计算机三级嵌入式综合题.docx

1、计算机三级嵌入式综合题1、酒店客房的门锁系统是由总台服务器和若干客房指纹锁组成，其基本功能具体描述如下：a、 客房的指纹锁与总台服务器之间通过通信网络连接。b、 旅客在总台登记住宿时，录入其指纹信息，并提取其特征值存储在总台服务器中。同时录入 一个密码(若干位数字组成) ，以备指纹无法开锁时，用密码开锁。c、 旅客在开客房指纹锁时， 把相应手指放在门锁的指纹采集部件上， 采集相应的指纹图像信息, 并传输给总台服务器。d、 总台服务器接收到某个客房指纹锁传输来的指纹图像信息后，进行特征值求取并进行匹配， 若匹配正确，则回送开锁指令给客房指纹锁。e、 客房指纹锁收到开锁指令后，控制开锁的机械动作，

2、并用绿色 LED丁指示开锁成功。f、 若匹配不正确，总台服务器回送不开锁指令给客房指纹锁。g、 客房指纹锁收到不开锁指令后，用红色 LED丁指示开锁不成功。h、 若指纹无法开锁，旅客还可以通过客房指纹锁上的数字按键输入密码，若密码匹配正确，也可以控制开锁的机械动作，并用绿色 LED丁指示开锁成功。根据上述功能要求的描述，若采用S3C241C芯片为核心来构建客房指纹锁控制器的硬件平台， 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) 。(1)若采集的指纹图像分辨率为 320X 24Q灰度等级为256,则存储一幅指纹图像的原始像素信 息需要的存储容量为 【1】 KB( 1K=

3、 1000)。若采用115.2Kbps的异步串行通信网传输，一幅指纹图像的传输时间至少需要 【2】 秒，若采用10Mbps的以太网传输，一幅指纹图像的传输时间至少要 【3】 秒,因此,系统中总台服务器和若干个客房指纹锁之间选用以太网连接。(2)硬件构件设计时，以太网接口选用 AX88796芯片为核心来设计，若 S3C2410芯片的nGCS2引脚连接到该芯片的 【4】 引脚(低电平有效)，那么，AX88796芯片内部寄存器地址的首地址是： 【 5】 。(3)若客房指纹锁红色 LED旨示灯的驱动电路由 GPIC的GPC0引脚控制，绿色LED旨示灯的驱动 电路由GPC引脚控制。GPC0 GPC1引脚

4、各自输出“0时，其对应的LED丁灭，各自输出“ 1时，其 对应的LED丁亮。那么，初始化GPC0 GPC1引脚为输出功能的语句是：/rGPCDAT是端口 C的数据寄存器控制绿色LED丁点亮和熄灭的语句分别是：rGPCDAT = rGPCDAT |_ 【 7】 ;rGPCDAT = rGPCDAT & 【8】 红色LED丁点亮和熄灭的语句分别是：rGPCDAT = rGPCDAT |_ 【 9】 ;rGPCDAT = rGPCDAT & 【10】 (4)指纹采集部件由一个摄像芯片和光学镜头组成。 S3C2410芯片通过l2c总线传输控制命令给摄像芯片。硬件设计时，选择 S3C2410芯片的GPE

5、15 GPE14引脚与摄像芯片的引脚 _【11】 、SCLf连。软件设计时，需要用下面语句初始化该引脚为 I2C功能引脚。rGPECON=(rGPECON|OxAOOOOOOO)& 【12】 ); / rGPECON是端口 E的控制寄存器(5)若输入密码的键盘采用非标准键盘，键盘接口设计成 4X3勺阵列。若设计时选用了GPE0GPE来输出键盘行扫描信号，选用 GPD0GPD2来输入键盘列信号。请补充完善下面的键 盘扫描函数：*keyoutput 是键盘扫描时的输出地址， keyi nput是键盘读入时的地址#define KEYOUTPUT (*(volatile INT8U *)0x5600

6、0044) / 定义 GPE的数据端口#define KEYINPUT (*(volatile INT8U *)0x56000034) / 定义 GPD勺数据端口INT16U ScanKey()INT16U key=0xFFFF;INT16U i;INT8U temp=0xFF,output;rGPDCON= rGPDCON &_【13 】 ; / 初始化 GPD0GPD为输入rGPECON= (rGPECON & 【14】 )|0x00000055); / 初始化 GPE0GPE为输出；for (i=1;( i0); i=1)output |= 0xFF;output &= (i);KEYO

