综合题
61.智能点钞机(如图所示)是自动清点钞票的机电一体化装备，其控制系统基本功能描述如下：
a、能探测到的钞票放入进钞口，延时后启动点钞计数。
b、点钞计数功能启动后，电机转动，带动钞票进入，进行计数。计数的值显示在LED显示器上。
c、在钞票计数的同时，还能进行钞票的防伪识别，并对钞票的破损情况、钞票的污损情况进行识别。
d、智能点钞机还能通过串口与后台主机相连，进行相关的信息传输，接收主机发来的操作命令。
根据上述功能要求的描述，若以S3C2410芯片为核心来设计智能点钞机的控制器，请完善
下面的叙述(程序)和回答有关的问题。
(1)在设计智能点钞机控制器电路时，除需要设计最小的硬件系统外，还需要设计钞票探测识别电路、电机驱动电路、通信接口电路等。所谓最小硬件系统，除了CPU外还应该包括电源电路、时钟电路、【81】电路、调试测试接口、以及【82】。
(2)设计钞票放入进钞口的探测电路时，采用红外探测技术。若选用S3C2410芯片的GPE13引脚连接到红外接收端，当GPE13引脚为“0”时，即表示有钞票放入进钞口。在相关驱动软件设计时，需用下面语句来初始化GPE13引脚的功能(仅初始化GPE13引脚)。
rGPECON=rGPECON&【83】；／／rGPECON是GPE端口的控制寄存器
并且，用下面语句：
temp=rGPEDAT｜0xDFFF；／／temp是一个16位二进制变量，rGPEDAT是端口E的数
据寄存器
来获得红外接收信息。若变量temp的值为【84】时，表示有钞票放入进钞口；若变量temp的值为【85】时，表示没有钞票放入进钞口。
(3)在设计LED显示器电路时，选用3个共阴极的8段LED(其排列如图所示)来组成显示器，用于显示点钞的计数值。选用GPF0～GPF6、GPF7外接同向驱动后，分别连接到3个LED的a～g、dp等8段信号线上，选用GPE8～GPE10外接同向驱动后分别连接到3个LED的位信号线上。那么，在相关驱动程序中，可以用下面语句来初始化CPF0～GPF7的引脚为【86】功能。
rGPFCON=0x5555；／／rGPFCON是端口F的控制寄存器
并可用下面语句来初始化GPE8～GPE10的引脚功能：
rGPECON=((rGPECON｜【87】)&0xFFD5 FFFF)；／／rGPECON是端口E的控制寄存器
若GPE8～GPE10分别控制显示器中的低数据位～高数据位的3个LED位信号线。那么，若只在显示器中最高数据位对应的LED上显示字符“1”，相关驱动程序中可用下面语句实现。
rGPFDAT=【88】；／／输出“1”对应的段码，用十六进制数表示。rGPFDAT是端口F的数据寄存器
rGPEDAT=rGPEDAT&【89】；／／输出对应的位信号，用十六进制数表示。rGPEDAT是端口E的数据寄存器
若只在显示器中最低数据位对应的LED上显示字符“2”，相关驱动程序中可用下面语句实现。
rGPFDAT=【90】；／／输出“2”对应的段码，用十六进制数表示。rGPFDAT是端口F的数据寄存器
rGPEDAT=rGPEDAT&【91】；／／输出对应的位信号，用十六进制数表示。rGPEDAT是端口E的数据寄存器
(4)为了识别钞票的破损情况和污损情况，设计一个摄像头模块接口电路，以便获取钞票的图像进行识别。在硬件电路设计时，可以选用端口E的引脚：GPE15和【92】，连接到摄像头模块的引脚：SDA和SCL上。并可用语句：rGPECON=((rGPECON｜0xA0000000)&【93】)来初始化端口E的这2个引脚功能。
(5)设计与后台主机进行通信的接口电路时，选用S3C2410芯片的UART0部件来实现。若通信波特率设为9600bps，数据格式为：8位数据位、1位停止位、偶校验。那么，在相关的驱动程序中，可以用下面语句来进行该部件的初始化(注：与UART0部件有关的引脚均需初始化)。
rGPHCON=(rGPHCON＆0xFFFFFF00)｜【94】；／／rGPHCON是端口H的控制寄存器
rUFCONO=0x0；／／FIF0 disable
