ARM嵌入式系統(tǒng)基礎教程第二版課后習題答案

第1章嵌入式系統(tǒng)概述

⑴舉出3個本書中未提到的嵌入式系統(tǒng)的例子。

答：鍵盤、鼠標、掃描儀。

(2)什么叫嵌入式系統(tǒng)

答：嵌入到對象體系中的專用計算機應用系統(tǒng)。

⑶什么叫嵌入式處理器嵌入式處理器分為哪幾類

答：嵌入式處理器是為完成特殊的應用而設計的特殊目的的處理器。分為3類：

1.注重尺寸、能耗和價格；2.關注性能；3.關注全部4個需求——性能、尺寸、

能耗和價格。

⑷什么是嵌入式操作系統(tǒng)為何要使用嵌入式操作系統(tǒng)

答：嵌入式操作系統(tǒng)是操作系統(tǒng)的一種類型，是在傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的根基上參加符

合嵌入式系統(tǒng)要求的元素開展而來的。原因：1.提高了系統(tǒng)的可靠性；2.提高了

開發(fā)效率，縮短了開發(fā)周期。3.充分發(fā)揮了32位CPU的多任務潛力。

第2章ARM7體系構造

1.根基知識

(1)ARM7TDMI中的T、D、M、I的含義是什么

答：T：高密度16位Thumb指令集擴展；D：支持片上調試；M：64位乘法指

令；I：EmbeddedICE硬件仿真功能模塊。

(2)ARM7TDMI采用幾級流水線使用何種存儲器編址方式

答：3級；馮?諾依曼構造。

(3)ARM處理器模式和ARM處理器狀態(tài)有何區(qū)別

答：ARM處理器模式表達在不同存放器的使用上；ARM處理器狀態(tài)表達在不同

指令的使用上。

⑷分別列舉ARM的處理器模式和狀態(tài)

答：ARM的處理器模式：用戶模式、系統(tǒng)模式、管理模式、中止模式、未定義

模式、中斷模式、快速模式；ARM的處理器狀態(tài):ARM狀態(tài)、Thumb狀態(tài)。

(5)PC和LR分別使用哪個存放器

答：PC:R15；LR:R14o

(6)R13存放器的通用功能是什么

答：堆棧指針SP。

(7)CPSR存放器中哪些位用來定義處理器狀態(tài)

答：位31~28：N、Z、C、V,條件代碼標志位；27~8：保存位；7~0：I、F、

T、M4~0,控制標志位。

(8)描述一下假設何制止IRQ和FIQ的中斷。

答：當控制位I置位時，IRQ中斷被制止，否則允許IRQ中斷使能；當控制位F

置位時，F(xiàn)IQ中斷被制止，否則允許FIQ中斷使能。

2.存儲器格式

答：無論是大端格式還是小端格式，R2的值與R1一致；地址0x4000單元的字

節(jié)：大端:0x12、小端:0x78o

3.處理器異常

請描述一下ARM7TDMI產(chǎn)生異常的條件是什么各種異常會使處理器進入哪種模

式進入異常時內核有何操作各種異常的返回指令又是什么

答：

【異常】【模式】【返回指令】

復位管理無

未定義指令未定義MOVSPC.R14

軟件中斷管理MOVSPC,R14

預取指中止中止SUBSPC,R14,#4

數(shù)據(jù)中止中止SUBSPC,R14,#8

IRQ中斷SUBSPC,R14,#4

FIQ快速中斷SUBSPC,R14,#4

進入異常時,內核自動做：PC-LR、CPSR-相應異常模式下的SPSR、設置

CPSR為相應的異常模式、相應異常處理程序的中斷入口向量地址-PC。

第3章ARM7TDMK-S)指令系統(tǒng)

1.根基知識

(1)ARM7TDMI(-S)有幾種尋址方式“LDRR1,[R0,#0x08],z屬于哪種尋址方式

答：有8種尋址方式：1.存放器尋址2.立即尋址3.存放器移位尋址4.存放器間

接尋址5.基址尋址6.多存放器尋址7.堆棧尋址8.相對尋址；"LDR

R1,[R0,#0x08],,屬于基址尋址。

(2)ARM指令的條件碼有多少個默認條件碼是什么

答：16個；ALo

(3)ARM指令中的第2個操作數(shù)有哪幾種形式列舉5個8位圖立即數(shù)。

答：1.常數(shù)表達式(8位圖)2.存放器方式3.存放器移位方式；0x3FC、0、

OxFOOOOOOO,200、0xF00000010

(4)LDR/STR指令的偏移形式有哪4種LDRB指令和LDRSB指令有何區(qū)別

答：1.零偏移2.前索引偏移3.程序相對偏移4.后索引偏移；LDRB：加載無符

號字節(jié)數(shù)據(jù)，LDRSB加載有符號字節(jié)數(shù)據(jù)

