嵌入式系统原理中国大学mooc作业答案

日期:2022-08-10 06:57:20

第1章 嵌入式系统概述

第1章测验题

1、汽车防抱死刹车系统属于 系统。
    A、非实时
    B、软实时
    C、硬实时
    D、及时

2、嵌入式系统是将 集成在一起的系统。
    A、计算机硬件
    B、计算机软件
    C、应用程序
    D、操作系统

3、嵌入式系统都是实时系统

4、嵌入式系统以 为中心、以计算机技术为基础,软硬件可裁剪,应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机系统。是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统。

1-1测验题

1、可用于嵌入式系统编程的语言有:
    A、C/C++
    B、汇编语言
    C、Java
    D、Python

2、嵌入式系统是以应用为中心,以 为基础,软硬件可裁剪,应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗和应用环境有特殊要求的专用计算机系统。是将应用程序、操作系统和计算机硬件集成在一起的系统。

作业1-1 关于嵌入式AI技术的调查报告

1、针对嵌入式AI技术进行相应调查,阐述该技术的发展历程、技术的核心内容,以及该技术与国家相关政策之间的关系,明确该技术与哪些行业密切相关,对行业发展具有什么样的作用与地位。最后,结合自己的专业特点,分析一下自己的专业与该技术之间具有什么样的关系。字数不少于2000字。调查报告封面、目录结构齐全,排版完整。 友情提示: (1)附件内容供参考 (2)调查报告要有独立的分析与评价,不应只是网络资料的汇总。(必须独立完成,雷同者一律0分计,并进行通报)

作业1-2 关于计算模式的思考

1、在计算机领域,有多种计算模式。如何针对具体的应用需求,选择合适的计算模式,是进行应用开发的基本技能。了解这些计算模式各自的特点及应用领域。 阅读附件中的资料,针对智能城市中的智能交通系统,谈谈边缘计算与雾计算的应用场景。

作业1-3 嵌入式软件结构

1、作业题1 针对课件1.5中的设计实例(双机串行通讯): (1)编写完整的C语言程序实现双机串行通讯,采用循环轮询结构; (2)考虑采用前后台结构编程的话,程序的大体结构是什么样子的?用程序框图或文字描述一下; (3)如果采用多任务方式编程的话,程序的大体结构是什么样子的?用程序框图或文字描述一下。 以上三项内容放在一个doc文档中进行提交。

Chapter 2 Principles and Applications of Microcontroller

作业2-2 关于单片机串行通讯的分析题

1、分析题: 下面的程序实现通过串口不停发送数据0-15至对方 #include <STC89C5xRC.h> main() {int i; TMOD=0x21;/*--T1:Mode 2;T0:Mode 1*/ SCON=0x50; TH1=0xe6; TL1=0xe6;/*0xe6--1200bps at 12MHz*/ TR1=1; while(1) { for(i=0;i<16;i++) SBUF = i; } } 通过电脑串口助手实际收到的数据为: 00 07 0E 05 0C 02 09 00 07 0E 04 0B 02 09 0F 06 0D 04 0B 01 08 0F 06 0D 03 0A 01 08 0F 05 0C 03 0A 00 07 0E 05 0C 02 09 00 07 0E 04 0B 02 09 0F 06 0D 04 0B 01 08 0F 06 0D 03 0A 01 08 0F 05 0C 03 0A 00 07 问题1:硬件连接没有任何问题,那么出现这种现象的原因是什么?应该如何修改程序? 问题2:在12MHz晶振,定时器1的初始值设为0xe8,实际测试结果如下: 68 8F 00 89 20 D1 84 A8 68 87 10 89 20 C1 8C A8 68 87 08 85 20 D1 8C A8 64 8F 08 81 20 D1 84 A0 60 8F 08 81 20 D1 84 B0 68 8F 00 89 20 D1 84 A8 68 87 00 89 20 C1 8C A8 68 87 08 85 20 D1 8C A8 64 87 08 81 20 D1 ,为什么?

