中国海洋大学工程学院（含简答，程序答案，修正版）ARM原理及应

《ARM原理及应用》复习题

填空题

1.STM32F103是_32_位单片机，内核是ARM公司的___Cortex-M3___。

2.STM32F103最高工作频率___72MHz___。片内具有多种外设，它们分别是：_GPIO_、_USART_、_I2C_、_SPI_、_ADC_、_DAC_、_TIM_、_RTC_、_IWDG_、_WWDG_。

3.STM32103的GPIO端口具有多种配置状态，输入有3种状态，它们分别是_模拟输入_、_浮空输入__和 上拉/下拉输入；输出有4种状态，它们分别是_通用推挽输出_、_通用开漏输出_、_复用推挽输出_和_复用开漏输出_。

4. ST公司的STM32系列芯片采用了 Cortex-M3__内核,STM32F103最高工作频率为 72__ MHz。

5.当STM32的I/O端口配置为输入时，输出功能被_禁止_，施密特触发器被 激活__。 6.STM32的所有端口都有外部中断能力。当使用 外部中断线 时，相应的引脚必须配置成 输入模式 。

7.STM32具有单独的位设置或位清除能力。这是通过 GPIOx->BRR_ 和GPIOx->BSRR 寄存器来实现的。

8．STM32芯片内部集成的 12位 位ADC是一种逐次逼近型模拟数字转换器，具有 16个通道 个通道，可测量 16个外部 个外部和 5个信号源 个内部信号源。

9．STM32的 NVIC 管理着包括Cortex-M3核异常等中断，其和ARM处理器核的接口紧密相连，可以实现 时延的中断处理，并有效地处理 后到中断 中断。 10．系统计时器（SysTick）提供了1个 24位二进制递减 计数器，具有灵活的控制机制 11．STM32通用定时器TIM的16位计数器可以采用三种方式工作，分别为 向上计数 模式、 向下计数 模式和 向上下计数 模式。

12．STM32系列ARM Cortex-M3芯片支持三种复位形式，分别为 上电 复位、 接键 复位和 备份 复位。 简答题

1.什么是嵌入式系统？它与通用计算机有何区别？

嵌入式系统，是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”;嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。与个人计算机这样的通用计算机系统不同，嵌入式系统通常执行的是带有特定要求的预先定义的任务。由于嵌入式系统只针对一项特殊的任务，设计人员能够对它进行优化，减小尺寸降低成本。嵌入式系统通常进行大量生产，所以单个的成本节约，能够随着产量进行成百上千的放大。

2.ARM Cortex-M3有何特点?

分支预测, 哈佛结构, 内置嵌套向量中断控制器, 支持位绑定操作, 支持串行调试, 内核支持低功耗模式, 高效的Thumb2 16/32位混合指令集, 32位硬件除法和单周期乘法, 支持存储器非对齐访问, 定义了统一的存储器映射, 极高的性价比。

3.简述Cortex-M3系统滴答定时器的功能和作用。

SysTick定时器被捆绑在NVIC中，用于产生SysTick异常。操作系统和所有使用了时基的系统，都必须要一个硬件定时器来产生需要的“滴答”中断，作为整个系统的时基。其对操作系统尤其重要。例如，操作系统可以为多个任务许以不同数目的时间片，确保没有一个任务能霸占系统；或者把每个定时器周期的某个时间范围赐予特定的任务等，还有操作系统提供的各

种定时功能，都与这个滴答定时器有关。因此，需要一个定时器来产生周期性的中断，而且最好还让用户程序不能随意访问它的寄存器，以维持操作系统“心跳”的节律。

4.STM32共有那几种基本时钟信号？ 4种

HSI:高速内部时钟信号 HSE:高速外部时钟信号 LSE:低速外部时钟信号 LSI:低速内部时钟信号

5.简述嵌套向量中断控制器（NVIC）的主要特性。

支持嵌套和向量中断。自动保存和恢复处理器状态。动态改变优先级。简化的和确定的中断时间，中断延迟大大缩短。具有 43 个可屏蔽中断通道。现低延迟的异常和中断处理。具有电源管理控制。 具有 16 个可编程的优先等级。具有电源管理控制。系统控制寄存器的实现。

