嵌入式技术基础与实践答案(第3版)

第一章1．嵌入式系统的基本含义是什么？为什么说单片机是典型的嵌入式系统？答：即的含义是：在一块芯片上集成了中央处理单元（）、存储器（等）、定时器/计数器及多种输入输出（）接口的比较完整的数字处理系统。

大部分嵌入式系统以为核心进行设计。

从体系结构到指令系统都是按照嵌入式系统的应用特点专门设计的，它能很好地满足应用系统的嵌入、面向测控对象、现场可靠运行等方面的要求。

因此以为核心的系统是应用最广的嵌入式系统。

2．简述嵌入式系统的特点以及应用领域（举例）。

答：嵌入式系统属于计算机系统，但不单独以通用计算机的面目出现;嵌入式系统开发需要专用工具和特殊方法;使用设计嵌入式系统，数据与程序空间采用不同存储介质;开发嵌入式系统涉及软件、硬件及应用领域的知识;嵌入式系统的其他特点,比如紧张的资源，较高稳定性要求，低功耗，低成本等。

一般用于工业控制，智能家电，日常电子等领域。

日常数码产品：手机，3，U盘，相机等。

日常工业类：冰箱，空调，微波炉，汽车等。

3．比较与的区别与联系。

答：是一个单独的处理器。

而，则有微处理器，存储器（等）、定时器/计数器及多种输入输出（）接口的比较完整的数字处理系统。

所以可以这么说，是一个包含微处理器的嵌入式系统，而紧紧是一个处理器而已。

4. 总结嵌入式系统常用术语。

硬件：封装，印刷电路板，动态可读写随机存储器与静态可读写随机存储器，只读存储器，闪速存储器，模拟量与开关量。

通信：并行通信，串行通信，串行外设接口，集成电路互连总线，通用串行总线，控制器局域网，背景调试模式，边界扫描测试协议，串行线调试技术。

功能模块及软件：通用输入/输出，与，脉冲宽度调制器，看门狗，液晶显示，发光二级管，键盘，实时操作系统。

5．C语言的那些特性使得它成为嵌入式系统中使用频率最高的高级语言。

答：相比底端汇编，更简单易学；与高级语言如（，，等）相比，执行效率高，编译后的编码体积小，而且支持好的编译器还支持嵌入汇编代码；对位的操纵能力很强。

6. 举例说明结构体变量类型的定义、结构体变量的声明与使用方法。

C语言中所有数据类型遵循“先定义后使用”的原则。

（1）结构体的说明和结构体变量的定义例如，定义一个名为的结构体变量类型：{ 定义名为的结构体变量类型[8]; 成员变量为字符型数组[10]; 成员变量为字符型数组; 成员变量为整型};这样，若声明s1为一个类型的结构体变量，则：s1; 声明s1为类型的结构体变量又如定义类型同时声明：{ 定义名为的结构体变量类型[8]; 成员变量为字符型数组[10]; 成员变量为字符型数组; 成员变量为整型}s1; 声明s1为类型的结构体变量（2）结构体变量的使用结构体成员的表示方式：结构体变量. 成员名 s118;（3）结构体指针第二章1. 处理器分为那几个系列？简要说明个系列的主要应用范围。

1） 50 系列处理器：手势控制功能，现实技术、移动游戏、2.0技术2）系列处理器：高计算要求、运行丰富操作系统、交互媒体和图形体验3）系列处理器：智能手机、硬盘驱动器、数字电视、医疗行业、工业控制，汽车电子等4）系列处理器：智能测量、人机接口设备、汽车和工业控制系统、大型家用电器、消费型产品和医疗器械2. 0+处理器有哪些特点？说明其主要应用领域。

1）M0+内核：支持16位指令集2）嵌套中断向量控制器:与紧耦合，支持中断嵌套，采用向量中断机制3）总线网络：M0+内部总线系统的核心4）调试组件：基于硬件，支持两个硬件断点和两个观察点，支持单步调试和向量捕捉，支持多个软件断点5）总线接口：可高速整体访问所有系统外设和内存6）系统时钟：用于实时操作系统的时钟或仅仅作为计数器7）其他模块：系统控制模块提供系统运行信息和系统配置功能；微型跟踪缓冲器提供程序追踪功能；存储器保护单元是一个选配的单元应用领域：家用电器、白色商品、医疗监控、电子测量、照明设备以及功耗与汽车控制器件等各种广泛应用的智能传感器与智能控制系统，提供超低功耗、低成本微控制器（）。

第三章1. 简述 0+ L系列的型号和标识。

飞思卡尔系列的型号众多，但同一种系列的核是相同的L系列命名格式：Q # # A R T （N）本书：25Z12842. 简要阐述硬件电路中滤波电路、耦合电路的具体作用。

滤波电路：改善系统的电磁兼容性，降低电源波动对系统的影响，增强电路的稳定性。

耦合电路：3. 解释最小系统概念，并结合25开发板，归纳实现最小系统需要的引脚资源。

硬件最小系统:由电源、主板和、内存组成.在这个系统中,没有任何信号线的连接,只有电源到主板的电源连接.在判断的过程中通过声音来判断这一核心组成部分是否可正常工作。

25硬件最小系统引脚包括电源类引脚、复位引脚、晶振引脚接口电路4. 给出25的及的大小、地址范围。

：128(0x0000_0000~0x0001 ) 0x0000_0000~0x07：16 0x0000_0000~0x35. 25开发板25中使用什么标准调试接口，具体如何实现？（）串行协议访问处理器接口观察三色灯变化、串口通信、口通信将线的迷你口端接入开发板的扁口，将线的另一端扁口接入的口，给开发板供电。

