嵌入式系统参考资料

1.画出基于ARM-Cortex M3内核最小系统的电路图，并进行简要说明启动引脚所对应的启动

模式。（10分）

答：（1）最小系统的电路图，能正确画出图或者用文字描述得（6分）

（2）启动模式说明，能正确画出图或者用文字描述得（4分）

2.画出基于CMSIS标准的应用程序的基本结构，并简述其所包含的三个基本功能

层。（10分）

答：（1）基于CMSIS标准的应用程序的基本结构，能正确画出图或者用文字描述得（7分）

（2）CMSIS标准的三个基本功能层：（3分）

1. 内核设备访问层：包含用于访问内核寄存器设备的名称定义、地址定义和助手函数。同时也为RTOS定义了独立于微控制器的接口，该接口包括调试通道定义。

2.中间设备访问层：为软件提供了访问外设的通用方法。芯片供应商应当修改中间设备

访问层，对于中间设备访问层，芯片厂商需要根据自己的设备特性进行更新。

3.微控制器外设访问层：提供了片上所有外设的定义。

3. 画出STM32内部的总线结构。并简要说明AHB总线与SRAM、DMA及APB总线之间的关系。（10分）

答：（1）能正确画出图或者用文字描述得6分。

（2）AHB总线与SRAM、DMA及APB总线之间的关系（4分）：

STM32的内部SRAM和DMA单元直接与AHB总线相连，外部设备则使用两条APB总线相连，每一条APB总线又都与AHB总线矩阵相连。

4. 在基于ARM-Cortex M3内核的芯片上编写程序实现如下功能。通过GPIO口引脚实现2个LED 灯交替实现闪烁，2个灯持续时间闪烁时间持续为1秒。（25分）1) 画出所需要的电路图。（5分）

2) 画出程序的流程图。（5分）

3) 配置Systick定时器，并使用Systick定时器实现1秒钟的延时功能，写出相应的程序。（5分）

方法:1：

SysTick_Config(72000000/ 2000);

void Delay(uint32_t nTime)

{

TimingDelay = nTime;

while(TimingDelay != 0);

}

void TimingDelay_Decrement(void)

{

if (TimingDelay != 0x00)

{

TimingDelay--;

}

}

方法2：

Systick_Configuration();

void Systick_Configuration(void)

{

/* 失能Systick定时器 */

SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Disable);

/* 选择HCLK为Systick时钟源 */

SysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8);

/* 清除Systick计数器 */

SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Clear);

/* 主频为72/8MHz，配置计数值为9000 * 1000可以得到1s定时间隔*/ SysTick_SetReload(9000 * 1000);

}

void Delay_Second(void)

{

/* 启动Systick计数 */

SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Enable);

/* 等待Systick计数至0 */

while(SysTick_GetFlagStatus(SysTick_FLAG_COUNT) == 0);

/* 失能Systick定时器 */

SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Disable);

/* 清除Systick计数器 */

SysTick_CounterCmd(SysTick_Counter_Clear);

}

4) 写出整个交替LED灯闪烁的程序。（10分）

#include "stm32f10x_lib.h"

void RCC_Configuration(void);

void GPIO_Configuration(void);

void Systick_Configuration(void);

void Delay_Second(void);

int main(void)

{

RCC_Configuration();

GPIO_Configuration();

/* 设置SyTtick定时器*/

Systick_Configuration();

while(1)

{

GPIO_WriteBit(GPIOA,

GPIO_Pin_4,

(BitAction)(1 - GPIO_ReadOutputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_4))

);//翻转GPIOA.4电平

Delay_Second(); //见前面的systick延时

}

}

void RCC_Configuration(void)

{

/* 定义枚举类型变量HSEStartUpStatus */

ErrorStatus HSEStartUpStatus;

/* 复位系统时钟设置*/

RCC_DeInit();

/* 开启HSE*/

RCC_HSEConfig(RCC_HSE_ON);

/* 等待HSE起振并稳定*/

HSEStartUpStatus = RCC_WaitForHSEStartUp();

/* 判断HSE起是否振成功，是则进入if()内部*/

if(HSEStartUpStatus == SUCCESS)

{

/* 选择HCLK（AHB）时钟源为SYSCLK 1分频*/

RCC_HCLKConfig(RCC_SYSCLK_Div1);

/* 选择PCLK2时钟源为HCLK（AHB）1分频*/

RCC_PCLK2Config(RCC_HCLK_Div1);

/* 选择PCLK1时钟源为HCLK（AHB）2分频*/

RCC_PCLK1Config(RCC_HCLK_Div2);

