苏州大学嵌入式复习和习题

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单片机原理与嵌入式应用,习题及复习,考试题型,一选择题(每题2分，共30分),二、名词解释题(每题4分，共16分),三、简答题（每题6分，共24分）,四、编程填空题.（1,0,分）,五、设计题.（1,0,分）,六、编程题.（1,0,分）,一、名词解释题,MCU,COP,中断,中断向量,中断服务程序,SCI,通用,I/O,键盘,波特率,一、名词解释题,行扫描法,行线定义为输出，列线定义为输入并接上拉电阻,，,每次一根行线输出为0，其它为1，检测列线的输入的电平中是否有低电平，即逻辑值0，从而判断键盘的按键是否被按下。,LED,位选线扫描法,SPI,是一种同步串行通信接口，发送数据不需要开始位和结束位，严格地在主机的时钟频率下,以相同的时序模式在单线上按照,先高位后低位或者先低位后高位的,一位一位地传送,。用于微处理器和外围扩展芯片之间的串行连接。,A/D,滤波,物理量回归,PWM,定时器：在确定时钟频率下，不断加,1,，得到规定的计数大小，所经历的时间，用于,MCU,编程控制的模块。,上拉电阻：若,MCU,的某个输入引脚通过一个电阻接到电源上（,VCC,）上，则这个电阻称为“上拉电阻”。,二、总体知识,计算机是因科学家需要一个高速的计算工具而产生的，进而寄予更多的要求，比如通信、测控等，出现微控制器（单片机）。,单片机（,MCU）,的基本含义,在一片芯片上集成了中央处理单元(,CPU)、,存储器(,RAM/ROM/EPROM/FLASH,等)、定时器/计数器及多种输入输出(,I/O),接口的比较完整的数字处理系统,嵌入式系统概念,面向测控对象，嵌入到实际应用系统中，实现嵌入式应用的计算机称为嵌入式计算机系统，简称嵌入式系统。,MCU,内部总线（控制总线、数据总线、地址总线）,CPU,RAM,Flash,存储器,A/D,转换接口,工作支撑模块,定时器接口,串行通信接口,其他,I/O,模块,一个典型的,MCU,内部框图,与嵌入式软件相关的术语,工作方式：主循环、中断、事件触发等,中断（软件中断、硬件中断、中断源、中断向量、中断服务程序）：,指中央处理器,CPU,正在处理某件事情的时候，外部发生了某一事件，请求,CPU,迅速去处理，,CPU,暂时中断当前的工作，转入处理所发生的事件，处理完后，再回到原来中断的地方，继续原来的工作，这样的过程称为中断。实现这种功能的部件称为中断系统，产生中断的请求源称为中断源。,由软件指令引起的一个程序的中断则称为软件中断；而由某一特定功能引脚或基于芯片设备产生的中断则称为硬件中断。,中断向量：,响应特定中断而运行的一段程序所在的首地址,RTOS，uCOS-II（,一种操作系统，运行于嵌入式系统上，在可预测的时间间隔内，能对特定的事件做出反应）,用,MCU,设计系统时，选,MCU,要考虑的因素有哪些。,选择,MCU,时要考虑的因素有：处理性能、功耗、价格、封装形式、软硬件开发工具、设计者的熟悉程度等。,AW60,基本知识,命名规则,如：,MC9S08AW60,、,MC9S08GB60、MC9RS08KA2,MC、PC,是否有,FLASH,核是,HC08、HCS08、RS08,等,存储器的大小,存储器（,RAM/FLASH，512B/32KB）,RAM:0 x00700 x086F(2K),FLASH:0 x087017FF(3984),，,0 x1860FFFF(59296),地址大小的计算，如8位：$00$,FF,大小为256,B,16,位：,$0000$FFFF,大小为64,KB,IO,的种类：,PTA、PTB、PTC、PTD、PTE、PTF、PTG（7,种）,大部分的口有引脚复用功能,C,、,G,都是,7,个引脚，其余都为,8,个引脚。,控制类,RST（,复位）和,IRQ（,唯一只接收中断的引脚）,通用,IO,接口,通用,I/O,：,是基本的输入,/,输出，有时也称并行,I/O,。