2022年嵌入式系统知识点

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载第一章嵌入式系统概述1 嵌入式系统的定义及特点定义：嵌入式系统源于微型运算机,为嵌入到对象体系中,实现嵌入对象智能化的运算机；可以将嵌入式系统定义成“嵌入到对象体系中的专用运算机应用系统”；特点：嵌入性.内含运算机.专用性；p11 2常见的嵌入式实时操作系统（1） clinux含义：微掌握领域中的linux 系统；（ 2） windows ce含义：微软公司开发的一个开放的.可升级的32 位嵌入式操作系统,为基于掌上型电脑类的电子设备操作；（3） vxworks含义：一种嵌入式实时操作系统,为嵌入式开发环境的关键组成部分；摸索与练习1.举出 3

2、 个书本中未提到的嵌入式系统的例子；答：机顶盒.红绿灯掌握.数字空调； 2.什么叫嵌入式系统？答：嵌入式系统为以应用为中心,以运算机技术为基础,软件. 硬件可裁减, 适应应用系统,对功能.牢靠性.成本.体积.功耗严格要求的专用运算机系统；3.什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理分别为哪几类？答：嵌入式处理器为完成特别的应用而设计的特别目的的处理器；嵌入式处理器分为嵌入式微处理器.嵌入式微掌握器.嵌入式dsp 处理器.嵌入式片上系统；4: .什么为嵌入式操作系统？为何要用嵌入式操作系统？操作系统负责运算机系统中全部软硬资源的安排回收.掌握与和谐等开发的活动；操作系统供应了用户接口, 使用户获得良好的工

3、作环境；操作系统为用户扩展新的系统功能供应软件 平台；为一段在嵌入式系统启动后第一执行的背景程序,第一,嵌入式实时操作系统提高了系统的牢靠性；其次,提高了开发效率,缩短了开发周期；再次,嵌入式实时操作系统充分发挥了32 位 cpu 的多任务潜力；其次章 arm7体系结构1 risc 结构特性： arm内核采纳精简指令集运算机体系结构,为一款小门数的运算机2 arm 公司开发了一系列arm处理器,应用较多的为arm7系列, arm9系列, arm10系列,arm11系列,仍有针对低端8 位 mcu市场推出的cortex系列,其具有32 位 cpu的性能, 8位 mcu的价格；3 arm7tdmi

4、中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硬件仿真功能模块精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载4 arm 处理器使用了冯·诺依曼结构,指令和数据共用一条32 位总线；因此只有装载,储备和交换指令可以对储备器中的数据进行拜访；5 arm处理器直接支持8 位字节. 16 位半或者32 位字的数据类型；明白：方式半字对齐字对齐地址省略号省略号0x40020x40040x40040x40060x40080x400c0x40080x4010省略号省略号特点bit0=0bit1=0、bit0=0其他位为任

5、意值其他位为任意值表 2.1 arm 指令的长度为一个字,thumb指令的长度为半字； 6 3 级流水线的3 个阶段：（1）取指从储备器装载一条指令（2）译码识别将要被执行的指令（前一条指令）（3）执行处理指令并将结果写回寄存器（再之前一条指令）7 arm处理器的2 种操作状态分别为：（1） arm状态：32位处理器执行字方式的arm指令,处理器在系统上电时默认为arm状态；（2） thumb状态： 16 位处理器执行半字方式的thumb指令8 arm处理器内部共有37 个用户可拜访的32 位寄存器,期中有6 个 32 位宽的状态集训期目前只使用了其中12 位；9 p26表 2.2 arm 处

6、理器模式p27 arm 内部寄存器10 p28表 2.3 明白各模式下的寄存器11 需要记得：堆栈指针r13（sp）链接寄存器r14（ lr）程序计数器r15（ pc）指到哪儿,执行到哪儿12 cpsr 与 spsr状态寄存器相互之间的关系：（a）当一个特定的反常中断发生时,讲cpsr的当前值储存到相应反常模式下的spsr,然后设置 cpsr为相应的反常模式（b）从反常中断程序退出返回时,可通过储存在spsr中的值来复原cpsr13 中断禁止标志位：i 和 f 都为中断禁止为标志,用来使能或者禁止arm的 2 种外部中断源,详细设置如下：（1）当 i 置位（置1）时, irq 中断被禁止,否就