将串口线与评估板上的串口连接（蓝线,白线，黑线），串口线的接的口。

将线的“迷你口”端接入开发板的扁口，另一端扁口接入的口。

6. 给出25芯片的、的地址范围，说明堆栈空间、全局变量、常量、程序分别存放于中还是中。

一般来说这个区域安排用户数据（主要是全局变量）和堆栈空间；要用于存储程序、常量、中断向量等。

7. 25开发板25中具有哪些功能接口，如何进行测试？（）串行协议访问处理器接口、3色指示灯、电平的接口、接口。

观察三色灯变化、串口通信、口通信将线的迷你口端接入开发板的扁口，将线的另一端扁口接入的口，给开发板供电。

将串口线与评估板上的串口连接（蓝线,白线，黑线），串口线的接的口。

将线的“迷你口”端接入开发板的扁口，另一端扁口接入的口。

8. 分析25最小系统原理图中各部分的基本原理。

1）电源及其滤波电路：提供足够的电流容量，电源引脚外接适当的滤波电容以抑制高频噪声2）复位电路和复位功能：正常工作时复位输入引脚通过一个10K 殴的电阻到电源正极，所以一个为高电平。

若按下复位按钮，则引脚接为低电平，导致芯片复位。

3）晶振电路：外接电源，借助辅助电路产生震荡信号4）接口电路：程序下载和调试，只需两根线，数据输入/输出线和时钟线。

第四章1．将小灯接到的19上,低电平点亮32 1919; 表示端口控制模块B的基地址19=0x0000100 数值19脚为功能5; 功能的方向寄存器(1<<19)0; 功能数据输出寄存器(1<<19) 19脚输出为03.在文件中需要包含，这样在该工程中就可以调用构件的接口函数。

首先调用函数，初始化所需的指示灯。

注意初始化时，要让每一盏灯初始状态为“暗”。

随后，通过函数控制指示灯亮、暗。

通过变量的递增并且设置频率后，就能够在程序运行中，可以比较明显的看到指示灯对应的小灯进行闪烁的现象。

4.程序的启动地址,初始化的一些程序(禁用看门狗,系统时钟初始化及全能端口时钟等)。

数据和空间的分配5.程序如下所示构件的头文件文件名称功能概要:拨码开关‘’‘’;使用的A端口19 ;使用的19脚1函数名称函数参数,端口号引脚号函数返回值:无(8 )函数名称函数参数端口引脚号函数返回值:拨码开关的状态8 (8 )构件的程序文件‘’(8 8 ){(,0);}8 (8 8 ){();}第五章略第六章1，简述与之间进行串口通信时，为什么要经行电平转换？如何进行转换？由于单片机的电平与串口标准的电平不一样，所以就要进行电平转换。

若用串口标准的—232总线进行串口通信，则需要外接电路实现电平转换，在发送端，需要用驱动电路将电平转换成—232电平；在接收端，需要用接收电路将232电路转换为电平。

2，设波特率为9600，使用格式的8位数据位、1位停止位，传输2的文件最少需要多少时间？解：所需发送的数据量：2*1024=2048字节发送一个字节需要10位（开始位，数据位，停止位），则2048*10=20480位时间：20480位/9600=2.13s3,简述M0+中断机制及执行过程：中断是实时的处理内部或外部事件的一种内部机制。

由模块中断源、中断控制器（）和M0+内核组成，模块中断源向中断控制器发出中断信号。

中断控制器对发来的信号进行管理，判断是否允许中断，若允许，通过私有外设总线发送M0+内核，由内核处理中断。

ＮＶＩＣ可根据中断信号的优先级对中断进行响应。

第七章1．实现计数与定时的基本方法有哪些？比较它们的优缺点。

答：实现计数与定时的基本方法有三种：完全硬件方式、完全软件方式和可编程计数器/定时器方法。

其中完全硬件方式速度快，但通用性和灵活性差；完全软件方式的优点是节省硬件。

主要缺点是执行延时程序期间，一直被占用，所以降低了的使用效率，也不容易提供多作业环境；可编程计数器/定时器方法的最突出的优点是计数时不占用的时间。

4，分析的功能及编程要点三种常用的功能：输入捕捉，输出比较，脉宽调制器。

编程要点：注意各种寄存器的正确使用。

详解见书本P164—P169第八章1，简述独立式键盘和矩阵键盘的应用特点：独立式键盘方式是指将每个独立式按键按一对一的方式直接接到输入线上，这种方式查键实现简单，但占用资源较多，一般再按键数量较少的情况下使用。

矩阵键盘方式是用m条线组成行输出口，n条线组成列输入口，在行列线的每一个焦点上设置一个按键，这种方式占用线少，在实际应用系统中采用较多。

2，列举常见的键盘消除抖动的方法：当按键被按下时，会出现所按键在闭合位置和断开位置之间跳几下，才稳定到闭合状态的情况，当释放一个按键时也会出现类似的情况，这就是抖动问题。

硬件方法是设计一个滤波延时电路或单稳态电路等硬件电路来避开按键的抖动时间。

软件方法是指编制一段时间大于 100 的延时程序，在第一次检测到有键按下时，执行这段延时子程序使键的前沿抖动消失后再检测该键状态，如果该键仍保持闭合状态电平，则确认为该键已稳定按下，否则无键按下，从而消除了抖动的影响。

3，简述扫描法动态显示的原理：将要显示的数码管（共阴极或共阳极）的位段信号段接在一起，可以由的8位数据端口控制，同时有位选信号，用于分别选中要显示数据的数码管，用的另一个端口来控制，每个时刻只让一个数码管有效，由于人眼的“视觉暂留”效应，看起来则是同时显示的效果。

4，分析液晶显示的工作时序简单过程：读状态—写指令-读数据—写数据。