7、UTPUT=output;temp = KEYINPUT;if (temp&0x07)!= _【 16】 )key = (i);key = 8;key |= (temp&0x07)|0xF8);return (key);return 0xFFFF;上面的键盘扫描函数返回的是由键盘行信号和键盘列信号合并而成的一个 16位二进制值，根据该函数的返回值，可以判断是否有按键按下， 并可确定是哪个按键按下。 若返回值为 【17】时，可知键盘中无键按下，若返回值为 【18】 时，可知键盘中第3行第2列的键被按下。（注：以GPE0寸应的键盘行为第一行，以 GPD0对应的键盘列为第一列）（6）为了便于以太网通

8、信程序的编写，客房指纹锁的应用软件基于 卩C/OS-操作系统来设计，客房指纹锁的应用程序主函数中， 需要用OSTaskCreate（函数 【19】 ,并用 【20】函数启动多任务调度功能。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位描述GPC15:31: 3000=输入，01=输出，10=VD7, 1仁保留GPC14:29: 2800=输入，01=输出，10= VD6, 1仁保留GPC13:27: 2600=输入，01=输出，10= VD5, 1仁保留GPC12:25: 2400=输入，01=输出，10= VD4, 1仁保留GP

9、C11:23: 2200=输入，01=输出，10= VD3, 1仁保留GPC10:21: 2000=输入，01=输出，10= VD2, 1仁保留GPC9:19: 1800=输入，01=输出，10= VD1, 1仁保留GPC8:17: 1600=输入，01=输出，10= VD0, 1仁保留GPC7:15: 1400=输入，01=输出，10=LCDVF2 1仁保留GPC613: 1200=输入，01=输出，10= LCDVF1, 1仁保留GPC511: 1000=输入，01=输出，10=LCDVF0 1仁保留GPC49: 800=输入，01=输出，10=VM , 11=IIS数据输出GPC37:

10、600=输入，01=输出，10=VFRAME, 1仁IIS数据输入GPC25: 400=输入，01=输出，10=VLINE, 1仁保留GPC13: 200=输入，01=输出，10=VCLK 1仁保留GPC0:1: 000=输入，01=输出，10=LEND, 11=保留2）端口 D的控制寄存器（GPDCON引脚GPDCON 勺位描述GPD15:31: 3000=输入，01=输出，10=VD23，11=保留GPD14:29: 2800=输入，01=输出，10= VD22，1仁保留GPD13:27: 2600=输入，01=输出，10= VD21，1仁保留GPD12:25: 2400=输入，01=输出

11、，10= VD20，1仁保留GPD11:23: 2200=输入，01=输出，10= VD19，1仁保留GPD10:21: 2000=输入，01=输出，10= VD18，1仁保留GPD9:19: 1800=输入，01=输出，10= VD17，1仁保留GPD8:17: 1600=输入，01=输出，10= VD16，1仁保留GPD7:15: 1400=输入，01=输出，10= VD15, 1仁保留GPD6:13: 1200=输入，01=输出，10= VD14, 1仁保留GPD5:11: 1000=输入，01=输出，10= VD13，1仁保留GPD49: 800=输入，01=输出，10= VD12，1

12、仁保留GPD37: 600=输入，01=输出，10= VD11，1仁保留GPD25: 400=输入，01=输出，10= VD10, 1仁保留GPD13: 200=输入，01=输出，10= VD9, 1仁保留GPD01： 000=输入，01=输出，10= VD8, 1仁保留3）端口 E的控制寄存器（GPECON引脚GPECON勺位描述GPE15:31: 3000=输入，01=输出，10=IICSDA 1仁保留GPE14:29: 2800=输入，01=输出，10=IICSCL 1仁保留GPE13:27: 2600=输入，01=输出，10=SPICLK0 1仁保留GPE12:25: 2400=输入，

13、0仁输出，10=SPIMOSIQ 1仁保留GPE11:23: 2200=输入，01=输出，10=SPIMISOQ 11=保留GPE10:21: 2000=输入，01=输出，10=SSDAT3 1仁保留GPE9:19: 1800=输入，01=输出，10=SSDAT2 1仁保留GPE8:17: 1600=输入，01=输出，10=SSDAT1 1仁保留GPE7:15: 1400=输入，01=输出，10=SSDAT0 1仁保留GPE6:13: 1200=输入，01=输出，10=SDCMD, 1仁保留GPE5:11: 1000=输入，01=输出，10=SDLCK 1仁保留GPE4:9: 800=输入，0

