2023年计算机三级嵌入式综合题.docx
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1、1、酒店客房门锁系统是由总台服务器和若干客房指纹锁构成,其基本功能具体描述如下:a、客房指纹锁与总台服务器之间通过通信网络连接。b、旅客在总台登记住宿时,录入其指纹信息,并提取其特性值存储在总台服务器中。同步录入一种密码(若干位数字构成),以备指纹无法开锁时,用密码开锁。c、旅客在开客房指纹锁时,把相应手指放在门锁指纹采集部件上,采集相应指纹图像信息,并传播给总台服务器。d、总台服务器接受到某个客房指纹锁传播来指纹图像信息后,进行特性值求取并进行匹配,若匹配对的,则回送开锁指令给客房指纹锁。e、客房指纹锁收到开锁指令后,控制开锁机械动作,并用绿色LED灯批示开锁成功。f、若匹配不对的,总台服务
2、器回送不开锁指令给客房指纹锁。g、客房指纹锁收到不开锁指令后,用红色LED灯批示开锁不成功。h、若指纹无法开锁,旅客还可以通过客房指纹锁上数字按键输入密码,若密码匹配对的,也可以控制开锁机械动作,并用绿色LED灯批示开锁成功。依照上述功能规定描述,若采用S3C2410芯片为核心来构建客房指纹锁控制器硬件平台,请完善下面论述和C语言程序(需要使用控制寄存器格式见题后阐明)。(1)若采集指纹图像辨别率为320240,灰度级别为256,则存储一幅指纹图像原始像素信息需要存储容量为_【1】_KB(1K1000)。若采用115.2Kbps异步串行通信网传播,一幅指纹图像传播时间至少需要_【2】_秒,若采
3、用10Mbps以太网传播,一幅指纹图像传播时间至少要_【3】_秒,因而,系统中总台服务器和若干个客房指纹锁之间选用以太网连接。(2)硬件构件设计时,以太网接口选用AX88796芯片为核心来设计,若S3C2410芯片nGCS2引脚连接到该芯片_【4】_引脚(低电平有效),那么,AX88796芯片内部寄存器地址首地址是:_【5】_。(3)若客房指纹锁红色LED批示灯驱动电路由GPIOGPC0引脚控制,绿色LED批示灯驱动电路由GPC1引脚控制。GPC0、GPC1引脚各自输出“0”时,其相应LED灯灭,各自输出“1”时,其相应LED灯亮。那么,初始化GPC0、GPC1引脚为输出功能语句是: rGPC
4、CON=(rGPCCON|0x00000005)&_【6】_); / rGPCCON是端口C控制寄存器控制绿色LED灯点亮和熄灭语句分别是: rGPCDAT = rGPCDAT |_【7】_; /rGPCDAT是端口C数据寄存器 rGPCDAT = rGPCDAT &_【8】_;红色LED灯点亮和熄灭语句分别是: rGPCDAT = rGPCDAT |_【9】_; rGPCDAT = rGPCDAT &_【10】_;(4)指纹采集部件由一种摄像芯片和光学镜头构成。S3C2410芯片通过I2C总线传播控制命令给摄像芯片。硬件设计时,选取S3C2410芯片GPE15、GPE14引脚与摄像芯片引脚_
5、【11】_、SCL相连。软件设计时,需要用下面语句初始化该引脚为I2C功能引脚。 rGPECON=(rGPECON|0xA0000000)&_【12】_); / rGPECON是端口E控制寄存器(5)若输入密码键盘采用非原则键盘,键盘接口设计成43阵列。若设计时选用了GPE0GPE3来输出键盘行扫描信号,选用GPD0GPD2来输入键盘列信号。请补充完善下面键盘扫描函数: /*keyoutput 是键盘扫描时输出地址,keyinput是键盘读入时地址 #define KEYOUTPUT (*(volatile INT8U *)0x56000044) /定义GPE数据端口#define KEYIN
6、PUT (*(volatile INT8U *)0x56000034) /定义GPD数据端口 INT16U ScanKey() INT16U key=0xFFFF; INT16U i; INT8U temp=0xFF,output;rGPDCON= rGPDCON &_【13】_; /初始化GPD0GPD2为输入 rGPECON= (rGPECON &_【14】_)|0x00000055);/初始化GPE0GPE3为输出; for (i=1;( i0);i=1) output |= 0xFF; output &= (i); KEYOUTPUT=output; temp = KEYINPUT;
7、if (temp&0x07)!=_【16】_) key = (i); key = 8; key |= (temp&0x07)|0xF8); return (key); return 0xFFFF; 上面键盘扫描函数返回是由键盘行信号和键盘列信号合并而成一种16位二进制值,依照该函数返回值,可以判断与否有按键按下,并可拟定是哪个按键按下。若返回值为_【17】_时,可知键盘中无键按下,若返回值为_【18】_时,可知键盘中第3行第2列键被按下。(注:以GPE0相应键盘行为第一行,以GPD0相应键盘列为第一列)(6)为了便于以太网通信程序编写,客房指纹锁应用软件基于C/OS-II操作系统来设计,客房指