课程设计1:基于半虚拟场景的自动进样器的设计

1、基于半虚拟场景的自动进样器的设计验收方法与标准 1、本课程设计任务为个人项目,每位同学可带一套设备及仿真软件回去进行调试 2、每个实验都与课程设计相关,逐步提高 3、第7周进行验收。每拖后1周,扣10分 4、针对每位同学的设计进行验收,通过演示及提问两个环节评定成绩。 课程设计名称:基于半虚拟场景的自动进样器的设计 成果提交: (1)课程设计报告;参照附件模板; (2)源代码:单片机的源码程序; 上述内容打包成一个压缩文件,命名为"学号姓名.zip",作为附件进行上传。

作业2-1 定时器应用编程

1、程序采用轮询结构,实现每1秒重复执行某项任务,同时要求在P10引脚发出200Hz的方波信号。请编写程序框架。

第3章 嵌入式微处理器

嵌入式处理器测验题

1、ARM处理器为 芯片,其简单的结构使ARM内核非常小,这使得器件的功耗也非常低。
    A、CISC
    B、RISC
    C、AISC
    D、RISD

2、ARM采用装载(Load)/保存(Store)结构,数据处理操作只针对寄存器的内容,而不直接对____进行操作。
    A、存储器
    B、寄存器
    C、控制器
    D、编译器

3、ARM9采用哈弗结构,其流水线分为 ____ 级.
    A、3
    B、5
    C、6
    D、8

4、ARM是32位的处理器,它拥有32位地址总线,1组32位的数据总线和1组_____位的指令总线。
    A、8
    B、16
    C、32
    D、64

5、ARM的内部总线分为高性能的_____总线和低速的____总线。它的GPIO接口挂接在_____总线上。
    A、APB AHB AHB
    B、AHB APB APB
    C、APB AHB APB
    D、AHB AHB APB

6、ARM要存放word类型的数据到存储器内,则该数据的存储要与_____字节边界对齐。
    A、1
    B、2
    C、4
    D、8

7、在ARM默认存储格式下,要从2000H地址处开始存放数据0x12345678,则数据的低位0x78存放在____H处,这是小端格式。
    A、2000
    B、2001
    C、2002
    D、2003

8、ARM的I/O接口采用统一编址方式。读取端口的数据可以使用LD指令,读取存储单元的数据可以使用_____指令。
    A、IN
    B、OUT
    C、LD
    D、ST

9、ARM默认采用满递减堆栈。X86CPU采用 _____堆栈
    A、满递增
    B、空递增
    C、满递减
    D、空递减

10、实现满递减入栈操作的ARM指令是 ______.
    A、LDMFD
    B、STMFD
    C、LDMIA
    D、STMIA

11、ARM有7种工作模式,分别是 、 、 、 、 、 、 (顺序不限)。

12、这7种工作模式按权限划分,可分为用户模式和 模式。

13、系统开机复位后,自动进入 模式。

14、在有操作系统的环境下,应用程序一般运行在 模式下。

15、产生软中断后,ARM进入 模式,产生普通硬件中断后,进入 模式。

16、在ARM处理器内部有 个用户可见的寄存器。在不同的工作模式和处理器状态下,程序员可以访问的寄存器也不尽相同。

17、假定当前正在执行的指令地址是2000H,在ARM9的ARM状态下执行MOV R0,PC指令,则R0内的数值是 H。

18、利用BL SUB1指令调用子程序SUB1,则SUB1内对应的返回指令通常是 ,LR。

19、ARM采用装载/存储结构简化了存储器的访问,访问存储器的指令只有三条,分别是 、ST和SWP。

20、假定R1内的数据为3,指令ADD R1,R1,R1,LSL #3 执行完后,R1= (用十进制表示)

21、所有的ARM指令都是可以有条件执行的,而Thumb指令仅有一条指令具备条件执行功能,这条指令是 指令。

22、假定(R0)=0x00;(R1)=0x10;(R1+4)=0x20;下面三条指令各自执行之后,R0和R1的内容分别是什么? LDR R0,[R1,#4] ; R0=0x R1=0x10 LDR R0,[R1 ,#4]! ; R0=0x20 R1=0x14 LDR R0,[R1] ,#4 ; R0=0x10 R1=0x14

