2023年计算机三级嵌入式系统开发技术真题带答案.doc
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1、操作题(一)电动汽车充电桩(示意图如图3-1所示)以S3C2410芯片为核心,并外加其他功能电路来进行设计,其基本功能描述如下:a、充电桩支持2种充电方式,一种是固定金额方式,如:充300元的电能。那么,所充电能的金额等于300元后自动停止充电;另一种是随机充电,即:随时按停止键来停止充电,若未按停止键,则电池充满后也会自动停止充电。b、支持钞票和IC卡付费。IC卡是预付费卡,金额局限性将报警。c、可以通过RS-485总线与后台结算服务器连接,传递结算信息。d、用LCD显示器来显示被充电电池的电量情况,并显示充电时间、金额等信息。根据上述功能规定的描述,请完善下面的叙述(程序)和回答有关的问题
2、。(完善程序或回答问题所需的寄存器格式见题后附录)。1)充电桩控制器设计时,需设计一个键盘,键盘中应包含09数字键及切换、启动、停止等3个命令键。其键盘接口设计成44的阵列(按键排列示意如图3-2所示)。图3-2中的键盘接口电路中选用GPE4GPE7来输出键盘行扫描信号,选用GPE0GPE3来输入键盘列信号。软件设计时设计者自行设计键盘扫描函数,请你补充完善之:/*KEYOUTPUT是键盘扫描时的输出地址,KEYINPUT是键盘读入时的地址#defineKEYOUTPUT (*(volatile INT8U *)0x56000044) /0x56000044是GPE端口数据寄存器的地址#def
3、ine KEYINPUT (*(volatile INT8U *)0x56000044)INT16U ScanKey()INT16U key=0xFFFF;INT16U i;INT8U temp=0xFF,output;/仅初始化GPE4GPE7为输出rGPECON= (rGPECON & 0xFFFF00FF) | (1) ); /仅初始化GPE0GPE3为输入rGPECON= rGPECON &(2); / rGPECON是相应GPE端口控制寄存器的变量 for (i=(3); i= 128; i=1) /循环扫描键盘,看是否有按键按下output|= 0xFF;output&= (i);
4、 /键盘行信号求反KEYOUTPUT= output; /通过GPE端口数据寄存器输出行信号temp= KEYINPUT; /通过GPE端口数据寄存器读列信号,该列无键按下时列信号是1if(temp&0x0F)!= (4)/判断是否有键按下key = (i); key = 8; /变量key中存储键码值,行信号左移到高8位key |= temp|0xF0; /列信号存于变量key的低8位中,无用位置1return (key); /返回键码值return 0xFFFF;上面的键盘扫描函数返回的是键码值,程序中循环(5)次来扫描所有键盘行,若所有行均无键按下时,返回的键码值应为:(6)。若有按键按
5、下,则返回该键相应的键码值。例如:若按下的是键盘中8键,则函数返回值为:(7),若按下的是键盘中启动键,则函数返回值为:(8)。(2)IC卡读写电路设计时,选用IC卡读写模块通过I2C总线接口与S3C2410连接,设计时运用S3C2410芯片内部的专用I2C总线引脚,即GPE端口的(9)引脚和 (10)引脚连接到IC卡读写模块的I2C总线引脚SDA和SCL上。那么,相关驱动程序中需要用语句:rGPECON=(rGPECON|0xA0000000)& (11)来初始化GPE端口相关引脚为I2C总线功能的引脚。(3)为了实现与后台结算服务器连接,选择S3C2410内部的UART1部件,并外加电平转
6、换芯片来实现支持RS-485串行通信的接口电路。下面一段程序是初始化UART1部件(注:UART1的波特率规定为:9600bps,数据格式规定为:8位数据、1位停止位、奇校验,主频为PCLK。)。void UART1_Init()rGPHCON=(rGPHCON&0xFFFFF0FF)| (12);/端口H相应引脚功能初始化rUFCON1=0x0; /FIFO disablerUMCON1=0x0;rULCON1= (13) 3)|(02)|( (14); /设立线路控制寄存器rUCON1=0x245; /设立控制寄存器rUBRDIV1=(int)(PCLK/(15) +0.5) - 1);
7、/设立波特率,小数采用四舍五入(4)充电桩的LCD显示器,由于显示的内容不复杂,因此选用16色LCD屏。设计LCD屏接口电路时,选用S3C2410芯片的GPC0GPC7连接到LCD模块的8位数据线上,用来传输显示信息。在相关驱动程序中,可以用以下语句来初始化GPC0GPC7为输出:rGPCCON = (rGPCCON|0x00005555)& (16) / rGPCCON相应GPC端口的控制寄存器设计时,选择专用电池电量检测芯片来测量被充电电池的电量。该芯片能提供被测电池的电量信息,并具有1个电量充满状态的引脚。若设计时,将该引脚连接到S3C2410芯片的GPF0引脚上,使该引脚有效后产生中断