rUMCONO=0x0；
rULCON0=(【95】?3)｜(0?2)｜(【96】)；／／设置线路控制寄存器
rUCONO=0x2415；／／设置控制寄存器
rUBRDIVO=((int)(PCLK／(【97】×16)+0．5)-1)；／／设置波特率，小数采用四舍五入，PCLK是主频
(6)智能点钞机的软件设计者需自行设计一个启动引导程序。在启动引导程序中需要完成异常向量表的设置，并设置各工作模式下的【98】指针。对于S3C2410微处理器来说，其启动引导程序中还需要完成禁止看门狗部件和禁止【99】，然后通过指令【100】来完成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
1)端口E控制寄存器(GPECON)的格式
2)端口F控制寄存器(GPFCON)的格式
3)GPHCON寄存器的格式
4)ULCONn寄存器的格式
a、能探测到的钞票放入进钞口，延时后启动点钞计数。
b、点钞计数功能启动后，电机转动，带动钞票进入，进行计数。计数的值显示在LED显示器上。
c、在钞票计数的同时，还能进行钞票的防伪识别，并对钞票的破损情况、钞票的污损情况进行识别。
d、智能点钞机还能通过串口与后台主机相连，进行相关的信息传输，接收主机发来的操作命令。
根据上述功能要求的描述，若以S3C2410芯片为核心来设计智能点钞机的控制器，请完善
下面的叙述(程序)和回答有关的问题。
(1)在设计智能点钞机控制器电路时，除需要设计最小的硬件系统外，还需要设计钞票探测识别电路、电机驱动电路、通信接口电路等。所谓最小硬件系统，除了CPU外还应该包括电源电路、时钟电路、【81】电路、调试测试接口、以及【82】。
(2)设计钞票放入进钞口的探测电路时，采用红外探测技术。若选用S3C2410芯片的GPE13引脚连接到红外接收端，当GPE13引脚为“0”时，即表示有钞票放入进钞口。在相关驱动软件设计时，需用下面语句来初始化GPE13引脚的功能(仅初始化GPE13引脚)。
rGPECON=rGPECON&【83】；／／rGPECON是GPE端口的控制寄存器
并且，用下面语句：
temp=rGPEDAT｜0xDFFF；／／temp是一个16位二进制变量，rGPEDAT是端口E的数
据寄存器
来获得红外接收信息。若变量temp的值为【84】时，表示有钞票放入进钞口；若变量temp的值为【85】时，表示没有钞票放入进钞口。
(3)在设计LED显示器电路时，选用3个共阴极的8段LED(其排列如图所示)来组成显示器，用于显示点钞的计数值。选用GPF0～GPF6、GPF7外接同向驱动后，分别连接到3个LED的a～g、dp等8段信号线上，选用GPE8～GPE10外接同向驱动后分别连接到3个LED的位信号线上。那么，在相关驱动程序中，可以用下面语句来初始化CPF0～GPF7的引脚为【86】功能。
rGPFCON=0x5555；／／rGPFCON是端口F的控制寄存器
并可用下面语句来初始化GPE8～GPE10的引脚功能：
rGPECON=((rGPECON｜【87】)&0xFFD5 FFFF)；／／rGPECON是端口E的控制寄存器
若GPE8～GPE10分别控制显示器中的低数据位～高数据位的3个LED位信号线。那么，若只在显示器中最高数据位对应的LED上显示字符“1”，相关驱动程序中可用下面语句实现。
rGPFDAT=【88】；／／输出“1”对应的段码，用十六进制数表示。rGPFDAT是端口F的数据寄存器
rGPEDAT=rGPEDAT&【89】；／／输出对应的位信号，用十六进制数表示。rGPEDAT是端口E的数据寄存器
若只在显示器中最低数据位对应的LED上显示字符“2”，相关驱动程序中可用下面语句实现。
rGPFDAT=【90】；／／输出“2”对应的段码，用十六进制数表示。rGPFDAT是端口F的数据寄存器
rGPEDAT=rGPEDAT&【91】；／／输出对应的位信号，用十六进制数表示。rGPEDAT是端口E的数据寄存器