23、当ARM产生软中断后,其中断处理程序的入口地址为 H,ARM的工作模式为管理模式。

24、同时产生软中断和快中断,ARM会优先响应 中断。

25、在异常发生后,ARM会将下一条指令的地址保存到适当的 寄存器中。

作业3-1 关于链接寄存器(LR)的使用

1、简述链接寄存器(LR)的应用场景和使用方法,在什么情况下会导致程序错误?。

作业3-2 关于ARM工作模式的切换

1、理解题:用户应用程序运行在用户模式下,在什么情况下ARM切换到其它模式?是如何切换的?

作业3-3 关于ARM裸机编程环境的使用

1、1、操作要求: (1)自行安装ARM裸机开发环境uVision; (2)在开发环境中,创建基于NXP公司的LPC2138(ARM7处理器)的工程项目,导入Startup.s。 (3)针对Startup.s,重点分析其异常向量入口地址、堆栈的初始化、工作模式的切换以及如何跳转到C语言的main()函数。 2、提交要求: (1)将工程项目压缩打包,作为附件上传; (2)针对第(3)问题,可以直接输入答案,或者将答案录入到WORD文档中,上传。

第4章 嵌入式系统的存储系统

第四章单元测试

1、现代计算机系统普遍采用分级存储体系,其中,存取速度最快的是_____;容量最大的是外存。运行时的程序和数据存放在内存。
    A、寄存器
    B、Cache
    C、内存
    D、外存

2、有块ARM核心板的主要参数如下: Samsung S3C6410处理器,ARM1176JZF-S内核,主频533MHz/667MHz; • 128M字节Mobile DDR内存; • 1G字节NAND Flash(MLC); • 12MHz、48MHz、27MHz、32.768KHz时钟源;• 该核心板的内存是_____;
    A、静态RAM
    B、动态RAM
    C、128M
    D、1G

3、嵌入式系统的启动引导程序通常固化在_______存储器中
    A、NandFlah
    B、NorFlash
    C、NcrFlash
    D、NondFlah

4、我们所使用的U盘通常是用_____存储器制作的。
    A、NandFlah
    B、NorFlash
    C、EFI
    D、Cham32

第5章 嵌入式系统的接口设计

第5章测验

1、(1)LPC21XX的端口地址与存储器地址是 编址的。其地址是从0xE0000000开始的。
    A、统一
    B、独立
    C、有序
    D、无序

2、I/O控制方式是指___与它所管理的各接口之间如何进行数据传输的控制。

课程设计2:基于ARM裸机编程的应用系统设计

1、课程设计2 1、要求: 综合利用LPC213X处理器的接口,实现一定的完整功能。 下列题目要求可任选一个。 2、题目1:交通灯控制系统 针对已有的硬件电路图(Traffic.DSN),编写运行在ARM7上的裸机程序,实现如下功能: 交通灯控制系统基本要求(75分): (1)两个方向的红黄绿灯能正确切换,黄灯要闪烁:绿灯à黄灯à红灯à绿灯à… (2)用两位数码管倒计时显示时间.两个方向的时间要配合好;黄灯为3秒,且闪烁,绿灯+黄灯时间等于另一个方向的红灯时间。 (3)开关S1断开时,系统正常运行;当开关接通时,处于夜间停用模式,只有黄灯在闪烁。 注意:两个方向的通行时间是相关联的。可假定南北方向通行30秒,东西方向通行20秒。 扩展功能(可选做): (1)增加串口功能,利用串口,调整各方向的通行时间 增加串口终端设备,利用RxD、TxD引脚接终端设备。通过键盘输入一定的时间参数,格式如: E20 S30 (表示东西方向20秒,南北方向30秒) 提供的例子中有一个简单的测试程序,可在此基础上进行修改。 3、题目2:温度检测报警系统 利用原有的电路AD及LED数码管显示等例子,进行整合。实现由AD转换器采集温度(用可调电阻模拟),温度范围-30~+70℃.实现如下功能(75分): (1)温度在数码管上显示。 (2)当温度超出一定范围(大于50℃),用LED指示灯进行闪烁报警。 (3)用红黄绿灯表示不同温度段,-30-0℃,绿灯;0-40℃,黄灯;40以上,红灯。 扩展功能(25分): (1)通过串口将数据进行远程传输,输入指定的通道号,就可以每秒将该通道的采集数据送出来。 4、其他题目:可以自行确定题目,难度与上述两个题目相当。 作业提交要求: (1)撰写课程设计报告(参照附件中的嵌入式系统原理课程设计报告模板); (2)将整个文件夹(包括电路图、SRC源程序)以及设计报告打包成rar压缩文件,进行提交。