8、信号,立即执行停止充电程序,防止过充。在相关驱动程序中,可以用以下语句来初始化GPF0为中断请求信号输入:rGPFCON = (rGPFCON & 0xFFFFFFFC)| (17) / rGPFCON相应GPF端口的控制寄存器(5)充电桩的应用软件将在无操作系统环境下进行开发。若设计者自行设计一个启动引导程序,来引导应用程序。启动引导程序中需要完毕异常向量表的设立。ARM9体系结构中规定异常向量之间各相差(18)个字节,因此,需要在各异常向量处设计一条分枝指令。对于S3C2410微解决器来说,其启动引导程序还需要完毕严禁(19)部件和严禁中断,并设立各工作模式下的(20)指针。附录:综合题中
9、完善程序或回答问题所需的寄存器格式端口E控制寄存器(GPECON)的格式符号位描述初始状态GPE1531:3000=输入 01=输出 10=IICSDA 11=保存00GPE1429:2800=输入 01=输出 10=IICSCL 11=保存00GPE1327:2600=输入 01=输出 10=SPICLK 11=保存00GPE1225:2400=输入 01=输出 10=SPIMOSI0 11=保存00GPE1123:2200=输入 01=输出 10=SPIMISO0 11=保存00GPE1021:2000=输入 01=输出 10=SDDAT3 11=保存00GPE919:1800=输入 01
10、=输出 10=SDDAT2 11=保存00GPE817:1600=输入 01=输出 10=SDDAT1 11=保存00GPE715:1400=输入 01=输出 10=SDDAT0 11=保存00GPE613:1200=输入 01=输出 10=SDCMD 11=保存00GPE511:1000=输入 01=输出 10=SDCLK 11=保存00GPE49:800=输入 01=输出 10=IISSDO 11=保存00GPE37:600=输入 01=输出 10=IISSDI 11=保存00GPE25:400=输入 01=输出 10=CDCLK 11=保存00GPE13:200=输入 01=输出 10=
11、IISSCLK 11=保存00GPE01:000=输入 01=输出 10=IISLRCK 11=保存00ULCONn寄存器的格式符号位描述初始状态Reserved7保存0Infra-Red Mode6拟定是否采用红外模式 0 = 正常操作模式 1 = 红外传输模式0Parity Mode5:3拟定校验类型 0xx = 无校验 100 = 奇校验 101 = 偶校验000Stop Bit2拟定停止位数 0 = 1位停止位 1 = 2位停止位0Word Length1:0拟定数据位数 00 = 5位 01 = 6位 10 = 7位 11 = 8位00GPHCON寄存器的格式符号位描述初始状态GPH
12、1021:2000=输入 01=输出 10=CLKOUT1 11=保存00GPH919:1800=输入 01=输出10=CLKOUT0 11=保存00GPH817:1600=输入 01=输出10=UCLK 11=保存00GPH715:1400=输入 01=输出10=RXD2 11=nCTS100GPH613:1200=输入 01=输出10=TXD2 11=nRTS100GPH511:1000=输入 01=输出10=RXD1 11=保存00GPH49:800=输入 01=输出10=TXD1 11=保存00GPH37:600=输入 01=输出10=RXD0 11=保存00GPH25:400=输入
13、01=输出10=TXD0 11=保存00GPH13:200=输入 01=输出10=nRTS0 11=保存00GPH01:000=输入 01=输出10=nCTS0 11=保存00GPCCON寄存器的格式符号位描述初始状态GPC1531:3000=输入 01=输出10=VD7 11=保存00GPC1429:2800=输入 01=输出10=VD6 11=保存00GPC1327:2600=输入 01=输出10=VD5 11=保存00GPC1225:2400=输入 01=输出10=VD4 11=保存00GPC1123:2200=输入 01=输出10=VD3 11=保存00GPC1021:2000=输入
14、01=输出10=VD2 11=保存00GPC919:1800=输入 01=输出10=VD1 11=保存00GPC817:1600=输入 01=输出10=VD0 11=保存00GPC715:1400=输入 01=输出10=LCDVF2 11=保存00GPC613:1200=输入 01=输出10=LCDVF1 11=保存00GPC511:1000=输入 01=输出10=LCDVF0 11=保存00GPC49:800=输入 01=输出10=VM 11=保存00GPC37:600=输入 01=输出10=VFRAME 11=保存00GPC25:400=输入 01=输出10=VLINE 11=保存00GP
