《嵌入式原理與應用》習題答案第1章【答案】2.簡述馮·諾依曼結構和哈佛結構的區別。【答案】【答案】4．什么是嵌入式系統?【答案】5.嵌入式系統與通用計算機系統的異同點?【答案】6.嵌入式系統的特點主要有哪些?【答案】7.常見的嵌入式操作系統有哪幾種?【答案】8.ARM處理器有什么特點？【答案】因為ARM處理器采用RISC結構，所以它具有RISC架構的一些經典特點。（1）體積小、功耗低、成本低、性能高。（2）支持Thumb（16位）／ARM（32位）雙指令集，能很好地兼容8位／16位器件。（3）大量使用寄存器，指令執行速度更快。（4）大多數數據操作都在寄存器中完成。（5）尋址方式靈活簡單，執行效率高。內含嵌入式在線仿真器。9.簡述ARM處理器的應用領域。【答案】ARM處理器可廣泛應用于以下領域。（1）為通信、消費電子、成像設備等產品，提供可運行復雜操作系統的開放應用平臺。（2）在海量存儲、汽車電子、工業控制和網絡應用等領域，提供實時嵌入式應用。在軍事、航天等領域，提供寬溫、抗電磁干擾、耐腐蝕的復雜嵌入式應用。10.什么嵌入式微處理器分類。【答案】嵌入式微處理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP、嵌入式SoCCortex-M系列處理器有哪些特征？【答案】Cortex-M系列處理器的特征如下：第2章【答案】【答案】如果HSE晶體振蕩器失效，HSI時鐘會被作為備用時鐘源。【答案】【答案】【答案】【答案】用HSE時鐘，程序設置時鐘參數流程：定義RCC內部/外部振蕩器（HSE、HSI、LSE和LSI）配置結構體RCC_OscInitTypeDef結構體；定義RCC系統、AHB和APB總線時鐘配置結構體RCC_ClkInitTypeDef；選擇振蕩器類型為HSE，RCC_OscInitStruct.OscillatorType=RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;配置HSE時鐘為開啟狀態，RCC_OscInitStruct.HSEState=RCC_HSE_ON;配置HSE分頻因子，RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue=RCC_HSE_PREDIV_DIV1;配置HIS時鐘為開啟狀態，RCC_OscInitStruct.HSIState=RCC_HSI_ON;配置PLL為開啟狀態，RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState=RCC_PLL_ON;配置PLL源為HSE，RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource=RCC_PLLSOURCE_HSE;配置PLL倍頻系數為9，RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL=RCC_PLL_MUL9;初始化RCC振蕩器，HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct)；選擇要配置的總線時鐘，RCC_ClkInitStruct.ClockType=RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;選擇SYSCLK時鐘源為PLLCLK，RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource=RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;配置AHB時鐘分頻系數為1，RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider=RCC_SYSCLK_DIV1;配置APB1時鐘分頻系數為2，RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider=RCC_HCLK_DIV2;配置APB2時鐘分頻系數為1，RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider=RCC_HCLK_DIV1;初始化總線時鐘，HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct,FLASH_LATENCY_2)。第3章1.STM32CubeMX軟件是什么？【答案】STM32CubeMX軟件是ST有限公司為STM32系列微控制器快速建立工程，并快速初始化使用到的外設、GPIO等而設計的，大大縮短了開發時間。2.STM32CubeMX軟件的特點是什么？【答案】（1）集成了ST有限公司的每一款型號的MCU/MPU的可配置的圖形界面，能夠自動提示IO沖突并且對于復用IO可自動分配。（2）具有動態驗證的時鐘樹。（3）能夠很方便的使用所集成的中間件。（4）能夠估算MCU/MPU在不同主頻運行下的功耗。（5）能夠輸出不同編譯器的工程，比如能夠直接生成MDK、EWARM、STM32CubeIDE、MakeFile等工程。3.STM32CubeMX軟件的工作區有哪4個界面？（1）Pinout&Configuration（引腳與配置）界面，這是對MCU的系統內核、外設、中間件和引腳進行配置的界面，是主要的工作界面。（2）ClockConfiguration（時鐘配置）界面，通過圖形化的時鐘樹對MCU的各個時鐘信號頻率進行配置的界面。（3）ProjectManager（項目管理）界面，對項目進行各種設置的界面。（4）Tools（工具）界面，進行功耗計算、DDRSDRAM適用性分析（僅用于STM32MP1系列）的操作界面。第4章1.STM32CubeIDE軟件是什么？【答案】STM32CubeIDE是STM32Cube生態系統中的一個重要軟件工具，是ST官方免費提供的STM32MCU/MPU程序開發IDE軟件。2.STM32CubeIDE有什么特點？【答案】STM32CubeIDE就是在TrueSTUDIO基礎上改進和升級得來的，有如下一些特點。（1）STM32CubeIDE使用的是EclipseIDE環境，具有強大的編輯功能，其使用習慣與TrueSTUDIO相同。（2）STM32CubeIDE使用的是GNUC/C＋＋編譯器，支持在STM32項目開發中使用C＋＋編程。（3）STM32CubeIDE內部集成了STM32CubeMX，在STM32CubeIDE里就可以進行MCU圖形化配置和代碼生成，然后在初始代碼基礎上繼續編程。當然，STM32CubeIDE也可以和獨立的STM32CubeMX配合使用。3.STM32CubeProgrammer軟件有什么特色？（1）可對片內Flash進行擦除或編程以及查看Flash內容。

（2）支持s19、hex、elf和bin等格式的文件。

