三、综合题

　　31[简答题]

　　某机械设备的控制器，其基本功能要求有：

　　需要有8个数字量输入，用于采集设备的状态信息;且需要8个数字量输出，用于控制设备动作。

　　具备一个RS-232接口，可以和上位机连接，接收上位机发送的命令及参数。

　　需要提供一个基准定时信号，定时时间间隔为0.01秒。

　　需要彩色LCD显示器，用于显示状态信息等。

　　根据上述功能要求的描述，若采用S3C2410芯片为核心来构建该机械设备控制器的硬件平台，请完善下面的叙述和c语言程序(需要使用的控制寄存器的格式见题后说明)。

　　(5)彩色LCD显示屏的硬件接口电路由S3C2410的专用GPTO端口【93】和端口【94】相关引脚配以驱动电路来设计。软件设计时，需要通过设置它们控制寄存器的值分别为【95】和【96】来确定它们的引脚功能。

　　(6)系统的软件可以设计为在无操作系统的环境下运行。设计者自行设计系统的启动引导程序，在该程序中完成异常向量设置、堆栈指针设置以及必要的硬件初始化。ARM9体系结构中规定的IRQ异常所对应的异常向量地址为【97】。Timed3部件所产生的0.01秒基准时问到时将引起IRQ异常。由于IRQ异常向量地址与下一个异常向量地址之间间隔为【98】个字节，因此，通常在IRQ异常向量地址处设计一条转移指令。堆栈指针的设置需按工作模式来进行。设置IRQ模式下的堆栈指针，需在R0“清0”后用指令ORRR1，R0，#0x12|【99】和MSRCPSR_CXSF，R1来使CPU核进入IRQ模式，然后再给sP寄存器赋值作为该模式下的堆栈指针。这些初始化工作完成后，即可通过指令【100】来引导应用程序的主函数main()。

　　说明：下面是试题解答时需要用到的寄存器格式及相关说明。

　　说明：设置TCFGO、TCFGI可以确定预分频器系数、分频器值，如：通过设置TCFGO为0x0000001F，TimerO的预分频器系数选择为31，设置TCFGI为0x00000001，Timer0的分频器值选择为4。通过下面公式计算定时器的计数常数：

　　定时器输入时钟频率=PCLK/(预分频系数+1)/分频器值

　　计数常数=定时时间间隔/(1/定时器输人时钟频率)

　　预分频系数的范围为0～255，分频器值的取值范围为2、4、8、l6。

　　8)TCON寄存器(注：此处不用的位被省略，其值默认为0x0000000)

　　参考解析：【解题思路】 本题考查以S3C2410为背景的嵌入式应用系统开发。题中应用为机械设备的控制器系统开发。包括通用I/O口GPIO的使用及相应的初始化编程。其中，GPC和GPD作为LCD显示器接口引脚，GPE作为输入输出;基于UART的RS-232接口电路设计及相应的初始化编程设置;UART的通信控制;内部定时器和计数器的设置及使用;基于S3C2410的无操作系统的嵌入式系统如何构建其启动引导程序。

　　【参考答案及解析】

　　(1)【81】0x FFFF5555【82】0x0020

　　【解析】和0相与清零，和1相与保持不变。和0相或保持不变，和1相或置1。00为输入，01为输出，则初始化GPIO端口E的GPE0～GPE7引脚功能为输出的语句是：rGPECON=(rGPECON | 0x00005555)&0x FFFF5555，空【81】为0xFFFF5555;通过GPE5引脚输出“1”来驱动执行机构动作，则将第6位置1，即rGPEDAT=rGPEDAT I0x 0020，则空【82】为0x0020。

　　(2)【83】0x000000AA【84】0x23【85】(9600 × 16)+0.5

　　【解析]0x000000AA;8位数据位、1位停止位、奇校验。在ULCON中，[1：0]：11=8位;[2]：0=1位停止位;[5：3]：100=奇校验;[6]：0=正常操作模式。即rGPHCON=(rGPH-coN&0xFFFFFF00)| 0x OOOOOOAA，则空【83】为0x000000AA。空【84】此处对线路控制寄存器进行相应设置。空【85】对所需的波特率进行设置。

　　(3)【86】872【87】4.7

　　【解析】按照上面UART0初始化函数所设置的通信速率，每秒钟最多能传输9600/(8+3)=872个字节的信息。若上位机有大小为4KB的初始参数需要下载到控制器中，那么，约需传输4×1024/872=4.7秒。

　　(4)【88】41250【89】0x 00000003【90]0x 00000003【91】0xA122【92】0x00000002

　　【解析】定时器输入时钟频率=PCLK/(预分频系数+1)/分割器值，计数常数=定时时间间隔/(1/定时器输入时钟频率)，即可得本题空【88】答案。TCFG0中[7：o]位确定Timer0的预分频系数，题设为3，则空【89】为0x00000003;TCFGl中[3：0]位确定Timer0的分频器值，题设为16，则空【90】为0x00000003。空【91】处设置的计数常数为0xAl22;更新TCNTB0和TC-MPB0设置空【92】为0x00000002。

　　(5)【93】C【94】D【95】0xAAAAAAAA【96】0xAAAAAAAA

　　【解析】GPC和GPD作为LCD液晶屏接口引脚，空【93】为C，空【94】为D;00为输入，01为输出，将端口C和D均设置为输出，空【95】【96】均为0xAAAAAAAA。

　　(6)【97】0x00000018【98】4【99】0xC0【100】BL_main

　　【解析】ARM9体系结构中规定的IRQ异常所对应的异常向量地址为0x00000018。IRQ异常向量地址与下一个异常向量地址之间间隔为4个字节。R0“清0”后用指令ORR R1，R0，#0x12|0x C0和MSR CPSR_CXSF，R1来使CPU核进人IRQ模式。可通过指令BL-main来引导应用程序的主函数main()。

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