15、C13:200=输入 01=输出10=VCLK 11=保存00GPC01:000=输入 01=输出10=LEND 11=保存00GPFCON寄存器的格式符号位描述初始状态GPF715:1400=输入 01=输出10=EINT7 11=保存00GPF613:1200=输入 01=输出10=EINT6 11=保存00GPF511:1000=输入 01=输出10=EINT5 11=保存00GPF49:800=输入 01=输出10=EINT4 11=保存00GPF37:600=输入 01=输出10=EINT3 11=保存00GPF25:400=输入 01=输出10=EINT2 11=保存00GPF13
16、:200=输入 01=输出10=EINT1 11=保存00GPF01:000=输入 01=输出10=EINT0 11=保存00答案:第2空答案:0xFFFFFF00 第12空答案:0x00000A00 0xA00第3空答案:16 0x10 第13空答案:4第4空答案:0x0F 第14空答案:3第5空答案:4 四 第15空答案:960016 153600第6空答案:0xFFFF 第16空答案:0xFFFF5555第7空答案:0xDFF7 第17空答案:0x00000002 0x2第8空答案:0x7FFD 第18空答案:4 四第9空答案:GPE15 第19空答案:看门狗 看门狗定期器 看门狗定期
17、WDT第10空答案:GPE14 第20空答案:堆栈 SP 第11空答案:0xAFFFFFFF操作题(二)老年人监护系统由一个社区监控中心及若干便携式监护仪组成,便携式监护仪可由老年人随身携带,时刻监测老年人的脉象。便携式监护仪的基本功能规定如下:a、通过在老年人手腕上佩戴的压电传感器检测脉搏信号,并根据脉搏信号来测算心脏功能是否异常,若异常,则自动向社区监控中心发出报警信息。b、报警信息通过3G模块发送给社区监控中心。c、便携式监护仪具有GPS定位功能,报警信息中包含GPS定位信息。d、需存储报警前1小时的脉搏信号片段。e、便携式监护仪上需要下载、人工报警、消除报警等3个按键。f、报警时,除了
18、向社区监控中心发送消息外,还具有本机上的声光报警。根据上述功能规定描述,若采用S3C2410芯片为核心来构建便携式监护仪的硬件平台,请完善下面的叙述(程序)和回答有关的问题。(注意:完善程序或回答问题所需的寄存器格式见题后的附录)(1)在便携式监护仪硬件平台设计时,除了要设计最小硬件系统外,还必须设计脉搏信号采集电路、GPS接口电路、3G模块接口电路等。其中,最小硬件系统应当涉及:微解决器、时钟电路、电源电路、电路、主存储器、调试测试接口等5部分电路。GPS接口电路设计时,选用一款具有RS-232通信接口的专用GPS模块,该GPS模块可通过RS-232通信接口接受命令并发送定位信息,因此,电路
19、设计时采用S3C2410芯片内部的部件外加电平转换芯片等来设计与GPS模块的接口。(2)脉搏信号采集电路的设计时,选用压电传感器来探测脉搏信号,并设计信号放大电路和A/D电路。由于脉搏信号的谐波频率在0.2Hz到40Hz之间,因此,A/D采样的频率必须大于等于Hz。若按所需最小的采样频率进行脉搏信号的采集,每个样本值用8位二进制表达,那么,1小时的脉搏信号片段需要存储容量约为KB(1KB=1024B)。(3)声光报警电路设计时,运用GPE0作为输出,控制LED灯工作,GPE1作为输出控制蜂鸣器工作。那么,相关驱动程序中,初始化GPE0、GPE1引脚功能的语句是:rGPECON=(rGPECON
20、|0x00000005)&);/ rGPECON是端口E的控制寄存器若GPE0输出1时,控制LED灯亮,GPE0输出0时,控制LED灯灭,那么,相关驱动程序中,控制LED灯亮和LED灯灭的语句分别可以是:rGPEDAT = rGPEDAT | ;/ rGPEDAT是端口E的数据寄存器rGPEDAT = rGPEDAT & ;(4)3G模块的接口电路设计时,选用品有SPI接口的3G模块,因而可采用S3C2410芯片端口E的GPE11引脚(注:可通过题目后面附录中的相关表格来拟定)连接到3G模块的相关SPI信号引脚上。并且,在相关驱动程序中,用下面语句来初始化它们作为SPI引脚使用。rGPECON
21、=(rGPECON| )& 0xFABFFFFF); / rGPECON是端口E的控制寄存器(5)便携式监护仪需要的实时时间,通过读取S3C2410芯片内部的部件来获得。该部件进行读写时,需要先置位使能位,然后再进行读写。读写操作完毕后,需要该位。在相关驱动程序中,可以用下面一段语句来初始化该部件。void RTC_init(void)/初始化相关寄存器rRTCCON =(rRTCCON|); /置位使能位,rRTCCON是控制寄存器变量rRTCALM =; /报警功能(即闹钟)所有严禁rRTCRST =0x00;rTICNT =; /时间间隔设立为1srRTCCON =(rRTCCON&);
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