中南大学试题修订版

中南大学试题

Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

;用汇编语言实现实现冒泡排序，并将排序后的数输出

DATAS SEGMENT

A dw 3 10 8 56 22 36 1 43 31 3

N=$-A ;计算数字所占的字节数

DATAS ENDS

CODES SEGMENT

ASSUME CS:CODES,DS:DATAS

START:MOV AX,DATAS

MOV DS,AX

MOV SI,0 ;SI遍历数字;前一个数的地址

MOV CX,N/2-1 ;设置循环次数，M(M=N/2)个数需要，循环M-1次

CALL BUBBLE ;调用BUBBLE将原来的数排序

;输出排序后的数

MOV CX,N/2 ;循环M次输出排序后的M个数

MOV SI,0 ;SI遍历排序后的数

MOV DI,0 ;用DI记录数字的位数

MOV BP,N+5 ;BP用于遍历存储的转化后的字符的位置

SHOW: PUSH CX ;循环次数入栈

MOV DX,0 ;由于将要进行16位除需要置高16位为0 MOV AX,[SI] ;低16位为排序后的数

CALL DTOC ;调用DTOC将十进制数转换为字符串

CALL SHOW_STR ;调用SHOW_STR将一个数转化得到的字符串输出

ADD SI,2 ;下一个数

POP CX ;循环次数出栈栈

LOOP SHOW

MOV AH,4CH

INT 21H

;冒泡排序

BUBBLE PROC

L1: PUSH CX ;将循环次数入栈

LEA SI,A ;SI遍历DATAS数据段的数字

L2: MOV AX,A[SI] ;将前一个数存于AX

CMP AX,A[SI+2] ;比较前后两个数

JBE NEXT ;如果前一个数小于或等于后一个数则继续本轮的比较

XCHG AX,A[SI+2] ;否则，交换前后两个数的位置

MOV A[SI],AX

NEXT:ADD SI,2 ;下一个数

LOOP L2 ;注意内层循环的次数已经确定了

POP CX ;将循环次数出栈

LOOP L1 ;下一轮比较

RET

BUBBLE ENDP

; 将十进制数转换为字符串并储存起来

DTOC PROC

S:MOV CX,10 ;将除数10，放入CX中

CALL DIVDW ;调用DIVDW程序

ADD CL,30H ;把数字转换为ASCII码，这样就能显示了

MOV DS:[BP],CL ;把ASCII码放到内存中

INC DI ;用DI记录循环的次数

PUSH AX ;将低16位入栈

ADD AX,DX ;将高位与低位相加，接着判断是否已经除尽

JZ BACK ;除尽后返回调用处

POP AX ;将低16位出栈

DEC BP ;逆序存放转化后的字符，便于主程序调用SHOW_STR JMP S

BACK:POP AX ;为了得到正确的IP值，需要出栈一次

RET

DTOC ENDP

;子程序定义开始,功能是分离被除数的各个位的数字

;公式：X/N=int(H/N)*65536+[rem(H/N)*65536+L]/N

DIVDW PROC

PUSH AX ;低16位入栈

MOV AX,DX ;将高16位写入AX,

MOV DX,0 ;将高16位置零

DIV CX ;将新的数除10,

MOV BX,AX ;将商int(H/N)转移到BX，默认余数rem(H/N)在DX POP AX ;将低16位出栈，

DIV CX ;将[rem(H/N)*65536+L]除10,默认余数在DX

MOV CX,DX ;将余数转移到CX

MOV DX,BX ;将商int(H/N)转移到dx,相当于int(H/N)*65536

RET ;子程序定义结束

DIVDW ENDP

;实现字符串的输出

SHOW_STR PROC

S2:MOV AH,2 ;输出数字转化后的字符串

MOV DL,DS:[BP]

INT 21H

INC BP ;顺序输出

DEC DI ;数字的位数减一

JZ OK ;字符串输出完了就结束

JMP S2 ;否则继续输出

OK:MOV AH,2 ;输出空格

MOV DL,0

INT 21H

RET

SHOW_STR ENDP

CODES ENDS

END START

第一个累加和的源码：

AREA TEXT,CODE,READWRITE

ENTRY

MOV R0,#100 ;循环数目

MOV R1,#0 ;初始化数据

LOOP

ADD R1,R1,R0 ;将数据进行相加，获得最后的数据

SUBS R0,R0,#1 ;循环数据R0减去1

CMP R0,#0 ;将R0与0比较看循环是否结束

BNE LOOP ;判断循环是否结束，接受则进行下面的步骤

LDR R2,=RESULT

STR R1,[R2]

