试阅:
3.比较 MCU 与 CPU 的区别与联系。
答:CPU 是一个单独的 PC 处理器。而 MCU,则有微处理器,存储器(RAM/ROM 等)、定时
器/计数器及多种输入输出(I/O)接口的比较完整的数字处理系统。所以可以这么说,MCU
是一个包含微处理器的嵌入式系统,而 CPU 紧紧是一个处理器而已。
第一章
1.嵌入式系统的基本含义是什么?为什么说单片机是典型的嵌入式系统?
答:即 MCU 的含义是:在一块芯片上集成了中央处理单元(CPU)、存储器(RAM/ROM 等)、
定时器/计数器及多种输入输出(I/O)接口的比较完整的数字处理系统。大部分嵌入式系统
以 MCU 为核心进行设计。MCU 从体系结构到指令系统都是按照嵌入式系统的应用特点专门
设计的,它能很好地满足应用系统的嵌入、面向测控对象、现场可靠运行等方面的要求。因
此以 MCU 为核心的系统是应用最广的嵌入式系统。
2. 简述嵌入式系统的特点以及应用领域(举例)。
答:嵌入式系统属于计算机系统,但不单独以通用计算机的面目出现;嵌入式系统开发需要
专用工具和特殊方法;使用 MCU 设计嵌入式系统,数据与程序空间采用不同存储介质;开发
嵌入式系统涉及软件、硬件及应用领域的知识;嵌入式系统的其他特点,比如紧张的资源,较
高稳定性要求,低功耗,低成本等。
一般用于工业控制,智能家电,日常电子等领域。
日常数码产品:手机,MP3,U 盘,相机等。
日常工业类:冰箱,空调,微波炉,汽车等。
3.比较 MCU 与 CPU 的区别与联系。
答:CPU 是一个单独的 PC 处理器。而 MCU,则有微处理器,存储器(RAM/ROM 等)、定时
器/计数器及多种输入输出(I/O)接口的比较完整的数字处理系统。所以可以这么说,MCU
是一个包含微处理器的嵌入式系统,而 CPU 紧紧是一个处理器而已。
4. 总结嵌入式系统常用术语。
硬件:封装,印刷电路板,动态可读写随机存储器与静态可读写随机存储器,只读存储器,
闪速存储器,模拟量与开关量。
通信:并行通信,串行通信,串行外设接口,集成电路互连总线,通用串行总线,控制器
局域网,背景调试模式,边界扫描测试协议,串行线调试技术。
功能模块及软件:通用输入/输出,A/D 与 D/A,脉冲宽度调制器,看门狗,液晶显示,发
光二级管,键盘,实时操作系统。
5.C 语言的那些特性使得它成为嵌入式系统中使用频率最高的高级语言。
答:相比底端汇编,更简单易学;与高级语言如(C++,C#,java 等)相比,执行效率高,
编译后的编码体积小,而且支持好的编译器还支持嵌入汇编代码;对位的操纵能力很强。
6. 举例说明结构体变量类型的定义、结构体变量的声明与使用方法。
C 语言中所有数据类型遵循“先定义后使用”的原则。
(1)结构体的说明和结构体变量的定义
例如,定义一个名为 student 的结构体变量类型:
structure student{
char name[8];
char class[10];
int age;
//定义名为 student 的结构体变量类型
//成员变量 name 为字符型数组
//成员变量 class 为字符型数组
//成员变量 age 为整型
};
这样,若声明 s1 为一个 student 类型的结构体变量,则:
struct student s1;
//声明 s1 为 student 类型的结构体变量
又如定义类型同时声明:
structure student{
char name[8];
char class[10];
int age;
}s1;
//定义名为 student 的结构体变量类型
//成员变量 name 为字符型数组
//成员变量 class 为字符型数组
//成员变量 age 为整型
//声明 s1 为 student 类型的结构体变量
(2)结构体变量的使用
结构体成员的表示方式:
结构体变量 . 成员名
s1.age=18;
(3)结构体指针
7.
