三级嵌入式综合题

三、综合题（第一套）

1:1、酒店客房的门锁系统是由总台服务器和若干客房指纹锁组成，其基本功能具体描述如下：

a、客房的指纹锁与总台服务器之间通过通信网络连接。

b、旅客在总台登记住宿时，录入其指纹信息，并提取其特征值存储在总台服务器中。同时录入一个密码（若干位数字组成），以备指纹无法开锁时，用密码开锁。

c、旅客在开客房指纹锁时，把相应手指放在门锁的指纹采集部件上，采集相应的指纹图像信息，并传输给总台服务器。

d、总台服务器接收到某个客房指纹锁传输来的指纹图像信息后，进行特征值求取并进行匹配，若匹配正确，则回送开锁指令给客房指纹锁。

e、客房指纹锁收到开锁指令后，控制开锁的机械动作，并用绿色LED灯指示开锁成功。

f、若匹配不正确，总台服务器回送不开锁指令给客房指纹锁。

g、客房指纹锁收到不开锁指令后，用红色LED灯指示开锁不成功。

h、若指纹无法开锁，旅客还可以通过客房指纹锁上的数字按键输入密码，若密码匹配正确，也可以控制开锁的机械动作，并用绿色LED灯指示开锁成功。

根据上述功能要求的描述，若采用S3C2410芯片为核心来构建客房指纹锁控制器的硬件平台，请完善下面的叙述和C语言程序（需要使用的控制寄存器的格式见题后说明）。

（1）若采集的指纹图像分辨率为320×40，灰度等级为256，则存储一幅指纹图像的原始像素信息需要的存储容量为___【1】_____KB（1K＝1000）。若采用115.2Kbps的异步串行通信网传输，一幅指纹图像的传输时间至少需要____【2】____秒，若采用10Mbps的以太网传输，一幅指纹图像的传输时间至少要____【3】____秒，因此，系统中总台服务器和若干个客房指纹锁之间选用以太网连接。（2）硬件构件设计时，以太网接口选用AX88796芯片为核心来设计，若S3C2410芯片的nGCS2引脚连接到该芯片的____【4】____引脚（低电平有效），那么，AX88796芯片内部寄存器地址的首地址是：____【5】____。

（3）若客房指纹锁红色LED指示灯的驱动电路由GPIO的GPC0引脚控制，绿色LED指示灯的驱动电路由GPC1引脚控制。GPC0、GPC1引脚各自输出“0”时，其对应的LED灯灭，各自输出“1”时，其对应的LED灯亮。那么，初始化GPC0、GPC1引脚为输出功能的语句是：

rGPCCON=((rGPCCON|0x00000005)&___【6】_____); // rGPCCON是端口C的控制寄存器

控制绿色LED灯点亮和熄灭的语句分别是：

rGPCDAT = rGPCDAT |___【7】_____; //rGPCDAT是端口C的数据寄存器

rGPCDAT = rGPCDAT&____【8】____;

红色LED灯点亮和熄灭的语句分别是：

rGPCDAT = rGPCDAT |___【9】_____;

rGPCDAT =rGPCDAT&____【10】____;

（4）指纹采集部件由一个摄像芯片和光学镜头组成。S3C2410芯片通过I2C总

线传输控制命令给摄像芯片。硬件设计时，选择S3C2410芯片的GPE15、GPE14引脚与摄像芯片的引脚___【11】_____、SCL相连。软件设计时，需要用下面语句初始化该引脚为I2C功能引脚。

rGPECON=((rGPECON|0xA0000000)&____【12】____); // rGPECON是端口E的控制寄存器

（5）若输入密码的键盘采用非标准键盘，键盘接口设计成4?的阵列。若设计时选用了GPE0~GPE3来输出键盘行扫描信号，选用GPD0~GPD2来输入键盘列信号。请补充完善下面的键盘扫描函数：

//**keyoutput 是键盘扫描时的输出地址，keyinput是键盘读入时的地址

#define KEYOUTPUT (*(volatile INT8U *)0x56000044) //定义GPE的数据端口#define KEYINPUT(*(volatile INT8U *)0x56000034) //定义GPD的数据端口INT16U ScanKey()

