ARM嵌入式接口技术课后答案.doc

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资源描述

1、第一章4、LPC2220 一共有多少个引脚,其电源 V1.8 和 V3.3 有多少个引脚,其地源地有多少个引脚,为什么电源需要这么多引脚?答:144、12、12作用:为芯片中的各个模块提供其所需的电压。而且模块间的电压分开给予,也能避免相互间造成影响。5、LPC2220 有哪 4 个端口,每个端口分别有多少个引脚?答:P0、P1、P2、P3;每个端口分别有 32 个引脚6、描述一下 LPC2220 的 P0.14、P2.26、P2.27 引脚在芯片复位时分别有什么作用?答:P0.14 的低电平强制复位后片内引导装载程序控制器件的操作,即进入ISP 状态。P2.26 BOOT0-当 RESET

2、为低时,的低电平使 BOOT0-BOOT1 一同控制引导和内部操作,引脚的内部上拉确保了引脚未连接时呈现高阻态。P2.27 BOOT1-当 RESET 为低时,BOOT0 与 BOOT1 一同控制引导和内部操作。引脚的内部上拉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。7、LPC2000 系列 ARM7 微控制器具有引脚功能复用特性,怎样设置某个引脚为指定功能?答:通过引脚功能寄存器选择寄存器的设定来设置某个引脚为指定功能。8、如何设置 P0.7 为 PWM

3、功能,如何设置 P0.27 为 AIN 功能,如何设置 P2.30和 P3.25 为普通 GPIO 功能?PINSEL0=PINSEL0&0xffffbfff PINSEL0=PINSEL0&0xfff7ffff PINSEL0=PINSEL0&0xffffffcf PINSEL0=PINSEL0&0xfff3ffff9、设置引脚为 GPIO 功能时,如何控制某个引脚单独输入或单独输出?如何选择输出,如何控制输出电平?当需要知道某个引脚当前的输出状态时,是读取哪个寄存器?答:设置引脚为 GPIO 功能时,通过 IODIR 寄存器可单独设置 I/O 口为输入或输出;通过 IOSET 来选择输出高

4、电平,结合 IOCLR 控制 I/O 输出清零;通过 IOPIN 可以读取当前状态。第 2 章1、在 ARM 微处理器与外设进行数据交互的过程中,有哪两种数据传送方式,分别适合应用在哪些场合?答:微处理器与外设交换数据的过程中可选择以下两种方式:并行通信 :数据的各个数位同时传送;串行通信 :数据按照位顺序一位一位传送 。串行数据传输时,数据是一位一位地在通信线上传输的,先由具有几位总线的计算机内的发送设备,将几位并行数据经并-串转换硬件转换成串行方式,再逐位经传输线到达接收站的设备中,并在接收端将数据从串行方式重新转换成并行方式,以供接收方使用。串行数据传输的速度要比并行传输慢得多,但对于覆

5、盖面极其广阔的公用电话系统来说具有更大的现实意义。并行通信传输中有多个数据位,同时在两个设备之间传输。发送设备将这些数据位通过对应的数据线传送给接收设备,还可附加一位数据校验位。接收设备可同时接收到这些数据,不需要做任何变换就可直接使用。并行方式主要用于近距离通信。计算机内的总线结构就是并行通信的例子。这种方法的优点是传输速度快,处理简单。区别:1.并行传输特点:(1)传输速度快:一位(比特)时间内可传输一个字符;(2)通信成本高:每位传输要求一个单独的信道支持;因此如果一个字符包含 8 个二进制位,则并行传输要求 8 个独立的信道的支持; (3)不支持长距离传输:由于信道之间的电容感应,远距

6、离传输时,可靠性较低。2.串行传输特点:(1)传输速度较低,一次一位; (2)通信成本也较低,只需一个信道。(3)支持长距离传输,目前计算机网络中所用的传输方式均为串行传输。2、在串行通信方式中,除了书上所讲的 RS232、RS485、SPI、I2C 以外,请你再举出 3 种以上其他的串行通信方式。答:MicroWire、1-Wire、USB、CAN3、串行通信方式从整体上来讲可分为两类,其中异步通信过程中,微处理器与外设之间应该有哪些规定,才能有效地完成通信?那么同步通信呢?答:异步通信中,微处理器与外设之间必须有两项规定。第一项规定:双方通信时采用怎样的数据格式。第二项规定:即双方通信过程