RESULT

DCD 0

STOP

B STOP

第二个排序的源码附上：

;排列算法：先将所有的数据与第一个进行比较，最后取出最小的数据放到第一个内存单元中

;然后再从第二个内存单元开始进行比较，将第二小的数据放到第二个内存单元中，

;以此内推则能将十个数据进行排列。

AREA TEXT,CODE,READWRITE

ENTRY

LDR R0,=DATA ;获得DATA数据的起始地址

MOV R1,R0

MOV R5,#9 ;开始的循环数目是10次，所以应该从9开始

MOV R6,R5

COMPARE

ADD R0,R0,#4 ;将R0所存储的地址+4表示为下一个要比较的数的地址 SUB R6,R6,#1 ;循环1次减1

LDR R2,[R1] ;将放在寄存器中的数据取出进行大小比较

LDR R3,[R0]

CMP R3,R2

MOVCC R7,R2 ;如果后面的地址的数值比前一个小则交换他们的数据

MOVCC R2,R3

MOVCC R3,R7

STR R2,[R1] ;将数据存储到相应的内存单元中

STR R3,[R0]

CMP R6,#0 ;看每次的循环是否结束

BNE COMPARE

ADD R1,R1,#4 ;每次循环结束以后将初始的指向的内存地址后移一个单元 MOV R0,R1 ;重新初始化上个循环中的寄存器中保存的地址

SUB R5,R5,#1 ;每次循环以后上面在以后的循环中的次数都会减1

MOV R6,R5

CMP R5,#0 ;判断所有的循环是否结束

BNE COMPARE

DATA

DCD 9,4,6,7,8,1,3,2,0,5

STOP

B STOP

;

;ARM汇编编程-实现双层for循环;

AREABlock,CODE;声明代码段ENTRY

;for(i = 0; i < 10; i++)

;for(j = i+1; j<=10; j++)

;z +=1

START

MOV R1, #0; i = 0

MOV R0, #0; Z

LOOP

CMP R1, #10; i < 10

BEQ STOP

ADD R2, R1, #1; j = i+1

LOOP1

CMP R2, #10+1; j<=10

ADDNE R0, R0, #1; z +=1 ADDNE R2, R2, #1; j++

BNE LOOP1

ADD R1, R1, #1;i++

B LOOP

STOP

MOV R0, #0x18

LDR R1, =0x20026

SWI 0x123456

END

;

;数据块拷贝，利用LDR/STR指令;

num EQU10 AREABlockData,DATA;声明数据段srcDCD0,1,2,3,4,5,6,7,8,9;定义十个数dstSPACE10*4

AREABlock,CODE;声明代码段ENTRY

START

LDRR1, =src

LDR R2, =dst

MOV R3, #num

LOOP

LDR R0, [R1], #4

STR R0, [R2], #4

SUBS R3, R3, #1

BNE LOOP

STOP

MOV R0, #0x18

LDR R1, =0x20026

SWI 0x123456

END

汇编语言程序示例

；例五：利用跳转表实现程序跳转

；项目名：，文件名：———————————————————————————————————————

AREAJump,CODE,READONLY

numEQU2

ENTRY

start

MOVR0,#0

MOVR1,#3

MOVR2,#2

BLarithfunc

B.

arithfunc

CMPR0,#num

MOVHSPC,LR

ADRR3,JumpTable

LDRPC,[R3,R0,LSL #2]

JumpTable

DCDDoAdd

DCDDoSub

DoAdd

ADDR0,R1,R2

MOVPC,LR

DoSub

SUBR0,R1,R2

MOVPC,LR

END

3、存储器从0x400000开始的100个单元中存放着ASCII码，编写程序，将其所有的小写字母转换成大写字母，对其它的ASCII码不做变换。

解：

MOVR0，#0x400000

MOVR1，#0

LP

LDRBR2，[R0,R1]

CMPR2，#0x61

BLONEXT

CMPR2，#0x7B;0x61---0x7A为小写字母的ASC

SUBLOR2，R2，#0x20

STRBLOR2，[R0,R1]

NEXT

ADDR1，R1，#1

CMPR1，#100

BNELP

8、编写一简单ARM汇编程序段，实现1+2+…+100的运算。解：

MOVR2，#100

MOVR1，#0

LOOP

ADDR1，R1，R2；R1中为累加和

SUBSR2，R2，#1；R2控制循环

BNELOOP

4、编写程序，比较存储器中0x400000和0x400004两无符号字数据的大小，并且将比较结果存于0x400008的字中，若两数相等其结果记为0，若前者大于后者其结果记为1，若前者小于后者其结果记为-1。

