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嵌入式系统复习笔记
嵌入式系统复习笔记
-----增哥
注意点：
本复习指导基本已包括所有的程序设计以及分析题，每个考点后面均有例题，例题前的所有知识点我已经把他写的尽量通俗易懂，把程序分析的方法也写明，希望大家用几个小时时间来看看，通过考试绝对没有问题！
PS：
本材料后面所写的参考页码均是以新版书为标准，用旧版书的同学麻烦自己写上旧版书的页码，知识点都是一样的！
！
！
本人能力有限，如有错误，请见谅！
！
1、状态寄存器CPSR各bit的意义：
各位同学只需了解控制位bit0~bit7
Mode[4:
0]是见表1P29
Mode[4:
0]
10000
10001
10010
10011
10111
11011
11111
模式
用户
FIQ中断
IRQ中断
管理
中止
未定义
系统
T:
为状态：
0表示ARM状态，1表示Thumb状态
I、F表示IRQ中断FIQ中断的使能。
1时中断禁止，0时中断使能（允许该中断）。
2、三个特殊用途寄存器SP（R13）LR（R14）PC（R15）
R13（SP）：
堆栈指针，保存当前处理器模式的堆栈栈顶。
R14（LR）：
链接R，保存子程序（含发生异常）的返回地址。
R15（PC）：
程序计数器，保存下一条指令的地址。
注意点：
PC指针永远指向取值（什么意思？
见第3点流水线）
3、ARM7的流水线
采用三级流水线，即取指→译码→执行
例：
假设一共有三条指令：
0x4000ADDPC,PC,#4；其中第二个PC指针的值为0x4008，将第二个PC+4=0x400C赋给第一个PC指针（回答上述PC指针永远指向取值的问题）
0x4004SUB
0x4008CMP
那么CPU实际执行为：
周期取指译码执行
T1ADD
T2SUBADD
T3CMPSUBADD
解释：
当第一CPU周期T1时先取址，取第一个指令的地址。
当第二CPU周期T2时取第二个指令的地址，然后译码，译的是第一个指令的码
当第三CPU周期T3时取第三个指令的地址，译第二个指令的码，执行第一个指令
所以：
PC值=当前程序执行位置+8字节（如果CPSR中的T位为0，则+8；如果T位为1，则+4）
4、PLL频率的计算（P133）
符号
说明
晶体振荡器的输出频率，即PLL的输入频率
PLL电流控制振荡器的输出频率
PLL最终的输出频率（即CPU内核需要的频率）
经过VPB分频器后的供给外部设备的输出频率值
M
PLLCFG寄存器中的MSEL位的倍增器值+1P134
P
PLLCFG寄存器中的PSEL位的分频器值P134
PLLCFG寄存器的意义：
一个8位的PLL配置寄存器
PLLCFG[4:
0]为MSEL[4:
0],存放的是PLL倍频器值（即M值）；
例：
MSEL[4:
0]=00101则表示5，M=5+1=6
PLLCFG[6:
5]为PSEL[1:
0]，存放的是PLL的分频器值（即P值；）
例：
PSEL[1:
0]=00则表示P=1
01则表示P=2
10则表示P=4
11则表示P=8
PLL频率公式：
注意点：
的范围为156~320MHZ；
例题：
晶振的频率为10MHZ，需要输出的系统时钟为60MHZ，请问如何配置？
答：
=10MHZ，所以
所以M-1=5，所以MSEL[4:
0]=0b00101;
根据
的范围可知，
所以，P只能取2，即PSEL[1:
0]=0b01;
所以根据上述得：
PLLCFG=（1<<5）|（5）;这句话的意思是将2（也就是0b01）向左移5位，也就是将PESL赋值了，然后与5逻辑或，也就是将0b00101赋值给MSEL了。
则系统时钟设置为：
#defineFosc11059200；晶振10MHz；
#defineFcclk（Fosc*6）；系统频率为Fosc的整数M倍
#defineFcco（Fcclk*4）；cco频率为Fcclk的2
P倍
#defineFpclk（Fcclk/4）*1；VPB分频，只能为Fcclk/4的1、2、4倍
5、引脚连接模块的配置
注意点：
请各位同学注意LPC2214的引脚描述图P97
【1】引脚选择寄存器共3个，每个32位，PINSEL0、PINSEL1、PINSEL2
其中每两位控制一个引脚（如何理解？
）
解释：
PINSEL0[1:
0]表示该寄存器1位、0位控制P0.0口
其中00表示GPIO的功能；01表示TxD（UART0）的功能；10表示PWM1的功能；11保留
详细见表P173-P174
所以PINSEL0[31:
0]控制P0.0~P0.15PINSEL1[31:
0]控制P0.16~P0.31
【2】例题：
将P0.10配置成GPIO，P0.11配置成CTS（UART1），如何配置？
解题分析思路：
①首先确定是PINSEL0还是PINSEL1来控制？
这里是PINSEL0控制；
而且P0.10是PINSEL0[21:
20]控制，P0.11是PINSEL0[23:
22]控制；
②再根据P173的表可得，P0.10的GPIO功能的值为00，P0.11的CTS功能值是01；
③[23：
22][21：
20]
0100=4，0x04＜＜20（0X00400000）
这句话的意思是将这四位的值（也就是0x00000004）赋值进去，因为该值是从第20开始的，所以需要左移20，就变成了（0x00400000）；
④最后写出引脚配置语句，采用可先读寄存器值，然后按位进行逻辑“与”、“或”操作，再回写到该寄存器。
也就是：
本题答案：
PINSEL0=（PINSEL0&0xFF0FFFFF）|（0x04＜＜20）
（本句的意思是，先读出PINSEL0的值，然后和0xFF0FFFFF逻辑与，因为PINSEL0中我们只需要将要设置的0100赋值进去，不能改变其他值，原值&1=原值，起到保护其他值的作用
[31:
24][23:
22][21:
20][19:
0]
二进制：
11111111000011111111111111111111
十六进制：
FF0FFFFF
然后我们将要赋值的值左移20位，与原值逻辑或即可）。
6、外部存储器的配置（EMC）
【1】系统有4个外部存储器组配置寄存器BCFG0BCFG1BCFG2BCFG3描述见P155
其中PINSEL2[5:
4]为BOOT[1:
0],也是BCFGn[29:
28],表示控制数据总线的宽度
00表示8位01表示16位10表示32位11保留
寄存器的配置选项：
①IDCY：
为防止总线竞争，存储器内部读/写访问间需间隔空闲时钟周期（1~16个cclk）；
②WST1：
读访问长度（等待+操作：
3~34个cclk）；
③WST2：
写访问长度（等待+操作：
1~32个cclk）；
④RBLE/MW：
存储器组的总线宽度（8/16/32位）；
⑤WP：
存储器组写保护（=1,写保护）。
【2】16位宽存储器组连接16位SRAM芯片；512KB、16位数据宽度（或者问MW=0b01或者问BOOT[1:
0]=0b01），请问如何接线？
P362
解题分析思路：
①首先确定是16位数据总线宽度,那么将LPC2200中的D0~D15连接到SRAM上的I/O0~I/O15上。
②512KB是容量，决定地址总线的宽度，
，所以为19根地址总线，所以从A0~A18；
③又因为是16位数据宽度，P口只有8位输出，所以A0为低位，不用接。
④所以实际接线为A1~A18接到SRAM的A0~A17.见以下接线图为答案。
7、VIC向量中断控制配置
【1】VIC控制寄存器分三个寄存器：
VICIntSelect（中断选择寄存器）、VICIntEnable（中断使能寄存器）、VICIntEnClr（中断使能清零寄存器）P193~P194
①VICIntSelect（中断选择寄存器）：
为32位寄存器，当某一位为1时，表示该通道的中断设置为FIQ；为0时，分配为IRQ。
例：
VICIntSelect[14]=1则通道14的EINT0中断设置为FIQ中断。
②VICIntEnable（中断使能寄存器）：
为32位寄存器，写入1时，对应通道的中断使能，写入0时，则对应通道中断无效。
例：
VICIntEnable=（1<<14）;即通道14（也就是EINT0）中断使能；
③VICIntEnClr（中断使能清零寄存器）：
为32位寄存器，写入1时，对应通道的中断禁止，写入0时，则无效。
例：
VICIntEnClr=（1<<14）;即通道14（也就是EINT0）中断禁止；
注意：
19个中断源对应的VIC通道号（同学们只需要了解加粗体的几个中断源对应的通道号即可）
模块
标志
VIC通道号
WDT
看门狗中断（WDINT）
0