（3）支持調試接口或bootloader接口。=1\*GB3①STLINK調試接口（JTAG/SWD）=2\*GB3②UART或USBDFUbootloader接口

（4）支持對外部的存儲器的擦除或編程。

（5）支持STM32芯片的自動編程（擦除、校驗、編程、選項字配置）。

（6）支持對STM32片內OTP區域的編程。

（7）既支持圖形化界面操作也支持命令行操作。

（8）支持對ST-Link調試器的在線固件升級。

（9）配合STM32TrustedPackageCreatortool實現固件加密操作。

（10）支持Windows、Linux和MacOS多種操作系統。第5章1．列舉GPIO的工作模式。【答案】（1）輸入浮空模式。（2）輸入上拉模式。（3）輸入下拉模式。（4）模擬功能模式。（5）具有上拉/下拉功能的開漏輸出模式。（6）具有上拉/下拉功能的推挽輸出模式。（7）具有上拉/下拉功能的復用功能推挽模式。（8）具有上拉/下拉功能的復用功能開漏模式。2．STM32F407系列微控制器每個GPIO端口有__16個__引腳。3．當引腳被配置為模擬功能模式時，上拉/下拉功能應被_禁止_。4．當引腳被配置為輸出模式，而輸出類型被配置為開漏時，引腳要輸出高電平，需要__使能引腳上拉功能____。5．控制引腳輸出電平時，需要操作__ODR____寄存器；獲取引腳狀態需要操作__IDR____寄存器。6．在stm32f407的庫函數中，使能GPIOA時鐘，使用的庫函數是___HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()____。7．在stm32f407的庫函數中，初始化GPIO功能，使用的庫函數是_voidHAL_GPIO_Init(GPIO_TypeDef*GPIOx,GPIO_InitTypeDef*GPIO_Init)____。8．當要同時初始化某個GPIO的1號、2號引腳，賦給GPIO_InitTypeDef結構體類型成員GPIO_Pin的值是__GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2____。9．在stm32f407的庫函數中，讀取某個特定GPIO引腳狀態，使用的庫函數是GPIO_PinStateHAL_GPIO_ReadPin(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin)____。10．在stm32f407的庫函數中，設定某些特定GPIO引腳輸出狀態，使用的庫函數是voidHAL_GPIO_WritePin(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin,GPIO_PinStatePinState)。11．結合電路說明推挽輸出和開漏輸出的區別。【答案】在推挽輸出下，輸出電路中有PMOS和NMOS管組成的推挽結構電路，當ODR寄存器中對應位寫‘1’時，NMOS管截止，PMOS管導通，引腳輸出高電平。當ODR寄存器中對應位寫‘0’時，NMOS管導通，PMOS管截止，引腳輸出低電平。在開漏輸出下，輸出電路中有只有NMOS管，當ODR寄存器中對應位寫‘1’時，NMOS管截止，這是引腳處于浮空狀態，必須通過上拉電阻使引腳輸出高電平。當ODR寄存器中對應位寫‘0’時，NMOS管導通，PMOS管截止，引腳輸出低電平。12．當把引腳配置為模擬輸入模式時，那么它是否還具備耐5V功能？【答案】不具備耐5V功能。此時，引腳輸入通道和數字電路隔離，處于模擬電路狀態13．簡述片上外設使用初始化流程。【答案】（1）使能GPIO的時鐘（非常重要），涉及以下文件。（2）設置對應于片上外設使用的GPIO工作模式。（3）如果使用復用功能，需要單獨設置每一個GPIO引腳的復用功能。（4）在應用程序中讀取引腳狀態、控制引腳輸出狀態或使用復用功能完成特定功能。14．編寫程序，將GPIOD的1號、3號、5號、7號、9號引腳配置為推挽輸出模式，速度為50MHz，將0、2號、4號、6號、8號引腳配置為上拉輸入模式。【答案】GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_8;GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_INPUT;GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_PULLUP;HAL_GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStruct);GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_3|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_7;GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_PULLUP;GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(GPIOD,&GPIO_InitStruct);15．編寫程序，將GPIOD的1號、5號、7號引腳輸出高電平，3號、9號引腳輸出低電平，并將引腳2號、6號、8號上的狀態讀到處理器中。【答案】unsignedshortinta,b,c;HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET);HAL_GPIO_WritePin(GPIOD,GPIO_PIN_3|GPIO_PIN_9,GPIO_PIN_RESET);a=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOD,GPIO_PIN_2);b=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOD,GPIO_PIN_6);c=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOD,GPIO_PIN_8);16．有獨立按鍵電路，連接在STM32F407ZGT6微控制器的GPIOE的5號引腳，要求在每次按鍵后將連接GPIOB的2號引腳上的LED燈反轉，電路如圖所示。請編寫程序實現按鍵動作的檢測，編寫以下程序。（1）主程序。（2）連接按鍵引腳和LED引腳的初始化程序。（3）按鍵檢測程序。假設已有延時函數voiddelay_ms(u16nms);，此函數可直接調用。