(4)为了识别钞票的破损情况和污损情况，设计一个摄像头模块接口电路，以便获取钞票的图像进行识别。在硬件电路设计时，可以选用端口E的引脚：GPE15和【92】，连接到摄像头模块的引脚：SDA和SCL上。并可用语句：rGPECON=((rGPECON｜0xA0000000)&【93】)来初始化端口E的这2个引脚功能。
(5)设计与后台主机进行通信的接口电路时，选用S3C2410芯片的UART0部件来实现。若通信波特率设为9600bps，数据格式为：8位数据位、1位停止位、偶校验。那么，在相关的驱动程序中，可以用下面语句来进行该部件的初始化(注：与UART0部件有关的引脚均需初始化)。
rGPHCON=(rGPHCON＆0xFFFFFF00)｜【94】；／／rGPHCON是端口H的控制寄存器
rUFCONO=0x0；／／FIF0 disable
rUMCONO=0x0；
rULCON0=(【95】?3)｜(0?2)｜(【96】)；／／设置线路控制寄存器
rUCONO=0x2415；／／设置控制寄存器
rUBRDIVO=((int)(PCLK／(【97】×16)+0．5)-1)；／／设置波特率，小数采用四舍五入，PCLK是主频
(6)智能点钞机的软件设计者需自行设计一个启动引导程序。在启动引导程序中需要完成异常向量表的设置，并设置各工作模式下的【98】指针。对于S3C2410微处理器来说，其启动引导程序中还需要完成禁止看门狗部件和禁止【99】，然后通过指令【100】来完成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
1)端口E控制寄存器(GPECON)的格式
2)端口F控制寄存器(GPFCON)的格式
3)GPHCON寄存器的格式
4)ULCONn寄存器的格式
【正确答案】(1)【81】复位【82】存储器
(2)【83】0xF3FFFFFF【84】0xDFFF【85】0xFFFF
(3)【86】输出【87】0x00150000【88】0x06【89】0xFBFF【90】0x5B
(4)【92】GPE14【93】0xAFFFFFFF
(5)【94】0x000000AA【95】5【96】3【97】9600
(6)【98】堆栈【99】中断【100】BL＿main
(2)【83】0xF3FFFFFF【84】0xDFFF【85】0xFFFF
(3)【86】输出【87】0x00150000【88】0x06【89】0xFBFF【90】0x5B
(4)【92】GPE14【93】0xAFFFFFFF
(5)【94】0x000000AA【95】5【96】3【97】9600
(6)【98】堆栈【99】中断【100】BL＿main
【答案解析】(1)嵌入式处理器都有一个系统复位引脚为nRESET或RESET，n表示低电平复位，不带n的表示高电平复位。一般情况下，nRESET必须至少保持若干个处理器时钟周期的低电平，系统才能可靠复位，并且考虑可以人工干预复位。目前嵌入式系统常使用外接典型复位芯片以保证系统能可靠复位。ARM处理芯片内部硬件中除ARM内核外，最重要的组件就是存储器及其管理组件，用于管理和控制片内的SRAM、ROM和：Flash ROM，通过外部存储器控制器对外部扩展存储器如：Flash存储器及DRAM等进行管理与控制，故【81】空填写复位、【82】空填写存储器。
(2)设置GPE13为输入，查表可得，端口GPE13的数值置为”00”，而其他位保持原来值1不变，故【83】空填写0xF3FFFFFF。设置端口E数据寄存器“ternp=rGPEDAT｜0xDFFF”获得红外接收temp=rGPEDAT｜0xDFFF，变量temp的值为0xDFFF时，表示钞票放入进钞口，故【84】空填写0xDFFF。当寄存器各位的值保持原来值1时，表示没有钞票进入进钞口，所以temp=0xFFFF，故【85】空填写0xFFFF。