⑸請指出MOV指令與LDR加載指令的區(qū)別及用途

答：MOV指令的源操作數(shù)是常數(shù)或(帶偏移量的)存放器，用于存放器之間的

數(shù)據(jù)傳送；LDR指令的源操作數(shù)是地址，用于存儲器到存放器的數(shù)據(jù)傳送。

(6)CMP指令是假設何執(zhí)行的寫一程序，判斷R1的值是否大于0x30,是則將

R1減去0x30o

答：CMP指令將Rn-operand2,根據(jù)結果更新CPSR中的相應條件標志位。

CMPR1,0x30

SUBHIR1,0x30

⑺調用子程序是用B指令還是用BL指令請寫出返回子程序的指令。

答:用BL；MOVPC,R14o

(8)請指出LDR偽指令的用法。指令格式與LDR加載指令的區(qū)別是什么

答：用法：LDR{cond}Rd產(chǎn)立即數(shù)/標號+立即數(shù)；LDR偽指令的源操作數(shù)是代

表一個常數(shù)，LDR加載指令的源操作數(shù)代表一個地址。

(9)ARM狀態(tài)與Thumb狀態(tài)的切換指令是什么請舉例說明。

答：BX；

;從ARM狀態(tài)切換到Thumb狀態(tài)

CODE32

LDRR0,=Lable+1

BXR0

CODE16

LableMOVR1,#12

;從Thumb狀態(tài)切換到ARM狀態(tài)

C0DE16

LDRRO,=Lable

BXRO

CODE32

LableMOVR1,#10

(10)Thumb狀態(tài)與ARM狀態(tài)的存放器有區(qū)別嗎Thumb指令對哪些存放器的訪

問受到一定限制

答:有區(qū)別;R8~R15o

(11)Thumb指令集的堆棧入棧、出棧指令是哪兩條

答：PUSH、POPo

(12)Thumb指令集的BL指令轉移范圍為何能到達±4MB其指令編碼是假設何的

答：BL指令事實上是兩條指令，其編碼為：11110｛地址偏移高11位｝、11111｛地

址偏移低11位｝，地址編碼22位，再左移一位(半字對齊)，23位地址尋址8MB,

g[J±4MBo

2.有符號和無符號加法

答：

(1)

OxFFFFOOOF(A)

+OxOOOOFFF1(B)

(0x00000000)

NZCV=0110

如果兩個操作數(shù)是有符號數(shù)，A是負數(shù)，B是正數(shù)，和是0,沒有溢出，所以V=0。

如果兩個操作數(shù)是無符號數(shù)，和是0,有進位，所以C=1。

⑵

0x7FFFFFFF(A)

+0x02345678(B)

(0x82345677)

NZCV=1001

如果兩個操作數(shù)是有符號數(shù)，A是正數(shù)，B是正數(shù)，和是負數(shù)，有溢出，所以

V=1O

如果兩個操作數(shù)是無符號數(shù)，沒有進位，所以c=o。

⑶

67654321(A)

+23110000(B)

(0X0568F421)

NZCV=0000

如果兩個操作數(shù)是有符號數(shù)，A是正數(shù),B是正數(shù)，和是正數(shù)，沒有溢出，所以

V=0o

如果兩個操作數(shù)是無符號數(shù)，沒有進位,所以C=0o

第五章

1、根基知識：

(1)LPC2114可使用的外部晶振頻率范圍是多少(使用/不使用PLL功能時)

晶振頻率范圍：1~30MHz,假設使用PLL或ISP功能為：10?25MHz。

(2)描述一下LPC2210的PO.14、P1.20、P1.26、BOOT1和BOOTO引腳在芯片復位

時分別有什么作用并簡單說明LPC2000系列ARM7微控制器的復位處理流程。

P0.14的低電平強制片內引導裝載程序復位后控制器件的操作，即進入ISP狀態(tài)。

P1.20的低電平使P1.25-P1.16復位后用作跟蹤端口。

P1.26的低電平使P1.31-P1.26復位后用作一個調試端口。

當RESET為低時，BOOTO與BOOT1一同控制引導和內部操作。引腳的內部上拉確保

了引腳未連接時呈現(xiàn)高電平。

外部復位輸入：當該引腳為低電平時，器件復位，I/O口和外圍功能進入默認狀態(tài)，處理器

從地址0開場執(zhí)行程序。復位信號是具有遲滯作用的TTL電平。

(3)LPC2000系列ARM7微控制器對向量表有何要求(向量表中的保存字)

