2011年计算机软件水平考试嵌入式系统设计师辅导笔记(3)

A、ROM(只读存储器)：一般用于存放固定的程序或数据表格等，数据在掉电后仍然会保留下来。

B、RAM(随机存储器)：用于暂存程序和数据、中间计算结果，或用作堆栈用等，数据在掉电后就会丢失。

(3)I/O端口：单片机与外界联系的通道，它可以对各类外部信号(开关量、模拟量、频率信号)进行检测、判断、处理，并可控制各类外部设备。现在的单片机I/O 口已经集成了更多的特性和功能，对I/O端口的功能进行了拓展和复用，例如外部中断、ADC 检测以及PWM 输出等等。

(4)输出电平：高电平电压(输出“1”时)和低电平电压(输出“0”时) A、TTL 电平：正逻辑，5V 为逻辑正，0V 为逻辑负，例如单片机的输出。 B、RS232电平：负逻辑，-12V 为逻辑正，+12V 为逻辑负，例如PC 的输出。 注：因此在单片机和PC 进行通讯的时候需要一个MAX232芯片进行电平转换。 (5)堆栈：它是一种线性的数据结构，是一个只有一个进出口的一维空间。 A、堆栈特性：后进先出(LIFO)

B、堆栈指针：用于指示栈顶的位置(地址)，当发生压栈或者出栈操作时，导致栈顶位置变化时，堆栈指针会随之变化。

C、堆栈操作：压栈操作(PUSH)和出栈操作(POP)。

D、堆栈类型：“向上生长”型堆栈，每次压栈时堆栈指针加1;“向下生长”型堆栈，每次压栈堆栈时指针减1。

E、堆栈应用：调用子程序、响应中断时，堆栈用于保护现场;还可以用作临时数据缓冲区来使用。

F、使用注意：堆栈溢出问题，压栈和出栈的匹配问题。

(6)定时/计数器：实质都是计数器。用作定时器时是对单片机内部的时钟脉冲进行计数，而在用作计

数器时是对单片机外部的输入脉冲进行计数，其作用如下： A、计时、定时或延时控制; B、脉冲技术;

C、测量脉冲宽度或频率(捕获功能)

(7)中断：优先级更高的事件发生，打断优先级低的时间进程。引起中断的事件称为中断源。一个单片机可能支持多个中断源，这些中断源可以分为可屏蔽中断和非可屏蔽中断，而这些中断源并不都是系统工作所需的，我们可以根据系统需求屏蔽那些不需要的中断源。

A、中断嵌套：当一个低级中断尚未执行完毕，又发生了一个高级优先级的中断，系统转而执行高级中断服务程序，待处理完高级中断后再回过头来执行低级中断服务程序。 B、中断响应时间是指从发出中断请求到进入中断处理所用的时间;中断处理时间是指中断处理开始到中断处理结束的时间。 C、中断响应过程：

a、保护现场：将当前地址、累加器ACC、状态寄存器保存到堆栈中。

b、切换PC 指针：根据不同的中断源所产生的中断，切换到相应的入口地址。 c、执行中断服务处理程序。

d、恢复现场：将保存在堆栈中的主程序地址、累加器ACC、状态寄存器恢复。 e、中断返回：从中断处返回到主程序，继续执行。

D、中断入口地址：单片机为每个中断源分配了不同的中断入口地址，也称为中断向量。 (8)复位：通过外部电路给单片机的复位引进一个复位信号，让系统重新开始运行。 A、复位发生时的动作：

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a、PC 指针从起始位置开始执行(大多数单片机都时从0x0000处开始执行)。 b、I/O 端口设置成缺省状态(高阻态、或者输出低电平)。 c、部分专用控制寄存器SFR 恢复到缺省状态。 d、普通RAM 不变(如果时上电复位，则是随即数)。 B、两种不同的复位启动方式：

a、冷启动：也叫上电复位，指在断电状态下给系统加电，让系统开始正常运行。 b、热启动：在不断电的状态下，给单片机复位引进一个复位信号，让系统重新开始。 C、两种类型的复位电路：高电平复位和低电平复位。 D 注意事项：

a、注意复位信号的电平状态及持续时间必须满足系统要求。 b、注意避免复位信号抖动。

(9)时钟电路：单片机是一种时序电路，必须提供脉冲电路才能正常工作。时钟电路相当于单片机的心脏，它的每一次跳动(振动节拍)都控制着单片机的工作节奏。振荡得慢时，系统工作速度就慢，振荡得快时，系统工作速度就快(功耗也增大)。 A、振荡周期：振荡源的振荡节拍。

