2014年計算機三級嵌入式系統開發技術真題(三)
三、綜合題
1、某機械設備的控制器,其基本功能要求有:
需要有8個數字量輸入,用於採集設備的狀態信息;且需要8個數字量輸出,用於控制設備動作。
具備一個RS-232接口,可以和上位機連接,接收上位機發送的命令及參數。
需要提供一個基準定時信號,定時時間間隔為0.01秒。
需要彩色LCD顯示器,用於顯示狀態信息等。
根據上述功能要求的描述,若採用S3C2410芯片為核心來構建該機械設備控制器的硬件平台,請完善下面的敍述和C語言程序(需要使用的控制寄存器的格式見題後説明)。
(1)若硬件設計時採用GPIO端口E的GPE0~GPE7引腳作為8個數字量輸出,那麼軟件設計時其初始化語句是:rGPECON=(rGPECON|0x00005555)&___【1】____。若軟件設計時需要通過GPE5引腳輸出“1”來驅動執行機構動作,那麼語句是:rGPEDAT= rGPEDAT | ___【2】____。(注:rGPECON是端口E的控制寄存器所對應的變量,rGPEDAT是端口E的數據寄存器所對應的變量)
(2)硬件設計時,選用UART0來完成RS-232接口電路設計。在軟件設計時,其初始化程序中波特率設置為9600bps,數據格式設置為:8位數據位、奇校驗、1位停止位。請補充完善下面的UART0初始化函數(注:主頻參數為PCLK):
voidUART0_Init()
{
rGPHCON=(rGPHCON&0xFFFFFF00)|___【3】____; //端口H相應引腳功能初始化
rUFCON0=0x0; //FIFO不使能
rUMCON0=0x0;
rULCON0=___【4】____; //設置線路控制寄存器
rUCON0=0x145; //設置控制寄存器
rUBRDIV0=((int)(PCLK/___【5】____) 1); //設置波特率,小數採用四捨五入
}
(3)按照上面UART0初始化函數所設置的通信速率,每秒鐘最多能傳輸___【6】____個字節的信息。若上位機有大小為4KB的初始參數需要下載到控制器中,那麼,約需傳輸____【7】___秒才能完成下載(1K=1024,精確到小數點後面1位數字)。
(4)系統中所需要的0.01秒基準定時時間選用S3C2410芯片內部的Timer0部件來產生。若系統的主頻參數PCLK為264MHz,分頻器值選擇為16,預分頻係數選擇為3,那麼,Timer0的計數常數為___【8】____。軟件設計時,設計瞭如下的Timer0初始化函數,請補充完善。(注:下面程序中⑨、⑩、⑿用8位十六進制數表示,⑾用4位十六進制數表示)
voidTimer0Int(void)
{
//設置定時器配置寄存器0(TCFG0)
rTCFG0=___【9】____; //Timer0預分頻係數選擇為3,該寄存器中其它無關位均為0
//設置定時器配置寄存器1(TCFG1)
rTCFG1=___【10】___; // Timer0分頻器值為16,該寄存器中其它無關位均為0
//設置計數常數
rTCNTB0=___【11】____; //設置控制寄存器TCON
rTCON=___【12】____;//更新TCNTB0和TCMPB0,該寄存器中其它無關位均為0
rTCON=0x00000009;//設置Timer0自動裝載,並啟動
}
(5)彩色LCD顯示屏的硬件接口電路由S3C2410的專用GPIO端口__【13】_____和端口___【14】____相關引腳配以驅動電路來設計。軟件設計時,需要通過設置它們控制寄存器的值分別為___【15】____和____【16】___來確定它們的引腳功能。
(6)系統的軟件可以設計為在無操作系統的環境下運行。設計者自行設計系統的啟動引導程序,在該程序中完成異常向量設置、堆棧指針設置以及必要的硬件初始化。ARM9體系結構中規定的IRQ異常所對應的異常向量地址為___【17】____。Timer0部件所產生的0.01秒基準時間到時將引起IRQ異常。由於IRQ異常向量地址與下一個異常向量地址之間間隔為___【18】____個字節,因此,通常在IRQ異常向量地址處設計一條轉移指令。堆棧指針的設置需按工作模式來進行。設置IRQ模式下的堆棧指針,需在R0“清0”後用指令ORRR1,R0,#0x12|___【19】____和MSRCPSR_CXSF,R1來使CPU核進入IRQ模式,然後再給SP寄存器賦值作為該模式下的堆棧指針。這些初始化工作完成後,即可通過指令___【20】____來引導應用程序的主函數main()。
説明:下面是試題解答時需要用到的寄存器格式及相關説明。
1)端口C的控制寄存器(GPCCON)
引腳GPCCON的位描述
GPC15[31:30]00=輸入,01=輸出,10=VD7,11=保留
GPC14[29:28]00=輸入,01=輸出,10= VD6,11=保留
GPC13[27:26]00=輸入,01=輸出,10= VD5,11=保留
GPC12[25:24]00=輸入,01=輸出,10= VD4,11=保留
GPC11[23:22]00=輸入,01=輸出,10= VD3,11=保留
GPC10[21:20]00=輸入,01=輸出,10= VD2,11=保留
GPC9[19:18]00=輸入,01=輸出,10= VD1,11=保留
GPC8[17:16]00=輸入,01=輸出,10= VD0,11=保留
GPC7[15:14]00=輸入,01=輸出,10=LCDVF2,11=保留
GPC6[13:12]00=輸入,01=輸出,10= LCDVF1,11=保留
GPC5[11:10]00=輸入,01=輸出,10=LCDVF0,11=保留
GPC4[9:8]00=輸入,01=輸出,10=VM,11=IIS數據輸出
GPC3[7:6]00=輸入,01=輸出,10=VFRAME,11= IIS數據輸入
GPC2[5:4]00=輸入,01=輸出,10=VLINE,11=保留
GPC1[3:2]00=輸入,01=輸出,10=VCLK,11=保留
GPC0[1:0]00=輸入,01=輸出,10=LEND,11=保留
2)端口D的控制寄存器(GPDCON)
引腳GPDCON的位描述
GPD15[31:30]00=輸入,01=輸出,10=VD23,11=保留
GPD14[29:28]00=輸入,01=輸出,10= VD22,11=保留
GPD13[27:26]00=輸入,01=輸出,10= VD21,11=保留
GPD12[25:24]00=輸入,01=輸出,10= VD20,11=保留
GPD11[23:22]00=輸入,01=輸出,10= VD19,11=保留
GPD10[21:20]00=輸入,01=輸出,10= VD18,11=保留
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