电子科技大学微机系统原理与接口第二版课后习题答案chapter10习题解答

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“微处理器系统原理与嵌入式系统设计”第十章习题解答
10.2简述以ARM微处理器为核心的最小硬件系统的组成?
●ARM微处理器;
●电源模块,包括CPU内核和I/O接口电源;
●时钟模块,包括系统主时钟和实时时钟;
●复位模块,包括系统加电复位、手动复位和内部复位;
●存储器模块,包括程序保存存储器和程序运行存储器;
●JTAG调试接口模块。

10.4简述S3C2440A芯片中各模块时钟信号产生及配置的原理。

为降低系统功耗,可时钟信号进行哪些处理?系统复位信号与各时钟信号有什么关系?
当系统主时钟送入S3C2440A芯片后,进入其时钟发生模块,由锁相环进行相应的处理,最终得到FCLK,HCLK,PCLK和UCLK四组时钟信号。

其中,FCLK信号主要供给ARM920T内核使用,HCLK主要供给AHB总线、存储器控制器、中断控制器、LCD控制器、DMA控制器和USB主机模块;PCLK主要供给访问APB总线的外设,例如WDT,I2S,I2C,PWM定时器,MMC接口,ADC,UART,GPIO,RTC和SPI模块;UCLK主要提供USB模块需要的48MHz 时钟。

为降低系统功耗,可对时钟信号进行门控管理。

最低功耗情况下,只开启FCLK信号,其他时钟信号关闭;若需对其他外设,只需使能相应总线及外设的时钟信号有效即可。

系统复位信号一般包括加电复位、手动复位和内部复位三类。

其中,加电复位和手动复位信号均来自外部复位电路,内部复位信号一般来自系统内部事务处理(例如看门狗复位等)。

因此,系统对外部复位信号波形有一定的要求,若不能满足要求系统将不能正常工作。

在S3C2440A芯片中,要完成正确的系统复位,在处理电源保持稳定之后,该信号必须至少维持4个FCLK时钟的低电平状态。

10.6利用S3C2440A的GPIO端口,设计包含8个LED的流水灯电路,每个LED 间隔1S轮流点亮,试画出程序流程图并写出相关程序段。

假设利用S3C2440A芯片的GPIO端口G的第0~7引脚驱动8个LED电路,对应GPIO输出为0时LED灯亮,则相应程序流程图及相应程序段如下所示:
GPGCON EQU 0x56000060
GPGDAT EQU 0x56000064
GPGUP EQU 0x56000068
;配置GPGCON寄存器,设置相关引脚为输出功能
LDR R0,=GPGCON
LDR R1,[R0]
BIC R1,R1,#0x0000FFFF
ORR R1,R1,#0x00005555
STR R1,[R0]
;配置GPGUP寄存器,断开各上拉电阻
LDR R0,=GPGUP
LDR R1,[R0]
ORR R1,R1,#0x00FF
STR R1,[R0]
;输出驱动数据,点亮对应LED等
LDR R2,=GPGDAT
LDR R3,[R2]
BIC R3,R3,#0x00FF
ORR R3,R3,#0x00FE
STR R3,[R2]
LDR R0,=0xFFFFFF ;初始计数值
BL DELAY ;调用延迟子程序

LDR R2,=GPGDAT
LDR R3,[R2]
BIC R3,R3,#0x00FF
ORR R3,R3,#0x007F
STR R3,[R2]
LDR R0,=0xFFFFFF ;初始计数值
BL DELAY ;调用延迟子程序
B LOOPSTAR
DELAY
SUB R0,R0,#1
CMP R0,#0x0
BNE DELAY
MOV PC,LR
10.7在上题中,如果要加入一个按键,实现按键按下时流水灯停止流动,按键放开时流水灯正常流转的功能,思考应怎样修改电路和程序?
在上题的基础上,添加一个GPIO口作为输入管脚(GPA的GPA[0]),按键按下GPA[0]值为1,否则为零。

