 个引脚，分别为 PTA0PTA19 PTA24PTA29(2) B 口有 20 个弓 1脚，分另【J为 PTB0PTB11 PTB16PTB23(3) C 口有20个引脚，分

17、别为 PTC0PTC19(4) D 口有16个引脚，分别为 PTD0PTD15(5) E 口有 18 个引脚，分别为 PTE0PTE12 PTE24PTE284 Kinetis的每个外围部件都有对应的时钟控制，PORTA的时钟在哪个寄存器中打开?试写出相应的语句。SIM_SCGC5 |= (1只读若读出为仇 描加郴应啪脚1:为惟电屮：拧读出为1,描水和应屮脚1:期裔电甲输出説位將存器(CiPIDk PSOR)可写对该寄存蓉进行写操作将改变数撰输出將存器c TIOs PPOR)的崔仁即n不故变GPlOx PIKJR t：的相陶位 +1 4 GPlOx PIXJR E：的和圈位置 1输出沽位寄存器

18、可马对麼奇存越进行耳拠祢轴改变GPlOx FDOK奇存器的ffin TO不改宴GPlOx卩DOEi 1:的 和曲位，写1梅R上怖相应位取反(即】变6 0变门10 寄存器中标注的ISF和w1c分别是什么含义?24:ISFIn terruptStatusFlagThe pin interrupt configuration is valid in all digital pin muxingmodes.0Con figuredin terrupt has not bee n detected.1 Con figured in terrupt has bee n detected .If pin i

19、s con figured togen erateaDMArequestthe nthe corresp onding flag will be cleared automatically at thecompleti onoftherequestedDMAtransfer,otherwise the flag remains set until a logic one iswritte ntotheflag .Ifcon figuredfor a level sen sitivein terrupt that rema ins asserted the n flagwill set aga

20、in immediately.1 Kinetis有哪些时钟源可供选择？ 内部参考时钟源，包括Fast IRC 和 slow IRC （IRC-InternalReferenee Clock）4M 外部参考时钟源，只一个EXTAL管脚作为时钟输入，这个可以使用有源晶体振荡器来 实现32K 外部晶体谐振器，使用EXTAL和 XTAL两个管脚来输入 外部32K RTC谐振器，用于实时时钟的时钟输入2什么是fll,PLL?分别对什么进行倍频？内部包含了一个锁频环 FLL和一个锁相环PLL，分别对内部参考时钟信号和外部时钟参考 信号进行倍频。3配置时钟时，分为内核时钟、总线时钟、Flash时钟，开发试验

21、板上的时钟分别配置成多少？外部参考时钟的频率是多少？内核时钟96M、总线时钟48M、Flash时钟24M 外部参考时钟源 50M4时钟系统初始化时，复位后工作在哪种模式？需要配置成哪种模式？配置顺序怎样？FEI PEE FEI- PEE 的配置顺序为：FEI - FBE - PBE - PEE5针对开发实验板，在软件初始化时钟之前（ pll-init（）函数调用之前），Kinetis K60的默 认时钟是哪个？时钟频率大约是多少？调用后，时钟是哪个？时钟频率是多少？在时钟初始化之前，复位后默认时钟是 32K，时钟频率20.97M，调用pll-init（）完成时钟初始化后，内核时钟 96M，总线

22、时钟48M，采用的是外部时钟 50M输入。1什么是PIT ？周期中断定时器pit2 K60D系列微处理器中包含几个PIT定时器？4 个 pit pit0-pit33 PIT模块的定时器加载值寄存器PIT_LDV ALn是多少位的，如果 PIT的输入时钟是48M，最大定时时间是多少？若想定时10us,初值给多少？（十进制表示）掌握PIT输入时钟、初始值以及定时时间的关系。32 位 （2人32-1）/48M10us*48M1数据通信方式有哪几种？什么是串行通信？按照数据在线路上的传输方向，通信方式可分为：单工通信、半双工通信与全双工通 信。:（1）单工通信方式：是单方向传输数据，不能反向传输。（2

23、）半双工通信方式：既可单方向传输数据，也可以反方向传输，但不能同时进行。（3）全双工通信方式：可以在两个不同的方向同时发送和接收数据在数据通信中，按每次传送的数据位数，通信方式可分为：并行通信和串行通信。串行通信是指使用一条数据线，将数据一位一位地依次传输，每一位数据占据一个固定的时间长度。其只需要少数几条线就可以在系统间交换信息，特别使用于计算机与计算机、 计算机与外设之间的远距离通信。并行通信是一次同时传送 8位二进制数据，从发送端到接收端需要 8根传输线。并行方 式主要用于近距离通信，如在计算机内部的数据通信通常以并行方式进行。这种方式的优点 是传输速度快，处理简单。串行通信一次只传送一