第6章 嵌入式操作系统

课程设计3:基于嵌入式Linux的远程监控系统的设计

1、基于嵌入式Linux的远程监控系统的设计 1.设计要求: 利用现有的FriendlyARM开发板,实现如下基本功能: (1)开发板安装嵌入式Linux,与PC机通过以太网连接,实现远程监控。 (2)在PC机上可以控制开发板上四个led的亮灭。 (3)PC机上定时显示开发板上的模拟信号电压值,该数值1秒自动刷新一次。 (4)当模拟电压值超过一定范围,打开开发板上的蜂鸣器。当电压值正常后,蜂鸣器自动关闭。 可实现的扩展功能: (1)在PC机上,以曲线方式显示电压值。 (2)开发板的液晶上具备操作界面,可以实现PC机上的界面操作。 (3)当电压值超过一定范围时,PC机上也实现报警功能。报警方式自定。 (4)一台开发板允许多台PC机同时监控。 2.设计方式及提交 允许以小组形式完成设计。每个小组人数为1-3人。 作品完成后,将作品文档(至少包括需求规格说明书、概要设计说明书、运行结果)和源程序打包上传到网站。根据作品上传的顺序安排验收。 作品验收包括现场演示及问答。指导老师根据作品演示情况及问答情况,给小组的每位成员打分。

第7章 嵌入式系统设计实例

课程设计3:《基于嵌入式Linux的远程监控系统的设计》全部资料提交

1、基于嵌入式Linux的远程监控系统的设计 1.设计要求: 利用现有的FriendlyARM开发板,实现如下基本功能: (1)开发板安装嵌入式Linux,与PC机通过以太网连接,实现远程监控。 (2)在PC机上可以控制开发板上四个led的亮灭。 (3)PC机上定时显示开发板上的模拟信号电压值,该数值1秒自动刷新一次。 (4)当模拟电压值超过一定范围,打开开发板上的蜂鸣器。当电压值正常后,蜂鸣器自动关闭。 可实现的扩展功能: (1)在PC机上,以曲线方式显示电压值。 (2)开发板的液晶上具备操作界面,可以实现PC机上的界面操作。 (3)当电压值超过一定范围时,PC机上也实现报警功能。报警方式自定。 (4)一台开发板允许多台PC机同时监控。 2.设计方式及提交 允许以小组形式完成设计。每个小组人数为1-3人。 作品完成后,将作品文档(至少包括需求规格说明书、概要设计说明书、运行结果)和源程序打包上传到网站。根据作品上传的顺序安排验收。 作品验收包括现场演示及问答。指导老师根据作品演示情况及问答情况,给小组的每位成员打分。

期末考试

期末考试客观题试卷

1、如果8051的I/O脚没有内部上拉电阻,向对应的IO寄存器的对应位写入0时,该引脚的输出电平为 。
    A、高电平
    B、低电平
    C、不确定
    D、中间电压

2、要读入8051MCU的I/O引脚的状态,需要先向IO寄存器的对应位写入 ,保证引脚内的MOS管是截止的,然后再读取。
    A、0
    B、1
    C、2
    D、3

3、There are 4 I/O ports in 8051 MCU. In these ports, P0 has No Pull-up register in it,P3 has some special function pins, can be used as data bus.
    A、P0
    B、P1
    C、P2
    D、P3