/* 设置FLASH延时周期数为2 */

FLASH_SetLatency(FLASH_Latency_2);

/* 使能FLASH预取缓存*/

FLASH_PrefetchBufferCmd(FLASH_PrefetchBuffer_Enable);

/* 选择锁相环（PLL）时钟源为HSE 1分频，倍频数为9，则PLL输出频率为8MHz * 9 = 72MHz */ RCC_PLLConfig(RCC_PLLSource_HSE_Div1, RCC_PLLMul_9);

/* 使能PLL */

RCC_PLLCmd(ENABLE);

/* 等待PLL输出稳定*/

while(RCC_GetFlagStatus(RCC_FLAG_PLLRDY) == RESET);

/* 选择SYSCLK时钟源为PLL */

RCC_SYSCLKConfig(RCC_SYSCLKSource_PLLCLK);

/* 等待PLL成为SYSCLK时钟源*/

while(RCC_GetSYSCLKSource() != 0x08);

}

/* 打开APB2总线上的GPIOA时钟*/

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA , ENABLE);

}

void GPIO_Configuration(void)

{

/* 定义GPIO初始化结构体GPIO_InitStructure */

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

/* 设置GPIOA.4 为推挽输出，最大翻转频率为50MHz*/

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

}

5.在基于ARM-Cortex M3内核的芯片上编写程序实现如下功能。使用按键与芯片管脚相连，配置两个外部中断，实现在中断0中，通过USART口，输出一个字符串。例如：interrupt 0；在中断1中，通过USART口，输出一个字符串。例如：interrupt 1；执行顺序是先是中断0，然后是中断1。

(1)画出所需要的电路图。（5分）

(2)画出程序的流程图。（5分）

(3)配置串口USART1，实现通过串口向PC机的串口助手打印一个字符串。例如：interrupt 0。写出相应的

程序。（5分）

在KEIL C Target option -> target中选择 useMicroLIB

void GPIO_Configuration(void)

{

/* 定义 GPIO 初始化结构体 GPIO_InitStructure */

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

/* 设置USART1的Tx脚（PA.9）为第二功能推挽输出模式 */

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure);

/* 设置USART1的Rx脚（PA.10）为浮空输入脚 */

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

GPIO_Init(GPIOA , &GPIO_InitStructure);

}

void USART_Configuration(void)

{

USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

USART_https://www.360docs.net/doc/3514267194.html,ART_BaudRate = 9600;

USART_https://www.360docs.net/doc/3514267194.html,ART_WordLength = USART_WordLength_8b;

USART_https://www.360docs.net/doc/3514267194.html,ART_StopBits = USART_StopBits_1;

USART_https://www.360docs.net/doc/3514267194.html,ART_Parity = USART_Parity_No ;

USART_https://www.360docs.net/doc/3514267194.html,ART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;

USART_https://www.360docs.net/doc/3514267194.html,ART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;

USART_Init(USART1 , &USART_InitStructure);

USART_Cmd(USART1 , ENABLE);

}

int fputc(int ch,FILE *f)

{

USART_SendData(USART1,(unsigned char)ch);

while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TC)==RESET);

return ch;

}

printf("\r\n interrupt 0");

(4)写出整个外部中断以及串口输出的程序。（与第3小题相重合的部分程序不需要再写出）（10分）

#include "stm32l1xx.h"

#include "stdio.h"

#include "discover_board.h"

#include "stm32l_discovery_lcd.h"

#include "stdarg.h"

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/

void RCC_Configuration(void);

void Init_GPIOs (void);

void Delay(uint32_t nTime);

void USART_Configuration(void);

void EXTI_Configuration(void);

void NVIC_Configuration(void);

int main(void)

{

/* Configure Clocks for Application need */

RCC_Configuration();

NVIC_Configuration();

Init_GPIOs();

USART_Configuration();

EXTI_Configuration();

while(1)

{

}

}

void Init_GPIOs (void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

RCC_AHBPeriphClockCmd(LD_GPIO_PORT_CLK|USERBUTTON_GPIO_CLK, ENABLE);

/* Configure User Button pin as input */

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0|GPIO_Pin_1|GPIO_Pin_2;//USERBUTTON_GPIO_PIN GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;

GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_40MHz;

GPIO_Init(USERBUTTON_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

}

void EXTI_Configuration()

{

EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA,EXTI_PinSource0);

SYSCFG_EXTILineConfig(EXTI_PortSourceGPIOA,EXTI_PinSource1);

EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0|EXTI_Line1 ;

EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;

EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;

EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;

EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

}

void NVIC_Configuration()