6.简述STM32上机调试操作步骤。 （1）启动STM32开发平台程序 （2）编写/改编程序源代码

（3）静态查错无误后，进行编译，避免语法错误和低级失误。 （4）连接硬件烧录程序

（5）观察硬件是否按照预期工作，如非正常工作，优先检查代码中端口/寄存器/变量定

义，中断优先级，核心程序代码是否存在错误/漏洞，再检查硬件系统是否有损坏。

（6）根据发现的bug进行debug工作，修改代码，更换/维修硬件系统，直至系统工作

正常。

7.简述STM32中USART功能特点。

STM32的USART为通用同步异步收发器，其可以与使用工业标准NRZ异步串行数据格式的外部设备之间进行全双工数据交换。USART还可以利用分数波特率发生器提供宽范围的波特率选择。

STM32的USART支持同步单向通信和半双工单线通信。同时，其也支持LIN(局部互连网)，智能卡协议和IrDA(红外数据)SIR ENDEC规范，以及调制解调器(CTS/RTS)操作。STM32还具备多处理器通信能力。另外，通过多缓冲器配置的DMA方式，还可以实现高速数据通信。

8.简述STM32中SPI功能特点。

串行通信设备接口SPI是工业标准串行协议，通常用于嵌入式系统，将微处理器连接到各种片外传感器，转换器，存储器和控制设备。SPI可以实现主设备或从设备协议，当配置为主设备时，SPI可以连接16个的从设备，发送数据和接收数据寄存器的宽度可以配置为8位或16位。 作用有读写flash（存有字库，图片等等）芯片，与触摸屏控制器通信，读写sd卡。

9.简述STM32中TIM功能特点。

STM32提供了一个高级控制定时器(TIM1，TIM8)。TIM1由一个16位的自动装载计数器组成，它由一个可编程预分频器驱动。TIM1适合多种用途，包含测量输入信号的脉冲宽度，或者产生输出波形。使用定时器预分频器和RCC时钟控制预分频器，可以实现脉冲宽度和波形周期从几个微秒到几个毫秒的调节。

高级控制定时器TIM1和通用控制定时器TIMx是完全独立的，它们不共享任何资源，因此可以同步操作。

TIM2-TIM5是普通定时器，TIM6和TIM7是基本定时器，其时钟由APB1输出产生。

10.简述STM32中ADC功能特点。

STM32的ADC系统的主要功能特性包括如下几个方面：ADC开关控制、ADC时钟、ADC通道选择、ADC的转换模式、中断、模拟看门狗、ADC的扫描模式、ADC的注入通道管理、间断模式、ADC的校准模式、ADC的数据对齐、可编程的通道采样时间、外部触发转换、DMA请求、双ADC模式和温度传感器。

11.什么是嵌入式系统？嵌入式系统一般由哪几部分构成？

嵌入式系统，是一种“完全嵌入受控器件内部，为特定应用而设计的专用计算机系统”;嵌入式系统为控制、监视或辅助设备、机器或用于工厂运作的设备。

一个嵌入式系统装置一般都由嵌入式计算机系统和执行装置组成。嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心，由硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层组成。执行装置也称为被控对象

12. Cortex-M3的处理器有那两种工作模式和状态？如何进行工作模式和状态的切换? 关于工作模式

Cortex-M3处理器支持2种工作模式：线程模式和处理模式。 在复位时处理器进入“线程模式”，异常返回时也会进入该模式。 出现异常模式时处理器进入“处理模式”。