(3)由rCPFCON=0x5555以及查询端口F控制器格式可知，因为输出时，GPF0～ GPF7对应的位是”01”，故【86】空填写输出，此为初始化GPF0～GPF7的引脚的输出功能。初始化GPE8～GPE10的引脚功能，设置初始值。对应位的值分别为：010101，其他位保持初始状态，故【87】空填写0x00150000。显示器最高数据位显示数字1，因为共阴极接法，“00000110”显示数字1，故【88】空填写0x06，【89】空填写0xFBFF。因为共阴极接法，“01011011”显示数字2，故【90】空填写0x5B，【91】空填写0xFEFF。
(4)可以选用GPE15和GPE14连接到摄像头的SDA和SCL引脚。查端口控制器格式表可知，GPE14，GPE15设置为”1010”其他位设置为保留状态，故【92】空填写GPE14、【93】空填写0xAFFFFFFF。
(5)GPH0中10=nCTS0，GPH1中10=nRTS0，GPH2中10=nTXD0，GPH3中10=nRXD0，所以端口H的初始化为rGPHCON=(rGPHCON&0xFFFFFF00)｜0x000000AA，故【94】空填写0x000000AA。8位数据位、1位停止位、偶校验。在ULCON中，[1：0]：11=8位；[2]：0=1位停止位；[5：3]：101=偶校验；[6]：0=正常操作模式。即rULCON0=(5?3)｜(0?2)｜(3)，则空【95】为5，空【96】为3；设置波特率为9600。
(6)智能点钞机的软件设计者需自行设计一个启动引导程序。在启动引导程序中需要完成异常向量表的设置，并设置各工作模式下的堆栈指针。对于S3C2410微处理器来说，其启动引导程序中还需要完成禁止看门狗部件和禁止中断，然后通过指令BL＿main来完成引导应用程序的主函数main()。
(2)设置GPE13为输入，查表可得，端口GPE13的数值置为”00”，而其他位保持原来值1不变，故【83】空填写0xF3FFFFFF。设置端口E数据寄存器“ternp=rGPEDAT｜0xDFFF”获得红外接收temp=rGPEDAT｜0xDFFF，变量temp的值为0xDFFF时，表示钞票放入进钞口，故【84】空填写0xDFFF。当寄存器各位的值保持原来值1时，表示没有钞票进入进钞口，所以temp=0xFFFF，故【85】空填写0xFFFF。
(3)由rCPFCON=0x5555以及查询端口F控制器格式可知，因为输出时，GPF0～ GPF7对应的位是”01”，故【86】空填写输出，此为初始化GPF0～GPF7的引脚的输出功能。初始化GPE8～GPE10的引脚功能，设置初始值。对应位的值分别为：010101，其他位保持初始状态，故【87】空填写0x00150000。显示器最高数据位显示数字1，因为共阴极接法，“00000110”显示数字1，故【88】空填写0x06，【89】空填写0xFBFF。因为共阴极接法，“01011011”显示数字2，故【90】空填写0x5B，【91】空填写0xFEFF。
(4)可以选用GPE15和GPE14连接到摄像头的SDA和SCL引脚。查端口控制器格式表可知，GPE14，GPE15设置为”1010”其他位设置为保留状态，故【92】空填写GPE14、【93】空填写0xAFFFFFFF。
(5)GPH0中10=nCTS0，GPH1中10=nRTS0，GPH2中10=nTXD0，GPH3中10=nRXD0，所以端口H的初始化为rGPHCON=(rGPHCON&0xFFFFFF00)｜0x000000AA，故【94】空填写0x000000AA。8位数据位、1位停止位、偶校验。在ULCON中，[1：0]：11=8位；[2]：0=1位停止位；[5：3]：101=偶校验；[6]：0=正常操作模式。即rULCON0=(5?3)｜(0?2)｜(3)，则空【95】为5，空【96】为3；设置波特率为9600。
(6)智能点钞机的软件设计者需自行设计一个启动引导程序。在启动引导程序中需要完成异常向量表的设置，并设置各工作模式下的堆栈指针。对于S3C2410微处理器来说，其启动引导程序中还需要完成禁止看门狗部件和禁止中断，然后通过指令BL＿main来完成引导应用程序的主函数main()。