【答案】#defineKEY_ON 1#defineKEY_OFF 0（1）intmain(void){delay_init(168);//初始化延時函數 LED_GPIO_Config(); Key_GPIO_Config(); while(1) { if(Key_Scan(GPIOE,GPIO_PIN_5)==KEY_ON) { HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_2); }}}（2）voidKey_GPIO_Config(void){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_5;GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_INPUT;GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_PULLUP;HAL_GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStruct);}voidLED_GPIO_Config(void){ GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_2;GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_PULLUP;GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_LOW;HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);}(3)uint8_tKey_Scan(GPIO_TypeDef*GPIOx,uint16_tGPIO_Pin){ if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx,GPIO_Pin)==KEY_ON) { delay_ms(100);//去抖動 if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOx,GPIO_Pin)==KEY_ON) return KEY_ON; else returnKEY_OFF; } else returnKEY_OFF;}17．有矩陣按鍵，其電路如圖所示。（1）矩陣按鍵掃描原理和流程圖。（2）編寫程序實現矩陣按鍵控制，按鍵S1～S4分別對應數字1～4（引腳初始化程序和按鍵控制程序）。【答案】（1）①將列線設置為輸出模式（圖中PB0和PB1），并分別在PB0和PB1上輸出低電平。行線設置為輸入模式（圖中PB2和PB3）。都使能上拉。②讀取PB2和PB3狀態，判斷是否有按鍵按下。（判斷原則：PB2和PB3都是高電平時，沒有按鍵按下。PB2和PB3有任何一個為低電平是，有按鍵按下。判斷原理：在沒有按鍵按下去的時候，由于上拉電阻的存在，PB2和PB3都是高電平，讀取狀態時，PB2=1，PB3=1。如果有按鍵按下去的話，摸一個行線和列線連接在一起。由于PB0和PB1都為低電平，因此連接在一起的行線會被列線下拉到低電平。這時，在讀取PB2和PB3狀態時，就不會全是高電平。例如：當按下S1時，PB1和PB2連在一起，PB2被PB1拉低到低電平。讀取PB2和PB3狀態時，PB2=0，PB3=1。）有按鍵按下則繼續③，反之則結束。③延時去抖動。典型值是延時10ms，不同的按鍵類型，時間長度不一樣。④在此判斷是否有按鍵按下，原理同步驟②②④都判斷有按鍵按下時，繼續⑤。反之則結束。⑤保存讀取的PB2和PB3的狀態，作為判別行號的依據。⑥將行線設置為輸出模式（圖中PB2和PB3），并分別在PB2和PB3上輸出低電平。列線設置為輸入模式（圖中PB0和PB1）。都使能上拉。⑦讀取PB0和PB1的狀態，并保存。作為判別列線的依據。⑧根據⑤⑦兩個步得到的信息，算出是哪一個按鍵被按下去了。矩陣鍵盤掃描流程圖：（2）/*將列設置為輸入，行設置為輸出*/voidGPIO_LieIN_HangOUT(void){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3;GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_PULLUP;GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1;GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_INPUT;GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_PULLUP;HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);}/*將列設置為輸出，行設置為輸入*/voidGPIO_LieOUT_HangIN(void){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1;GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_PULLUP;GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3;GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_INPUT;GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_PULLUP;HAL_GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);}voidKEY_SCAN(void){ u8Lie_Data,Hang_Data; GPIO_LieOUT_HangIN();HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1,GPIO_PIN_RESET);//將列設置為低電平，掃描行 if((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_All)&0x0a)!=0x0a) { delay_ms(100);//去抖動 if((HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_All)&0x0a)!