{

INT16U key=0xFFFF;

INT16U i;

INT8U temp=0xFF,output;

rGPDCON= rGPDCON&___【13】_____; //初始化GPD0~GPD2为输入rGPECON= ((rGPECON&____【14】____)|0x00000055); //初始化GPE0~GPE3为输出;

for (i=1;(( i<=____【15】____)&&(i>0)); i<<=1)

{

output |= 0xFF;

output&= (~i);

KEYOUTPUT=output;

temp = KEYINPUT;

if ((temp&0x07)!=___【16】_____)

{

key = (~i);

key<<= 8;

key |= ((temp&0x07)|0xF8);

return (key);

}

}

return 0xFFFF;

}

上面的键盘扫描函数返回的是由键盘行信号和键盘列信号合并而成的一个16位二进制值，根据该函数的返回值，可以判断是否有按键按下，并可确定是哪个按键按下。若返回值为___【17】__时，可知键盘中无键按下，若返回值为____【18】____时，可知键盘中第3行第2列的键被按下。（注：以GPE0对应的键盘行为第一行，以GPD0对应的键盘列为第一列）

（6）为了便于以太网通信程序的编写，客房指纹锁的应用软件基于霤/OS-II操作系统来设计，客房指纹锁的应用程序主函数中，需要用OSTaskCreate()函数____【19】____，并用____【20】____函数启动多任务调度功能。

三、综合题（第二套）

2:1、某机械设备的控制器，其基本功能要求有：

需要有8个数字量输入，用于采集设备的状态信息；且需要8个数字量输出，用于控制设备动作。

具备一个RS-232接口，可以和上位机连接，接收上位机发送的命令及参数。

需要提供一个基准定时信号，定时时间间隔为0.01秒。

需要彩色LCD显示器，用于显示状态信息等。

根据上述功能要求的描述，若采用S3C2410芯片为核心来构建该机械设备控制器的硬件平台，请完善下面的叙述和C语言程序（需要使用的控制寄存器的格式见题后说明）。

（1）若硬件设计时采用GPIO端口E的GPE0~GPE7引脚作为8个数字量输出，那么软件设计时其初始化语句是：rGPECON=(rGPECON|0x00005555)&___【1】____。若软件设计时需要通过GPE5引脚输出“1”来驱动执行机构动作，那么语句是：rGPEDAT= rGPEDAT | ___【2】____。（注：rGPECON是端口E的控制寄存器所对应的变量，rGPEDAT是端口E的数据寄存器所对应的变量）

（2）硬件设计时，选用UART0来完成RS-232接口电路设计。在软件设计时，其初始化程序中波特率设置为9600bps，数据格式设置为：8位数据位、奇校验、1位停止位。请补充完善下面的UART0初始化函数（注：主频参数为PCLK）：

void UART0_Init()

{

rGPHCON=(rGPHCON&0xFFFFFF00)|___【3】____; //端口H相应引脚功能初始化

rUFCON0=0x0; //FIFO不使能

rUMCON0=0x0;

rULCON0=___【4】____; //设置线路控制寄存器

rUCON0= 0x145; //设置控制寄存器

rUBRDIV0=( (int)(PCLK/___【5】____) 1); //设置波特率，小数采用四舍五入

}

（3）按照上面UART0初始化函数所设置的通信速率，每秒钟最多能传输___【6】____个字节的信息。若上位机有大小为4KB的初始参数需要下载到控制器中，那么，约需传输____【7】___秒才能完成下载（1K＝1024，精确到小数点后面1位数字）。

（4）系统中所需要的0.01秒基准定时时间选用S3C2410芯片内部的Timer0部件来产生。若系统的主频参数PCLK为264MHz，分频器值选择为16，预分频系数选择为3，那么，Timer0的计数常数为___【8】____。软件设计时，设计了如下的Timer0初始化函数，请补充完善。（注：下面程序中⑨、⑩、⑿用8位十六进制数表示，⑾用4位十六进制数表示）

void Timer0Int(void)

