问答题
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说明)。
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。
1)端口C的控制寄存器(GPCCON)
2)端口D的控制寄存器(CPDCON)
3)端口E的控制寄存器(GPECON)
4)端口H的控制寄存器(GPHCON)
5)UART线路控制寄存器(ULCONn n可以是0、1、2)
6)TCFGO寄存器
7)TCFG1寄存器
说明：设置TCFG0、TCFG1可以确定预分频器系数、分频器值，如：通过设置TCFG0为0x0000001F，Timer0的预分频器系数选择为31，设置TCFG1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/定时器输入时钟频率) 预分频系数的范围为0～255，分频器值的取值范围为2、4、8、16。 8)TCON寄存器(注：此处不用的位被省略，其值默认为0x0000000)
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说明)。
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。
1)端口C的控制寄存器(GPCCON)
| 引脚 | GPCCON的位 | 描述 |
| GPC15 | [31:30] | 00=输入,o1=输出,10=VD7,11=保留 |
| GPC14 | [29:28] | 00=输入,01=输出,10=VD6,11=保留 |
| GPC13 | [27:26] | 00=输入,01=输出,10=VD5,11=保留 |
| GPC12 | [25:24] | 00=输入,01=输出,10=VD4,11=保留 |
| GPC11 | [23:22] | 00=输入,01=输出,10=VD3,11=保留 |
| GPC10 | [21:20] | 00=输入,01=输出,10=VD2,11=保留 |
| GPC9 | [19:18] | 00=输入,01=输出,10=VD1,11=保留 |
| GPC8 | [17:16] | 00=输入,01=输出,10=VD0,11=保留 |
| GPC7 | [15:14] | 00=输入,01=输出,10=LCDVF2,11=保留 |
| GPC6 | [13:12] | 00=输入,01=输出,10=LCDVF1,11=保留 |
| GPC5 | [11:10] | 00=输入,01=输出,10=LCDVF0,11=保留 |
| CPC4 | [9:8] | 00=输入,01=输出,10=VM,11=IIS数据输出 |
| GPC3 | [7:6] | 00=输入,01=输出,10=VFRAME,11=IIS数据输入 |
| CPC2 | [5:4] | 00=输入,01=输出,10=VLINE,11=保留 |
| CPC1 | [3:2] | 00=输入,01=输出,10=VCLK,11=保留 |
| GPC0 | [1:0] | 00=输入,01=输出,10=LEND,11=保留 |
| 引脚 | GPCCON的位 | 描述 |
| GPD15 | [31:30] | 00=输入,01:输出,10=VD23,11=保留 |
| CPD14 | [29:28] | 00=输入,01=输出,10=VD22,11=保留 |
| GPD13 | [27:26] | 00=输入,01=输出,10=VD21,11=保留 |
| GPD12 | [25:24] | 00=输入,01=输出,10=VD20,11=保留 |
| GPD11 | [23:22] | 00=输入,01=输出,10=VD19,11=保留 |
| GPD10 | [21:20] | 00=输入,01=输出,10=VD18,11=保留 |
| GPD9 | [19:18] | 00=输入,01=输出,10=VD17,11=保留 |
| GPD8 | [17:16] | 00=输入,01=输出,10=VD16,11=保留 |
| GPD7 | [15:14] | 00=输入,01=输出,10=VD15,11=保留 |
| GPD6 | [13:12] | 00=输入,01=输出,10=VD14,11=保留 |
| GPD5 | [11:10] | 00=输入,01=输出,10=VD13,11=保留 |
| GPD4 | [9:8] | 00=输入,01=输出,10=VD12,1 1=保留 |
| GPD3 | [7:6] | 00=输入,01=输出,10=VD11,11=保留 |
| GPD2 | [5:4] | 00=输入,01=输出,10=VD10,11=保留 |
| GPD1 | [3:2] | 00=输入,01=输出,10=VD9,11=保留 |
| GPDO | [1:0] | 00=输入,01=输出,10=VD8,11=保留 |
| 引脚 | GPCCON的位 | 描述 |
| GPE15 | [31:30] | 00=输入,01=输出,10=IICSDA,11=保留 |
| CPE14 | [29:28] | 00=输入,01:输出,10=IICSCL,11=保留 |
| GPE13 | [27:26] | 00=输入,01=输出,10=SPICLK0,11=保留 |
| GPE12 | [25:24] | 00=输入,01=输出,10=SPIMOS10,11=保留 |
