计算机三级嵌入式系统模拟试题及答案2016
1、某机械设备的控制器，其基本功能要求有：
需要有8个数字量输入，用于采集设备的状态信息;且需要8个数字量输出，用于控制设备动作。
具备一个RS-232接口，可以和上位机连接，接收上位机发送的命令及参数。
需要提供一个基准定时信号，定时时间间隔为0.01秒。
需要彩色LCD显示器，用于显示状态信息等。
根据上述功能要求的描述，若采用S3C2410芯片为核心来构建该机械设备控制器的硬件平台，请完善下面的叙述和C语言程序(需要使用的控制寄存器的格式见题后说明)。
(1)若硬件设计时采用GPIO端口E的GPE0~GPE7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的控制寄存器所对应的变量，rGPEDAT是端口E的数据寄存器所对应的变量)
(2)硬件设计时，选用UART0来完成RS-232接口电路设计。在软件设计时，其初始化程序中波特率设置为9600bps，数据格式设置为：8位数据位、奇校验、1位停止位。请补充完善下面的UART0初始化函数(注：主频参数为PCLK)：
voidUART0_Init()
{
rGPHCON=(rGPHCON&0xFFFFFF00)|___【3】____; //端口H相应引脚功能初始化
rUFCON0=0x0; //FIFO不使能
rUMCON0=0x0;
rULCON0=___【4】____; //设置线路控制寄存器
rUCON0=0x145; //设置控制寄存器
rUBRDIV0=((int)(PCLK/___【5】____) 1); //设置波特率，小数采用四舍五入
}
(3)按照上面UART0初始化函数所设置的通信速率，每秒钟最多能传输___【6】____个字节的信息。若上位机有大小为4KB的初始参数需要下载到控制器中，那么，约需传输____【7】___秒才能完成下载(1K=1024，精确到小数点后面1位数字)。
(4)系统中所需要的0.01秒基准定时时间选用S3C2410芯片内部的Timer0部件来产生。若系统的主频参数PCLK为264MHz，分频器值选择为16，预分频系数选择为3，那么，Timer0的计数常数为___【8】____。软件设计时，设计了如下的Timer0初始化函数，请补充完善。(注：下面程序中⑨、⑩、⑿用8位十六进制数表示，⑾用4位十六进制数表示)
voidTimer0Int(void)
{
//设置定时器配置寄存器0(TCFG0)
rTCFG0=___【9】____; //Timer0预分频系数选择为3，该寄存器中其它无关位均为0
//设置定时器配置寄存器1(TCFG1)
rTCFG1=___【10】___; // Timer0分频器值为16，该寄存器中其它无关位均为0
//设置计数常数
rTCNTB0=___【11】____; //设置控制寄存器TCON
rTCON=___【12】____;//更新TCNTB0和TCMPB0，该寄存器中其它无关位均为0
rTCON=0x00000009;//设置Timer0自动装载,并启动
}
(5)彩色LCD显示屏的硬件接口电路由S3C2410的专用GPIO端口__【13】_____和端口___【14】____相关引脚配以驱动电路来设计。软件设计时，需要通过设置它们控制寄存器的值分别为___【15】____和____【16】___来确定它们的引脚功能。
(6)系统的软件可以设计为在无操作系统的环境下运行。设计者自行设计系统的启动引导程序，在该程序中完成异常向量设置、堆栈指针设置以及必要的硬件初始化。ARM9体系结构中规定的IRQ异常所对应的异常向量地址为___【17】____。Timer0部件所产生的0.01秒基准时间到时将引起IRQ异常。由于IRQ异常向量地址与下一个异常向量地址之间间隔为___【18】____个字节，因此，通常在IRQ异常向量地址处设计一条转移指令。堆栈指针的设置需按工作模式来进行。设置IRQ模式下的堆栈指针，需在R0“清0”后用指令ORRR1,R0,#0x12|___【19】____和MSRCPSR_CXSF,R1来使CPU核进入IRQ模式，然后再给SP寄存器赋值作为该模式下的堆栈指针。这些初始化工作完成后，即可通过指令___【20】____来引导应用程序的主函数main()。
说明：下面是试题解答时需要用到的寄存器格式及相关说明。