=0x0a) { Hang_Data=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,PIO_PIN_All)&0x0a;//保存行掃描結果 GPIO_LieIN_HangOUT(); HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3,GPIO_PIN_RESET);//將行設置為低電平，掃描列 Lie_Data=HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_All)&0x0a;//保存列掃描結果 switch(Hang_Data|Lie_Data) { case0x09:// return(1); break; case0xa:// return(2); break; case0x05:// return(3); break; case0x06:// return(4); break; default: break; } } } else return(0); }第6章1．簡述STM32F407微控制器中的NVIC中斷管理方法。【答案】Cortex-M4內核中定義了兩個優先級的概念：搶占優先級和響應優先級，每個中斷源都需要被指定這兩種優先級，由兩者的組合得到中斷的優先級別。NVIC對中斷優先級的管理方法如下。（1）搶占優先級較高的中斷可以打斷正在進行的搶占優先級較低的中斷，不同搶占優先級的中斷可以實現中斷的嵌套。（2）搶占優先級相同的中斷，響應優先級高的不可以打斷響應優先級低的中斷。（3）當兩個搶占優先級相同的中斷同時發生的情況下，哪個中斷響應優先級高，哪個中斷就先執行。（4）（5）如果兩個中斷的搶占優先級和響應優先級都一樣，且同時請求，則根據異常中斷向量表中的排位順序決定哪個中斷先執行。2．中斷優先級編號越小，則其優先級越高。3．中斷搶占優先級高的是否可以搶占優先級低的中斷流程？可以。4．響應搶占優先級高的是否可以搶占優先級低的中斷流程？在搶占優先級一致時，不可以。5．兩個中斷搶占優先級和響應優先級都相同，同時向內核申請中斷，怎么響應中斷？【答案】按照兩個中斷在中斷向量表中的位置決定。向量表中位置靠前的先被響應。6．假定設置中斷優先級組為1，然后設置：中斷3（RTC中斷）的搶占優先級為1，響應優先級為1；中斷6（外部中斷0）的搶占優先級為3，響應優先級為0；中斷7（外部中斷1）的搶占優先級為1，響應優先級為6。那么，這3個中斷的優先級順序為（由高到底）：中斷3、中斷7、中斷6。7．voidHAL_NVIC_SetPriority(IRQn_TypeIRQn,uint32_tPreemptPriority,uint32_tSubPriority)函數用于設置中斷搶占優先級和子優先級。8．voidHAL_NVIC_EnableIRQ(IRQn_TypeIRQn)函數用于使能中斷。9．voidHAL_NVIC_SetPriorityGrouping(uint32_tPriorityGroup)函數用來配置中斷優先級組。10．在頭文件stm32f4xx.h中定義的中斷編號，是以枚舉類型定義的。請問外部中斷0的編號是____6____。11．當中斷優先級組設置為2組時，搶占優先級和響應優先級可以分別設置為哪些優先級？【答案】搶占優先級：0~3響應優先級：0~312．編寫NVIC中斷初始化程序實現如下功能。（1）設置中斷優先級組為2組。（2）設置外部中斷2的搶占優先級為0，響應優先級為2。（3）設置定時器2中斷的搶占優先級為2，響應優先級為1。（4）設置USART2的中斷搶占優先級為3，響應優先級為3。并說明當同時出現以上3個中斷請求時，中斷服務程序執行的順序。【答案】staticvoidMX_NVIC_Init(void){HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_2);HAL_NVIC_SetPriority(EXTI2_IRQn,0,2);HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI2_IRQn);HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn,2,1);HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);HAL_NVIC_SetPriority(USART2_IRQn,3,3);HAL_NVIC_EnableIRQ(USART2_IRQn);}//初始化函數結束外部中斷2、定時器2中斷、USART2的中斷13．外部中斷的中斷請求信號可以是控制器外部產生由GPIO引腳引入的，也可以是由控制器內部一些片上外設產生的。這一說法是否正確？___正確_____。14．每個GPIO引腳都可以作為外部中斷信號輸入引腳，GPIO引腳編號相同的映射到同一個EXTI線，那么GPIOA的0號引腳映射到EXTI線___0_____，GPIOD的0號引腳映射到EXTI線_____0___，GPIOC的5號引腳映射到EXTI線_____5___，GPIOG的10號引腳映射到EXTI線____10____。15．外部中斷信號輸入的觸發信號形式可以是__上升沿觸發_、_下降沿觸發_、_邊沿觸發_、。16．每個外部中斷在中斷向量表中，是否都獨立占用一個位置？__不是__17．外部中斷的中斷0在庫函數啟動文件中定義的默認中斷函數名是__EXTI0_IRQHandler__。18．函數HAL_EXTI_SetConfigLine(&EXTI0_HandleStruct,&EXTI0_ConfigStructure)有什么功能？【答案】配置EXTI0中斷線。19．函數HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn,0,0)有什么功能？【答案】初始化外部中斷EXTI0的優先級。20．應用外部中斷，需要先使能GPIO端口的時鐘和___SYSCFG___時鐘。21．試述初始化外部中斷的步驟。【答案】（1）使能用到GPIO時鐘。（2）初始化相應GPIO的引腳為輸入。（3）設置GPIO引腳與EXTI線的映射關系。（4）初始化工作類型、設置觸發條件、使能等等。（5）配置中斷分組（NVIC），并初始化相應中斷通道的優先級及使能/禁止。（6）編寫中斷服務函數。（7）編寫中斷服務程序處理內容。22．初始化外部中斷1：將GPIOA的1號引腳作為輸入引腳，中斷模式，上升沿觸發，中斷優先級組為3組，搶占優先級為3，響應優先級為1，并使能中斷。__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_3);GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_1;GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_IT_RISING;GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL;HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);HAL_NVIC_SetPriority(EXTI1_IRQn,3,1);HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI1_IRQn);23．