—
保留给软件中断
1
ARM内核
EmbeddedICE,DbgCommRx
2
ARM内核
EmbeddedICE,DbgCommTx
3
定时器0
匹配0-3（MR0,MR1,MR2,MR3）
捕获0-3（CR0,CR1,CR2,CR3）
4
定时器1
匹配0-3（MR0,MR1,MR2,MR3）
捕获0-3（CR0,CR1,CR2,CR3）
5
UART0
Rx线状态（RLS）
发送保持寄存器空（THRE）
Rx数据可用（RDA）
字符超时指示（CTI）
6
UART1
Rx线状态（RLS）
发送保持寄存器空（THRE）
Rx数据可用（RDA）
字符超时指示（CTI）
7
PWM0
匹配0-6（MR0,MR1,MR2,MR3,MR4,MR5,MR6）
8
I2C
I
SI（状态改变）
9
SPI0
SPI中断标志（SPIF）
模式错误（MODF）
10
SPI1
SPI中断标志（SPIF）
模式错误（MODF）
11
PLL
PLL锁定（PLOCK）
12
RTC
计数器增加（RTCCIF）
报警（RTCALF）
13
系统控制
外部中断0（EINT0）
14
系统控制
外部中断1（EINT1）
15
系统控制
外部中断2（EINT2）
16
系统控制
外部中断3（EINT3）
17
A/D
A/D转换器
18
【2】VIC参数设置寄存器P196
共有四类：
VICVectAddr向量地址寄存器（向量IRQ中断需要用到）
VICDefVectAddr默认向量地址寄存器（非向量IRQ中断需要用到）
VICVectAddr0~15向量地址寄存器0~15
VICVectCntl0~15向量控制寄存器0~15（见下表描述）
注意：
0~15的数字不是随机的，而是根据slot0~15来确定的，slot为优先级，0最大，15最小；
也就是说，当使用slot0时，用VICVectCntl0。
位
31:
6
5
4:
0
功能
保留
向量IRQ使能
分配给向量IRQ通道的中断请求或软件中断的编号
【3】中断的寄存器配置
①若配置成FIQ中断：
第一步：
先用VICIntSelect（中断选择寄存器）选择哪个通道需要设置成FIQ中断
第二步：
用VICIntEnable（中断使能寄存器）将该通道中断使能。
例：
设置EINT0中断为FIQ中断：
因为EINT0通道号为14，所以VICIntSelect=（1<<14）;
VICIntEnable=（1<<14）;
②若配置成向量IRQ中断：
第一步：
先用VICIntSelect（中断选择寄存器）选择哪个通道需要设置成IRQ中断
第二步：
用VICVectCntl0~15（向量控制寄存器0~15）对向量中断进行设置。
第三步：
将中断服务地址赋值给VICVectAddr0~15（向量地址寄存器0~15）。
第四步：
将用VICIntEnable（中断使能寄存器）将该通道中断使能。
例：
设置定时器0中断为向量IRQ中断，分配为slot0，中断服务地址为Timer0_ISR：
因为定时器0通道号为4号，所以
VICIntSelect=~（1<<4）;
VICVectCntl0=0x24;00100100根据上表，可得VICVectCntl0[5]=1,VICVectCntl0[4:
0]=4
VICVectAddr0=（unsignedint）Timer0_ISR;
VICIntEnable=（1<<4）;
③若配置成非向量IRQ中断：
第一步：
先用VICIntSelect（中断选择寄存器）选择哪个通道需要设置成IRQ中断
第二步：
将非向量中断服务地址赋给VICDefVectAddr（默认向量地址寄存器）
第三步：
用VICIntEnable（中断使能寄存器）将该通道中断使能。
例：
将EINT0设置成非向量中断，中断服务程序地址为Eint0_ISR：
VICIntSelect=~（1<<14）;
VICDefVectAddr=（unsignedint）Eint0_ISR;
VICIntEnable=（1<<14）;
【4】综合题型：
例：
将如下中断进行如下配置EINT0：
FIQ、EINT1：
向量IRQ、EINT2：
非向量IRQ，如何配置？
答：
VICIntSelect=0x000040000100000000000000
;EINT0（中断源14）=FIQ,其它IRQ