1)端口C的控制寄存器(GPCCON)
引脚GPCCON的位描述
GPC15[31：30]00=输入，01=输出，10=VD7，11=保留
GPC14[29：28]00=输入，01=输出，10= VD6，11=保留
GPC13[27：26]00=输入，01=输出，10= VD5，11=保留
GPC12[25：24]00=输入，01=输出，10= VD4，11=保留
GPC11[23：22]00=输入，01=输出，10= VD3，11=保留
GPC10[21：20]00=输入，01=输出，10= VD2，11=保留
GPC9[19：18]00=输入，01=输出，10= VD1，11=保留
GPC8[17：16]00=输入，01=输出，10= VD0，11=保留
GPC7[15：14]00=输入，01=输出，10=LCDVF2，11=保留
GPC6[13：12]00=输入，01=输出，10= LCDVF1，11=保留
GPC5[11：10]00=输入，01=输出，10=LCDVF0，11=保留
GPC4[9：8]00=输入，01=输出，10=VM，11=IIS数据输出
GPC3[7：6]00=输入，01=输出，10=VFRAME，11= IIS数据输入
GPC2[5：4]00=输入，01=输出，10=VLINE，11=保留
GPC1[3：2]00=输入，01=输出，10=VCLK，11=保留
GPC0[1：0]00=输入，01=输出，10=LEND，11=保留
2)端口D的控制寄存器(GPDCON)
引脚GPDCON的位描述
GPD15[31：30]00=输入，01=输出，10=VD23，11=保留
GPD14[29：28]00=输入，01=输出，10= VD22，11=保留
GPD13[27：26]00=输入，01=输出，10= VD21，11=保留
GPD12[25：24]00=输入，01=输出，10= VD20，11=保留
GPD11[23：22]00=输入，01=输出，10= VD19，11=保留
GPD10[21：20]00=输入，01=输出，10= VD18，11=保留
GPD9[19：18]00=输入，01=输出，10= VD17，11=保留
GPD8[17：16]00=输入，01=输出，10= VD16，11=保留
GPD7[15：14]00=输入，01=输出，10= VD15，11=保留
GPD6[13：12]00=输入，01=输出，10= VD14，11=保留
GPD5[11：10]00=输入，01=输出，10= VD13，11=保留
GPD4[9：8]00=输入，01=输出，10= VD12，11=保留
GPD3[7：6]00=输入，01=输出，10= VD11，11=保留
GPD2[5：4]00=输入，01=输出，10= VD10，11=保留
GPD1[3：2]00=输入，01=输出，10= VD9，11=保留
GPD0[1：0]00=输入，01=输出，10= VD8，11=保留
3)端口E的控制寄存器(GPECON)
引脚GPECON的位描述
GPE15[31：30]00=输入，01=输出，10=IICSDA，11=保留
GPE14[29：28]00=输入，01=输出，10=IICSCL，11=保留
GPE13[27：26]00=输入，01=输出，10=SPICLK0，11=保留
GPE12[25：24]00=输入，01=输出，10=SPIMOSI0，11=保留
GPE11[23：22]00=输入，01=输出，10=SPIMISO0，11=保留
GPE10[21：20]00=输入，01=输出，10=SSDAT3，11=保留
GPE9[19：18]00=输入，01=输出，10=SSDAT2，11=保留
GPE8[17：16]00=输入，01=输出，10=SSDAT1，11=保留
GPE7[15：14]00=输入，01=输出，10=SSDAT0，11=保留
GPE6[13：12]00=输入，01=输出，10=SDCMD，11=保留
GPE5[11：10]00=输入，01=输出，10=SDLCK，11=保留
GPE4[9：8]00=输入，01=输出，10=IISSDO，11=IIS数据输出
GPE3[7：6]00=输入，01=输出，10=IISSI，11= IIS数据输入