外部中斷被掛起后，不能硬件清除，需要在相應的中斷服務程序中將掛起標志清除，使用的函數是____HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(__EXTI_LINE__)。24．根據下圖所示，編寫程序以完成外部中斷初始化，中斷輸入引腳為PE5，上升沿檢測方式。【答案】GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};//-------------------第1步--------------------/*開啟按鍵GPIO口的時鐘*/__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();//-------------------第2步--------------------/*選擇按鍵的引腳*/GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_5;/*設置引腳為外部中斷模式，上升沿觸發*/GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_IT_RISING;/*設置引腳不上拉也不下拉*/GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL;/*使用上面的結構體初始化按鍵*/HAL_GPIO_Init(GPIOE,&GPIO_InitStruct);//-------------------第3步--------------------/*配置NVIC為優先級組2,整個程序處于同一組*/HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_2);//-------------------第4步--------------------/*配置搶占優先級：1，子優先級：1*/HAL_NVIC_SetPriority(EXTI5_IRQn,1,1);//-------------------第5步--------------------/*使能中斷通道*/HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI5_IRQn);第7章1．STM32F407定時器的計數方式有__遞增計數__、__遞減計數_、___中心對齊_。2．STM32F407計數寄存器是__TIMx_CNT__，自動重載寄存器是__TIMx_ARR_，預分頻寄存器是__TIMx_PSC__。3．若TIMx_PSC=4，則時鐘源的預分頻系數是____5____。4．若TIMx_ARR=89，則一次計數溢出的計數次數是___90_____。5．什么是PWM信號？什么是占空比？請繪圖舉例。【答案】PWM（PulseWidthModulation）：脈沖寬度調制，簡稱脈寬調制。PWM信號：周期內高電平占空比可調的信號。占空比：一個周期內高電平持續時間與一個周期時間的比值。6．遞增計數模式是從0計數到___ARR_____的值，然后產生一次__溢出事件___。7．遞減計數模式是從_ARR_計數到0的值，然后產生一次向下溢出。中心對齊計數模式是先以遞增計數模式，從0計數到__ARR-1___，然后產生一次向上溢出，再在從___ARR_____計數到____1____，然后產生一次向下溢出。8．當使能了比較輸出功能，輸出PWM波，在邊沿比較模式下，寄存器___ARR_____控制PWM周期，寄存器___CCR___控制占空比。9．當使能了比較輸出功能，輸出PWM波，在邊沿比較模式下，當TIMx_CNT計數值在_0~CCR-1寄存器___范圍時，輸出有效電平；在CCR~ARR范圍時，輸出反向電平。10．【答案】11．編程序，使用TIM1產生1s的定時。【答案】TIM1掛載在APB2總線上，在系統時鐘=180MHz時，PCLK2=90MHz，TIM1的內部時鐘源=PCLK2*2=180MHz。Tout（定時時間）=1s=（ARR+1)(PSC+1)/1800000000，則可以取PSC=18000-1，ARR=10000-1。TIM_HandleTypeDefhtim1;/*-------------------第1步--------------------*/ //開啟TIM1時鐘__HAL_RCC_TIM1_CLK_ENABLE(); /*-------------------第2步--------------------*/TIM_ClockConfigTypeDefsClockSourceConfig={0};TIM_MasterConfigTypeDefsMasterConfig={0};htim1.Instance=TIM1;htim1.Init.Prescaler=17999;htim1.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP;htim1.Init.Period=9999;htim1.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;htim1.Init.RepetitionCounter=0;htim1.Init.AutoReloadPreload=TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;if(HAL_TIM_Base_Init(&htim1)!=HAL_OK){Error_Handler();}sClockSourceConfig.ClockSource=TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;if(HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim1,&sClockSourceConfig)!=HAL_OK){Error_Handler();}sMasterConfig.MasterOutputTrigger=TIM_TRGO_RESET;sMasterConfig.MasterSlaveMode=TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;if(HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim1,&sMasterConfig)!