{

//设置定时器配置寄存器0（TCFG0）

rTCFG0=___【9】____; //Timer0预分频系数选择为3，该寄存器中其它无关位均为0

//设置定时器配置寄存器1（TCFG1）

rTCFG1=___【10】___; // Timer0分频器值为16，该寄存器中其它无关位均为0

//设置计数常数

rTCNTB0=___【11】____; //设置控制寄存器TCON

rTCON=___【12】____;//更新TCNTB0和TCMPB0，该寄存器中其它无关位均为0 rTCON=0x00000009;//设置Timer0自动装载,并启动

}

（5）彩色LCD显示屏的硬件接口电路由S3C2410的专用GPIO端口__【13】_____和端口___【14】____相关引脚配以驱动电路来设计。软件设计时，需要通过设置它们控制寄存器的值分别为___【15】____和____【16】___来确定它们的引脚功能。

（6）系统的软件可以设计为在无操作系统的环境下运行。设计者自行设计系统的启动引导程序，在该程序中完成异常向量设置、堆栈指针设置以及必要的硬件初始化。ARM9体系结构中规定的IRQ异常所对应的异常向量地址为___【17】____。Timer0部件所产生的0.01秒基准时间到时将引起IRQ异常。由于IRQ异常向量地址与下一个异常向量地址之间间隔为___【18】____个字节，因此，通常在IRQ 异常向量地址处设计一条转移指令。堆栈指针的设置需按工作模式来进行。设置IRQ模式下的堆栈指针，需在R0“清0”后用指令ORRR1,R0,#0x12|___【19】____和MSR CPSR_CXSF,R1来使CPU核进入IRQ模式，然后再给SP寄存器赋值作为该模式下的堆栈指针。这些初始化工作完成后，即可通过指令___【20】____来引导应用程序的主函数main()。

三、综合题（第三套）

3:1、某食堂的售饭系统由一个后台数据库系统及若干个前台刷卡机组成，其基本功能具体描述如下：

a、刷卡机的硬件组成中，除了必须的最小硬件系统外，还需要IC卡读写模块、8段LED组成的显示模块、键盘模块、蜂鸣器模块、RS-485通信模块等。

b、客户需要事先办理本系统的消费IC卡，预存若干金额，办卡信息及预存金额存储在后台数据库系统中。

c、客户消费时，用IC卡在刷卡机上支付。支付时，由售饭员在刷卡机上输入客户缴费金额且在LED显示器上显示，然后客户刷卡，若IC卡合法，则把缴费金额和IC卡信息传输给后台数据库系统。若IC卡不合法，用蜂鸣器发不合法提示音。

d、后台数据库系统接收到刷卡机的信息后，将根据IC卡号查询出该卡的余额，若余额大于等于应缴费额，则进行扣费，再把当前余额及扣费正确信息回传给刷卡机。若余额小于应缴费额，则回传扣费不正确信息给刷卡机。

e、刷卡机接收到回传的信息后，显示回传的余额，且若是扣费正确信息，则用蜂鸣器发"扣费正确"提示音；若是扣费不正确信息，则用蜂鸣器发"扣费不正确"提示音。

根据上述功能要求的描述，若采用S3C2410芯片为核心来构建刷卡机的硬件平台，请完善下面的叙述（程序）和回答有关的问题。

（1）在设计硬件时，最小的硬件系统是保证系统能正常工作的必要硬件组成。

它包括电源电路、___【1】____、复位电路、调试测试接口、以及___【2】____。（2）若在硬件设计时，选用8个共阴极的8段LED（其排列如图1所示）组成2

组显示器（1组4个8段LED），用于显示当前消费金额和余额。若采用GPC0~GPC6、GPC7外接同向驱动后，分别连接到显示"消费金额"的LED显示器段信号线a~f、

dp上，采用GPD0~GPD3外接同向驱动后分别控制该组显示器中低数据位~高数据

位的4个8段LED位信号线。另外采用GPC8~GPC14、GPC15外接同向驱动后，分

别连接到显示"余额"的LED显示器段信号线a~f、dp上，采用GPD4~GPD7外接同

向驱动后分别控制该组显示器中低数据位~高数据位的4个8段LED位信号线。

那么，GPC0~GPC15引脚的功能为：___【3】____，GPD0~GPD7引脚的功能为：___【4】____。初始化GPC0~GPC15引脚功能的语句可以是：//rGPCCON是端口C的

