嵌入式

上海理工大学研究生试题20 14 /20 15 学年第一学期课程名称：嵌入式系统教师签章：年月日教研室主任审查意见：签章：年月日1.试题原稿请于考试前2周送研究生部。

2.编号栏由研究生部填写。

2014/2014 学年第 1学期考试课程嵌入式系统学号姓名得分一：固件及软件描述题（20分）1.1、阅读STM32启动代码，阅读STM（10X）固件标准，描述其主要观点。

1.2、描述MDK软件使用基本步骤。

二：程序设计题（无操作系统）（20分）2.1、根据固件建立工程，以流水灯为例说明固件建立工程和程序设计的方法（需结合硬件叙述）2.2、以按键中断实现灯的闪烁为例，描述设计其实现原理和主要程序设计含流程图。

（结合硬件）三.操作系统题（60分）3.1、阐述裸μc/osII操作系统的基本原理（10分）。

3.2、如何在实现裸μc/osII系统的移植STM32（编译系统选MDK）（20分）。

3．3、在μc/osII系统中以流水灯闪烁为例阐述程序设计的基本方法（需结合硬件）（10分）。

3.4、在μc/osII系统中，中断实现的基本原理，并以按键中断实现灯的闪烁为例，阐述程序设计的基本方法。

（需结合硬件）（20分）*注：考题全部写在框内，不要超出边界。

内容一律用黑色墨水书写或计算机打印，以便复印。

一：固件及软件描述题（20分）1.1、阅读STM32启动代码，阅读STM（10X）固件标准，描述其主要观点。

答：打开keil4新建一个工程，选择stm32f107vc芯片(这是我本次实验所用的板子上的芯片型号)，启动代码就会自动添加进来，文件名是startup_stm32f10x_cl.s，双击就可以看到启动代码，是用汇编语言编写的底层文件。

从网上下载跟我这块板子配套的资料可以找到固件库，原理图等各种各样的资料，对固件标准来说有寄存器版本和库函数版本，像我这样的初学者直接去翻看是很难理解的，而且很容易厌倦，直到我在寄存器版本的例程中修改程序的时候，用库函数版本的文件替换，发现根本行不通，编译产生一大堆的错误，这时候我才耐下心来去细细观看其中的一些东西，比如例程中是stm32f103的程序，而我要在我的板子上跑就要修改其GPIO引脚，我用库函数去修改就产生一大堆的错误，然后不得不去看寄存器的标准，然后修改。

作为一个初学者，给我的感觉是寄存器比较难以理解，而且用起来比较难，库函数相当方便，上手也简单，但是我觉得寄存器是非常非常基础的东西，能够帮助我们更好的理解单片机，理解程序运行的机制，总之，库函数学起来相当简单，而且功能强大，但是并不是万能的，有些时候实现一些功能还是得靠寄存器，所以学好寄存器编程是必要的。

1.2、描述MDK软件使用基本步骤。

答：首先我从下载下来的资料中找到keil4，然后安装，然后以管理员身份运行程序，打开之后用软件生产序列号激活一下，之后将资料包中的Jlink驱动安装一下，因为我要用Jlink连接板子调试。

然后新建工程，project--new uvision project，新建一个文件夹，取任意工程名字，然后保存，之后再文件夹中新建USER和SYSTEM文件夹，之后将其他标标准工程文件中的SYSTEM文件夹拷贝过来，然后选择芯片，填出对话框点击是，加入启动代码，然后右键target1--manage components，出现下图对话框，在groups中添加组，USER, SYSTEM等，然后将SYSTEM中的源码.c文件都添加进STSTEM中来，然后单击target options，出现以下对话框，然后C/C++选项中include paths点击将USER和SYSTEM添加进路径，有时还有一些其他的将.c文件添加进组中的文件夹也要加进路径中，这样才能保证其中的.h文件在build的时候可以正常加进来，然后选中debug选项，选择合适的调试方式，我用的是Jlink，之后点击最右边的选项Utilities，同样选择Jlink。

这样基本上我们就可以开始设计新的程序了。

然后就是设计程序，添加和修改所用到的引脚，编译，如有错误就按照提示修改，直到build成功，就可以点击download烧进板子中，然后不断的调试，直到达到我们满意的功能为止。

二：程序设计题（无操作系统）（20分）2.1、根据固件建立工程，以流水灯为例说明固件建立工程和程序设计的方法（需结合硬件叙述）答：首先需要看一下灯的原理图，可以看出有四个灯PC0，PC6，PC7，PC8，然后就清楚了需要用到的引脚了。