=HAL_OK){Error_Handler();} /*-------------------第3-1步--------------------*/ //開啟定時器更新中斷HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim1); /*-------------------第3-2步--------------------*/ //設置中斷組為0HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_0); //設置中斷搶占優先級和子優先級HAL_NVIC_SetPriority(TIM1_UP_TIM10_IRQn,0,3);HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM1_UP_TIM10_IRQn);12．編程序，使用TIM3產生PWM波。【答案】（1）通過TIM3的CH1輸出PWM波。（2）PWM波周期為200KHz，占空比為20%。（3）TIM3的CH1對用的引腳為PA6。TIM_ClockConfigTypeDefsClockSourceConfig={0};TIM_MasterConfigTypeDefsMasterConfig={0};TIM_OC_InitTypeDefsConfigOC={0};GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};TIM_HandleTypeDefhtim3; /*-------------------第1步--------------------*/ /*開啟相關的GPIO外設時鐘*/__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();//使能TIM3時鐘__HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE(); /*-------------------第2步--------------------*/ /*TIM3輸出通道1引腳配置*/ GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_6;GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_LOW;GPIO_InitStruct.Alternate=GPIO_AF2_TIM3;HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct); /*-------------------第3步--------------------*/htim3.Instance=TIM3; //定時器時鐘源TIMxCLK=HCLK/2=90MHz //設定定時器頻率為=TIMxCLK/(TIM_Prescaler+1)=200KHz //定義PWM波的周期//當定時器從0計數到999，即為1000次，為一個定時周期htim3.Init.Prescaler=449;htim3.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP;//計數方式htim3.Init.Period=999;htim3.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;htim3.Init.AutoReloadPreload=TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;if(HAL_TIM_Base_Init(&htim3)!=HAL_OK){Error_Handler();}sClockSourceConfig.ClockSource=TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;if(HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim3,&sClockSourceConfig)!=HAL_OK){Error_Handler();}if(HAL_TIM_PWM_Init(&htim3)!=HAL_OK){Error_Handler();}sMasterConfig.MasterOutputTrigger=TIM_TRGO_RESET;sMasterConfig.MasterSlaveMode=TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;if(HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim3,&sMasterConfig)!=HAL_OK){Error_Handler();} /*-------------------第4步--------------------*/ /*設置比較輸出通道，PWM模式配置*/sConfigOC.OCMode=TIM_OCMODE_PWM1;sConfigOC.Pulse=200;sConfigOC.OCPolarity=TIM_OCPOLARITY_HIGH;//輸出有效電平為高電平sConfigOC.OCFastMode=TIM_OCFAST_DISABLE;if(HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3,&sConfigOC,TIM_CHANNEL_1)!=HAL_OK){Error_Handler();} /*-------------------第5步--------------------*/ //使能定時器HAL_TIM_Base_Start(&htim3);13．編程序，使用TIM2檢測外部一未知時鐘的頻率。【答案】信號從TIM2的通道1輸入。使用的引腳是PA5。定時器初始化voidTIM_Config_IC(void){TIM_ClockConfigTypeDefsClockSourceConfig={0};TIM_SlaveConfigTypeDefsSlaveConfig={0};TIM_MasterConfigTypeDefsMasterConfig={0};TIM_IC_InitTypeDefsConfigIC={0}; GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0}; /*-------------------第1步--------------------*/ //使能TIM2和相關GPIO時鐘__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE(); /*-------------------第2步--------------------*/ //配置輸入通道引腳GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_5;GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_LOW;GPIO_InitStruct.Alternate=GPIO_AF1_TIM2;HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct); /*-------------------第3步--------------------*/ //初始化定時器測量時鐘 //定時器時鐘源TIMxCLK=HCLK/2=90MHz //設定定時器頻率為=TIMxCLK/(TIM_Prescaler+1)=100KHzhtim2.Instance=TIM2;htim2.Init.Prescaler=89;htim2.