控制寄存器，其格式见后面附录rGPCCON=___【5】____;

初始化GPD0~GPD7引脚功能的语句可以是//rGPDCON是端口D的控制寄存器，其

格式见后面附录rGPDCON=((rGPDCON|0x00005555)&___【6】____);若只在"余额"LED显示器中的次高数据位LED上显示字符"3"，相关驱动程序中可用下面语句

实现。

rGPCDAT = ___【7】____;//输出"3"的段信号

rGPDDAT = ___【8】____;//输出次高数据位被点亮的控制信号

（3）刷卡机上输入客户缴费金额的键盘，在设计时采用非标准键盘组成，键盘

接口设计成4?的阵列（其按键排列示意图如图2所示）。键盘接口电路中选用GPE0~GPE3来输出键盘行扫描信号，选用GPE4~GPE7来输入键盘列信号。软件设

计时设计者自行设计了键盘扫描函数，请你补充完善之：

//*KEYOUTPUT是键盘扫描时的输出地址，KEYINPUT是键盘读入时的地址

#define KEYOUTPUT (*(volatile INT8U *)0x56000044)

#define KEYINPUT (*(volatile INT8U *)0x56000044)

INT16U ScanKey()

{

INT16U key=0xFFFF;

INT16U i;

INT8U temp=0xFF,output; //rGPECON是端口E的控制寄存器，其格式见后面附

录

rGPECON= ((rGPECON&0xFFFFFF00) | ___【9】____); //初始化GPE0~GPE3为

输出

rGPECON= rGPECON& ___【10】____ ;//初始化GPE4~GPE7为输入

//下面判断键盘中是否有键按下for (i=1;(( i<= 8)&&(i>0)); ___【11】____ ) {

output |= 0xFF;

output&= (~i);

KEYOUTPUT=output;

temp = KEYINPUT;

if ((temp&0xF0)!= ___【12】____)//判断列信号是否为全"1"

{

key = (~i);

key<<= 8;

key |= ((temp&0xF0)|0x0F); //求得按键的返回值

return (key); //函数返回按键对应的值

}

}

return 0xFFFF;

}

应用程序中可根据上面的键盘扫描函数的返回值，来判断是否有按键按下，并确定是哪个按键按下。例如：若返回值为：___【13】____时，可知是键盘中的"6"键按下，若返回值为：___【14】____时，可知是键盘中的"确认"键被按下。若无键按下时，返回值应为：___【15】____。

（4）刷卡机与后台数据库系统通信采用RS-485总线。因此在硬件设计时，需要采用S3C2410芯片内部的___【16】____部件外加电平转换芯片等来实现。若在软件设计时，其初始化程序中波特率设置为9600bps，数据格式设置为：8位数据位、无校验、1位停止位。那么，1秒时间内最多能传输__【17】_____字节的信息。

（5）刷卡机上的应用软件是在无操作系统环境下开发的。设计者可以自行设计系统的启动引导程序，在该程序中完成异常向量设置、堆栈指针设置以及必要的硬件初始化。ARM9体系结构中规定的复位异常所对应的异常向量地址为____【18】___。系统上电/复位后，将从该地址处开始执行程序，因为ARM9体系结构中规定的各异常向量地址之间间隔通常为__【19】_____个字节。因此，复位异常向量地址处通常存储一条___【20】____指令的代码。