按键按下时流水灯停止流动,按键放开时流水灯重新启动。

故需在每次对GPGDAT寄存器赋值前/后进行判断操作(答案是后进行判断,之前判断也是正确的),若判断有按键按下,则跳转出改程序段,否者继续执行。

相应程序如下:GPACON EQU 0x56000000
GPADAT EQU 0x56000004
GPAUP EQU 0x56000008
GPGCON EQU 0x56000060
GPGDAT EQU 0x56000064
GPGUP EQU 0x56000068
;配置GPACON寄存器,设置相关引脚为输出功能
LDR R0,=GPACON
LDR R1,[R0]
BIC R1,R1,#0x00000003
ORR R1,R1,#0x00000000
STR R1,[R0]
;配置GPAUP寄存器,断开各上拉电阻
LDR R0,=GPAUP
LDR R1,[R0]
ORR R1,R1,#0x0001
STR R1,[R0]
;配置GPGCON寄存器,设置相关引脚为输出功能
LDR R0,=GPGCON
LDR R1,[R0]
BIC R1,R1,#0x0000FFFF
ORR R1,R1,#0x00005555
STR R1,[R0]
;配置GPGUP寄存器,断开各上拉电阻
LDR R0,=GPGUP
LDR R1,[R0]
ORR R1,R1,#0x00FF
STR R1,[R0]
;输出驱动数据,点亮对应LED等
LOOPSTAR
LDR R2,=GPGDAT
LDR R3,[R2]
BIC R3,R3,#0x00FF
ORR R3,R3,#0x00FE
STR R3,[R2]
LDR R2,=GPGDAT
LDR R3,[R2]
BIC R3,R3,#0xFFFE
CMP R3,#0x1
BEQ WAIT
LDR R0,=0xFFFFFF ;初始计数值
BL DELAY ;调用延迟子程序…
LDR R2,=GPGDAT
LDR R3,[R2]
BIC R3,R3,#0x00FF
ORR R3,R3,#0x007F
STR R3,[R2]
LDR R2,=GPGDAT
LDR R3,[R2]
BIC R3,R3,#0xFFFE
CMP R3,#0x1
BEQ WAIT
LDR R0,=0xFFFFFF ;初始计数值
BL DELAY ;调用延迟子程序
B LOOPSTAR
DELAY
SUB R0,R0,#1
CMP R0,#0x0
BNE DELAY
MOV PC,LR
WAIT
LDR R2,=GPGDAT
LDR R3,[R2]
BIC R3,R3,#0xFFFE
CMP R3,#0x1
BEQ WAIT
B LOOPSTAR
10.8在某采用小端存储的S3C2440系统中,处理器外设时钟PCLK=66.68MHz,使用其UART1接口实现串行通信,要求传输速率19200bps,不使用FIFO,关闭流控制,帧格式:8位数据位,2位停止位,偶校验。

试写出各初始化控制字,并编写初始化程序段。

;相关寄存器地址定义
CLKDIVN EQU 0x4C000014 ;CLKDIVN for PCLK and FCLK
CAMDIVN EQU 0x4C000018 ;CANDIVN
ULCON1 EQU 0x50004000 ;UART line control register 0
UCON1 EQU 0x50004004 ;UART control register 0
UFCON1 EQU 0x50004008 ;UART FIFO control register 0
UMCON1 EQU 0x5000400C ;UART modem control register 0
UBRDIV1 EQU 0x50004028 ;UART baud rate divisor register 0
UTRSTAT1 EQU 0x50004010 ;UART TX/RX status register 0
UTXH1 EQU 0x50004020 ;UART transmit buffer register 0
URXH1 EQU 0x50004024 ;UART receive buffer register 0
MPLLCON EQU 0x4C000004 ;MPLL control register
AREA SerialCommunication,CODE,READONLY
ENTRY
ldr r2,=MPLLCON ;设置MPLL为0x00076022 FCLK=Mpll=(2*m*Fin)/(p*(2的s次方)), Fin=16.9344MHz
; m=(MDIV+8), p=(PDIV+2), s=SDIV
mov r3,#0x22
mov r4,#0x00076000
ADD r3,r3,r4
str r3,[r2]
ldr r2,=CLKDIVN ; CLKDIVN 设置为0x03, PCLK=FCLK/4
mov r3,#0x03
str r3,[r2]
ldr r2,=CAMDIVN ; CLKDIVN 设置为0x0200, PCLK=FCLK/4
mov r3,#0x200
str r3,[r2]
ldr r2,=ULCON1 ; ULCON1设置为0x07, 含义是正常操作模式,无校验,停止位2,8个数据位
mov r3,#0x07
str r3,[r2]
ldr r2,=UCON1 ;UCON1设置为0x05 表示发送、接收数据都使用查询方式,该处初始化为中断模式也正确mov r3,#0x05
str r3,[r2]
ldr r2,=UFCON1 ;UFCON1设置为 0x00 为不使用 FIFO mov r3,#0x00 str r3,[r2]
ldr r2,=UMCON1 ;UMCON1设置为 0x00 为不使用流控 mov r3,#0x00 str r3,[r2]
ldr r2,=UBRDIV1 ;UBRDIV1设置为216,含义为波特率设为 19200, 由下面公式算得:UBRDIVn = (int)(PCLK/bps*16)-1
;其中 PCLK =66.68MHz mov r3,#216 ;或者16进制表示0XD8
strh r3,[r2]
10.9在上题中,若采用查询方式进行数据传输,要将位于地址 DATA 处的100字节发送到其他设备,试画出程序流程图, 并写出相关程序段。

查询方式进行数据传输的代码段如下:
CHECK
LDR R2,=UTRSTAT1
LDR R3,[R2] AND R3,R3,#0X02 CMP R3,#0X02 BNE WAIT SET LDR R5,=DATA LDRB R3,[R5],#1 LDR R2,=UTXH1 STRB R3,[R2] SUB R5,R5,#1
CMP R5,#0x64
BNE CHECK
10.10在10.8题中,若要实现处理器收到数据0xAA ,则回应1字节数据0x55的功能,试画出采用查询方式传输的程序流程图,并写出相关程序段。

进一步思
考如果采用中断方式工作,需要对软件进行怎样的修改?
相应代码段如下:
CHECK
LDR R2,=UTRSTAT1
LDR R3,[R2] AND R3,R3,#0X01 CMP R3,#0X01 BNE CHECK WAIT
LDR R3,[R2] AND R3,R3,#0X02 CMP R3,#0X02 BNE WAIT SET LDR R2,=URXH1
LDRB R3,[R2]
CMP R3,#0xAA
MOVEQ R3,#0x55
LDR R2,=UTXH1
STRB R3,[R2]
B CHECK
若采用中断方式工作的话,需要将UCON1配置寄存器设为中断工作模式;在接收到数据后触发中断,进入中断子程序,进行相应操作。

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