第二章
1. ARM 处理器分为那几个系列?简要说明个系列的主要应用范围。
1)ARM Cortex-A50 系列处理器:手势控制功能,现实技术、移动游戏、Web2.0 技术
2)ARM Cortex-A 系列处理器:高计算要求、运行丰富操作系统、交互媒体和图形体验
3)ARM Cortex-R 系列处理器:智能手机、硬盘驱动器、数字电视、医疗行业、工业控制,
汽车电子等
4)ARM Cortex-M 系列处理器:智能测量、人机接口设备、汽车和工业控制系统、大型家
用电器、消费型产品和医疗器械
2. ARM Cortex-M0+处理器有哪些特点?说明其主要应用领域。
1)M0+内核:支持 16 位 Thumb 指令集
2)嵌套中断向量控制器:与 MCU 紧耦合,支持中断嵌套,采用向量中断机制
3)总线网络:M0+内部总线系统的核心
4)调试组件:基于硬件,支持两个硬件断点和两个观察点,支持单步调试和向量捕捉,
支持多个软件断点
5)总线接口:可高速整体访问所有系统外设和内存
6)SysTick 系统时钟:用于实时操作系统 RTOS 的时钟或仅仅作为计数器
7)其他模块:系统控制模块提供系统运行信息和系统配置功能;微型跟踪缓冲器提供程
序追踪功能;存储器保护单元是一个选配的单元
应用领域: 家用电器、白色商品、医疗监控、电子测量、照明设备以及功耗与汽车控制器
件等各种广泛应用的智能传感器与智能控制系统,提供超低功耗、低成本微控制器(MCU)。
第三章
1. 简述 ARM Cortex-M0+ Kinetis L 系列 MCU 的型号和标识。
飞思卡尔 Kinetis 系列 MCU 的型号众多,但同一种系列的 CPU 核是相同的
Kinetis L 系列命名格式:Q KL # # A FFF R T PP CC(N)本书:MKL25Z128VLK4
2. 简要阐述硬件电路中滤波电路、耦合电路的具体作用。
滤波电路:改善系统的电磁兼容性,降低电源波动对系统的影响,增强电路的稳定性。
耦合电路:
3. 解释最小系统概念,并结合 KL25 开发板,归纳实现最小系统需要的引脚资源。
硬件最小系统:由电源、主板和 CPU、内存组成.在这个系统中,没有任何信号线的连接,只有
电源到主板的电源连接.在判断的过程中通过声音来判断这一核心组成部分是否可正常工
作。
KL25 硬件最小系统引脚包括电源类引脚、复位引脚、晶振引脚
4. 给出 KL25 的 Flash 及 RAM 的大小、地址范围。
Flash:128KB(0x0000_0000~0x0001 FFFF)