向量表所有數(shù)據(jù)32位累加和為零(0x00000000?0x0000001C的8個字的機器碼累加)，

才能脫機運行用戶程序，這是LPC2114/2124/2212/2214的特性。

(4)假設何啟動LPC2000系列ARM7微控制器的ISP功能相關電路應該假設何設計

(5)LPC2000系列ARM7微控制器片內Flash是多位寬度的接口它是通過哪個功能模塊

來提高Flash的訪問速度

128位，通過存儲器加速模塊(MAM)來提高Flash的訪問速度

(6)假設LPC2210的BANK0存儲塊使用32位總線，訪問BANK0時，地址線A1、A0

是否有效EMC模塊中的BLSO-BLS4具有什么功能

無效,(如果存儲器組配置成16位寬，則不需要A0；8位寬的存儲器組需要使用A0。)；

字節(jié)定位選擇信號。

(7)LPC2000系列ARM7微控制器具有引腳功能復用特性，那么假設何設置某個引腳為

指定功能

通過引腳功能選擇存放器的設定來設置某個引腳為指定功能

(8)設置引腳為GPIO功能時，假設何控制某個引腳單獨輸入/輸出當前要知道某個引腳當

前的輸出狀態(tài)時，是讀取IOPIN存放器還是讀取IOSET存放器

GPIO方向存放器，IOPIN,

(9)P0.2和P0.3口是12c接口，當設置它們?yōu)镚PIO時，是否需要外接上拉電阻才能輸

出高電平

(10)使用SPI主模式時，SSEL引腳是否可以作為GPIO假設不能，SSEL引腳應假設何

處理

不能用作GPIO,SSEL應設這高電平，處于末激活狀態(tài)。

(11)LPC2114具有幾個UART是符合什么標準哪一個UART可用作ISP通信哪一個

UART具有MODEM接口

UARTO,UART1；UART0用于ISP通信，UART1具有MODEM接口。

(12)LPC2114具有幾個32位定時器PWM定時器是否可以作通用定時器使用

兩個32位定時器，PWM定時器不能用作通用定時器使用

(13)LPC2000系列ARM7微控制器具有哪兩種低耗模式假設何降低系統(tǒng)的功耗

2個低功耗模式：空閑和掉電；

2、計算PLL設置值：

假設有一個基于LPC2114的系統(tǒng)，所使用的晶振為11.0592MHZ石英晶振。請計算出最大

的系統(tǒng)時鐘(eels)頻率為多少MHZ此時PLL的M值和P值各為多少請列出計算公式，

并編寫設置PLL的程序段。

3、存儲器重影射：

CDLPC2210具有(4)種存影射模式。

①3②5③1④4

(2)當程序已固化到片內Flash,向量表保存在0x00000000起始處，貝ijMAP(1:0)的

值應該為(2)。

①00②01③10@11

⑶LPC2000系列APM7微控制器ccq重影射的目標起始地址為(),共有(

個字。

①0x00000000,8②0x40000000,8

③0x00000000,16@0x7FFFE000,8

4、外部中斷喚醒掉電設計：

以下代碼是初始化外部中斷0,用它來喚醒掉電的LPC2114,請?zhí)羁铡?/p>

PINSEL0=0x00000000；

PINSELI=(PINSEL1&0XFFFFFFFC)|0X01；〃設置I/O連接，PO.16設置為EINTO

EXTMODE=0X00；//設置EINT0為電平觸發(fā)模式

EXTPOLAR=OXOO；//設置日NT0為低電平觸發(fā)

EXTWAKE=0X01；〃允許外部中斷0喚醒掉電的CPU

EXTINT=0x0F；〃去除外部中斷標識

第四章

程序清單4.1存放器相加

；文件名:TESTI.S

；功能：實現(xiàn)兩個存放器相加

；說明：使用ARMulate軟件仿真調試

AREAExamplel,CODE,READONLY:聲明代碼段Examplel

ENTRY；標識程序入口

CODE32；聲明32位ARM指令

STARTMOVRO,#0：設置參數(shù)

MOVR1,#10

LOOPBLADD_SUB；調用子程序ADD_SUB

BLOOP；跳轉到LOOP

ADD_SUB

ADDSR0,R0,R1；R0=R0+R1

MOVPC,LR；子程序返回

END；文件完畢

程序清單4.2讀取SMI立即數(shù)

T_bitEQU0X20

SWI_Handler

STMFDSP!,{R0_R3,R12,LR｝；現(xiàn)場保護

MRSR0,SPSR；讀取SPSR

STMEDSP!，{RO};保存SPSR

TSTRO,#T_bit；測試T標志位

LDRNEHRO,[LR,#,2]；假設是Thumb指令，讀取指令碼（16

位）

BICNERO,RO,,#OxFFOO；取得Thumb指令的8位立即數(shù)

LDREQRO,[LR-#,4]；假設是ARM指令，讀取指令碼〔32

位）

BICEQRO,RO,#OXffOOOOOO；取得ARM指令的24位立即數(shù)

LDMFDSP!,{ROR3,R12,PC）；SWI異常中斷返回

程序清單4.3使用IRQ中斷

ENABLEJRQ

MRSRO,CPSR

BICRO,RO,#0x80

MSRCPSR_C,RO

MOVPC,LR

程序清單4.4禁能IRQ中斷

DISABLEJRQ

MRSROCPSR

ORRRO,RO,#0x80

MSRCPSR_C,RO

MOVPC,LR

程序清單4.5堆棧指令初始化

INTSTACK

WOVRO,LR；保存返回地址

；設置管理模式堆棧

MSRCPSR_C,#0xD3

LDRSP,stacksvc

；設置中斷模式堆棧

MSRCPSR_C,#0xD2

LDRSP,Stacklrq

程序清單4.6小范圍地址的加載

ADRRO,DISP_TAB；加載轉換表地址

LDRBR1,[RO,R2]；使用R2作為參數(shù)，進展查表

DISP_TAB

DCBOxCO,0xF9,0xA4,OxBO,