解：

MOVR0，#0x400000

LDRR1，[R0]；取第1个数

LDRR2，[R0，#4]；取第2个数

CMPR1，R2；两个数相比较

MOVHIR1，#1；R1大

MOVLOR1，# -1；R1小

MOVEQR1，#0；两个数相等

STRR1，[R0，#8]

7、编写一程序，存储器中从0x400200开始有一个64位数。（1）将取反，再存回原处；（2）求其补码，存放到0x400208处。

解：

LDRR0，=0x400200

LDRR2，=0xFFFFFFFF

LDRR1，[R0]；取低32位数

EORR1，R1，R2；取反

STRR1，[R0]；存低32位反码

ADDSR1，R1，#1；又加1为求补

STRR1，[R0，#8]；存低32位补码

LDRR1，[R0，#4]；取高32位数

EORR1，R1，R2；取反

STRR1，[R0，#4]；存高32位反码

ADCR1，R1，#0；高32位求补

STRR1，[R0，#12]；存高32位补码

例七：汇编语言与C/C++的混和编程

项目名：

文件名：

文件名：———————————————————————————————————————

；

AREAAsm_C,CODE,READONLY

ENTRY

LDRSP,=0x4000

IMPORT__main

BL__main

B.

END ———————————————————————————————————————

#include <>

int main()

{

printf("Hello world\n");

return 0;

}

中南大学考试试卷（答案）

2012--2013 学年 2 学期时间 100 分钟

2013 年 6 月 4 日嵌入式系统

课程 32 学时学分

考试形式：开卷

专业年级：测控 10 级总分 100 分，占总评成绩 70 % 注：

此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上

一．填空题(每空 1 分，共 20 分)

1. 嵌入性、专用性与计算机系统是嵌入式系统的 3 个基本要素。

2. ARM7 微处理器采用冯.诺依曼总线架构；ARM9 微处理器采用哈佛总线架构。

3. ARM 有三种含义，分别是公司名称、一类处理器的通称与技术名称。

4.在 RISC 中，完成数据在寄存器和外部存储器之间的传输采用独立的 load 与 store 指令。

5. ARM 核有两个指令集，分别是 ARM 、 THUMB 。

6. ARM 公司提供的专门用于 ARM 相关应用开发和调试的综合性软件为：。

微处理器的工作状态一般有两种，两种状态之间的切换采用 BX 指令。

8. 当程序状态寄存器的内容为 0xA030 时，说明处理器运行 THUMB 状态和用户模式下。

9. ARM 核中的 R14(或 LR) 寄存器，常用作保存子程序的返回地址。

10.汇编语言的源程序主要由指令、伪指令、语句标号与注释等四部分组成。

二．简答题(56 分，每小题 7 分)

1．简述嵌入式系统的概念、组成及特点。

答：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，采用可裁减软硬件，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成。其特点有 1)嵌入式系统通常是面向特定应用的 2) 嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物 3)嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余 4)嵌入式系统和具体应用有机地结合在一

起，它的升级换代也是和具体产品同步进行 5)为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中 6)嵌入式系统本身不具有自主开发能力。

2． S3C2440A 中的中断控制器可以从多个中断源接收中断请求，简述中断控制器请求的 FIQ 及 IRQ 中断机制。

3.试说明看门狗 Watchdog 的作用和原理

答：在嵌入式应用中，CPU 必须可靠工作，即使因为某种原因进入了一个错误状态，系统也应该可以自动恢复。看门狗的用途就是使微控制器在进入错误状态后的一定时间内复位。其工作原理是在系统正常工作时，用户程序每隔一段时间执行喂狗动作,如果系统出错，喂狗时隔超过看门狗溢出时间，那么看门狗将会产生复位信号，使系统复位。

4. 简要说明一下 ARM 的异常的响应和返回的过程。

答： A．异常的进入：（1）将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR，以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行。（2）将CPSR 复制到相应的SPSR 中。（3）根据异常类型，强制设置CPSR 的运行模式位。（4）强制PC 从相关的异常向量地址取下一条指令执行，从而跳转到相应的异常处理程序。也可以设置中断禁止位来阻止其他无法处理的异常嵌套。

B．异常的返回：（1）将链接寄存器LR 的值减去相应的偏移量后送到PC 中。（2）将SPSR 复制回CPSR 中。（3）如果进入时设置了中断禁止位，那么清除该标志。