7、中每发送一个数位需要多长的时间。在有些场合也称之为波特率,即每秒钟传送的二进制位数。同步通信:1、在大量数据传送时,采用通信双方(发送器、接收器)在同一个时钟控制下传输数据的同步通信 。2、同步通信是先将许多的字符聚集成一字符块,再将每块信息(常称为信息帧)之前加上 12 个同步字符,接着再加适当的错误检测数据到字符块,最后才传送出去。4、串行通信中有哪 3 种通信制式,请你对每种通信制式举一个例子。答:在串行通信中数据是在两个站之间进行传送的,按照数据传送方向,串行通信可分为单工、半双工和全双工 3 种制式。 在单工制式下,数据只能从发送站向接收站传送。在半双工制式下,数据能双向传送,但是不

8、能同时在两个方向上传送。全双工制式下,接收数据和发送数据占用不同的线路。全双工通信可以同时发送和接收。5、常用的 74LS164 是一个用于串转并的通信芯片,请问芯片中有哪些引脚是用于与微处理器通信的?哪些引脚是用于并行输出的?如果 ARM 想让 74LS164 芯片的输出端全为高电平,请画出通信时序图。答:A、B:串行数据输入端。 Clock:时钟输入端。 Clear:清零端。低电平有效。 QAQH:数据输出引脚。P 0 . 2 5P 3 . 2 9P 1 . 1 7ABC l o c kC l e a rQ AQ BQ CQ DQ EQ FQ GQ HRRRRRRRR7 4 L S 1 6

9、 4L P C 2 2 2 06、一般的 UART 异步接收/发送器具备些什么功能?UART 异步通信应用在哪些场合?答:功能:1、 传输转换功能;2、奇偶校验功能;3、出错标识功能。接收器单 工 通 信A 站 B 站A 站 B 站发 送接 收发 送接 收A 站发 送接 收B 站发 送接 收半 双 工全 双 工发 送 器1C l e a rC l o c kA 、 B0 1 1 0 0 1 1UART 一般可以应用到如下一些场合:1、芯片间的近距离通信2、与 PC 机之间的通信3、模块之间的远距离通信7.UART 通信协议包含了哪些内容?答:UART 异步串行通信协议需要定义以下 5 个内容:

10、1起始位 2数据位3奇偶校验位 4停止位 5波特率设置 8、LPC2220 中的 UART0 模块包含了哪些子模块?请问如何设置 UART0 模块的波特率?答:UART0 主要包括 3 个模块:UART0 接收器模块(U0Rx) UART0 发送器模块(U0Tx) UART0 波特率发生器模块(U0BRG)波特率计算如下: 分频后的时钟 = pclk /(U0DLM * 256 + U0DLL)波特率 = 分频后的时钟 / 16见书上 53 页9、UART0 模块如何发送和接收通信数据,U0LSR 寄存器有什么作用?答:见程序代码 55 页作用:能提供 UART0 的接收和发送模块的当前状态信

11、息。10、 SPI 总线接口使用了哪些接口信号,这些接口信号各自有什么作用?答:SPI 是一个全双工的同步串行接口。在数据传输过程中,总线上只能是一个主机和一个从机进行通信。1MISO(Master In Slave Out)主机输入、从机输出信号。2MOSI(Master Out Slave In)主机输出、从机输入信号。3SCK(Serial Clock)串行时钟信号。使通过 MISO 和 MOSI 的数据保持同步。4SS(Slave Select)从机选择信号。用于选择一个从机,低电平有效。11、LPC2220 既可以作为 SPI 通信主机,又可以作为 SPI 通信从机,请问如何设置?S