14、1=输出，10=IISSDO 11=IIS数 据输出GPE3:7: 600=输入，01=输出，10=IISS，1仁IIS数据输入GPE25: 400=输入，01=输出，10=CDCLK 1仁保留GPE1:3: 200=输入，01=输出，10=IISCLK 1仁保留GPE0:1: 000=输入，01=输出，10=IISLRCK 1仁保留4）端口 H的控制寄存器（GPHCON引脚GPHCOIN勺位描述GPH10:21: 2000=输入，0仁输出，10=CLKOUT1 1仁保留GPH9:19: 1800=输入，0仁输出，10= CLKOUT0 1仁保留GPH8:17: 1600=输入，0仁输出，10

15、=UEXTCLK 1仁保留GPH7:15: 1400=输入，0仁输出，10=RXD2, 11=保留GPH6:13: 1200=输入，0仁输出，10=TXD2, 1仁保留GPH5:11: 1000=输入，0仁输出，10=RXD1, 11=保留GPH49: 800=输入，0仁输出，10=TXD1, 11=IIS数据输出GPH37: 600=输入，0仁输出，10=RXD0, 1仁IIS数据输入GPH25: 400=输入，0仁输出，10=TXD0, 1仁保留GPH13: 200=输入，0仁输出，10=nRTSQ 1仁保留GPH01: 0 00=输入，0仁输出，10=nCTSQ 1仁保留【解题思路】本题

16、是一道基于S3C2410的嵌入式系统开发综合题。 考查了数字图像的存储容量计算， 网络通信数据传输；系统硬件构件设计，尤其是 GPIO接口功能及初始化程序，结合常用外设的连接，如LED键盘等；基于 卩C/OS-操作系统的应用程序的主要 卩C/OS函数，如何创建任务及启动任务 调度功能。【参考答案及解析】【1 】76.8; 320*240/1000 = 76.8 KB ;【2】6.7; 115.2Kbps换算成字节是每秒发送115.2/8 = 14.4 KB的数据。异步串行每发送8个字节有 一个起始位和停止位，76.8/8 = 9.6,说明一共需要10个停止位和10个起始位，一个发送96.8KB

17、的 数据， 96.8/14.4 = 6.72秒;【3】0.076 ； 10Mbps理论速度是每秒1.25MB，加上损耗以1Mbyte每秒计算，理论速度是0.076秒【4】CS;片选信号CS氐电平有效；【5 】0x10000000 ; nGCS2映射地址为 0x10000000 ;【6】0XFFFFFFF5 00为输入，01为输出。则初始化 GPC0 GPC1引脚为输出功能的语句是： rGPCC0N=(rGPCC0N|0x00000005)&0xFFFFFFF5)【7】0x0002;红色LED旨示灯的驱动电路由 GPIO的GPC0引脚控制，绿色LED旨示灯的驱动电路由 GPC1引脚控制。GPC0

18、 GPC1引脚各自输出“ 0时，其对应的LED丁灭，各自输出“1时，其对应的 LED丁亮。则绿色 LED丁点亮为：rGPCDAT = rGPCDAT 0x0002。【8】0xFFFD 绿色 LED丁熄灭为：rGPCDAT = rGPCDAT 80xFFFD【9】0x0001 ;红色 LED丁点亮为：rGPCDAT = rGPCDAT 0x0001。【10 】0xFFFE 红色 LED丁熄灭为：rGPCDAT = rGPCDAT SDxFFFE【111 SDA l2c总线只有两条信号线， 一条是数据线SDA,另一条是时钟线SCL所有操作都通过 这两条信号线完成。【121 0xAFFFFFFF初始

19、化I2C功能引脚。【13 】OxFFFFFFC0 初始化 GPDOGPD为输入：rGPDCON= rGPDCON &0xFFFFFFC0【14 】0xFFFFFF00 00为输入，01 为输出。初始化 GPE0GPE为输出：rGPECON=(rGPECON & 0xFFFFFF00)|0x00000055)。15 】 8；循环次数。【16】0x07;判断GPD0GPD2引脚是否有输入信号【17】OxFFFF；键盘中无键按下。【18】OxFBFD键盘中第3行第2列的键被按下。19】创建任务； OSTaskCreate() 函数用来任务创建；【20】OSStart(); 旦OSStart()函数开

20、始执行，就标志着 卩C/OS-进入了多任务调度的正常运行状态。2、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） 。（1） 若硬件设计时采用 GPIO端口 E的 GPEOGPE7I脚作为8个数

21、字量输出，那么软件设计时其初始化语句是：rGPECON=（rGPECON|0x00005555）&_【1】 。若软件设计时需要通过 GPE5引脚输出“侏驱动执行机构动作，那么语句是：rGPEDAT= rGPEDAT | _【2】 。（注：rGPECON是端口 E的控制寄存器所对应的变量，rGPEDA是端口 E的数据寄存器所对应的变量）（2） 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_In