,作为通用输入引脚时，,MCU,内部程序可以读取该引脚，知道该引脚是,“1”,（高电平）或,“0”(,低电平,),，即开关量输入。作为通用输出引脚时，,MCU,内部程序向该引脚输出,“1”,（高电平）或,“0”(,低电平,),，即开关量输出。,方向寄存器,PTADD、PTBDD,、,数据方向寄存器的一位：0,定义输入，1,定义输出,数据寄存器,PTAD、PTBD,、,输出时：数据寄存器的一位：0,输出低电平,1,输出高电平 输入时：数据寄存器的一位：0,代表外部输入低电平,1,代表外部输入高电平,上拉电阻允许寄存器,PTAPE,、,在引脚被定义成,输入,时，可通过上拉电阻允许寄存器定义有无内部上拉电阻：0,没有内部上拉电阻,1,有内部上拉电阻,08,C,中的位操作语句及对应的编译后的,指令,C,语句,编译后的汇编指令,PTAD|=(17);/PTA,的第,7,位置,1,Bset 7,0 x00,PTAD /PTA,的第,7,位清,0,Bclr 7,0 x00,PTAD=,(17);,/PTA,的第,7,位取反,LDA 0 x00,EOR#-128,STA 0 x00,if(PTAD&0 x81)=0)/,检查第,7,位和第,0,位是否为,0,LDA 0 x00,BIT#-127,BNE 0 x,*测试或赋值某一位时，用1、2方法，多位时用3、4方法,IO,举例一,用于输入线路中的上拉或下拉电阻不会因开关断开而悬空的电阻。,判断设备类型,(I/O,基本的是信息流向,),I:,上拉,/O:,初始值,1:PTX|=(1bit),，,0:PTX&=(1bit),a:,输入,b:,输出,MCU,PTB.6,R,D,MCU,PTC.4,R,K,根据接线图，对,IO,口进行初始化。,写出,PTC.4,的方向（,PTCDD,）,定义和上拉电阻（,PTCPE）,的实现的两条,C,语句；,根据给出的接线图，对,IO,口进行初始化。,（1）写出,PTB.6,的方向定义（,PTBDD,）,的实现的一条,C,语句；,（2）写出,PTB.6,口的二极管小灯初始为暗的一条,C,语句。,(1),PTBDD|=(16);,(2)PTBD,PTCDD,PTCPE|=(14);,IO,举例二,输入,R,输出,MCU,PTB.6,D,根据接线图，对,IO,口进行初始化。,根据给出的接线图，对,IO,口进行初始化。,（1）写出,PTB.6,的方向定义（,PTBDD）,的实现的一条,C,语句；,（2）写出,PTB.6,口的二极管小灯初始为暗的一条,C,语句。,(1),PTBDD|=(16);,(2)PTBD|=(16);,PTCDD,MCU,PTC.4,R,K,+5,V,+5,V,IO,举例三,根据接线图，对,IO,口进行初始化。,PTADD&=(15),；,PTAPE|=(15);(,该句最好不要,),PTADD|=(12),；,PTAD|=(18,波特率寄存器,L,字节,=,波特率寄存器的值,举例的编程,1,、前面不同波特率的计算。,2,、修改程序。,3,、利用现有的函数编写主函数,main(),或者中断服务程序。,比如：用,SCIre1,接收，用,SCIsend1,发送。书本中用的是,SCIreN,、,SCIsendN,，将其修改。,用函数，首先了解函数的功能，其次要注意其参数的含义和返回值。,4,、在设计中，,SCI,常常用于调试，将数据发送至计算机显示，方便的、简单。,键盘,键盘,是若干个按键组成的开关矩阵，接收用户的按键信息，是实现人-机交互的输入设备。,是一个常用的输入设备。,读入键值有：直读方式和,扫描方式,；,响应方式分为查询法、中断法,查询：可以用,PTA,或者其他端口用于和键盘引脚相连（如图，见下一页）,中断：用,D(7,3,2),、,G(40),端口,V,DD,MCU,内部上拉电阻,PTA0,PTA1,PTA2,PTA3,PTA7,PTA6,PTA5,PTA4,列线,n,1,n,2,n,3,n,4,行线,m,1,m,2,m,3,m,4,1 2 3,A,4 5 6,B,7 8 9,C,*0#,D,44键盘的扫描方法,将,PTA,口的8根数据线和键盘8根引脚相连，,PTA,的4根定义为输出，4根定义为输入。