7、（i 置 0） irq 中断使能（2）当 f 置位（置1）时, fiq 中断被禁止,否就（i 置 0） fiq 中断使能14 掌握位 t 反映了正在操作的状态：（1）当掌握位t 置位（置1）时,处理器正在thumb状态下运行；（2）当掌握位t 清零（置0）时,处理器正在arm状态下运行；15 模式掌握位：m4, m3, m2.m1和 m0即 m4:016 记 0x0000 0000为复位反常向量地址17 反常优先级：复位最高,fiq 高于 irq,软件中断swi最低精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载18 储备器格式： 大端格式和小端格式,小端格式中, 最低地址的字节

8、被看做为最低字节位,最高地址的字节被看做为最高位字节；大端格式中,最高位字节储存在最低地址,最低位 字节储存在最高地址；摸索与练习1（ 1） t d m i的含义略精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载（2） arm7tdm采i用几级流水线？使用何种储备器编址方式？精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载3级采纳冯·诺依曼结构（指令和数据共用一条32 位总线）(3) arm处理器模式和arm 处理器状态有何区分？答： arm 处理器模式指的为处理器在执行程序为在不同时刻所在的不同状态,arm处理器状态为指处理器当前所执行的指令集(4) 分别列举arm 的处理器模式和状态

9、？答： arm 的处理器模式：用户模式.系统模式.治理模式.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作用：程序计数器lr: ：r14 ；作用：链接寄存器(6) r13 寄存器的通用功能为什么？ 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：在 cpsr中, t 位反应正在操作的状态,当t 位置位时,处理器正在thumb状态运行,当 t 为清零时,处理器正在arm 状态下运行(8) 描述一下如何禁止irq 和 fiq 的中断；答：当掌握位i 置

10、位时, irq 中断被禁止,否就答应irq 中断使能；当掌握位f 置位时,fiq 中断被禁止,否就答应fiq 中断使能；2. 储备器格式定义 r0=0x12345678、 假设使用储备指令将r0 的值放在0x4000单元中； 假如储备器格式为大端格式,请写出在执加载在指令将储备器0x4000 单元的内容的取出存放到r2 寄存器操作后所得 r2 的值；假如储备器格式改为小端格式,所得的 r2 的值又为多少？低地址0x4000 单元的字节内容分别为多少？答：无论为大端格式仍为小端格式,r2 的值与 r1 一样 r2=0x12345678;地址 0x4000 单元的字节：大端：0x12 .小端： 0

11、x78 ；第三章 arm7tdmi-s指令系统1 寻址方式为依据指令中给出的地址码字段来实现查找真实操作数地址的方式,arm 处理器具有 8种基本寻址方式：（a）寄存器寻址（ b ）立刻寻址c 寄存器移位寻址（ d）寄存器间接寻址（e ）基址寻址：例如ldrr2 , r3 ,#0x0c（ f）多寄存器寻址（ g）堆栈寻址（ h）相对寻址2 arm7tdmi-s 的指令集, 包括 arm 指令集和thumb指令集p58-p59+p60表3.1+p61表3.2 自己看另：表 3.2ldr ：加载字数据即把源地址储备器放入目标寄存器精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载str

12、：储备字数据即把目标地址寄存器放入源寄存器3 乘法指令, arm 分支指令, arm 杂项指令, arm 伪指令做明白p72-p80摸索与练习1.1arm7tdmi-s有几种寻址方式？“ ldr r1、r0、#0x08”属于哪种寻址方式？答：有 8 种寻址方式：1. 寄存器寻址2. 立刻寻址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；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载“ ldr r1、r0、#0x08属”于基址寻址；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载2arm指令的条件码有多少个？默认条件码为什么？答： 16 个；