12、PI 通信有多种传输格式,请问 LPC2220 中能否支持?答:I / OM I S O 0M O S I 0S C K 0S S E L 0V C CS P I 主 机 S P I 从 机S S E L 1M I S O 1M O S I 1L P C 2 2 0 0 L P C 2 2 0 0S C K 1可通过 SSEL 引脚设置 LPC222 为 SPI 主机或从机SSEL 为高电平时,SPI 为主机;SSEL 为低电平时,SPI 为从机。SPI 有 4 种传输格式,LPC2220 能支持。12、配置 LPC2220 中 SPI0 模块为主机,然后向 SPI 总线发送一个字节的数据,请

13、问大致步骤怎样?答:主机操作 SSEL0 引脚接高电平,数据传输步骤为: 设置 S0PCCR 寄存器,确定分频值。 设置 S0PCR 寄存器,控制 SPI0 为主机。 当有多个从机情况下,控制片选信号,选择要通信的从机。 将要发送的数据写入 S0PDR 寄存器,即启动 SPI 传输。 读取 S0PSR 寄存器,等待 SPIF 位置位。 从 SPI 数据寄存器中读出接收到的数据(可选) 。 如果还有数据要传送,则重复第 46 步骤,否则取消对从机选择。第 46 步骤。 13、根据 2.4.4 节中对 74HC595 的描述,请你找出 74HC595 芯片中的 SPI 通信引脚,并画出该芯片的通信

14、时序图?答:当 SCLR 为低电平时,输出端 Q 清零;当 SCLR=1,SCK 出现上升沿时,内部寄存器移位并接收 SER 端发来的数据;当 RCK 出现上升沿时,74HC595 内部寄存器的数据输出到 QAQH。 14、I2C 总线接口使用了哪些接口信号,这些接口信号各自有什么作用?答:在 I2C 总线上只需要串行数据 SDA 线和串行时钟 SCL 线两条线。跟 16 题类似15、I2C 总线有什么特点?I2C 总线上可以同时拥有多个主机吗?答:1二线传输; 2无中心主机;3软件寻址; 4应答式数据传输过程;5节点可带电接入或撤出不可同时拥有多个主机16、请问 I2C 总线上的起始信号、数

15、据信号、应答信号和终止信号是如何描述的?答:1、起始信号和终止信号 I2C 总线的时钟线 SCL 与数据线 SDA 均为双向传输线。数据线出现由高电平向低电平变化的启动信号,启动 I2C 总线;数据线上出现由低到高的电平变化,此信号即为 I2C 总线的停止信号,结束 I2C 总线的数据传输。 2、数据信号 I2C 总线在进行数据传输时,在时钟线为高电平期间,数据线上必须保持稳定的逻辑电平状态。只有在时钟线为低电平时,才允许数据线上的电平状态发生变化。3、应答信号 数据发送方每发送一个字节数据后,需要得到数据接收方的一个应答信号。应答信号通过数据线(SDA)传输,与应答信号相对应的时钟(第 9

16、个时钟)由主控器产生。17、如何设置 LPC2220 中的 I2C 模块为主发送模式?该模式下,I2C 总线上的起始信号、停止信号以及应答信号分别是由谁发送的?答:先设置 I/O 口功能选择,然后设置总线的速率,再配置好 I2CONSET 寄存器和 I2CONCLR 寄存器。起始信号、停止信号由主机向从机发送;应答信号由从机向主机发送。第 4 章9、LPC2220 的片内 RTC 模块支持哪两种中断,这两种中断有什么样的作用?答:RTC 可以产生两种中断:1、 计数器增量中断: CIIR 中的每个位都对应一个时间计数器。如果 CIIR 使能某一个特定的计数器,那么该计数器的值每增加一次就产生一