4、ARM读取其I/O端口的数据可以使用LD指令,读取存储单元的数据可以使 用 指令。
    A、IN
    B、OUT
    C、LD
    D、ST

5、现代计算机系统普遍采用分级存储体系,其中,存取速度最快的是_____;容量最大的是外存。运行时的程序和数据存放在Cache中。
    A、寄存器
    B、内存
    C、Cache
    D、外存

6、在编写ARM的裸机程序时,既可以直接将汇编语言插入C程序,也可以将C语言直接插入汇编语言,实现混合编程。

7、在嵌入式Linux下,可以使用进程或线程的方式实现多任务。使用线程占用的系统资源通常要少于进程方式。

8、由于用户模式的权限比较低,一旦进入用户模式,则无法再切换到其他模式了。

9、在嵌入式系统开发过程中,利用开发板或仿真方式,软硬件系统的设计可以同时进行。

10、Thumb指令比ARM指令短,执行速度快。

11、裁剪嵌入式操作系统需要修改其源代码,将部分源代码去掉。

12、在嵌入式系统的开发流程中,通常要先进行需求分析,然后根据用户需求再进行可行性分析。

13、ARM采用哈弗结构,而8051系列单片机则采用冯诺依曼体系结构。

14、传统的PC技术也可用于嵌入式系统,可以采用x86处理器构建嵌入式系统。

15、ARM处理器对内存的访问只能通过LD/ST或SWP三类指令来实现。

16、ARM7的工作模式中,除用户模式外,其他模式均为异常模式。

17、嵌入式系统都必须具备操作系统。

18、ARM处理器属于RISC处理器,而Pentium处理器则属于CISC处理器。。

19、ARM的端口地址编址方式是独立编制方式,即与存储器分开编址。

20、C语言程序可以嵌套加入汇编程序模块,汇编语言程序也可以嵌套加入C程序。

21、uCLinux操作系统只能在ARM9及以上的系统中运行,不能在ARM7上运行。

22、、嵌入式系统在开发过程中,只能将硬件系统开发出来后,才能进行软件系统的开发。

23、用户程序在执行过程中,ARM一直处于用户模式,无法切换到其他模式。

24、ARM系列的微处理器芯片是由ARM公司生产的。

25、嵌入式系统的软件只能采用汇编语言进行开发。

26、硬实时系统和软实时系统的主要区别在于实时性是通过硬件实现的还是软件实现的。

27、ARM9的内部寄存器共有 个,都是32位的。

28、在Linux下,基于Socket的网络编程可以实现的协议有三种,分别是TCP、UDP 和IP。其中,面向连接的网络传输协议是 。

29、3、执行SWI指令,会让ARM处理器切换到 模式。产生普通硬件中断后,进入 中断模式。

30、RAM类型的存储器有SRAM和DRAM之分,在需要较大存储容量的情况下应该选用 。

31、嵌入式Linux的固化包括三部分Bootloader(UBoot)、Linux内核和 ,分别烧 写到非易失性存储器中。

32、ARM处理器中的I/O端口地址与存储单元的地址采用 编址方式。

33、嵌入式Linux的交叉开发环境由宿主机、目标机和它们之间的通讯方式组 成。其中,嵌入式Linux系统应该安装在 机上。

34、Linux由用户空间和内核空间两部分组成,其中设备驱动程序运行在 空间。

35、嵌入式系统的设计流程通常分为 、 、 和系统集成与测试四个阶段。

36、ARM的裸机编程可以采用 语言、C语言或C++进行编程,也可以三者混合编程。

37、ARM9微处理器的地址空间为4GB,I/O地址与存储地址是 编址的。

38、ARM是32位的RISC类型的处理器,它拥有32条地址线和 条数据线。

39、根据系统对实时性要求的强度不同,嵌入式系统可分为 系统和软实时系统。

40、CPU可分为RISC和CISC两类,ARM9属于 类,其处理器架构采用哈弗结构。

41、ARM只有3条指令可以访问存储器,分别是 、 和SWP。