24、位二进制的数据，从发送端到接收端只需要一根传输线。串行方式虽然传输率低，但适合于远距离传输，在网络中（如公用电话系统） 普遍采用串行通信方式。2什么是同步通信？什么是异步通信？同步通信把许多字符组成一个信息组，或称为信息帧，每帧的开始用同步字符来指示。由于发送和接收的双方采用同一时钟，所以在传送数据的同时还要传送时钟信号，以便接收方可以用时钟信号来确定每个信息位。异步通信是一种很常用的通信方式。相对于同步通信，异步通信在发送字符时，所发送的字符之间的时隙可以是任意的，当然，接收端必须时刻做好接收的准备（如果接收端主机的电源都没有加上，那么发送端发送字符就没有意义，因为接收端根本无法接收）。3串

25、行通信的传输方式可分为哪几种？K60的UART属于哪一种？最被人们熟悉的串行通信技术标准是 EIA 232、EIA-422和EIA 485，也就是以前所 称的RS-232、RS-422和RS-485。由于EIA提出的建议标准都是以“ RS”作为前缀，所以 在工业通信领域，仍然习惯将上述标准以RS作前缀称谓。RS-232总线标准4 数据通信，空闲状态的逻辑编码是“1 ”，物理编码按 RS-232C标准是-3-15V5 UART收发时，是高位先发送还是低位先发送？低位先发7什么是RS-232标准？它在主流的笔记本电脑上是否存在？RS-232在工业上是否广泛应用？EIA-RS-232C对电气特性、逻

26、辑电平和各种信号线功能都作了规定。在TxD和RxD上：逻辑 1（MARK）=-3V -15V逻辑 0（SPACE）=+3 +15V在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制线上：信号有效（接通， ON状态，正电压）=+3V+15V信号无效（断开，OFF状态，负电压）=-3V-15V以上规定说明了 RS-232C标准对逻辑电平的定义。对于数据（信息码）：逻辑“ 1 ”（传 号）的电平低于-3V，逻辑“ 0”（空号）的电平高于+3V ;对于控制信号；接通状态（ON ） 即信号有效的电平高于 +3V，断开状态（OFF）即信号无效的电平低于 -3V，也就是当传输 电平的绝对值大于 3V时，电路可以

27、有效地检查出来，介于-3+3V之间的电压无意义，低于-15V或高于+15V的电压也认为无意义，因此，实际工作时，应保证电平在（315）V之间。在主流的笔记本电脑上不存在，在工业上短距离传输应用的多：RS-232,速率：20Kbit/S ,最大通信距离：15m8能否在通用电脑的 USB 口上实现虚拟的 UART功能？如果能，要怎样才能实现？能 芯片CP2101是一种高度集成的USB专UART桥接器，它包含有USB2.0 全速功能控制器、USB攵发器振荡器和异步串行接口 （UART）。该芯片的全部功能 集成在一个5mM 5mm的 MLP28封装的IC中。CP2101内置有与计算机通信的 USB 协

28、议，工作时，会在计算机上产生一个虚拟 CO，用户就可以按照通用串行口的控制方式来使用这个COMK9 MCU的UART由哪几部分构成？一个波特率发生器、一个发送器、一个接收器、一个控制单元10 K60的UART包括几个模块？UART0,1和UART5的时钟源分别取自哪个时钟信号？6个相同且独立的 UART模块。UARTO和UART1时钟源为内核时钟UART2UART5的时钟源为外设时钟（总线时钟）。11 .试就课堂上讲解的示例（见 ppt），归纳UART5的初始化有哪几个方面的工作要做。端口使能、时钟时能、波特率初始化、接收发送使能12如果使用中断方式，响应的该初始化函数还需要添加哪些语句UAR

29、T5_C2 |= （13 | 12 | 15）;NVICISER1 |= 123;中断使能设置寄存器；NVICICPR1 |= 123;中断挂起清除寄存器；uart5_isr,1简述逐次比较式 A/D转换器的原理。I逐次過近法2逐决追近戌兀D是比较常见的一种A/D转换电路.轻换的时何为微秒级，采用逐次逼近法 的A/D转换耦是由一个応校黠、转橋瓠 綴冲寄存黑及控制逻辑电路俎曲4.21所示基术原連是从岛位到低位逐位试探比较，好像用斤平祢物休，从車到轻遂级增减缺码 谡行试探闺4.21逐次辺蚯式A/D婷换鼎惊理椎图逐次逼近式A/D转换黠原理柿圏逐眈逼近注转换过程是；初始化时将逐炭逼近寄存器各位 消零；转换开始时，先将逐次谄近寄存器展拓位宜1，送入D趴转换黠，经彷A转换后生 成的橈拟虽送入比较器，樹垢V与送入比较髀的待转换的榄脱量W进