嵌入式系统知识点综合考点

1、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计算机，是嵌入到对象体系中，实现嵌入对象智能化的计算机。可以将嵌入式系统定义成“嵌入到对象体系中的专用计算机应用系统”。特点：嵌入性、内含计算机、专用性。P112常见的嵌入式实时操作系统(1) Clinux含义：微控制领域中的Linux系统。(2) WindowsCE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，是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，是嵌入式开发环境的关键组成部分。思考与练习1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。答：机顶盒、红绿灯控制、数字空

2、调。2、什么叫嵌入式系统？答：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软件、硬件可裁减，适应应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。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殊的应用而设计的特殊目的的处理器。嵌入式处理器分为嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统。4:、什么是嵌入式操作系统？为何要用嵌入式操作系统？操作系统负责计算机系统中全部软硬资源的分配回收、控制与协调等开发的活动；操作系统提供了用户接口，使用户获得良好的工作环境；操作系统为用户扩展新的系统功能提供软件平台。是一段在嵌入式系统启动后首

3、先执行的背景程序，首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。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。第二章ARMT系结构1 RISC结构特性：AR岫核采用精简指令集计算机体系结构，是一款小门数的计算机2 ARM公司开发了一系列ARMb理器，应用较多的是ARM7系歹U,ARM9系歹U,ARM10!(列，ARM11系列，还有针对低端8位MCUU场推出的Cortex系列，其具有32位CPU的性能，8位MCU勺价格。3 ARM7TDMI中T:高密度16位Thumb指令集扩展D:支持片上调试M64位乘法指令I:EmbeddedICE硬件仿真功能

4、模块4ARM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，存储和交换指令可以对存储器中的数据进行访问。5ARM处理器直接支持8位字节、16位半或者32位字的数据类型。了解：方式半字对齐字对齐地址省略号0x40020x40040x40060x4008省略号省略号0x40040x40080x400C0x4010省略号特征Bit0=0其他位为任意值Bit1=0,bit0=0其他位为任意值表2.1ARM指令的长度是一个字，Thumb指令的长度是半字。6 3级流水线的3个阶段：(1)取指从存储器装载一条指令(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

5、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旨令，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个用户可访问的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2.2ARM处理器模式P27ARM内部寄存器10 P28表2.3了解各模式下的寄存器11需要记得：堆栈指针R13(SP)链接寄存器R14(LR)程序计数器R15(PQ指到哪儿，执行到哪儿12CPSR与SPSR状态寄存器相互之间的关系：(a)当一个特定的异常中断

6、发生时，讲CPSR勺当前值保存到相应异常模式下的SPSR然后设置CPS助相应的异常模式(b)从异常中断程序退出返回时，可通过保存在SPSR中的值来恢复CPSR13中断禁止标志位：I和F都是中断禁止为标志，用来使能或者禁止ARM的2种外部中断源，具体设置如下：(1)当I置位(置1)时，IRQ中断被禁止，否则(I置0)IRQ中断使能(2)当F置位(置1)时，FIQ中断被禁止，否则(I置0)FIQ中断使能14控制位T反映了正在操作的状态：(1)当控制位T置位(置1)时，处理器正在Thumb状态下运行。(2)当控制位T清零(置0)时，处理器正在ARM犬态下运行。15模式控制位：M4M3,M2.M1和M

7、0(即M4:0)16记0x00000000是复位异常向量地址17异常优先级：复位最高，FIQ高于IRQ,软件中断SWI最低18存储器格式：大端格式和小端格式，小端格式中，最低地址的字节被看做是最低字节位，最高地址的字节被看做是最高位字节。大端格式中，最高位字节保存在最低地址，最低位字节保存在最Wj地址。思考与练习1 (1)TDMI的含义略2 2)ARM7TDM采用几级流水线？使用何种存储器编址方式？3级采用冯诺依曼结构(指令和数据共用一条32位总线)(3)ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别？答：ARM处理器模式指的是处理器在执行程序是在不同时刻所在的不同状态，ARMfe理器状态是指处理

8、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？答：ARM的处理器模式：用户模式、系统模式、管理模式、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:R14o作用：链接寄存器(6)R13寄存器的通用功能是什么？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CPS珅，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：当控制位I置位时，IRQ

9、中断被禁止，否则允许IRQ中断使能；当控制位F置位时，FIQ中断被禁止，否则允许FIQ中断使能。2.存储器格式定义R0=0x,假设使用存储指令将R0的值放在0x4000单元中。如果存储器格式为大端格式，请写出在执加载在指令将存储器0x4000单元的内容的取出存放到R2寄存器操作后所得R2的值。如果存储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是多少？答：无论是大端格式还是小端格式，R2的值与R1一致R2=0x;地址0x4000单元的字节：大端：0x12、小端：0x78。第三章ARM7TDMI(-S脂令系统1寻址方式是根据指令中给出的地址码字段来实现寻找真实

10、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)立即寻址(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2ARM7TDMI(-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存储器放入目标寄存器STR:存储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伪指令彳了解P72-P80思考与练习1.（1）ARM7TDMI（-S）有几种寻址方式？“LDRR1,R0