主要代码如下。

int main(void){System_Setup(); //系统初始化GPIO_SetBits(GPIOC , GPIO_Pin_0);GPIO_SetBits(GPIOC , GPIO_Pin_6);GPIO_SetBits(GPIOC , GPIO_Pin_7);GPIO_SetBits(GPIOC , GPIO_Pin_8);//熄灭所有的LED灯while (1){GPIO_SetBits(GPIOC , GPIO_Pin_6);GPIO_ResetBits(GPIOC , GPIO_Pin_7);//熄灭PC6，点亮PC7Delay(0xfffff);Delay(0xfffff);Delay(0xfffff);Delay(0xfffff);//延时GPIO_SetBits(GPIOC , GPIO_Pin_7);GPIO_ResetBits(GPIOC , GPIO_Pin_0);//熄灭PC7，点亮PC0Delay(0xfffff);Delay(0xfffff);Delay(0xfffff);Delay(0xfffff);GPIO_SetBits(GPIOC , GPIO_Pin_0);GPIO_ResetBits(GPIOC , GPIO_Pin_8);//熄灭PC0，点亮PC8Delay(0xfffff);Delay(0xfffff);Delay(0xfffff);Delay(0xfffff);GPIO_SetBits(GPIOC , GPIO_Pin_8);GPIO_ResetBits(GPIOC , GPIO_Pin_6);//熄灭PC8，点亮PC6Delay(0xfffff);Delay(0xfffff);Delay(0xfffff);Delay(0xfffff);}}这样就实现了流水灯，GPIO引脚配置程序如下，这些都是库函数固定的格式，没什么好说的。

GPIO_SetBits和GPIO_ResetBits都是stm32f10x_gpio.c中已经定义好了的库函数，可以直接用。

但是代码非常冗长，由于是第一次写程序，经验不足，不知道在.h文件中定义简单的LEDx，用LEDx=0或1来表示亮灭。

而程序设计的一般方法就是需要用到的一些功能函数比如延时函数等，先在外部定义好然后在主程序中声明一下，程序开头先声明包含哪些.h文件和用到的自定义函数，然后定义所用到的变量，之后进入main函数，开始就是一些系统初始化，时钟初始化，IO口初始化之类的库函数，然后就是上面提到的设计代码，实现主要功能。

而所用到的引脚要定义一下就可以了。

下图所示就是程序烧进板子中跑的图。

（见电子版）2.2、以按键中断实现灯的闪烁为例，描述设计其实现原理和主要程序设计含流程图。

（结合硬件）答：按键中断首先要用到按键，可以看一下原理图可以看到有PC10，PC11，PC12和PD3四个按键，我们不妨使用其中的三个PC10，PC11和PC12。

板子上四个灯和四个按键是平行的而且挨得很近，因此我就喜欢将其按照从左到右一一对应的顺序进行了如下定义。

从左到右的四个灯分别是PC7，PC0,PC8，PC6，按键对应关系是PC12，PC11，PD3，PC10，由于不使用PD3，因此将灯用如下的程序定义顺序。

#define LED0 PCout(7)// PC7#define LED1 PCout(0)// PC0#define LED3 PCout(6)// PC6而按键的顺序用如下的程序定义。

#define KEY0 PCin(12) //PC12#define KEY1 PCin(11) //PC11#define KEY3 PCin(10) //PC10由于都是接地的，因此按键配置模式都选择下拉输入。

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11|GPIO_Pin_12|GPIO_Pin_10; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPD;GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);我这里设计的程序实现的主要功能是按键中断KEY0控制LED0的亮灭，KEY1控制LED1的亮灭，按下KEY3则三个灯同时闪烁，再按一下就不闪，保持状态，而在灯闪烁的同时按下KEY1，KEY0照样可以控制两灯的亮灭。

因为在这里我将这三个中断键设置了相同的优先级。

流程图如下。

其中，t值是由KEY3的按下而翻转的，KEY0和KEY1在中断服务程序中直接定义的就是控制LED0和LED1的亮灭。

主要代码如下。

int main(void){SystemInit();delay_init(72);NVIC_Configuration();uart_init(9600);LED_Init();EXTIX_Init();while(1){printf("OK\n");switch(t){case 1:LED0=!LED0;LED1=!LED1;LED3=!LED3;delay_ms(100);break;default:break;}delay_ms(200);}}中断线及中断初始化配置见附件，中断服务程序如下。

void EXTI15_10_IRQHandler(void){delay_ms(10);if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line10) != RESET){t=!t;}else if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line11) != RESET){LED1=!LED1;}else if (EXTI_GetITStatus(EXTI_Line12) != RESET){LED0=!LED0;}EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line10);EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line11);EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line12);}程序在板子跑的图片如下（见电子版），第二张照片不是很清楚，因为如果开闪光灯的话灯的闪烁就看不出来了。