13、al ；5 请指出 mov 指令与 ldr 加载指令的区分及用途？答： mov 将立刻数或寄存器传送到目标寄存器（rd）,可用于移位运算等操作,即将一个 数据从一个寄存器传送到另一个寄存器中,或讲一个常数传送到一个寄存器中；ldr 用于读取指定地址上的储备器单元内容（内存数据）放入寄存器中7 调用子程序为用b 指令仍为用bl 指令？请写出返回子程序的指令；答：用 bl ； movpc、r14 ；9arm状态与 thumb状态的切换指令为什么？请举例说明；答： bx （ arm与 thumb状态的切换指令）第四章 lpc2000 系列 arm 硬件结构1 lpc2114/2124/2210/22

14、20/2212/2214有较小的64 和 144 脚封装,多个32 位定时器, 4 路10 位 adc 或 8 路 10 位 adc 及 9 个中断；2.片内储备器lpc2114/2212 集成了一个128kb 的 flash 储备器系统片外储备器在 cpu 外部扩展连接的储备器芯片称为片外储备器,这些器件通常都具有数据线.地址线和掌握线等；3.p104图 4.4lpc2000 系列 arm 的内部储备器大小4 p115 图为 lpc2000 内部的时钟发生系统5使用外部时钟源时,称之为“从属模式”；使用外部晶体时,称之为“振荡模式”6复位为指将运算机系统中的硬件规律归位到一个初始的状态；7

15、lpc2000 系列 arm 有 2 个复位源,外部复位和看门狗复位；8 lpc2114/2124/2210/2220/2212/2214支持两种节电模式：闲暇模式和掉电模式；1) 在闲暇模式下,处理器停止执行指令；2) 在掉电模式下,振荡器关闭；9 p172 图 4.60 通过引脚连接模块掌握引脚功能10 lpc2000 系列 arm 具有 3 个 pinsel 寄存器,它们为32 位宽度的,其中pinsel0 和pinsel1 掌握端口0,pinsel2 依据芯片的不同掌握的端口数量也不同；11 p173 表 4.52：引脚挑选寄存器0（ pinsel0 ）12 lpc2000 系列 ar

16、m 的 gpio 具有如下特性：1可以独立掌握每个gpio口的方向（输入/输出模式）2可以独立设置每个gpio的输出状态（高/低电平）3) 全部 gpio 口在复位后默认为输入状态精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载lpc2114 和 lpc2124 具有两个端口p0 和 p1,它们最多具有46 个 i/o 口可供使用；13 p184 程序清单4.10 设置 p0.0 为输出模式程序清单4.11 掌握蜂鸣器报警14 lpc2000 系列 arm 中的 vic 模块具有如下特性：1) arm primecell向量中断掌握器2) 最多 32 个中断恳求输入3) 16 个

17、向量 irq 中断4) 16 个优先级,可动态安排优先级5) 可产生软件中断15 arm 内核含有7 种模式,全部模式全部共享一个程序状态寄存器-cpsrcpsr 寄存器中“ i ”标志位和“ f”标志位分别用来掌握irq 模式和 fiq 模式的使能 :1) 当 i=1 时,禁止irq 中断,反之irq 中断使能；2) 当 f=1 时,禁止 fiq 中断,反之fiq 中断使能； 16快速中断恳求：具有最高优先级,中断响应最快,常用于处理特别重要.特别紧急的大事向量 irq ：具有中等优先级和16 个通道,最多可安排16 个向量 irq 中断；向量irq 中断对外部大事响应比较准时,常用于处理重

18、要大事非向量irq ：优先级最低,中断延时时间比较长,常用于处理一般大事中断；非向量irq中断也属于irq 中断；17 p213 图 4.88 边沿触发中断示意图lpc2000 系列 arm 含有 4 个外部中断输入,外部中断可以分为4 个中断源；18 lpc 定时器 0 和定时器 1 特性：1) 两个 32 位定时器 / 计数器各含有一个可编程32 位预分频器2) 具有多大 4 路捕捉通道； 当输入信号跳变时可取得定时器的瞬时值,也可挑选捕捉大事产生中断3) 4 个 32 位匹配寄存器,匹配时的动作有3 种：匹配时定时器连续工作,可挑选产生中断；匹配时停止定时器,可挑选产生中断；4) 4 个