11、,#0x08”属于哪种寻址方式？答：有8种寻址方式：1.寄存器寻址2.立即寻址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；“LDRR1,R0,#0x08属于基址寻址。（2）ARM指令的条件码有多少个？默认条件码是什么？答：16个；AL。请指出MOV指令与LDR加载指令的区别及用途？答：MOV将立即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存储器单元内容（内存数据）放入寄存器中（7）调用子程序是用B指令还是用BL指令？请写出返回子程

12、序的指令。答：用BL;MOVPC,R14。（9）ARM状态与Thumb状态的切换指令是什么？请举例说明。答：BX（ARMWThumb状态的切换指令）第四章LPC2000系列ARM硬件结构1.LPC2114/2124/2210/2220/2212/2214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、片内存储器LPC2114/2212集成了一个128KB的Flash存储器系统片外存储器在CPU外部扩展连接的存储器芯片称为片外存储器，这些器件通常都具有数据线、地址线和控制线等。3. P104图4.4LPC2000系列ARM的内部存储器大小4. P1

13、15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. 复位是指将计算机系统中的硬件逻辑归位到一个初始的状态。7. 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：空闲模式和掉电模式。1）在空闲模式下，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通过引脚连接模块控制引脚功能10. LPC2000系列ARM具有3个PINSEL寄存器，它们是32位宽度的，其中PINSEL0和PINSEL1控制端口0,P

14、INSEL2根据芯片的不同控制的端口数量也不同。11. P173表4.52:引脚选择寄存器0（PINSEL0）12. LPC2000系歹UARM的GPIO具有如下特性：1）可以独立控制每个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）所有GPIO口在复位后默认为输入状态LPC2114和LPC2124具有两个端口一一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控制蜂鸣器报警14. LPC2000系列ARM中的VIC模块具有如下特性：1) ARMPrimeCell向量中断控制器2

15、)最多32个中断请求输入3) 16个向量IRQ中断4) 16个优先级，可动态分配优先级5) 可产生软件中断15. ARM内核含有7种模式，所有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”标志位分别用来控制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. 快速中断请求：具有最高优先级，中断响应最快，常用于处理非常重要、非常紧急的事件向量IRQ:具有中等优先级和16个通道，最多可分配16个向量IRQ中断。向量IRQ中断对外部事件响应比较及时，常用于处理重要事件非向量IRQ:优

16、先级最低，中断延时时间比较长，常用于处理一般事件中断。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位定日寸器/计数器各含有一个可编程32位预分频器2)具有多大4路捕获通道。当输入信号跳变时可取得定时器的瞬时值，也可选择捕获事件产生中断3) 4个32位匹配寄存器，匹配时的动作有3种：匹配时定时器继续工作，可选择产生中断；匹配时停止定时器，可选择产生中断；4) 4个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

17、置为高电平；匹配时翻转，匹配时无动作。19. IA2C接口特性：1) 标准的IA2c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控制4)主、从机之间双向数据传输5)多主机总线(无中央主机)6)同时发送的主机之间进行仲裁，避免了总线数据的冲突7)LPC2000系列ARM在告诉模式下，数据传输的速率为0400kbit/s20. UART0只提供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个单边沿控制

18、PWM输出和3个双边沿控制PWM输出这两种类型的混合输出发生匹配事件时，可选择的操作：匹配时复位定时器，可选择产生中断；匹配时停止定时器，可选择产生中断；匹配时定时器继续运行，可选择传声中断。3)如果不使能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)提供秒、分、小时、日、月、年和星期4)课后习题：(1)LPC2114可使用的外部晶振频率范围是多少(使用/不使用PLL功能时)？晶振频率范围：130MHz,若使用PLL或ISP功能为：1025MHz。(2)描述一下LPC2210的PO.14、P1.20、P1.26、B

19、OOT1和BOOT0弓I脚在芯片复位时分别有什么作用？并简单说明LPC2000系列ARM7微控制器的复位处理流程。P0.14的低电平强制片内引导装载程序复位后控制器件的操作，即进入ISP状态。P1.20的低电平使P1.25P1.16复位后用作跟踪端口。P1.26的低电平使P1.31P1.26复位后用作一个调试端口。当RESET为低时，BOOT0与BOOT1一同控制引导和初始操作。引脚的内部上拉电阻确保了引脚未连接时呈现高电平。外部复位输入：当该引脚为低电平时，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开始执行程序。复位信号是具有迟滞作用的TTL电平。LPC2000系统芯片有2个复

20、位源：1外部复位2看门狗复位复位流程：*(3)LPC2000系列ARM7微控制器对向量表有何要求(向量表中的保留字)？向量表所有数据32位累加和为零(0x0xC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微控制器的ISP功能？相关电路应该如何设计？有2种情况可以使用芯片进入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微控制器片内Flash是多位宽度的接口？它是通过哪个功能模块来提高Flash的访问速度？128位，通过存储器加速模

21、块(MAM)来提高Flash的访问速度(6)若LPC2210的BANK0存储块使用32位总线，访问BANK0时，地址线A1、A0是否有效？EMC模块中的BLSOBLS4具有什么功能？无效,(如果存储器组配置成16位宽，则不需要A0;8位宽的存储器组需要使用A0。);字节定位选择信号。(7) LPC2000系列ARM7微控制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？通过引脚功能选择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。(9)在使能、禁止FIQ和IRQ时，为什么操作SPSR寄存器而不操作C