“微处理器系统原理与嵌入式系统设计”第十章习题解答
10.2 简述以ARM微处理器为核心的最小硬件系统的组成？
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ARM微处理器；
电源模块，包括CPU内核和I/O接口电源； 时钟模块，包括系统主时钟和实时时钟；
复位模块，包括系统加电复位、手动复位和内部复位； 存储器模块，包括程序保存存储器和程序运行存储器； JTAG调试接口模块。
10.4 简述S3C2440A芯片中各模块时钟信号产生及配置的原理。为降低系统功耗，可时钟信号进行哪些处理？系统复位信号与各时钟信号有什么关系？
当系统主时钟送入S3C2440A芯片后，进入其时钟发生模块，由锁相环进行相应的处理，最终得到FCLK，HCLK，PCLK和UCLK四组时钟信号。其中，FCLK信号主要供给ARM920T内核使用，HCLK主要供给AHB总线、存储器控制器、中断控制器、LCD控制器、DMA控制器和USB主机模块；PCLK主要供给访问APB总线的外设，例如WDT，I2S，I2C，PWM定时器，MMC接口，ADC，UART，GPIO，RTC和SPI模块；UCLK主要提供USB模块需要的48MHz时钟。
为降低系统功耗，可对时钟信号进行门控管理。最低功耗情况下，只开启FCLK信号，其他时钟信号关闭；若需对其他外设，只需使能相应总线及外设的时钟信号有效即可。
系统复位信号一般包括加电复位、手动复位和内部复位三类。其中，加电复位和手动复位信号均来自外部复位电路，内部复位信号一般来自系统内部事务处理（例如看门狗复位等）。因此，系统对外部复位信号波形有一定的要求，若不能满足要求系统将不能正常工作。在S3C2440A芯片中，要完成正确的系统复位，在处理电源保持稳定之后，该信号必须至少维持4个FCLK时钟的低电平状态。
10.6 利用S3C2440A的GPIO端口，设计包含8个LED的流水灯电路，每个LED间隔1S轮流点亮，试画出程序流程图并写出相关程序段。
假设利用S3C2440A芯片的GPIO端口G的第0~7引脚驱动8个LED电路，对应GPIO输出为0时LED灯亮，则相应程序流程图及相应程序段如下所示：
GPGCON GPGDAT GPGUP
EQU 0x56000060
EQU 0x56000064 EQU 0x56000068
;配置GPGCON寄存器，设置相关引脚为输出功能
LDR R0,=GPGCON LDR R1,[R0]
BIC R1,R1,#0x0000FFFF ORR R1,R1,#0x00005555 STR
R1,[R0]
;配置GPGUP寄存器，断开各上拉电阻
LDR R0,=GPGUP LDR R1,[R0] ORR R1,R1,#0x00FF STR
R1,[R0]
;输出驱动数据，点亮对应LED等 LOOPSTAR
LDR R2,=GPGDAT LDR R3,[R2] BIC R3,R3,#0x00FF ORR R3,R3,#0x00FE STR LDR BL
R3,[R2] R0,=0xFFFFFF DELAY …
;初始计数值
配置禁止上拉GPGUP寄存器相应GPG0~GPG7段的值为0xFF配置控制GPGCON寄存器相应GPG0~GPG7段的值为0x5555开始 ;调用延迟子程序
LDR R2,=GPGDAT LDR R3,[R2] BIC R3,R3,#0x00FF ORR R3,R3,#0x007F STR LDR BL
R3,[R2] R0,=0xFFFFFF DELAY LOOPSTAR
;初始计数值
输出驱动数据GPGDAT寄存器相应GPG0~GPG7段的对应LED灯流水显示 ;调用延迟子程序
B
DELAY
SUB CMP BNE
R0,R0,#1 R0,#0x0 DELAY
MOV PC,LR
10.7 在上题中，如果要加入一个按键，实现按键按下时流水灯停止流动，按键放开时流水灯正常流转的功能，思考应怎样修改电路和程序？
在上题的基础上，添加一个GPIO口作为输入管脚(GPA的GPA[0])，按键按下GPA[0]值为1，否则为零。按键按下时流水灯停止流动，按键放开时流水灯重新启动。故需在每次对GPGDAT寄存器赋值前/后进行判断操作（答案是后进行判断，之前判断也是正确的），若判断有按键按下，则跳转出改程序段，否者继续执行。相应程序如下：
GPACON GPADAT GPAUP GPGCON GPGDAT GPGUP
EQU 0x56000000 EQU 0x56000004 EQU 0x56000008
EQU 0x56000060
EQU 0x56000064 EQU 0x56000068
;配置GPACON寄存器，设置相关引脚为输出功能
LDR R0,=GPACON LDR R1,[R0]
BIC R1,R1,#0x00000003 ORR R1,R1,#0x00000000 STR
R1,[R0]
;配置GPAUP寄存器，断开各上拉电阻
LDR R0,=GPAUP LDR R1,[R0] ORR R1,R1,#0x0001 STR
R1,[R0]
;配置GPGCON寄存器，设置相关引脚为输出功能
LDR R0,=GPGCON LDR R1,[R0]
BIC R1,R1,#0x0000FFFF ORR R1,R1,#0x00005555 STR
R1,[R0]
;配置GPGUP寄存器，断开各上拉电阻