关于工作状态

Coretx-M3处理器有2种工作状态。

Thumb状态：这是16位和32位“ 半字对齐”的Thumb和Thumb-2指令的执行状态。 调试状态：处理器停止并进行调试，进入该状态。

13.简述STM32的不同复用功能的重映射功能。

IO口可以有多种用途，比如可以作为普通的输入输出口使用，也可以作为PWM通道使用，还有DAC通道等，但需要相应的配置。

14.简述STM32中I2C功能特点。

I2C(芯片间)总线接口连接微控制器和串行I2C总线。它提供多主机功能，控制所有I2C总线特定的时序、协议、仲裁和定时。支持标准和快速两种模式，同时与SMBus 2.0兼容。 I2C模块有多种用途，包括CRC码的生成和校验、SMBus(系统管理总线—System Management Bus)和PMBus(电源管理总线—Power Management Bus)。

15.STM32高级定时器有哪些功能？

高级定时器TIM1适合多种用途，包含测量输入信号的脉冲宽度，或者产生输出波形。使用定时器预分频器和RCC时钟控制预分频器，可以实现脉冲宽度和波形周期从几个微秒到几个毫秒的调节。

16. 如何设置STM32的串口的波特率。

使用Usart1_Init（void）中的函数USART1->BRR=取整【（晶振频率）/（需设置的波特

率）】函数即可。

17.Cortex-M3的存储空间可以分为哪几个部分，每一部分的地址范围是怎样的？ 内核设备：0xE000 0000-0xE00F FFFF 片上设备：0x4000 0000-0x5FFF FFFF SRAM : 0x2000 0000-0x3FFF FFFF Flash ：0x0000 0000-0x1FFF FFFF

18.STM32的GPIO的配置模式有那几种？如何进行配置模式的配置？ 8种

（1）GPIO_Mode_AIN模拟输入

（2）GPIO_Mode_IN_FLOATING浮空输入 （3）GPIO_Mode_IPD下拉输入 （4）GPIO_Mode_IPU上拉输入 （5）GPIO_Mode_Out_OD开漏输出 （6）GPIO_Mode_Out_PP推挽输出 （7）GPIO_Mode_AF_OD复用开漏输出 （8）GPIO_Mode_AF_PP复用推挽输出

三、编程题（完整程序）

1.编制一个循环点亮LED灯的程序。有4个发光二极管，它们的公共极（阳极）接+5V，阴极通过限流电阻分别于PB12、PB13、PB14、PB15，每次控制其中某个LED灯点亮1S后，转到下一个LED灯亮，循环不止。 #include “main.h”

char flag=0，sec=0，sec1=0；

unsigned short led_dat[4]={1<<12，1<<13，1<<14，1<<15}; char led_num=0; int main(void) {

SysTick_Init(); Led_Init(); While （1） {

SysTick_Proc(); Led_Proc();

} }

void SysTick_Init(void) {

SysTick->LOAD=1E6; SysTick->CTRL=1; }

void SysTick_Proc(void) {

if(SysTick->CTRL & 1<<16) {

Sec+=1;

if(（sec & 0xf）>9) sec+=6; } }

void Led_Init(void) {

RCC->APB2ENR|=1<<3; GPIOB->CRH&=0x0000 ffff; GPIOB->CRH|=0x3333 0000; }

Void Led_Proc（void） {

if(sec!=sec1) {

sec1=sec;

GPIOB->BSRR=0xf000;//灭所有LED灯

GPIOB->BRR=led_dat[led_num];//亮所有LED灯

if(flag) {

if（++led_num==4） led_num=0; } else {

if (led_num--==0) led_num=3; } } }

2.编制一个LED数码管测试程序。数码管采用共阳极接+3.3V，阴极通过限流电阻分别于PA0、PA1、PA2、PA3、PA4、PA5、PA6和PA7，数码管的段与I/O口连接的对应关系是a->PA0,b->PA1,c->PA2,d->PA3,e->PAA4,f->PA5,g-PA6,dp->PA7,试编程在数码管实现数字0~9循环显示，每个数字显示1秒。 #include “main.h”

char flag=0，sec=0，sec1=0；

unsigned short led_dat[10]={ 0xc0,0xf9,0xa4,0xb0, 0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; char led_num=0; int main(void)

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