RAM:16KB
0x0000_0000~0x07FF_FFFF
0x0000_0000~0x3FFF_FFFF
5. KL25 开发板 SD-FSL-KL25-EVB 中使用什么标准调试接口,具体如何实现?
SWD(Serial Wire Debug)串行协议访问处理器接口
观察三色灯变化、串口通信、USB 口通信
将 USB 线的迷你 USB 口端接入开发板的 USB 扁口,将 USB 线的另一端 USB 扁口接入 PC
的 USB 口,给开发板供电。
将 TTL-USB 串口线与评估板上的串口连接(蓝线-RX,白线-TX,黑线-GND),串口线的 USB
接 PC 的 USB 口。
将 USB 线的“迷你 USB 口”端接入开发板的 USB 扁口,另一端 USN 扁口接入 PC 的 USB
口。
6. 给出 KL25 芯片的 RAM、Flash 的地址范围,说明堆栈空间、全局变量、常量、程序分别
存放于 RAM 中还是 Flash 中。
Flash:0x0000_0000~0x07FF_FFFF
RAM:0x0000_0000~0x3FFF_FFFF
全局变量,常量
堆栈空间,程序
7. KL25 开发板 SD-FSL-KL25-EVB 中具有哪些功能接口,如何进行测试?
SWD(Serial Wire Debug)串行协议访问处理器接口、3 色 RGB 指示灯、TTL 电平的 UART 接
口、miniUSB 接口。
观察三色灯变化、串口通信、USB 口通信
将 USB 线的迷你 USB 口端接入开发板的 USB 扁口,将 USB 线的另一端 USB 扁口接入 PC 的
USB 口,给开发板供电。
将 TTL-USB 串口线与评估板上的串口连接(蓝线-RX,白线-TX,黑线-GND),串口线的 USB
接 PC 的 USB 口。
将 USB 线的 “迷你 USB 口”端接入开发板的 USB 扁口,另一端 USN 扁口接入 PC 的 USB
口。
8. 分析 KL25 最小系统原理图中各部分的基本原理。
1)电源及其滤波电路:提供足够的电流容量,电源引脚外接适当的滤波电容以抑制高频噪
声
2)复位电路和复位功能:正常工作时复位输入引脚 T_RST 通过一个 10K 殴的电阻到电源正
极,所以一个为高电平。若按下复位按钮,则 T_RST 引脚接为低电平,导致芯片复位。
3)晶振电路:外接电源,借助辅助电路产生震荡信号
4)SWD 接口电路:程序下载和调试,只需两根线,数据输入/输出线和时钟线。
第六章
1,简述 MCU 与 PC 之间进行串口通信时,为什么要经行电平转
换?如何进行转换?
由于单片机 TTL 的电平与 PC 串口标准的电平不一样,所以就要进行电平转换。
若用 PC 串口标准的 RS—232 总线进行串口通信,则需要外接电路实现电平转换,
在发送端,需要用驱动电路将 TTL 电平转换成 RS—232 电平;在接收端,需要用
接收电路将 RS-232 电路转换为 TTL 电平。
2,设波特率为 9600,使用 NRZ 格式的 8 位数据位、1 位停止位,
传输 2KB 的文件最少需要多少时间?
解:所需发送的数据量:2KB*1024=2048 字节
发送一个字节需要 10 位(开始位,数据位,停止位),则
2048*10=20480 位
时间:20480 位/9600=2.13s
3,简述 M0+中断机制及执行过程:
中断是 MCU 实时的处理内部或外部事件的一种内部机制。由模块中断源、中断
控制器(NVIC)和 M0+内核组成,模块中断源向中断控制器发出中断信号。中断
控制器对发来的信号进行管理,判断是否允许中断,若允许,通过私有外设总线
发送 M0+内核,由内核处理中断。NVIC可根据中断信号的优先级对中断进行
响应。
第七章
4,分析 TPM 的功能及编程要点
三种常用的功能:输入捕捉,输出比较,脉宽调制器 PWM。
编程要点:注意各种寄存器的正确使用。详解见书本 P164—P169
第八章
1,简述独立式键盘和矩阵键盘的应用特点:
独立式键盘方式是指将每个独立式按键按一对一的方式直接接到 I/O 输入线上,
这种方式查键实现简单,但占用 I/O 资源较多,一般再按键数量较少的情况下使
用。矩阵键盘方式是用 m 条 I/O 线组成行输出口,n 条线组成列输出口,在行列
线的每一个焦点上设置一个按键,这种方式占用 I/O 线少,在实际应用系统中采
用较多。
2,列举常见的键盘消除抖动的方法:
当按键被按下时,会出现所按键在闭合位置和断开位置之间跳几下,才稳定到闭
合状态的情况,当释放一个按键时也会出现类似的情况,这就是抖动问题。
硬件方法是设计一个滤波延时电路或单稳态电路 等硬件电路来避开按键的抖动
时间。 软件方法是指编制一段时间大于 100ms 的延时程序, 在 第一次检测
到有键按下时, 执行这段延时子程序使键的前沿抖动消失后再检测该键状态,
如 果该键仍保持闭合状态电平,则确认为该键已稳定按下,否则无键按下,从
而消除了抖动的影响。
3,简述扫描法动态显示 LED 的原理:
将要显示的数码管(共阴极或共阳极)的位段信号段接在一起,可以由 MUC 的
8 位端口控制,同时有位选信号,用于分别选中要显示数据的数码管,用 MCU
的另一个端口来控制,每个时刻只让一个数码管有效,由于人眼的“视觉暂留”
效应,看起来则是同时显示的效果。
4,分析 LCD 液晶显示的工作时序
简单过程:读状态—写指令—读数据—写数据