2022年ARM嵌入式系统基础教程习题答案-周立功[借 .pdf

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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，缩短了开发周期

2、。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(1)ARM7TDMI 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。(2)ARM7TDMI 采用几级流水线？使用何种存储器编址方式？答：3 级流水线；字节编址方式。(3)ARM 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 的处理器模式

3、：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。(5)PC 和 LR 分别使用哪个寄存器？答：PC:R15；LR:R14。(6)R13 寄存器的通用功能是什么？答：堆栈指针 SP。(7)CPSR 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：I、F、T、M40，控制标志位。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 9 页 -(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

4、断使能；当控制位F置位时，FIQ 中断被禁止，否则允许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 x78。3.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】复位管理无未定义未定义MOVS PC,R14 软件中断管理MOVS PC,R14 中止中止SUBS PC,R14,#4 保留中止SUBS PC,R14,#8 IRQ 中断SUBS PC,R14,#4 FI

5、Q 快速中断SUBS PC,R14,#4 进入异常时,内核自动做：PC LR、CPSR 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PC。第 3 章 ARM7TDMI(-S)指令系统1.基础知识(1)ARM7TDMI(-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；“LDR R1,R0,#0 x08”属于基址寻址。(2)ARM 指令的条件码有多少个？默认条件码是什么？答：16

6、个；AL。(3)ARM 指令中的第 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、0 xF0000000、200、0 xF0000001。(4)LDR/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

7、操作数是地址，用于存储器到寄存器的数据传送。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 9 页 -(6)CMP 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。CMP R1,0 x30 SUBHI 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+

8、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。(9)ARM 状态与 Thumb 状态的切换指令是什么？请举例说明。答：BX；;从 ARM 状态切换到 Thumb 状态CODE32 LDR R0,=Lable+1 BX R0 CODE16 Lable MOV R1,#12;从 Thumb 状态切换到 ARM 状态CODE16 LDR R0,=Lable BX R0 CODE32 Lable MOV R1,#10(10)Thumb 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。(11)Thum

9、b 指令集的堆栈入栈、出栈指令是哪两条？答：PUSH、POP。(12)Thumb 指令集的 BL 指令转移范围为何能达到 4MB？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。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 9 页 -2.有符号和无符号加法答：(1)0 xFFFF000F(A)0 x0000FFF1(B)(0 x00000000)NZCV=0110 如果两个操作数是有符号数，A 是负数，B 是正数，和

10、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。(2)0 x7FFFFFFF(A)0 x02345678(B)(0 x82345677)NZCV=1001 如果两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=0。(3)67654321(A)23110000(B)(0 x0568F421)NZCV=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

11、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：10 25MHz。（2）描述一下LPC2210 的 PO.14、P1.20、P1.26、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P1.25 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 RESET 为低时，BOOT0 与 BOOT1

12、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。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 9 页 -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 x00000000 0 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 AR

13、M7 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

14、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UA

15、RT 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；名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 9 页 -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

16、英晶振。请计算出最大的系统时钟（ccls）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（4）种存影射模式。3 5 1 4（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的值应该为（2）。00 01 10 11（3）LPC2000系列 APM7 微控制器 ccq 重影射的目标起始地址为（），共有（）个字。0 x00000000，8 0 x40000000，8 0 x00000000，16 0 x7FFFE000，8 4、外部中断唤醒掉电设计：以下代

17、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；/设置 I/O 连接，PO.16 设置为 EINTO EXTMODE=0X00；/设置 EINT0 为电平触发模式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；/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：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 Examplel

18、,CODE,READONLY；声明代码段Examplel ENTRY；标识程序入口CODE32；声明 32 位 ARM 指令START MOV R0，#0；设置参数MOV R1，#10 LOOP BL ADD_SUB；调用子程序ADD_SUB B LOOP；跳转到LOOP ADD_SUB ADDS R0，R0，R1；R0=R0+R1 MOV PC，LR；子程序返回END；文件结束程序清单 4.2 读取 SMI 立即数名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 9 页 -T_bit EQU 0X20 SWI_Handler STMFD SP！，R0_R3，R12，LR；现场保护

19、MRS R0，SPSR；读取 SPSR STMED SP！，R0；保存 SPSR TST R0，#T_bit；测试 T 标志位LDRNEH R0，LR，#_2；若是 Thumb 指令，读取指令码（16 位）BICNE R0，R0,，#0 xFF00；取得 Thumb 指令的 8 位立即数LDREQ R0，LR，#_4；若是 ARM 指令，读取指令码（32 位）BICEQ R0，R0，#0Xff000000；取得 ARM 指令的 24 位立即数LDMFD 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

20、 R0，R0，#0 x80 MSR CPSR_C，R0 MOV PC，LR 程序清单 4.4 禁能 IRQ 中断DISABLE_IRQ MRS R0 CPSR ORR R0，R0，#0 x80 MSR CPSR_C，R0 MOV PC，LR 程序清单 4.5 堆栈指令初始化INTSTACK WOV R0，LR；保存返回地址；设置管理模式堆栈MSR CPSR_C，#0 xD3 LDR SP，stacksvc；设置中断模式堆栈MSR CPSR_C，#0 xD2 LDR SP，Stacklrq 程序清单 4.6 小范围地址的加载ADR R0，DISP_TAB；加载转换表地址LDRB R1，R0，R2

21、；使用 R2 作为参数，进行查表名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 9 页 -DISP_TAB DCB 0 xC0，0 xF9，0 xA4，0 xB0，0 x99，0 x92，0 x82，0 xF8，0 x80，0 x90 程序清单 4.7 中等范围地址的加载ADR LR，RETURNI ADRL R1，Thumb_sub 1 BX R1 RETURNI CODE 16 Thumb_sub MOV R1，#10 程序清单 4.8 加载 32 位立即数LDR R0，=IOPIN；加载 GPIO 的寄存器IOPIN 的地址LDR R1，R0；读取 IOPIN 寄存器的值L

22、DR R0，=IOSET LDR R1，=0 x00500500 STR R1，R0；IOSET=0 x00500500 程序清单 4.9 软件延时DELAYI NOP NOP NOP SUBS R1，R1，#1 BNE DELAYI 程序清单 4.10 ARM 到 Thumb 的状态切换；文件名：TEST8.S；功能：使用BX 指令切换处理器状态；说明：使用ARMulate软件仿真调试AREA Example8，CODE，READONLY ENTRY 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 9 页 -CODE32 ARM_CODE ADR R0，THUMB_CODE+1 BX R0；跳转并切换处理器状态CODE16 THUMB_CODE MOV R0，#10；R0=10 MOV R1，#20；R1=20 ADD R0，R1；R0=R0+R1 B END 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 9 页 -