三、综合题（第四套）

4:1、车载行车记录仪用于在汽车行驶过程中记录汽车行驶周围环境的视频图像。其基本功能要求有：

a、需要一个视频摄像模块，用于采集汽车行驶中周围环境的视频图像，图像分辨率为320?40。

b、需要“回放”、“下载”、“删除”3个命令按键。

c、需要一个320?40的彩色LCD显示屏。

d、采集视频图像的同时，需要记录当前的实时时间，精确到秒。

f、需要一个通信接口，在视频图像下载时用来传输视频图像。

根据上述功能要求的描述，若采用S3C2410芯片为核心来构建该行车记录仪的硬件平台，请完善下面的叙述（程序）和回答有关的问题。

（1）若硬件设计时采用GPIO端口E的GPE15、GPE14引脚连接基于I2C总线的视频摄像模块的___【1】____信号引脚和__【2】___信号引脚。那么，驱动程序中需要用语句：rGPECON=(rGPECON|0xA0000000)&___【3】____来初始化GPE15、GPE14引脚为I2C总线功能的引脚。（注：rGPECON是端口E的控制寄存器，其格式如图1所示）

（2）若摄像模块所采集的一帧视频图像，其分辨率为320?40，原始图像的颜色数据格式为Y:U:V=8:4:4，那么，一帧图像的原始图像信息需要的存储容量为___【4】____KB（1K=1024）。若视频信号每秒需要16帧图像，那么，一段1分钟的视频，其原始图像信息约需___【5】____MB的存储空间。在设计下载通信接口电路时，考虑到即使采用115200bps的速率，下载一段1分钟的视频至少需要用时约___【6】____小时（精确到小数点后1位），因此，采用异步串行口（即RS-232

接口）来下载就不合适。

（3）设计彩色LCD显示屏的接口电路时，可以采用S3C2410芯片中专用于连接LCD显示屏的____【7】___端口和____【8】___端口来设计。3个命令按键：“回放”、“下载”、“删除”，分别连接到GPE0、GPE1、GPE2。若按键按下时，对应的GPIO引脚将为“0”，否则为“1”。那么，在相关驱动程序中，可以用语句：rGPECON= rGPECON&___【9】____来初始化GPE0、GPE1、GPE2为输入，而不影响GPE端口的其它引脚功能，并用下面一段语句来判断是哪个命令按键被唯一按下。

temp = rGPEDAT& 0x0007; //temp是一个8位二进制变量，rGPEDAT是端口E 的数据寄存器

switch(temp)

{ case ___【10】____ ://判断是否“回放”按键被唯一按下

厖//省略了其他语句

case ___【11】____ ://判断是否“下载”按键被唯一按下

厖//省略了其他语句

case ___【12】____ ://判断是否“删除”按键被唯一按下

厖//省略了其他语句

}

（4）采集视频图像的同时，所需记录的实时时间，通过读取S3C2410芯片内部的RTC部件来获得。该部件进行读写时，需要先置位___【13】____，然后再进行读写。读写操作完成后，需要___【14】____该位。在相关驱动程序中，可以用下面一段语句来初始化该部件。

voidRTC_init(void)

{

//初始化相关寄存器

rRTCCON = (rRTCCON|___【15】____);// rRTCCON是控制寄存器变量，其格式如图2所示。

rRTCALM =___【16】____;//报警功能（即闹钟）全部禁止

rRTCRST = 0x00;

rTICNT = ___【17】____; //时间间隔设置为1s

rRTCCON = (rRTCCON&___【18】____);

厖//省略了其他语句

}

RTCCON的位名称RTCCON的位号描述

CLKRST3RTC时钟计数复位，0=不位，1=复位

CNTSEL2BCD码计数器选择：0=组合BCD码，1=分离BCD码

CLKSEL1BCD码计数时钟选择：0=晶体频率/215,1=保留

RTCEN0RTC读/写使能：0=禁止，1=允许

图2 rRTCCON的格式

（5）用于下载视频图像的通信接口采用USB接口较合适，并且，图像信息需要压缩。因此，移植一个Linux操作系统作为软件平台，使其能在本行车记录仪硬件上运行，将便于其应用软件的开发。软件平台的构建步骤通常是：首先移植___【19】____程序；然后再完成Linux内核的移植，内核移植完成后还需构建___【20】____文件系统。