| GPE11 | [23:22] | 00=输入,01=输出,10=SPIMIS00,11=保留 |
| GPE10 | [21:20] | 00=输入,01=输出,10=SSDAT3,11=保留 |
| GPE9 | [19:18] | 00=输入,01=输出,10=SSDAT2,11=保留 |
| GPE8 | [17:16] | 00=输入,01=输出,10=SSDAT1,11=保留 |
| GPE7 | [15:14] | 00=输入,01=输出,10=SSDAT0,11=保留 |
| GPE6 | [13:12] | 00=输入,01=输出,10=SDCMD,11=保留 |
| GPE5 | [11:10] | 00=输入,01=输出,10=SDLCK,11=保留 |
| GPE4 | [9:8] | 00=输入,01=输出,10=IISSD0,11=IIS数据输出 |
| GPE3 | [7:6] | 00=输入,01=输出,10=IISSI,11=IIS数据输入 |
| GPE2 | [5:4] | 00=输入,01=输出,10=CDCLK,11=保留 |
| CPE1 | [3:2] | 00=输入,01=输出,10=IISCLK,11=保留 |
| GPE0 | [1:0] | 00=输入,01=输出,10=IISLRCK,11=保留 |
| 引脚 | GPCCON的位 | 描述 |
| GPH10 | [21:20] | 00=输入,01=输出,10=CLKOUT1,11=保留 |
| GPH9 | [19:18] | 00=输入,01:输出,10=CLKOUT0,11=保留 |
| GPH8 | [17:16] | 00=输入,01=输出,10=UEXTCLK,11=保留 |
| GPH7 | [15:14] | 00=输入,01=输出,10=ILXD2,11=保留 |
| GPH6 | [13:12] | 00=输入,01=输出,10=TXD2,11=保留 |
| GPH5 | [11:10] | 00=输入,01=输出,10=RXD1,11=保留 |
| GPH4 | [9:8] | 00=输入,01=输出,10=TXD1,11=IIS数据输出 |
| GPH3 | [7:6] | 00=输入,01=输出,10=RXD0,11=IIS数据输入 |
| GPH2 | [5:4] | 00=输入,01=输出,10=TXD0,11=保留 |
| GPH1 | [3:2] | 00=输入,01=输出,10=nRTS0,11=保留 |
| GPH0 | [1:0] | 00=输入,01=输出,10=nCTS0,11=保留 |
| ULCONn的位C | [7] | [6] | [5:3] | [2] | [1] |
|
描述
|
保留
值为0 |
确定红外模式
0=正常操作 模式 1=正常操作 模式 |
确定校验类型
0xx=无校验 100=奇校验 101=偶校验 |
确定停止位数
0=1位停止位 1=2位停止位 |
确定数据位
00=5位01= 6位 10=7位11= 8位 |
| TCFG0的位 | 功能描述 | 初始状态值 |
| [31:24] | 保留 | 0x00 |
| [23:16] | 在此不用 | 0x00 |
| [15:8] | 确定Timer2，Timer3，Timer4的预分频系数 | 0x00 |
| [7:0] | 确定Timer0，Timer1的预分频系数 | 0x00 |
| TCFG1的位 | 功能描述 | 初始状态值 |
| [31:24] | 保留 | 0x00 |
| [23:20] | 在此不用 | 0b0000 |
| [19:16] |
确定Timer4的分频器值
0000=20001=40010=80011=16 |
0b0000 |
| [15:12] |
确定Timer3的分频器值
0000=20001=40010=80011=16 |
0b0000 |
| [11:8] |
确定Timer2的分频器值
0000=20001=40010=80011=16 |
0b0000 |
| [7:4] |
确定Timer1的分频器值
0000=20001=40010=80011=16 |
0b0000 |
| [3:O] |
确定Timer0的分频器值
0000=20001=40010=80011=16 |
0b0000 |
| TCON的位 | 功能描述 | 初始状态值 |
| … | … | 0x0000000 |
| [3] |
确定Timer0的自动装载功能
1=自动装载0=一次停止 |
0b0 |
| [2] |
确定Timer0的输出反转位
1=TOUT0反转0=TOUT0不反转 |
0b0 |
| [1] |
确定Timer0的更新
1=更新TCNTB0和TCMPB0 0=不更新 |
0b0 |
| [0] |
确定Timer0的启动/停止
1=启动0=停止 |
0b0 |
问答题
若硬件设计时采用GPIO端口E的GPE0～GPE7引脚作为8个数字量输出，那么软件设计时其初始化语句是：rGPECON=(rGPECON | 0x00005555)&______。若软件设计时需要通过GPE5引脚输出“1”来驱动执行机构动作，那么语句是：rGPEDAT=rGPEDAT | ______。(注：rGPECON是端口E的控制寄存器所对应的变量，rGPEDAT是端口E的数据寄存器所对应的变量)
【正确答案】
【答案解析】0xFFFF5555 0x0020