22、it（）rGPHCON=（rGPHCON&0xFFFFFF00 _【3】 ; /端口 H相应引脚功能初始化rUFCON0=0x0; /FIFO 不使能rUMCON0=0x0;rULCON0=_【4】 ; / 设置线路控制寄存器(3) 按照上面UART(初始化函数所设置的通信速率，每秒钟最多能传输 【6】 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 【7】_秒才能完成下载(1K= 1024 ,精确到小数点后面 1位数字)。(4) 系统中所需要的0.01秒基准定时时间选用 S3C2410芯片内部的Timer。部件来产生。若系统的主频参数 PCLK为264MHz

23、，分频器值选择为16，预分频系数选择为3,那么，Timer。的计数常数为 【8】 。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、(12)用 8位十六进制数表示，(11)用4位十 六进制数表示)void Timer0Int(void)/设置定时器配置寄存器 0(TCFG0)rTCFG0=_【9】 ; /Timer0 预分频系数选择为 3，该寄存器中其它无关位均为 0/设置定时器配置寄存器 1(TCFG1)rTCFG1 _【10】 ;/ Timer0分频器值为16,该寄存器中其它无关位均为 0/ 设置计数常数rTCNTB0=_ 【 11 】 /设置控制寄存器 TC

24、ONrTCON=0x00000009;设置TimerO自动装载，并启动（5）彩色LCD显示屏的硬件接口电路由 S3C241啲专用GPIO端口 _【13】 和端口 【14】 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 【15】 和 【16】 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【17】 。Timer。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

25、向量地址与下一个异常向量地址之间间隔为 【18】个字节，因此，通常在IRC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0RRR1,R0,#0x12|_【19】 和MSR CPSR_CXSF,R使CPU核进入IRQ模式，然后再给SF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 【20】 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1）端口 C的控制寄存器（GPCCON引脚GPCCO的位描述GPC15:31: 3000=输入，01=输出，10=VD7，

26、1仁保留GPC14:29: 2800=输入，01=输出，10= VD6，11=保留GPC13:27: 2600=输入，01=输出，10= VD5，11=保留GPC12:25: 2400=输入，01=输出，10= VD4，11=保留GPC11:23: 2200=输入，01=输出，10= VD3，11=保 留GPC10:21: 2000=输入，01=输出，10= VD2，11=保 留GPC9:19: 1800=输入，01=输出，10= VD1，11=保 留GPC8:17: 1600=输入，01=输出，10= VD0, 11=保 留GPC7:15: 1400=输入，01=输出，1O=LCDVF2 1

27、仁保留GPC6:13: 1200=输入，01=输出，10= LCDVF1 11=保留GPC5:11: 1000=输入，01=输出，10=LCDVF0 1仁保留GPC4:9: 8 00=输入，01=输出，10=VM，11=IIS数据输出GPC3:7: 600=输入，01=输出，10=VFRAME 11= IIS数据输入GPC2:5: 400=输入，01=输出，10=VLINE 11=保 留GPC1:3: 2 00=输入，01=输出，10=VCLK 1仁保留GPC0:1: 0 00=输入，01=输出，10=LEND, 1仁保留2）端口 D的控制寄存器（GPDCON引脚GPDCON位描述GPD15:

28、31: 3000=输入，0仁输出，10=VD23，11=保留GPD14:29: 2800=输入，0仁输出，10= VD22，11=保留GPD13:27: 2600=输入，0仁输出，10= VD21，11=保留GPD12:25: 2400=输入，0仁输出，10= VD20，11=保留GPD11:23: 2200=输入，0仁输出，10= VD19，11=保留GPD10:21: 2000=输入，0仁输出，10= VD18，11=保留GPD9:19: 1800=输入，0仁输出，10= VD17，11=保留GPD8:17: 16 00=输入，0仁输出，10= VD16，11=保留GPD7:15: 140

29、0=输入，0仁输出，10= VD15，11=保留GPD6:13: 1200=输入，0仁输出，10= VD14，11=保留GPD5:11: 1000=输入，0仁输出，10= VD13，11=保留GPD4:9: 800=输入，0仁输出，10= VD12，11=保留GPD3:7: 600=输入，0仁输出，10= VD11，1仁保留GPD2:5: 400=输入，0仁输出，10= VD10，11=保留GPD1:3: 200=输入，0仁输出，10= VD9, 1仁保留GPDO:1： 0 00=输入，0仁输出，10= VD8, 1仁保留3）端口 E的控制寄存器（GPECON引脚GPECON勺位描述GPE15:31: 3000=输入，01=输出，10=IICSDA 1仁保留GPE14:29: 2800=输入，01=输出，10=IICSCL 11=保留GPE13:27: 2600=输入，01=输出，10=