三、综合题（第五套）

5:1、地铁进出站闸机的控制器以S3C2410芯片为核心，并外加其他功能电路来进行设计，其基本功能描述如下：

a、闸机能够识别本地铁票务系统出售的IC卡。能识别的IC卡有2种，一种是可预付费的“市民卡”，另一种是地铁站内出售的“当次卡”。

b、乘客凭“市民卡”或“当次卡”刷卡进站。若IC卡合法，则闸机打开，乘客通过后，闸机立即关闭；若IC卡不合法，闸机不打开，并进行声光报警。声光报警5次后自动停止。

c、进站刷卡时，还需识别IC卡的种类。若是“市民卡”，在闸机打开之前，需读取卡中余额并显示在闸机的LED显示器上，且把地铁站ID、进站时间写入卡中相应区域。若是“当次卡”，判断合法后直接打开闸机。

d、出站时，乘客需要根据所用的IC卡种类，来进行不同的操作。若乘客用的是“市民卡”，则需在闸机的刷卡器上刷卡，若乘客用的是“当次卡”则需要把卡投入闸机的投卡口中。

e、若乘客出站时刷的是“市民卡”，闸机系统需读取存储在卡上的“市民卡”类别ID（注：“市民卡”类别分为普通卡、学生卡、老人卡）、地铁站ID、进站时间、余额等信息，根据这些信息来扣除费用，并在闸机的LED显示器上显示余额及本次扣费额，若是学生卡或老人卡，还要用声音播报出“市民卡”类别，然后，打开闸机，乘客通过后立即关闭闸机。

f、若乘客出站时用的是“当次卡”，判断合法后即把闸机打开，乘客出去后立即关闭。

根据上述功能要求的描述，请完善下面的叙述（程序）和回答有关的问题。（注意：完善程序或回答问题所需的寄存器格式见题后的附录）

（1）闸机控制器的硬件平台设计时，除了需要设计最小硬件系统（包括：微处理器、___【1】____电路、时钟电路、复位电路、存储器、JTAG接口电路)外，还必须设计IC卡读写电路、闸门电机驱动电路、声音提示及声光报警电路、LED 显示接口电路等。若闸门电机驱动电路由GPE1引脚控制，GPE1引脚输出“0”时，控制闸门关闭，输出“1”时，控制闸门打开。那么，初始化GPE1引脚功能的语句是：

rGPECON=((rGPECON|0x00000004)&___【2】____); // rGPECON是端口E的控制寄存器

控制闸门关闭和打开的语句分别是：

rGPEDAT = rGPEDAT&___【3】____; // rGPEDAT是端口E的数据寄存器rGPEDAT = rGPEDAT |___【4】____;

（2）IC卡读写电路设计时，选用IC卡读写模块通过异步串行接口与S3C2410连接，利用S3C2410芯片内部的UART1部件实现异步串行接口电路设计。那么，在UART1的驱动程序设计时，可用下面一段程序来初始化UART1部件（注：UART1的波特率要求为：115200bps，数据格式要求为：8位数据、1位停止位、偶校验，主频为PCLK。）。

void UART1_Init()

{

rGPHCON=(rGPHCON&0xFFFFF0FF)|___【5】____; //端口H相应引脚功能初始化

rUFCON1=0x0; //FIFO disable

rUMCON1=0x0;

rULCON1= (___【6】____<< 3)|(0 << 2)|(___【7】____); //设置线路控制寄存器

rUCON1= 0x245; //设置控制寄存器

rUBRDIV1=((int)(PCLK/___【8】____)+ 0.5 1); //设置波特率，小数采用四舍五入

}

（3）乘客出站时刷的若是“市民卡”，则需要用声音来播报卡的类别，即若是“学生卡”则语音播报：学生卡；若是“老人卡”则语音播报：老人卡。因此，硬件平台构建时设计了一个16位D/A转换器芯片，再加上功率放大电路及扬声器等所构成的语音播报电路，S3C2410芯片通过GPC端口与D/A转换器的16位数据线相连。软件设计时，可以先行对相关的语音波形进行采样、编码。设人的语音频率范围是300Hz~4000 Hz，因此，对语音波形采样时，采样频率至少应为___【9】____KHz，所采得的数字语音信号才不至于失真。假设，播音员读“学生卡”的这段语音波形持续3秒，采用该采样频率进行采样，数字语音信号编码采用16位二进制数，那么存储该段语音信号约需要____【10】___KB（1KB=1024B）的存储容量。语音回放时，按照采样频率要求，定时从所存储的单元中逐次读出先行采样得到的数字语音信号，输出给D/A转换器，然后通过扬声器播出。因此，在相关的驱动程序中，需要用语句：rGPCCON=___【11】____;（注：rGPCCON是端口C的控制寄存器）来初始化GPC端口的引脚功能。然后通过GPC端口的___【12】____寄存器定时输出数字语音信号。