17、个中断。 2、 报警寄存器中断: 报警寄存器允许用户设定产生中断的日期和 /或时间。如果所有非屏蔽报警寄存器与它们对应的时间计数器的值相匹配时,则会产生中断10、LPC2220 的片内 RTC 模块的基本操作步骤是怎样?答:1、设置 RTC 基准时钟分频寄存器 PREINT(整数)和基准时钟分频寄存器PREFRAC;其值计算如下:PREIN = int (pclk/32768)-1PREFRAC = pclk (PREIN+1)327682、初始化 RTC 时间寄存器的值;3、报警中断设置;4、启动 RTC,即 CCR 的 CLKEN 位置位;5、读取完整时间计数器的值,或等待中断。11、完整

18、时间寄存器 02 和时间计数器组有什么样的联系,改变完整时间寄存器 02 会不会改变时间计数器组的内容? 答:完整时间寄存器允许用户只需执行 3 次读操作,即可读出所有的时间计数器值。12、什么是看门狗,看门狗电路有什么作用?答:看门狗,又叫 WatchDog Timer,也是一个定时器电路。看门狗的作用是当系统出现程序进入死循环,或者程序跑飞等情况时,它能够自动复位整个系统。13、什么是喂狗,LPC2220 片内看门狗模块的喂狗步骤是怎样,如何启动了看门狗模块却长时间不喂狗会有什么样的后果?答:1、在主程序运行之前,我们对定时器设置了一个定时时间 T 并开始倒计时;在主程序运行过程中必须要在

19、定时时间 T 倒计时完之前对定时器进行复位,重新从 T 时间倒计时,这个过程就是喂狗2、通过向 WDFEED 寄存器顺序写入 OxAA 和 Ox55 完成喂狗;3、会导致 WDT 模块复位或中断14、从硬件设计角度来看,有哪些降低功耗的途径?答:从硬件设计考虑降低功耗问题,主要有三条途径:1、选择合适的处理器;2、接口电路的合理设计;3、处理器支持的动态电源管理。 15、从软件设计角度来看,有哪些降低功耗的途径?答:主要有如下三条途径1、用中断代替查询2、用“宏” 代替“ 子程序 ” 3、尽量减少 CPU 的运算量。16、LPC2220 芯片有哪些措施可以降低芯片的功耗?答:可以选择节电模式,

20、也可以关闭一些闲置的功能模块(空闲模式和掉电模式)17、什么是中断,中断程序的调用过程是怎样?答:中断的目的是为了暂停主程序的运行,先去执行中断服务程序。在中断源提出中断请求后,嵌入式系统执行完当前指令便进行中断响应,一旦中断服务程序执行完毕后,仍须返回到主程序被中断处继续执行原先程序。18、什么是中断源?LPC2220 芯片有哪些中断源?答:引起中断的原因或发出中断申请的来源叫中断源。中断源分为两种:1、外部中断源:EINT0、EINT1 、EINT2、EINT3由外部电路提供中断的来源称为外部中断源。 2、内部中断源:软件中断、内部功能模块中断引起 ARM 芯片执行指令或内部功能模块所引起

21、的中断来源称为内部中断源。注:中断优先级别ARM 芯片把中断优先级别划分为 3 大类:1、FIQ:具有最高优先级2、向量 IRQ:具有中等优先级3、非向量 IRQ:优先级最低19、LPC2220 的向量中断控制器有什么作用?答:控制中断源的使能,标志中断请求并且管理好各中断的优先级别20、LPC2220 的 IRQ 中断处理流程是怎样?答:当产生 IRQ 中断时,微控制器会暂停用户程序,然后切换到 IRQ 模式。执行完中断服务程序后运行指针返回到用户程序的断点。21、LPC2220 芯片的外部中断输入有哪些触发方式,如何设置?答:低电平触发方式:作为 EINT 功能的全部引脚的状态相与后作为输入信号;高电平触发方式:作为 EINT 功能的全部引脚的状态相或后作为输入信号;边沿触发方式:只使用 GPIO 端口号最低的那个引脚,并且与极性设置无关。如:设置引脚连接模块,将 p0.16 设置为外部中断功能PINSEL1=(PINSEL1&0XFFFFFFFC)|0x01设置中断方式寄存器,将外部 0 设置为电平触发EXTMODE&=0X0E

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