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP;//計數方式htim2.Init.Period=4074967295;htim2.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;//采樣時鐘分頻htim2.Init.AutoReloadPreload=TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;if(HAL_TIM_Base_Init(&htim2)!=HAL_OK)//初始化定時器TIM2{Error_Handler();}//設置TIM2內部時鐘源sClockSourceConfig.ClockSource=TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;if(HAL_TIM_ConfigClockSource(&htim2,&sClockSourceConfig)!=HAL_OK){Error_Handler();} /*-------------------第4步--------------------*/ //設置觸發相關參數if(HAL_TIM_IC_Init(&htim2)!=HAL_OK){Error_Handler();}sSlaveConfig.SlaveMode=TIM_SLAVEMODE_RESET;sSlaveConfig.InputTrigger=TIM_TS_TI1FP1;sSlaveConfig.TriggerPolarity=TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING;sSlaveConfig.TriggerFilter=0;if(HAL_TIM_SlaveConfigSynchro(&htim2,&sSlaveConfig)!=HAL_OK){Error_Handler();}sMasterConfig.MasterOutputTrigger=TIM_TRGO_UPDATE;sMasterConfig.MasterSlaveMode=TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;if(HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim2,&sMasterConfig)!=HAL_OK){Error_Handler();} /*-------------------第5步--------------------*/ //設置捕獲相關參數 sConfigIC.ICPolarity=TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING;//捕抓到上升沿時，把計數寄存器中的值所存到CCR2寄存器sConfigIC.ICSelection=TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;//一對一連接sConfigIC.ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1;sConfigIC.ICFilter=0;if(HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htim2,&sConfigIC,TIM_CHANNEL_1)!=HAL_OK){Error_Handler();}/*-------------------第6步--------------------*/ //開啟定時器中斷HAL_NVIC_SetPriority(TIM2_IRQn,0,1);HAL_NVIC_EnableIRQ(TIM2_IRQn);HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2,TIM_CHANNEL_1); //使能捕獲/比較1中斷請求}（2）中斷服務程序，實現頻率計算voidTIM2_IRQHandler(void){if(__HAL_TIM_GET_FLAG(&htim2,TIM_FLAG_CC1)!=RESET) { /*清除定時器捕獲/比較1中斷*/__HAL_TIM_CLEAR_IT(&htim2,TIM_IT_CC1); /*獲取輸入捕獲值*/ IC_Value=HAL_TIM_ReadCapturedValue&htim2,TIM_CHANNEL_1);//得到PWM周期 /*頻率計算*/ Frequency=90000000/90/(float)IC_Value; printf("頻率：%0.2fHz\r\n",Frequency); }}第8章串行異步通信數據格式是什么？用圖說明。【答案】【答案】1600。【答案】USART的工作原理：通用同步異步收發器(USART)提供了一種靈活的方法，與使用工業標準的異步串行外部設備之問進行全雙工數據交換。USART利用分數比特率發生器提供寬范圍的比特率選擇。USART外部接口通過3個引腳與其他設備連接在一起。任何USART雙向通信至少需要兩個腳：接收數據輸入(RX)和發送數據輸出(TX)。【答案】USART數據接收配置步驟如下：通過調用HAL_UART_Init來激活USART；通過配置結構體UART_InitTypeDef的成員WordLength來定義字長；通過配置結構體UART_InitTypeDef的成員StopBits編程停止位的位數；如果采用多緩沖器通信，配置HAL_DMA_Init函數進行使能。按多緩沖器通信中的描述配置DMA；通過配置結構體UART_InitTypeDef的成員BaudRate要求的比特率調用函數HAL_UART_Receive來讀取接收緩沖其中的字符【答案】當使用USART模塊進行全雙工異步通信時，需要配置波特率、數據位數、奇偶校驗、硬件流控制、停止位數、工作模式。