LDR R0,=GPGUP LDR R1,[R0] ORR R1,R1,#0x00FF STR
R1,[R0]
;输出驱动数据，点亮对应LED等 LOOPSTAR
LDR R2,=GPGDAT LDR R3,[R2] BIC R3,R3,#0x00FF ORR R3,R3,#0x00FE STR
R3,[R2]
LDR R2,=GPGDAT LDR R3,[R2] BIC R3,R3,#0xFFFE CMP BEQ LDR BL
…
LDR R2,=GPGDAT LDR R3,[R2] BIC R3,R3,#0x00FF ORR R3,R3,#0x007F STR
R3,[R2] R3,#0x1 WAIT R0,=0xFFFFFF DELAY
;初始计数值
;调用延迟子程序
LDR R2,=GPGDAT LDR R3,[R2] BIC R3,R3,#0xFFFE CMP BEQ LDR BL
B
R3,#0x1 WAIT R0,=0xFFFFFF DELAY LOOPSTAR
;初始计数值
;调用延迟子程序
DELAY WAIT
LDR R2,=GPGDAT LDR R3,[R2] BIC R3,R3,#0xFFFE CMP BEQ B
R3,#0x1 WAIT LOOPSTAR
SUB CMP BNE MOV
R0,R0,#1 R0,#0x0 DELAY PC,LR
10.8 在某采用小端存储的S3C2440系统中，处理器外设时钟PCLK=66.68MHz，
使用其UART1接口实现串行通信，要求传输速率19200bps，不使用FIFO，关闭流控制，帧格式：8位数据位，2位停止位，偶校验。试写出各初始化控制字，并编写初始化程序段。
;相关寄存器地址定义
CLKDIVN EQU 0x4C000014 ;CLKDIVN for PCLK and FCLK CAMDIVN EQU 0x4C000018 ;CANDIVN
ULCON1 EQU 0x50004000 ;UART line control register 0 UCON1 EQU 0x50004004 ;UART control register 0 UFCON1 EQU 0x50004008 ;UART FIFO control register 0 UMCON1 EQU 0x5000400C ;UART modem control register 0 UBRDIV1 EQU 0x50004028 ;UART baud rate divisor register 0 UTRSTAT1 EQU 0x50004010 ;UART TX/RX status register 0 UTXH1 EQU 0x50004020 ;UART transmit buffer register 0 URXH1 EQU 0x50004024 ;UART receive buffer register 0 MPLLCON EQU 0x4C000004 ;MPLL control register
AREA SerialCommunication,CODE,READONLY ENTRY
ldr r2,=MPLLCON ;设置MPLL为0x00076022 Fin=16.9344MHz
; m=(MDIV+8), p=(PDIV+2), s=SDIV mov r3,#0x22 mov r4,#0x00076000 ADD r3,r3,r4
FCLK=Mpll=(2*m*Fin)/(p*(2
的
s
次方)),
str r3,[r2]
ldr r2,=CLKDIVN ; CLKDIVN 设置为 0x03, PCLK=FCLK/4 mov r3,#0x03 str r3,[r2]
ldr r2,=CAMDIVN ; CLKDIVN 设置为 0x0200, PCLK=FCLK/4 mov r3,#0x200 str r3,[r2]
ldr r2,=ULCON1 ; ULCON1 设置为 0x07, 含义是正常操作模式,无校验,停止位2,8个数据位 mov r3,#0x07 str r3,[r2]
ldr r2,=UCON1 ;UCON1 设置为 0x05 表示发送、接收数据都使用查询方式，该处初始化为中断模式也正确 mov r3,#0x05 str r3,[r2]
ldr r2,=UFCON1 ;UFCON1 设置为 0x00 为不使用 FIFO mov r3,#0x00 str r3,[r2]
ldr r2,=UMCON1 ;UMCON1 设置为 0x00 为不使用流控 mov r3,#0x00 str r3,[r2]
ldr r2,=UBRDIV1 ;UBRDIV1 设置为216,含义为 波特率设为 19200, 由下面公式算得:UBRDIVn = (int)(PCLK/bps*16)-1
;其中 PCLK =66.68MHz mov r3,#216 ；或者16进制表示0XD8 strh r3,[r2]
10.9 在上题中，若采用查询方式进行数据传输，要将位于地址 DATA处的100字节发送到其他设备，试画出程序流程图， 并写出相关程序段。
查询方式进行数据传输的代码段如下：
CHECK
LDR R2,= UTRSTAT1
LDR R3,[R2] AND R3,R3,#0X02 CMP R3,#0X02 BNE WAIT SET LDR R5,=DATA LDRB R3,[R5],#1