19、对应于匹配寄存器的外部输出,匹配时的输出有4 种：匹配时设置为低电平；匹配时设置为高电平；匹配时翻转,匹配时无动作；19 i2c 接口特性：1) 标准的 i2c 总线接口；2) 可配置为主机.从机或主/从机3) 可编程时钟可实现通用速率掌握4) 主.从机之间双向数据传输5) 多主机总线（无中心主机）6) 同时发送的主机之间进行仲裁,防止了总线数据的冲突7) lpc2000 系列 arm 在告知模式下,数据传输的速率为0 400kbit/s20 uart0 只供应 txd 和 rxd 信号引脚,而uart0 增加了一个调制解调器（modem ）接口21 p315 程序清单4.52 看门狗喂狗时序

20、22 pwm 的特性1) 带可编程 32 位预分频器的32 位定时器 /计数器2) 7 个匹配寄存器,可实现6 个单边沿掌握pwm 输出和 3 个双边沿掌握pwm 输出这两精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载种类型的混合输动身生匹配大事时,可挑选的操作： 匹配时复位定时器,可挑选产生中断；匹配时停止定时器,可挑选产生中断；匹配时定时器连续运行,可挑选传声中断；3) 假如不使能pwm 模式, pwm 定时器可作为一个标准定时器使用；23实时时钟特性1) 带日历和时钟功能2) 超低功耗设计,支持电池供电系统3) 供应秒.分.小时.日.月.年和星期4课后习题：（ 1） lp

21、c2114可使用的外部晶振频率范畴为多少（使用/不使用 pll功能时）？晶振频率范畴：130 mhz ,如使用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？并简洁说明lpc2000系列 arm7微掌握器的复位处理流程；p0.14的低电平强制片内引导装载程序复位后掌握器件的操作,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 boo

22、t1一同掌握引导和初始操作；引脚的内部上拉电阻确保了引脚未连接时出现高电平；外部复位输入：当该引脚为低电平常,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 开头执行程序；复位信号为具有迟滞作用的ttl电平；lpc2000系统芯片有2 个复位源： 1 外部复位2 看门狗复位复位流程： *（ 3） lpc2000系列 arm7微掌握器对向量表有何要求（向量表中的保留字）？向量表全部数据32位累加和为零 0x00000000 0x0000001c的 8 个字的机器码累加, 才能脱机运行用户程序（ 4）如何启动lpc2000系列 arm7微掌握器的isp 功能？相关电路应当如何设计？有

23、 2 种情形可以使用芯片进入isp 状态：1. 将芯片的p0.14 引脚拉低后,复位芯片进入isp 状态2. 在芯片内部无有效用户代码时,bootblock自动进入isp 状态（ 5）lpc2000系列 arm7 微掌握器片内flash为多位宽度的接口？它为通过哪个功能模块来提高flash的拜访速度？128 位、 通过储备器加速模块（mam ）来提高flash 的拜访速度（ 6）如 lpc2210的 bank0储备块使用32 位总线,拜访bank0时,地址线a1 .a0 为否有效？ emc 模块中的blsobls4具有什么功能？无效 、 假如储备器组配置成16位宽 、就不需要a0 ；8位宽的储备器组需要使用a0；字节定位挑选信号；（ 7） lpc2000系列 arm7微掌握器具有引脚功能复用特性,那么如何设置某个引脚为指定功能？通过引脚功能挑选寄存器的设定来设置某个引脚为指定功能（ 8） fiq .irq 有什么不同？向量irq 和非向量irq 有什么不同？fiq 中断：具有最高优先级向量 irq 中断：具有中等优先级和16 个通道非向量 irq 中断：具有最低优先级；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载学习必备欢迎下载（ 9）在使能.禁止 fiq 和 irq 时,为什么