8、纹锁应用程序主函数中,需要用OSTaskCreate()函数_【19】_,并用_【20】_函数启动多任务调度功能。阐明:下面是试题解答时需要用到寄存器格式及有关阐明。1)端口C控制寄存器(GPCCON)引脚GPCCON位描述GPC1531:3000=输入,01=输出,10=VD7,11=保存GPC1429:2800=输入,01=输出,10= VD6,11=保存GPC1327:2600=输入,01=输出,10= VD5,11=保存GPC1225:2400=输入,01=输出,10= VD4,11=保存GPC1123:2200=输入,01=输出,10= VD3,11=保存GPC1021:2000=输
9、入,01=输出,10= VD2,11=保存GPC919:1800=输入,01=输出,10= VD1,11=保存GPC817:1600=输入,01=输出,10= VD0,11=保存GPC715:1400=输入,01=输出,10=LCDVF2,11=保存GPC613:1200=输入,01=输出,10= LCDVF1,11=保存GPC511:1000=输入,01=输出,10=LCDVF0,11=保存GPC49:800=输入,01=输出,10=VM,11=IIS数据输出GPC37:600=输入,01=输出,10=VFRAME,11= IIS数据输入GPC25:400=输入,01=输出,10=VLINE
10、,11=保存GPC13:200=输入,01=输出,10=VCLK,11=保存GPC01:000=输入,01=输出,10=LEND,11=保存2)端口D控制寄存器(GPDCON)引脚GPDCON位描述GPD1531:3000=输入,01=输出,10=VD23,11=保存GPD1429:2800=输入,01=输出,10= VD22,11=保存GPD1327:2600=输入,01=输出,10= VD21,11=保存GPD1225:2400=输入,01=输出,10= VD20,11=保存GPD1123:2200=输入,01=输出,10= VD19,11=保存GPD1021:2000=输入,01=输出,
11、10= VD18,11=保存GPD919:1800=输入,01=输出,10= VD17,11=保存GPD817:1600=输入,01=输出,10= VD16,11=保存GPD715:1400=输入,01=输出,10= VD15,11=保存GPD613:1200=输入,01=输出,10= VD14,11=保存GPD511:1000=输入,01=输出,10= VD13,11=保存GPD49:800=输入,01=输出,10= VD12,11=保存GPD37:600=输入,01=输出,10= VD11,11=保存GPD25:400=输入,01=输出,10= VD10,11=保存GPD13:200=输入
12、,01=输出,10= VD9,11=保存GPD01:000=输入,01=输出,10= VD8,11=保存3)端口E控制寄存器(GPECON)引脚GPECON位描述GPE1531:3000=输入,01=输出,10=IICSDA,11=保存GPE1429:2800=输入,01=输出,10=IICSCL,11=保存GPE1327:2600=输入,01=输出,10=SPICLK0,11=保存GPE1225:2400=输入,01=输出,10=SPIMOSI0,11=保存GPE1123:2200=输入,01=输出,10=SPIMISO0,11=保存GPE1021:2000=输入,01=输出,10=SSDA
13、T3,11=保存GPE919:1800=输入,01=输出,10=SSDAT2,11=保存GPE817:1600=输入,01=输出,10=SSDAT1,11=保存GPE715:1400=输入,01=输出,10=SSDAT0,11=保存GPE613:1200=输入,01=输出,10=SDCMD,11=保存GPE511:1000=输入,01=输出,10=SDLCK,11=保存GPE49:800=输入,01=输出,10=IISSDO,11=IIS数据输出GPE37:600=输入,01=输出,10=IISSI,11= IIS数据输入GPE25:400=输入,01=输出,10=CDCLK,11=保存GPE