（4）闸门在乘客通过闸机后立即关闭，因此，硬件平台构建时，可在闸门的后方一定距离内安装一个红外感测探头，并在闸机控制器中设计相关接口电路。若采用GPE0引脚来输入红外感测信号，GPE0引脚为“1”时，表示人体不在感应区内，GPE0引脚为“0”时，表示人体在感应区内。那么，初始化GPE0引脚功能的语句是：

rGPECON=rGPECON&___【13】____; // rGPECON是端口E的控制寄存器

判断是否人体在感应区内的语句可以是：

if ((rGPEDAT& 0x0001) ==___【14】____)

{//判断出人体在感应区内

厖

}

（5）闸机控制器的应用软件将在无操作系统环境下进行开发。设计者可以设计一个启动引导程序，来引导应用程序。按照ARM9体系结构中的规定，启动引导程序代码的存储单元首址应该是___【15】____，它对应着复位异常向量。系统上电/复位后，ARM9微处理器处于管理模式，启动引导程序在引导应用程序前，通常需用指令ORR R1,R0,___【16】____|0xC0和MSR CPSR_cxsf,R1来使ARM 核进入用户模式（注：R0，R1寄存器的初值设定为0。CPSR寄存器的格式见题后附录。），然后再通过指令___【17】____来引导应用程序主函数main()。启动引导程序中还需要完成异常向量表的设置，ARM9体系结构中规定异常向量之间各相差___【18】____个字节，因此，需要在各异常向量处设计一条分支指令。对于S3C2410微处理器来说，其启动引导程序还需要完成禁止看门狗部件和禁止___【19】____部件，并设置各工作模式下的___【20】____指针。

三、综合题（第六套）

6:1、电梯群控系统由楼层控制器、电梯轿箱控制器、电机房控制器和中央控制子系统组成，其中电梯轿箱控制器的基本功能要求如下：

a、需要若干个对应楼层的按键和开门、关门、紧急呼叫等功能按键，用户可同时按下若干个楼层按键。需要用7段LED显示器显示电梯所运行到的楼层。

b、需要在电梯轿箱门的两侧安装红外发射、接收探头，门打开后开始监测红外接收电路的信号，当探测到无人再进入电梯时，5秒后电梯门关闭。若门在关闭时，又有人已经进入门内，门将再自动打开，以防夹到人。然后重新开始计时5秒，再关门，电梯运行。

c、具备与中央控制子系统的数字语音对讲功能。若用户遇到紧急情况，可以按下“紧急呼叫”按键，则启动数字语音对讲。

d、具备对轿箱内部的视频监控功能。中央控制子系统通过电梯轿箱控制器可以查看轿箱内部的监控视频。

根据上述功能要求的描述，若采用S3C2410芯片为核心来构建电梯轿箱控制器的硬件平台，请完善下面的叙述（程序）和回答有关的问题。

（注意：完善程序或回答问题所需的寄存器格式见题后的附录）

（1）电梯轿箱控制器的硬件平台设计时，除了要设计最小硬件系统外，还必须完成按键接口电路、LED显示器接口电路、红外探测接口电路、电梯开关门驱动电路、音频接口电路、___【1】___接口电路及通信接口电路等。在通信接口设计时，由于电梯轿箱控制器与电机房控制器之间只需要传输包含命令信息、楼层信息的文本数据，它们之间的通信接口拟设计为RS-485接口，可以采用S3C2410芯片内部的___【2】___部件外加电平转换芯片等来实现。而电梯轿箱控制器与中央控制子系统之间需要传输视频和音频信息，它们之间的通信接口拟设计为以太网接口，由于S3C2410芯片内部没有以太网控制部件，因此需外加以太网控制器芯片及电平转换等来实现。实现时，若选用AX88796芯片，其片选信号CS引脚（低电平有效）连到S3C2410芯片的nGCS3上，因此，读写AX88796芯片内部寄存器的首地址是：___【3】___。（说明：S3C2410芯片外部可扩展的存储容量为1GB，分成了8块，每块128MB，分别由nGCS0~nGCS7选择，整个外部存储空间的首地址为：0x00000000）