VICVectCntl0=0x20|1500100000=00101111
;EINT1为向量IRQ,使用slot0
；VICVectCntl0[5]=1,IRQ使能
;VICVectCntl0[4:
0]=15,中断源EINT1编号
VICVectAddr0=（uint32）Eint1_IRQ;EINT1中服地址
VICDefVectAddr=（uint32）Eint2_IRQ;EINT2为非向量IRQ
VICIntEnable=0x0001C00000011100000000000000;使能EINT0~2,161514
8、外部中断初始化配置
【1】外部中断寄存器P214~216
共有四个：
EXTINT（外部中断标志寄存器）：
包含EINT0、EINT1、EINT2、EINT3四个中断标志。
EXTWAKE（外部中断唤醒寄存器）：
知道就行。
EXTMODE（外部中断模式寄存器）：
控制每个引脚的边沿或电平触发。
EXTPOLAR（外部中断极性寄存器）：
控制每个引脚的触发电平或边沿。
注意：
EXTMODE（外部中断模式寄存器）与EXTPOLAR（外部中断极性寄存器）都是8位，其中低四位每一位分别控制EINT0、EINT1、EINT2、EINT3的其中一个。
高四位保留。
设置说明
相应位设置值
极性控制寄存器
（EXTPOLAR）
方式控制寄存器
（EXTMODE）
低电平触发
0
0
高电平触发
1
0
下降沿触发
0
1
上升沿触发
1
1
【2】EINTn的配置步骤：
第一步：
根据题目要求到P97的引脚描述表中找到对应外部中断的P口。
其中EINT0有：
P0.1、P0.16、
EINT1有：
P0.3、P0.14、
EINT2有：
P0.7、P0.15
EINT3有：
P0.9、P0.20、P0.30
第二步：
利用PINSEL0或者PINSEL1来将对应P口设置成外部中断功能。
第三步：
利用EXTMODE（外部中断模式寄存器）、EXTPOLAR（外部中断极性寄存器）根据上表来设置触发方式。
注意：
读写方式均采用先读后写的方式，保护其他值不受影响。
此方法在上述已说过。
例：
EINT0初始化下降沿中断
PINSEL1=（PINSEL1&0xFFFFFFFC）|0x0111000001=1101
;P0.16,PINSEL1[1:
0]=01
EXTMODE=EXTMODE|0x010001
;0001=EINT0边沿触发
EXTPOLAR=EXTPOLAR&0x0E1110
;1110=EINT0下降沿触发
9、GPIO的配置
【1】GPIO寄存器描述P181~182
IOnPIN:
GPIO引脚寄存器。
可读出引脚当前状态。
IOnSET：
GPIO输出置位寄存器。
写1：
对应引脚输出高电平；写0：
无效。
IOnDIR：
GPIO方向控制寄存器。
控制每个I/O口的方向。
0=输入，1=输出；
IOnCLR：
GPIO输出清零寄存器。
写1：
对应引脚输出低电平并清零IOSET；写0：
无效。
注意：
其中n表示P口，n=0时为P0口，n=1时为P1口。
【2】GPIO具体配置
步骤：
第一步：
先根据要设置的P口，使用PINSEL0或者PINSEL1来设置对应口为GPIO功能。
关于PINSEL对应的引脚功能见P173~174
第二步：
利用GPIO寄存器来设置GPIO的方向、输出高低等。
例：
①设置P0.4口为输出方式
PINSEL0=0x00000000;将P0.0~P0.15均设置为GPIO功能
IO0DIR=0x00000010;其中IO0DIR[4]=1,P0.4为输出方式
②GPIO读写操作
读取P0.7~P0.4引脚，再从P0.3~P0.0输出。
bak=IO0PIN;读值
IO0CLR=0x0000000F;1111P0.3~P0.0输出0
IO0SET=（bak&0x000000F0）>>4；表示bak中的[31:
8]与[3:
0]均清零，[7:
4]保持不变，然后右移4位，这样[7:
4]的值就移到了[3:
0]中，如此便使原先的P0.7~P0.4对应值在P0.3~P0.0输出。
③取反P0.0的输出
if（（IO0SET&0x00000001）==0）；先使之保留P0.0的值，其余清零，判断P0.0是否为0
IO0SET=0x00000001;；如果为0，则使P0.0置1
else