B、机器周期：单片机完成一个基本操作需要的振荡周期(节拍)。

C、指令周期：执行一条指令需要几个机器周期。不同的指令需要的机器周期数不同。 7、ARM体系结构的基本概念

(1)ARM：Advanced RISC Machine。

(2)ARM体系结构中支持两种指令集：ARM 指令集和Thumb 指令集。 (3)ARM内核有T、D、M、I四个功能模块：

A、T 模块：表示16位Thumb，可以在兼顾性能的同时减少代码尺寸。

B、D 模块：表示Debug，内核中放置了用于调试的结构，通常为一个边界扫描链JTAG。 C、M 模块：表示8位乘法器。

D、I 模块：表示EmbeddedICE Logic，用于实时断点观测及变量观测的逻辑电路部分。 (4)ARM处理器有7种运行模式：

A、用户模式(User)：正常程序执行模式，用于应用程序。

D、快速中断模式(FIQ)：快速中断处理，用于高速数据传输和通道处理。 C、外部中断模式(IRQ)：用于通用的中断处理。

D、管理模式(SVE)：供操作系统使用的一种保护模式。 E、数据访问中止模式(Abort)：用于虚拟存储及存储保护。

F、未定义指令中止模式(Undefined)：当未定义指令执行时进入该模式。 G、系统模式(System)：用于运行特权级的操作系统任务。 除了用户模式之外的其他6种处理器模式称为特权模式，在这些模式下，程序可以访问所有的系统资源，也可以任意地进行处理器模式切换，其中，除了系统模式外，其他的5种特权模式又称为异常模式。

处理器模式可以通过软件控制进行切换，也可以通过外部中断或异常处理过程进行切换。大多数的用户程序运行在用户模式下，这时，应用程序不能访问一些受操作系统保护的系统资源，应用程序也不能直接进行处理器模式切换。当需要进行处理器模式切换时，应用程序可以产生异常处理，在异常处理中进行处理器模式的切换。这种体系结构可以使操作系统控制整个系统的资源。

当应用程序发生异常中断时，处理器进入相应的异常模式。在每一种异常模式种都有一组寄存器，供相应的异常处理程序使用，这样就可以保证进入异常模式时，用户模式下的寄存器不被破坏。系统模式并不是通过异常过程进入的，它和用户模式具有完全一样的寄存器，但

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是系统模式属于特权模式，可以访问所有的系统资源，也可以直接进行处理器模式切换，它主要供操作系统任务使用。

(5)ARM处理器共有37个寄存器：31个通用寄存器和6个状态寄存器 A、通用寄存器包括R0~R15，可以分为3类：

a、未备份寄存器R0~R7：在所有的处理器模式下，未备份寄存器都是指向同一个物理寄存器。

b、备份寄存器R8~R14：

对于R8~R12来说，每个寄存器对于2个不同的物理寄存器，它们每次所访问的物理寄存器都与当前的处理器运行模式有关。

对于R13、R14来说，每个寄存器对于6个不同的物理寄存器，其中一个是用户模式和系统模式共用。

R13在ARM 指令种常用作堆栈指针。由于处理器的每种运行模式都有自己独立的物理寄存器R13，所有在用户应用程序的初始化部分，一般要初始化每种模式下的R13，使其指向该运行模式的栈空间。

R14又称为连接寄存器(LR)，在ARM 体系种具有下面两种特殊作用：在通过BL 或BLX 指令调用子程序时，存放当前子程序的返回地址;在异常中断发生时，存放异常模式将要返回的地址。 …… 此处隐藏：2967字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……