42、嵌入式系统的开发流程可分为系统定义、总体设计、详细设计和系统集成与测试四个阶段。其中软硬件功能划分属于总体设计阶段,软件代码的编写属于 阶段。

43、Linux由用户空间和内核空间两部分组成,其中驱动程序运行在 空间。

44、Flash存储器可分为NAND和NOR两种,比较适合存放文件系统的是 。

45、ARM内部有37个寄存器。ARM的当前工作模式标志位保存在CPSR寄存器中。用BL指令调用子程序时,子程序的返回地址保存在 寄存器内。

期末考试主观题

1、嵌入式系统有个特点,就是“代码固化”,请针对我们实验用的ARM实验箱,谈谈该系统如何实现代码固化。

2、Linux操作系统运行时分为用户空间和内核空间。在用户空间运行的程序称为应用程序,而操作系统的内核模块及服务均运行在内核空间。那么应用程序是如何使用操作系统的功能的?

3、在嵌入式Linux下,要在应用程序中访问ARM的GPIO引脚,请用C语言语句或文字描述,解释如何实现GPIO引脚的操作?

4、ARM指令中,实现子程序的调用可以使用BL指令,该指令相比于X86 CPU的CALL指令,有哪些优点和缺点?

5、8051单片机和LPC2138 ARM7都有I/O引脚,要在裸机编程下,分别将其引脚P0.0置为高电平或低电平,写出相应的程序语句,并分析这两者的主要区别是什么?

6、下面的程序实现通过串口不停发送数据0-15至对方 #include <STC89C5xRC.h> main() {int i; TMOD=0x21;/*--T1:Mode 2;T0:Mode 1*/ SCON=0x50; TH1=0xe6; TL1=0xe6;/*0xe6--1200bps at 12MHz*/ TR1=1; while(1) { for(i=0;i<16;i++) SBUF = i; } } 通过电脑串口助手实际收到的数据为: 00 07 0E 05 0C 02 09 00 07 0E 04 0B 02 09 0F 06 0D 04 0B 01 08 0F 06 0D 03 0A 01 08 0F 05 0C 03 0A 00 07 0E 05 0C 02 09 00 07 0E 04 0B 02 09 0F 06 0D 04 0B 01 08 0F 06 0D 03 0A 01 08 0F 05 0C 03 0A 00 07 请分析:硬件连接没有任何问题,那么出现这种现象的原因会有哪些?应该如何解决?

7、ARM开发板与电脑通过Wifi进行连接,在已知硬件连接没有问题的情况下,两者还是无法联通,请判断一下故障原因并给出相应解决方法。

8、请分别使用轮询结构、前后台结构、多任务结构实现如下功能:当用户按下某个按键,则点亮某个LED灯;否则,该LED灯是灭的。可用编程语言、程序框图或文字进行描述。

9、利用8051单片机实现汽车里程计。在车轮上安装传感器,用于检测车轮的转动。车轮每转一圈,该传感器送出一个脉冲信号。里程计实现的主要功能如下: (1)记录车辆行驶过的总公里数; (2)提供当前行车速度; (3)具备RS232串行通讯口,每1秒就主动上报一次数据。 要求:(1)写出总公里数是通过哪些接口部件,如何利用程序计算得到的? (2)当前行车速度如何计算比较准确? (3)每1秒上报一次数据,是否会影响脉冲信号的获取?如何保证脉冲信号不会漏记?

10、设计一款车载终端设备,具体要求如下: (1)可与三题(2)中设计的里程计通过串口进行连接,获取总公里数和当前行驶速度。 (2)采用液晶触摸屏,可显示总公里数、当前速度等信息; (3)与车载4G或5G模块连接,从而接入互联网; (4)可显示导航地图; (5)可实现语音控制; 请针对该系统的设计要求,请设计相应的总体方案及软硬件详细方案 提示:可用UML或其他方式表示,也可用文字描述。需求方面不够清楚的可假设一定的合理条件。