IO0CLR=0x00000001;；如果为1，则使P0.0为0
10、定时器的配置所有寄存器前缀都有Tn（n表示0或1），表示定时器0或定时器1，如T0IR，以下我已经全部省略，请同学们务必不要忘记！
！
！
O（∩_∩）O~！
！
！
定时器的相关引脚：
捕获信号引脚CAP0.3~CAP0.0详情参见P223
CAP1.3~CAP1.0
外部匹配输出引脚MAT0.3~MAT0.0
MAT1.3~MAT1.0
【1】定时器有：
基本寄存器组（IR、TCR、TC、PR、PC），匹配功能寄存器（MCR、MR0、MR1、MR2、MR3、EMR），捕获功能寄存器（CCR、CR0、CR1、CR2、CR3）P225~228
注意：
匹配：
到达匹配寄存器的定时值，产生中断或执行其他动作。
捕获：
输入信号发生跳变时捕获定时器值，并可产生中断。
（1）基本寄存器组：
IR：
中断标志寄存器，[3:
0]为控制四个匹配通道的中断标志
[7:
4]为控制四个捕获通道事件的中断标志
TCR：
定时器控制寄存器，1=计数器使能；0=计数器复位
TC：
定时器计数器：
32位寄存器，存放计数值，计数值=TC+1；
PR：
预分频寄存器：
PC：
预分频计数器：
知道即可。
（2）匹配功能寄存器组
匹配寄存器（MR0~MR3），这里的值与TC值比较，当相等时，发生中断。
MCR匹配控制寄存器：
其中[2:
0]控制MR0，[5:
3]控制MR1，[8:
6]控制MR2，[11:
9]控制MR3
以[2:
0]为例：
0位表示中断：
为1时，MR0与TC值匹配将产生中断；为0时，禁止中断；
1位表示复位：
为1时，MR0与TC值匹配时使TC复位，为0时，不复位；
2位表示停止：
为1时，MR0与TC值匹配将使TC和PC停止，TCR的bit0清零（一般不用，同学们可以直接默认为0）
其他同上；
EMR外部匹配寄存器：
P229
EMR[11:
10]控制外部匹配3（MAT0.3/MAT1.3）
EMR[9:
8]控制外部匹配2（MAT0.2/MAT1.2）
EMR[7:
6]控制外部匹配1（MAT0.1/MAT1.1）
EMR[5:
4]控制外部匹配0（MAT0.0/MAT1.0）
EMR[11:
10]、EMR[9:
8]、EMR[7:
6]或EMR[5:
4]
功能
00
没动作
01
外部匹配3、2、1或0输出为0
10
外部匹配3、2、1或0输出为1
11
外部匹配3、2、1或0输出翻转
例题：
T0MR0=100；设置定时器0匹配寄存器的值为100，即当TC到100时，发生匹配动作
T0MCR=0x03；表示00000011，设置匹配功能寄存器，当匹配时，定时器0复位，并产生中断。
T0EMR=0x30；表示00110000，设置外部匹配0，当发生匹配时，MAT0.0输出翻转。
【2】例题P235~237
（1）对定时器0进行中断初始化，定时器每隔100ms中断一次。
令Fpclk为1KHZ
公式：
T0TC=0;定时器0的计数器清零
T0PR=0;不分频
T0MCR=0x03;表示00000011，表示T0TC与T0MR0匹配后，复位T0TC，并产生中断；
T0MR0=Fpclk/10;根据上述公式，计算出MR的值
T0TCR=0x01;启动
（2）利用定时器0输出1KHZ频率的方波，占空比为50%。
公式：
PINSEL0=（PINSEL0&0xFFFFF3FF）|（0b10<<10）;表示将P0.5口设置成MAT1.0功能
T0TC=0；定时器0的计数器清零
T0PR=0；选择不分频
T0MCR=0x10；因为这里不要求中断，但是要求反复匹配，所以设置T0MR1匹配后复位T0TC
T0EMR=0xC0；表示11000000
T0MR1=Fpclk/2000；根据上述公式算出MR1
T0TCR=0x01；定时器0启动
CLKEQUP3.2
DINAEQUP3.3
DINBEQUP3.4
CLEAREQUP3.5
ORG0000H
AJMPMAIN
ORG0100H
MAIN:
MOVSP,#70H
MOV50H,#07EH
MOV51H,#0BDH
MOV52H,#0DBH
MOV53H,#0E7H
MOV54H,#0E7H
MOV55H,#0DBH
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