{

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

/* Enable and set EXTI0 Interrupt to the lowest priority */

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn ;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQn ;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

void EXTI0_IRQHandler(void)

{

printf("\r\n interrupt 0");

EXTI_GenerateSWInterrupt(EXTI_Line1);

EXTI_ClearFlag(EXTI_Line0);

}

void EXTI1_IRQHandler(void)

{

printf("\r\n interrupt 1");

EXTI_ClearFlag(EXTI_Line1);

}

6.在基于ARM-Cortex M3内核的芯片上编写程序实现如下功能。定义一个32个整数的一维数组，配置DMA和CPU进行数据搬移，分别计算分别使用DMA和CPU来搬移这个数组所花的时间，并将这两个结果用串口传输到上位机显示。（20分）

1. 画出所需要的电路图。（5分）或者参见第五题去掉按键部分电路

2. 画出程序的流程图。（5分）

3. 写出DMA和CPU搬移数据的过程以及串口输出所花时间的程序。（10分）#include "stm32f10x_lib.h"

#include "stdio.h"

#include "string.h"

#define BufferSize 32

vu16 CurrDataCounter = 0; /* 定义DMA 传输数目变量*/

vu32 Tick = 0; /* 计时变量*/

uc32 SRC_Const_Buffer[BufferSize ] =

{

0x01020304,0x05060708,0x090A0B0C,0x0D0E0F10,

0x11121314,0x15161718,0x191A1B1C,0x1D1E1F20,

0x21222324,0x25262728,0x292A2B2C,0x2D2E2F30,

0x31323334,0x35363738,0x393A3B3C,0x3D3E3F40,

0x41424344,0x45464748,0x494A4B4C,0x4D4E4F50,

0x51525354,0x55565758,0x595A5B5C,0x5D5E5F60,

0x61626364,0x65666768,0x696A6B6C,0x6D6E6F70,

0x71727374,0x75767778,0x797A7B7C,0x7D7E7F80

};

u32 DST_Buffer[BufferSize ]; /* 在RAM 中开辟一片空间用做DMA目的空间*/ void RCC_Configuration(void);

void NVIC_Configuration(void);

void GPIO_Configuration(void);

void USART_Configuration(void);

void DMA_Configuration(void);

void SysTick_Configuration(void);

int main(void)

{

u8 i = 0;

u8 TickCntCPU = 0;

u8 TickCntDMA = 0;

RCC_Configuration();

/* 设置NVIC */

NVIC_Configuration();

/* 设置GPIO 端口*/

GPIO_Configuration();

/* 设置USART */

USART_Configuration();

/* DMA初始化*/

DMA_Configuration();

/* SysTick初始化*/

SysTick_Configuration();

Tick = 0;

for(i = 0; i < BufferSize; i++)

{

DST_Buffer[i] = SRC_Const_Buffer[i];

}

/* 保存计时数据*/

TickCntCPU = Tick;

for(i = 0; i < BufferSize; i++)

{

DST_Buffer[i] = 0;

}

Tick = 0;

DMA_Cmd(DMA1_Channel6, ENABLE);

/* 等待传输完成*/

while(CurrDataCounter != 0);

TickCntDMA = Tick;

if(strncmp((const char*)SRC_Const_Buffer, (const char*)DST_Buffer, BufferSize) == 0)

{

printf("\r\nTransmit Success!\r\n");

}

else

{

printf("\r\nTransmit Fault!\r\n");

}

printf("\r\nThe CPU transfer, time consume: %dus!\n\r", TickCntCPU);

printf("\r\nThe DMA transfer, time consume: %dus!\n\r", TickCntDMA);

while(1);

}

RCC_Configuration() /*在前面基础上增加开启DMA , USART1 和GPIOA 时钟*/ {

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE);

}

void NVIC_Configuration(void)

{

/* 定义NVIC初始化结构体NVIC_InitStructure */

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

/* #ifdef...#else...#endif结构的作用是根据预编译条件决定中断向量表起始地址*/

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);

/* 开启DMA16通道中断控制，0级先占优先级，0级次占优先级*/

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel6_IRQChannel;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;

NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;

NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

}

void DMA_Configuration(void)

{

DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

DMA_DeInit(DMA1_Channel6);

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = (u32)SRC_Const_Buffer;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)DST_Buffer;

DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = BufferSize;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Enable;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable;

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_Word;

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Word;

DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Normal;

DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High;

DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Enable;

DMA_Init(DMA1_Channel6, &DMA_InitStructure);

DMA_ITConfig(DMA1_Channel6, DMA_IT_TC, ENABLE);

CurrDataCounter= DMA_GetCurrDataCounter(DMA1_Channel6);

}