[解析] 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。
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)&0xFFFF5555，第一空为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 | 0x0020，则第二空为0x0020。
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)&0xFFFF5555，第一空为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 | 0x0020，则第二空为0x0020。
问答题
硬件设计时，选用UART0来完成RS-232接口电路设计。在软件设计时，其初始化程序中波特率设置为9600bps，数据格式设置为：8位数据位、奇校验、1位停止位。请补充完善下面的UART0初始化函数(注：主频参数为PCLK)：
void UART0_Init()
{
rGPHCON=(rGPHCON&0xFFFFFF00)|______；//端口H相应引脚功能初始化
rUFCON0=0x0；//FIFO不使能
rUMCON0=0x0：
rULCON0=______；//设置线路控制寄存器
rUCON0=0x145；//设置控制寄存器
rUBRDIV0=((int)(PCLK/______)-1)；//设置波特率，小数采用四舍五入
void UART0_Init()
{
rGPHCON=(rGPHCON&0xFFFFFF00)|______；//端口H相应引脚功能初始化
rUFCON0=0x0；//FIFO不使能
rUMCON0=0x0：
rULCON0=______；//设置线路控制寄存器
rUCON0=0x145；//设置控制寄存器
rUBRDIV0=((int)(PCLK/______)-1)；//设置波特率，小数采用四舍五入
【正确答案】
【答案解析】0x000000AA 0x23 (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) | 0x000000AA，则第一空为0x000000AA。第二空此处对线路控制寄存器进行相应设置。第三空对所需的波特率进行设置。
问答题
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______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______秒才能完成下载(1K=1024，精确到小数点后面l位数字)。
【正确答案】
【答案解析】872 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。
问答题
系统中所需要的0.01秒基准定时时间选用S3C2410芯片内部的Timer0部件来产生。若系统的主频参数PCLK为264MHz，分频器值选择为16，预分频系数选择为3，那么，Timer0的计数常数为______。软件设计时，设计了如下的Timer0初始化函数，请补充完善。(注：下面程序中⑨、⑩、
用8位十六进制数表示，
用8位十六进制数表示，
【正确答案】
【答案解析】41250 0x00000003 0x00000003 0xA122 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)，即可得本题第一空答案。TCFG0中[7:0]位确定Timer0的预分频系数，题设为3，则第二空为0x00000003；TCFG1中[3:0]位确定Timer0的分频器值，题设为16，则第三空为0x00000003。第四空处设置的计数常数为0xA122；更新TCNTB0和TCMPB0设置第五空为0x00000002。
问答题
彩色LCD显示屏的硬件接口电路由S3C2410的专用GPIO端口______和端口______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______和______来确定它们的引脚功能。
【正确答案】
【答案解析】C D 0xAAAAAAAA 0xAAAAAAAA[解析] GPC和GPD作为LCD液晶屏接口引脚，第一空为C，第二空为D；00为输入，01为输出，将端口C和D均设置为输出，第三空和第四空均为0xAAAAAAAA。
问答题
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______。Timer0部件所产生的0.01秒基准时间到时将引起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______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|______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______来引导应用程序的主函数main()。
【正确答案】
【答案解析】0x00000018 4 0xC0 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 | 0xC0和MSR CPSR_CXSF，R1来使CPU核进入IRQ模式。可通过指令BL_main来引导应用程序的主函数main()。