5. 在 C 语言与汇编程序混合编程中，子程序调用的 ATPCS 规定了哪些基本规则。简要说明寄存器使用规则。

答：基本规则有三个方面内容，分别是寄存器的使用规则及其相应的名字，数据栈的使用规则，参数传递规则。 A 寄存器的使用规则: （1）子程序通过寄存器 R0~R3 来传递参数。这时寄存器可以记作：

A0~A3 ，被调用的子程序在返回前无需恢复寄存器 R0~R3 的内容。（2）在子程序中，使用 R4~R11 来保存局部变量,这时寄存器 R4~R11 可以记作：V1~V8。如果在子程序中使用到 V1~V8 的某些寄存器，子程序进入时必须保存这些寄存器的值，在返回前必须恢复这些寄存器的值，对于子程序中没有用到的寄存器则不必执行这些操作。在 THUMB 程序中，通常只能使用寄存器 R4~R7 来保存局部变量。（3）寄存器 R12 用作子程序间 scratch 寄存器，记作 ip；在子程序的连接代码段中经常会有这种使用规则。（4）寄存器 R13 用作数据栈指针，记做 SP；在子程序中寄存器 R13 不能用做其他用途。寄存器 SP 在进入子程序时的值和退出子程序时的值必须相等。（5）寄存器 R14 用作连接寄存器，记作

lr ；它用于保存子程序的返回地址，如果在子程序中保存了返回地址，则 R14 可用作其它的用途。（6）寄存器 R15 是程序计数器，记作 PC ；它不能用作其他用途。（7）ATPCS 中的各寄存器在 ARM 编译器和汇编器中都是预定义的。

6.简述 ARM 处理器的寻址方式，并回答在 ATPCS 规则中，规定数据栈采用那种类型。

答：ARM 指令系统支持以下 7 种寻址方式：（1）寄存器寻址；（2）立即寻址；（3）寄存器间接寻址；（4）变址寻址；（5）寄存器移位寻址；（6）多寄存器寻址；（7）堆栈寻址。在 ATPCS 规则中，规定数据栈采用满递减类型。

7．如果 S3C2440A 的 UART 时钟为 40MHz，要将 UART0 设为正常工作模式，并且为偶校验，停止

位 1 位，数据位 7 位，波特率为 230400bps，该怎么设置，UART0 的线控制寄存器为 ULCON0，波特率设置寄存器为 UBRDIV0。

答： UBRDIV0=0X09; ULCON0&=0XFFFFFF00; ULCON0|=0X2A;

三程序设计（24 分，每小题 12 分） 1、通过控制 GPF0,GPF1,GPF2,GPF3 的控制实现对

LED1,LED2,LED3,LED4 轮流亮灭的控制。LED 灯通过电源与限流电阻与 ARM 的 I/O 口相连，当 I/O 口为低电平时，点亮 LED. 要求将程序缺失的部分补全。（12 分）

AREA |DATA|,CODE,READONLY ENTRY ldr r13,=0x1000 IMPORT LedMain b LedMainint LedMain()

{ void Delay(unsigned int); unsigned char ledtab[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};

int i; GPFUP&=（0XFFFFFFF0）; GPFCON&=（0XFF00）; GPFCON|=（0X0055;） while(1)

{ for(i=0;i<4;i++) { （GPFDAT=ledtab[i];） Delay(70); } } return(0); } 嵌入性，专用性，与计算机系统是嵌入式系统的3个基本要素。

5．工业嵌入式系统的发展趋势是网路化、智能化和控制的分散化。。6．GPIO口的功能是通过相应的端口控制寄存器来设定端口引脚的功能。

7．看门狗定时器有三个控制其操作专用寄存器：分别为WTCON、WTDAT、WTCNT。

8．端口F端口控制寄存器包括GPFCON、GPFDAT、GPFUP。

9．ARM公司提供的专门用于ARM相关应用开发和调试的综合性软件为：10．DMA的主要优点就是其传输数据不受CPU的干涉。

二．简答题(56分，每小题7分)

1．嵌入式开发环境主要包括那些组件

答：嵌入式系统开发需要交叉编译和在线调试的开发环境，主要包括a.宿主机

b.目标机

c.基于Jtag的ICD仿真器、或调试监控软件、或在线仿真器ICE

d.运行于宿主机的交叉编译器和链接器、以及开发工具链或软件开发环境

e.嵌入式操作系统

2．ARM核中什么寄存器用于存储PCR13通常用来存储什么R14通常用来存储什么答：R15用于程序计数器PC,R13通常用来做堆栈指针寄存器，R14通常用来做链接寄存器，保存函数调用的返回地址。