GPE2[5：4]00=输入，01=输出，10=CDCLK，11=保留
GPE1[3：2]00=输入，01=输出，10=IISCLK，11=保留
GPE0[1：0]00=输入，01=输出，10=IISLRCK，11=保留
4)端口H的控制寄存器(GPHCON)
引脚GPHCON的位描述
GPH10[21：20]00=输入，01=输出，10=CLKOUT1，11=保留
GPH9[19：18]00=输入，01=输出，10= CLKOUT0，11=保留
GPH8[17：16]00=输入，01=输出，10=UEXTCLK，11=保留
GPH7[15：14]00=输入，01=输出，10=RXD2，11=保留
GPH6[13：12]00=输入，01=输出，10=TXD2，11=保留
GPH5[11：10]00=输入，01=输出，10=RXD1，11=保留
GPH4[9：8]00=输入，01=输出，10=TXD1，11=IIS数据输出
GPH3[7：6]00=输入，01=输出，10=RXD0，11= IIS数据输入
GPH2[5：4]00=输入，01=输出，10=TXD0，11=保留
GPH1[3：2]00=输入，01=输出，10=nRTS0，11=保留
GPH0[1：0]00=输入，01=输出，10=nCTS0，11=保留
5)UART线路控制寄存器(ULCONn n可以是0、1、2)
ULCONn的位[7][6][5：3][2][1]描述保留
值为0确定红外模式
0=正常操作模式
1=正常操作模式确定校验类型
0xx=无校验
100=奇校验
101=偶校验确定停止位数
0=1位停止位
1=2位停止位确定数据位
00=5位01=6位
10=7位11=8位6)TCFG0寄存器
TCFG0的位功能描述初始状态值
[31：24]保留0x00[23：16]在此不用0x00
[15：8]确定Timer2，Timer3，Timer4的预分频系数0x00[7：0]确定
Timer0，Timer1的预分频系数0x007)TCFG1寄存器
TCFG1的位功能描述初始状态值[31：24]保留0x00
[23：20]在此不用0b0000
[19：16]确定Timer4的分频器值0000=2 0001=4 0010=8 0011=16
[15：12]确定Timer3的分频器值0000=2 0001=4 0010=8 0011=16
[11：8]确定Timer2的分频器值0000=2 0001=4 0010=8 0011=16
[7：4]确定Timer1的分频器值0000=2 0001=4 0010=8 0011=16
[3：0]确定Timer0的分频器值0000=2 0001=4 0010=8 0011=16
说明：设置TCFG0、TCFG1可以确定预分频器系数、分频器值，如：通过设置TCFG0为0x0000001F，Timer0的预分频器系数选择为31，设置TCFG1为0x00000001，Timer0的分频器值选择为4。通过下面公式计算定时器的计数常数：
定时器输入时钟频率=PCLK/(预分频系数+1)/分频器值
计数常数=定时时间间隔/(1/定时器输入时钟频率)
预分频系数的范围为0～255，分频器值的取值范围为2、4、8、16。
6)TCON寄存器(注：此处不用的位被省略，其值默认为0x0000000)
TCON的位功能描述初始状态值厖0x0000000[3]确定Timer0的自动装载功能
1=自动装载0=一次停止0b0[2]确定Timer0的输出反转位
1=TOUT0反转0=TOUT0不反转0b0[1]确定Timer0的更新
1=更新TCNTB0和TCMPB0 0=不更新0b0[0]确定Timer0的启动/停止
1=启动0=停止0b0
【参考答案】
1:0xFFFF5555
2:0x0020
3:0x000000AA
4:0x23
5:(9600×16) + 0.5
6:872
7:4.7
8:41250
9:0x00000003
10:0x00000003
11:0xA122
12:0x00000002
13:C
14:D
15:0xAAAAAAAA
16:0xAAAAAAAA
17:0x00000018
18:4
19:0xC0
20:BL_main
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