（2）设计红外探测电路时，利用GPE2作为输出，控制红外发射管工作，GPE3作为输入连接到红外接收管。那么，相关驱动程序中，初始化GPE2、GPE3引脚功能的语句是：

rGPECON=((rGPECON|0x00000010)&___【4】___); // rGPECON是端口E的控制寄存器

若GPE2输出“1”时，控制红外发射管工作（即发射红外线），GPE2输出“0”时，控制红外发射管不工作，那么，相关驱动程序中，控制红外发射管工作和不工作的语句分别是：

rGPEDAT = rGPEDAT |___【5】___; // rGPEDAT是端口E的数据寄存器rGPEDAT = rGPEDAT&___【6】___;

（3）电梯轿箱控制器探测到无人再进入电梯时，将延时5秒后关闭电梯门。设计时，若选用S3C2410芯片内部的Timer2部件来产生0.05秒的时间间隔，然后，再用Timer0部件来计数，即计0.05秒时间间隔的产生次数。那么，Timer0部件在此将作为计数器用，而Timer2部件在此将作为___【7】___器用。软件设计

时，Timer0部件计数___【8】___次，即表示5秒时间间隔到，将产生中断请求，在Timer0的中断服务程序中发出轿箱门关闭信号。

若系统主频参数PCLK为264MHz，分割器值选择为16，预分频系数选择为19，那么，为了使Timer2能产生0.05秒的时间间隔，初始化函数可以设计如下，请补充完善。（注：所有参数请用十六进制表示）

void Timer2Int(void)

{

//设置定时器配置寄存器0（TCFG0）

rTCFG0=___【9】___; //dead zone=0, Timer2预分频系数设19

//设置定时器配置寄存器1（TCFG1）

rTCFG1=___【10】___; //都工作在中断方式，mux2=1/16

//设置计数常数

rTCNTB2=___【11】___;

//设置控制寄存器TCON

rTCON=___【12】___; //更新TCNTB2和TCMPB2

rTCON=0x001000; //Timer2启动

}

（4）电梯轿箱控制器中所需的数字语音对讲功能，需要设计语音信号的采集电路和回放电路。通常情况下人的语音信号是频率范围为300Hz~___【13】___Hz 的模拟信号，因此，可以利用A/D转换部件设计语音波形的采集电路，从而得到数字语音信号，并通过以太网通信接口传输给中央控制子系统。假设采样频率为8KHz，样本值用8位二进制数进行编码。那么，125ms的语音片段，用10Mbps 的以太网传输，至少需要___【14】___ms。语音信号回放电路可以利用D/A转换芯片再加功放电路等来设计，设计语音回放软件时，为了使回放时语音不会失真，需定时把数字语音信号输出到D/A芯片中，这个定时时间间隔应该是___【15】___靤。

（5）电梯轿箱控制器中所需的视频监控功能，需要设计与视频模块的接口电路。若用GPE15、___【16】___来连到视频模块的SDA、___【17】___引脚上，GPC0~GPC7连接到视频模块的数据线上，用于输入视频图像的Y信号，那么，相关驱动程序中需要下面语句来初始化GPC0~GPC7引脚的功能。

rGPCCON=rGPCCON&___【18】___; // rGPCCON是端口C的控制寄存器

（6）电梯轿箱控制器中需要移植霤/OS-II操作系统作为软件平台。移植工作的重点是改写OS_CPU.H、___【19】___、OS_CPU_C.C等与处理器硬件有关的文件，使其适合电梯轿箱控制器的硬件环境，从而在其上运行。电梯轿箱控制器的应用程序主函数中，需要用___【20】___函数来创建任务，并用OSStart()函数来启动多任务调度功能。