4．简述嵌入式系统的概念、组成及特点。

答：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，采用可裁减软硬件，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机系统。一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成。其特点有 1)嵌入式系统通常是面向特定应用的 2) 嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各个行业的具体应用相结合后的产物 3)嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去除冗余 4)嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是和具体产品同步进行 5)为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都固化在存储器芯片或单片机本身中 6)嵌入式系统本身不具有自主开发能力。

5.试说明看门狗Watchdog的作用和原理

答：在嵌入式应用中，CPU必须可靠工作，即使因为某种原因进入了一个错误状态，系统也应该可以自动恢复。看门狗的用途就是使微控制器在进入错误状态后的一定时间内复位。其工作原理是在系统正常工作时，用户程序每隔一段时间执行喂狗动作,如果系统出错，喂狗时隔超过看门狗溢出时间，那么看门狗将会产生复位信号，使系统复位。

6．如果S3C2440A的UART时钟为40MHz，要将UART0设为正常工作模式，并且为偶校验，停止位1位，数据位7位，波特率为230400bps，该怎么设置，UART0的线控制寄存器为ULCON0，波特率设置寄存器为UBRDIV0。

答： UBRDIV0=0X09; ULCON0&=0XFFFFFF00; ULCON0|=0X2A;

7在C语言与汇编程序混合编程中，子程序调用的ATPCS规定了哪些基本规则。简要说明寄存器使用规则。

答：基本规则有三个方面内容，分别是寄存器的使用规则及其相应的名字，数据栈的使用规则，参数传递规则。 A寄存器的使用规则: （1）子程序通过寄存器R0~R3来传递参数。这时寄存器可以记作： A0~A3 ，被调用的子程序在返回前无需恢复寄存器R0~R3的内容。（2）在子程序中，使用R4~R11来保存局部变量,这时寄存器R4~R11可以记作：V1~V8。如果在子程序中使用到

V1~V8的某些寄存器，子程序进入时必须保存这些寄存器的值，在返回前必须恢复这些寄存器的值，对于子程序中没有用到的寄存器则不必执行这些操作。在THUMB程序中，通常只能使用寄存器R4~R7来保存局部变量。（3）寄存器R12用作子程序间scratch寄存器，记作ip；在子程序的连接代码段中经常会有这种使用规则。（4）寄存器R13用作数据栈指针，记做SP；在子程序中寄存器R13不能用做其他用途。寄存器SP在进入子程序时的值和退出子程序时的值必须相等。（5）寄存器R14用作连接寄存器，记作lr ；它用于保存子程序的返回地址，如果在子程序中保存了返回地址，则R14可用作其它的用途。（6）寄存器R15是程序计数器，记作PC ；它不能用作其他用途。（7）ATPCS中的各寄存器在ARM编译器和汇编器中都是预定义的。

8．结合实际说明一下ARM的中断进入和返回的过程。

答：A．中断的进入：

（1）将下一条指令的地址存入相应连接寄存器LR，以便程序在处理异常返回时能从正确的位置重新开始执行。（2）将CPSR 复制到相应的SPSR 中。（3）根据异常类型，强制设置CPSR 的运行模式位。（4）强制PC 从相关的异常向量地址取下一条指令执行，从而跳转到相应的异常处理程序。也可以设置中断禁止位来阻止其他无法处理的异常嵌套。 B．从中断返回：（1）将链接寄存器LR 的值减去相应的偏移量后送到PC 中。（2）将SPSR 复制回CPSR 中。（3）如果进入时设置了中断禁止位，那么清除该标志。

三程序设计（24分，每小题12分）

1、通过控制GPF0,GPF1,GPF2,GPF3 的控制实现对LED1,LED2,LED3,LED4轮

流亮灭的控制。要求将程序缺失的部分补全。（12分）

AREA |DATA|,CODE,READONLY ENTRY ldr r13,=0x1000

IMPORT LedMain b LedMainint LedMain() { void Delay(unsigned int); unsigned char ledtab[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7}; int i; GPFUP&=（0XFFFFFFF0）; //使能上拉

F3-6 GPFCON&=（0XFF00）; GPFCON|=（0X0055;） //将F3-6设为输出口

while(1) { for(i=0;i<4;i++) { （GPFDAT=ledtab[i];）

Delay(70); } } return(0); }

voidDelay(unsignedintx){unsignedinti,j,k;for(i=0;i<=x;i++)for(j=0;j<= 0xff;j++)

for(k=0;k<=0xff;k++);

}