14、13:200=输入,01=输出,10=IISCLK,11=保存GPE01:000=输入,01=输出,10=IISLRCK,11=保存4)端口H控制寄存器(GPHCON)引脚GPHCON位描述GPH1021:2000=输入,01=输出,10=CLKOUT1,11=保存GPH919:1800=输入,01=输出,10= CLKOUT0,11=保存GPH817:1600=输入,01=输出,10=UEXTCLK,11=保存GPH715:1400=输入,01=输出,10=RXD2,11=保存GPH613:1200=输入,01=输出,10=TXD2,11=保存GPH511:1000=输入,01=输出,10=
15、RXD1,11=保存GPH49:800=输入,01=输出,10=TXD1,11=IIS数据输出GPH37:600=输入,01=输出,10=RXD0,11= IIS数据输入GPH25:400=输入,01=输出,10=TXD0,11=保存GPH13:200=输入,01=输出,10=nRTS0,11=保存GPH01:000=输入,01=输出,10=nCTS0,11=保存【解题思绪】本题是一道基于S3C2410嵌入式系统开发综合题。考察了数字图像存储容量计算,网络通信数据传播;系统硬件构件设计,特别是GPIO接口功能及初始化程序,结合惯用外设连接,如LED、键盘等;基于C/OS-II操作系统应用程序重
16、要C/OS-II函数,如何创建任务及启动任务调度功能。【参照答案及解析】【1】76.8;320*240/1000 = 76.8 KB;【2】6.7;115.2Kbps换算成字节是每秒发送115.2/8 = 14.4 KB数据。异步串行每发送8个字节有一种起始位和停止位,76.8/8 = 9.6,阐明一共需要10个停止位和10个起始位,一种发送96.8KB数据,96.8/14.4 = 6.72秒;【3】0.076;10Mbps理论速度是每秒1.25MB,加上损耗以1Mbyte每秒计算,理论速度是0.076秒【4】CS;片选信号CS低电平有效;【5】0x10000000;nGCS2映射地址为0x1
17、0000000;【6】0xFFFFFFF5;00为输入,01为输出。则初始化GPC0、GPC1引脚为输出功能语句是:rGPCCON=(rGPCCON|0x00000005)&0xFFFFFFF5)。【7】0x0002;红色LED批示灯驱动电路由GPIOGPC0引脚控制,绿色LED批示灯驱动电路由GPC1引脚控制。GPC0、GPC1引脚各自输出“0”时,其相应LED灯灭,各自输出“1”时,其相应LED灯亮。则绿色LED灯点亮为:rGPCDAT = rGPCDAT |0x0002。【8】0xFFFD;绿色LED灯熄灭为:rGPCDAT = rGPCDAT &0xFFFD。【9】0x0001;红色L
18、ED灯点亮为:rGPCDAT = rGPCDAT |0x0001。【10】0xFFFE;红色LED灯熄灭为:rGPCDAT = rGPCDAT &0xFFFE。【11】SDA;I2C总线只有两条信号线,一条是数据线SDA,另一条是时钟线SCL,所有操作都通过这两条信号线完毕。【12】0xAFFFFFFF;初始化I2C功能引脚。【13】0xFFFFFFC0;初始化GPD0GPD2为输入:rGPDCON= rGPDCON &0xFFFFFFC0。【14】0xFFFFFF00;00为输入,01为输出。初始化GPE0GPE3为输出:rGPECON= (rGPECON &0xFFFFFF00)|0x00
19、000055)。【15】8;循环次数。【16】0x07;判断GPD0GPD2引脚与否有输入信号。【17】0xFFFF;键盘中无键按下。【18】0xFBFD;键盘中第3行第2列键被按下。【19】创建任务;OSTaskCreate() 函数用来任务创建;【20】OSStart();一旦OSStart() 函数开始执行,就标志着C/OS-II进入了多任务调度正常运营状态。2、某机械设备控制器,其基本功能规定有:需要有8个数字量输入,用于采集设备状态信息;且需要8个数字量输出,用于控制设备动作。具有一种RS-232接口,可以和上位机连接,接受上位机发送命令及参数。需要提供一种基准定期信号,定期时间间隔
20、为0.01秒。需要彩色LCD显示屏,用于显示状态信息等。依照上述功能规定描述,若采用S3C2410芯片为核心来构建该机械设备控制器硬件平台,请完善下面论述和C语言程序(需要使用控制寄存器格式见题后阐明)。(1)若硬件设计时采用GPIO端口EGPE0GPE7引脚作为8个数字量输出,那么软件设计时其初始化语句是:rGPECON=(rGPECON|0x00005555)&_【1】_。若软件设计时需要通过GPE5引脚输出“1”来驱动执行机构动作,那么语句是:rGPEDAT= rGPEDAT | _【2】_。(注:rGPECON是端口E控制寄存器所相应变量,rGPEDAT是端口E数据寄存器所相应变量)(
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