ARM嵌入式系统基础教程课后习题答案及练习题__周立功

一

思考与练习

1、举出3个书本中未提到的嵌入式系统的例子。

答:红绿灯控制,数字空调,机顶盒

2、什么叫嵌入式系统

嵌入式系统：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。

3、什么叫嵌入式处理器？嵌入式处理器分为哪几类？

嵌入式处理器是为完成特殊的应用而设计的特殊目的的处理器。

嵌入式微处理器(Embedded Microprocessor Unit, EMPU)

嵌入式微控制器(Microcontroller Unit, MCU)

嵌入式DSP 处理器(Embedded Digital Signal Processor, EDSP)

嵌入式片上系统(System On Chip)

4、什么是嵌入式操作系统？为何要使用嵌入式操作系统？

是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，首先，嵌入式实时操作系统提高了系统的可靠性。其次，提高了开发效率，缩短了开发周期。再次，嵌入式实时操作系统充分发挥了32 位CPU 的多任务潜力。

第二章

1、ARM7TDMI中的T、D、M、I的含义是什么？

64 位乘法指令（带M 后缀的）、支持片上调试（带D 后缀的）、高密度16 位的Thumb 指令机扩展（带T 后缀的）和EmbededICE 观察点硬件（带I 后缀的）

2、ARM7TDMI采用几级流水线？使用何种存储器编址方式？

三级流水线（取指译码执行）；使用了冯·诺依曼（Von Neumann ）结构，指令和数据共用一条32 位总线。

3、ARM处理器模式和ARM处理器状态有何区别？

处理器模式指的是处理器在执行程序时在不同时刻所处的不同状态，处理器状态指的是处理器当前所执行的指令集。

4、分别列举ARM的处理器模式和状态。

状态：

ARM 状态32 位，这种状态下执行的是字方式的ARM 指令

Thumb 状态16 位，这种状态下执行半字方式的Thumb 指令

模式：

用户模式、快中断模式、中断模式、管理模式、中止模式、未定义模式和系统模式。5、PC和LR分别使用哪个寄存器？

PC使用R15寄存器，LR使用R14寄存器

6、R13寄存器的通用功能是什么？

堆栈

第四章

1、基础知识

（1）ARM7TDMI(-S)有几种寻址方式？LOR R1，[R0，#0x08]属于哪种寻址方式？

1. 寄存器寻址；

2. 立即寻址；

3. 寄存器移位寻址；

4. 寄存器间接寻址；

5. 基址寻址；

6. 多寄存器寻址；

7. 堆栈寻址；

8. 块拷贝寻址；

9. 相对寻址；LOR R1，[R0，#0x08]属于基址寻址。

（2）ARM指令的条件码有多少个？默认条件码是什么？

16条，默认条件码是AL。

（3）ARM指令中第二个操作数有哪几种形式？举例5个8位图立即数。

(1) 立即数；(2) 寄存器；(3) 寄存器及移位常数；

0x3FC（0xFF<<2）、0、0xF0000000(0xF0<<24)、200(0xC8)、0xF0000001(0x1F<<28)。（4）LDR/STR指令的偏移形式有哪4种？LDRB和LDRSB有何区别？

(1) 零偏移；(2) 前索引偏移；(3) 程序相对偏移；(4) 后索引偏移。LDRB就是读出指定地址的数据并存入指定寄存器，LDRSB读出指定地址的数据，并高24位用符号位扩展，再存入指定寄存器。

（5）请指出MOV指令与LDR加载指令的区别及用途。

MOV 将8 位图(pattern)立即数或寄存器(operand2)传送到目标寄存器(Rd)，可用于移位运算等操作。读取指定地址上的存储器单元内容，执行条件AL.

（6）CMP指令的操作是什么？写一个程序，判断R1的值是否大于0x30，是则将R1减去0x30。

CMP 指令将寄存器Rn 的值减去operand2 的值，根据操作的结果更新CPSR 中的相应条件标志位，以便后面的指令根据相应的条件标志来判断是否执行。

CMP R1,0x30

SUBHI R1,R1,0x30

（7）调用子程序是用B还是用BL指令？请写出返回子程序的指令？

BL 指令用于子程序调用。

MOV PC，R14

（8）请指出LDR伪指令的用法。指令格式与LDR加载指令的区别是什么？

LDR 伪指令用于加载32 位的立即数或一个地址值到指定寄存器。第二个数为地址表达式。

（9）ARM状态与Thumb状态的切换指令是什么？请举例说明。

BX指令，

（10）Thumb状态与ARM状态的寄存器有区别吗？Thumb指令对哪些寄存器的访问受到一定限制？

Thumb状态下不能更新CPSR 中的ALU 状态标志。，Thumb指令对R8~R15寄存器访问受限。

（11）Thumb指令集的堆栈入栈、出栈指令是哪两条？

PUSH POP

（12）Thumb指令集的BL指令转换范围为何能达到±4MB？其指令编码是怎样的？Thumb 采用两条16 位指令组合成22 位半字偏移(符号扩展为32 位)，使指令转移范围为±4MB。

第五章

1、基础知识：

（1）LPC2114可使用的外部晶振频率范围是多少（使用/不使用PLL功能时）？

晶振频率范围：1~30 MHz，若使用PLL 或ISP 功能为：10～25MHz。