最初4根输出线和输入线的电平都为高。扫描时，其中一根输出线为低电平，接着检测4根输入线的电平是否有为低的。没有，则换一根输出线为低电平，重新检测4根输入线的电平是否有为低的。有，则将,PTA,的数据寄存器的值作为该按下键的键值。若4根输出线分别为低电平，都没有检测出输入线电平为低，则说明没有按键被按下。,LED,和,LCD,都是输出设备，用于显示数据。,因几个8段数码管共用数据线，采用位选线扫描法让每个数码管有字符显示。,其原理：,要让各个数据管（共阴极的）均显示需要的数字，则必须逐个使相应位选信号为,0,，其他位选信号为,1,，并将该位要显示的一位数字送到数据线上。这种方法叫“位选线扫描法”。虽然每个时刻只有一个数码管有效，但只要延时适当，由于人眼的“视觉暂留效应”,(,约,100ms,左右,),，看起来则是同时显示的。,4,连排8段数码管和,MCU,的连接线,8位数据线,有12根,4位位选线,LCD,和,MCU,的连接线,8位数据线,有11根,3位控制线,注意,LCD,显示的数据是字符型数据，所以如果给的数据是数值型的，则要转换，要进行转换。,方法,:,x=x+0,注意,LED,显示的数据是编码数据,(,数值型,),，所以如果给的数据是字符型的，则要转换，要进行转换。,方法,:x=,x-0,LED,和,LCD,CS3,a,b,c,d,e,f,g,dp,CS2,a,b,c,d,e,f,g,dp,CS1,a,b,c,d,e,f,g,dp,CS0,a,b,c,d,e,f,g,dp,4,连排共阴极,8,段数码管内部结构图,LCD(YM1602C),16,15,14,13,12,11,10,09,08,07,06,05,04,03,02,01,LCD_RW,LCD_RS,PTB7,PTB6,PTB5,PTB4,PTB3,PTB2,PTB1,PTB0,PTC2,PTC1,PTC0,GP32,LCD_D7,LCD_D6,LCD_D5,LCD_D4,LCD_D3,LCD_D2,LCD_D1,LCD_D0,LCD_E,GND,AW60,与,LCD,的连接,SPI,SPI(,串行外设接口,),是,Freescale,公司推出的一种,同步,串行通讯接口，在,主机的,同步时钟频率控制下以相同的时序模式在单线上按照,先高位后低位或先低位后高位,一位一位地传送，没有,“,开始位,”,和,“,停止位,”,，主要用于,MCU,和外围扩展芯片之间的串行连接，现已发展成为一种工业标准。,全双工,(,或设置为半双工,),。,主、从工作方式。,4钟工作时序可选,4种中断标志,A/D,转换模块的功能是将电压之类的模拟信号转换为对应的数字信号。实际应用中，这个电压信号可能由温度、湿度、压力等实际物理量经过传感器和相应的变换电路转化而来。经过,A/D,转换，,MCU,就可以处理这些物理量。,B,、,D,口引脚作为,A/D,转换引脚时，也叫作,AD15 pin,AD0 pin,AW60,内部有,16,路,8,位,/10,位,A/D,转换，没有,D/A,转换。,采样精度（指数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量，即我们通常所说的采样位数）,采样速率,完成一次,A/D,采样所要花费的时间,滤波（为了使采样的数据更准确，必须对采样的数据进行筛选去掉误差较大的毛刺，有,:,中值滤波和均值滤波）,物理量回归（得到稳定的,A/D,采样值以后，还需要把,A/D,采样值与实际物理量对应起来,知道采样数字所代表的实际物理值,才有实际意义,.,）,模拟量转换,定时接口,HCS08,系列的单片机定时器的核心是一个工作时处于不断加,1,的,16,位计数寄存器，,在确定计数频率下，不断加,1,，得到规定的计