【答案】編程代碼如下：voidMX_USART1_UART_Init(void){huart1.Instance=USART1;huart1.Init.BaudRate=115200;huart1.Init.WordLength=UART_WORDLENGTH_8B;huart1.Init.StopBits=UART_STOPBITS_1;huart1.Init.Parity=UART_PARITY_NONE;huart1.Init.Mode=UART_MODE_TX_RX;huart1.Init.HwFlowCtl=UART_HWCONTROL_NONE;huart1.Init.OverSampling=UART_OVERSAMPLING_16;if(HAL_UART_Init(&huart1)!=HAL_OK){Error_Handler();}__HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1,UART_IT_RXNE);}【答案】USART的各種中斷事件被連接到同一個中斷向量，有以下幾種中斷事件：發送期間：發送完成中斷、清除發送中斷、發送數據寄存器空中斷。接收期間：空閑總線檢測中斷、溢出錯誤中斷、接收數據寄存器非空中斷、檢驗錯誤中斷、LIN斷開符號檢測中斷、噪聲中斷（僅在多緩沖器通信）和幀錯誤中斷（僅在多緩沖器通信）。8．編程序配置STM32F407微控制器的USART2為以下功能：波特率=9600bps，8位有效數據位、無奇偶校驗、無硬件流控、使能接收和發送、使能接收中斷。【答案】USART2發送引腳TX：PA2USART2接收引腳RX：PA3voidUSART_Config(void){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};UART_HandleTypeDefhuart2;uint8_taRxBuffer[1];//HAL庫使用的串口接收緩沖 /*-------------------第1步--------------------*/ /*使能GPIOA時鐘*/__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();/*使能USART2時鐘*/__HAL_RCC_USART2_CLK_ENABLE(); /*-------------------第2步--------------------*/ //配置串口相關復用引腳 /*復用PA2、PA3到USART2*/GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3;GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;GPIO_InitStruct.Pull=GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;GPIO_InitStruct.Alternate=GPIO_AF7_USART2;HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct); /*-------------------第3步--------------------*//*配置USART2模式*/huart2.Instance=USART2;huart2.Init.BaudRate=9600;//波特率huart2.Init.WordLength=UART_WORDLENGTH_8B;//8位數據位huart2.Init.StopBits=UART_STOPBITS_1;//1位停止位huart2.Init.Parity=UART_PARITY_NONE;//無奇偶校驗huart2.Init.Mode=UART_MODE_TX_RX;//收發模式huart2.Init.HwFlowCtl=UART_HWCONTROL_NONE;huart2.Init.OverSampling=UART_OVERSAMPLING_16;if(HAL_UART_Init(&huart2)!=HAL_OK)//初始化USART2{Error_Handler();} /*-------------------第4步--------------------*/ //初始化NVIC中的USART2中斷通道HAL_NVIC_SetPriorityGrouping(NVIC_PRIORITYGROUP_2);//選擇嵌套向量中斷控制器組2HAL_NVIC_SetPriority(USART2_IRQn,1,1);HAL_NVIC_EnableIRQ(USART2_IRQn); //使能串口的RXNE中斷 HAL_UART_Receive_IT(&huart2,(uint8_t*)aRxBuffer,1);///使能串口的RXNE中斷 }9．編寫USART2接收中斷的程序。【答案】voidUSART2_IRQHandler(void){uint8_tucTemp;while(HAL_UART_Receive_IT(&huart2,(uint8_t*)aRxBuffer,1)!=HAL_OK)//一次處理完成之后，重新開啟中斷并設置RxXferCount為1ucTemp=aRxBuffer[0]; HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)ucTemp,1,1000); //發送接收到的數據} 10．編寫USART2查詢式發送數據的程序。【答案】將字符ch發送出去。/*發送一個字節數據到USART*/HAL_UART_Transmit(&huart2,(uint8_t*)ch,1,1000); //發送接收到的數據/*等待發送數據寄存器為空*/while(__HAL_UART_GET_FLAG(&huart2,UART_FLAG_TC)!=SET); //等待發送結束11．怎么通過USART接收連續、不定長的數據流？【答案】這里提供兩種思路。1）使用定時器配合實現（1）USART接收到第一個字符后（中斷），啟動一個定時器，定時時間大于一個USART數據幀時間。（2）后續，USART每接收到一個字符，都重新啟動定時器，從0開始計數器（只需要將CNT寄存器清0）。（3）在定時器產生溢出中斷后，表示USART數據接收結束。（因為連續接收數據的過程中斷了。）2）使用USART的IDLE中斷檢測數據接收結束需要使能USART_IT_RXNE和USART_IT_IDLE中斷。USART中斷中，如果判定是由于USART_IT_RXNE觸發，則接收數據。USART中斷中，如果判定是由于USART_IT_IDLE觸發，則表示數據接收。3）USART的IDLE中斷和DMA實現第9章13.采用RT-Thread實時操作系統，創建2個線程，在線程切換時打印線程信息。采用C語言編程。以下是一個使用RT-Thread實時操作系統創建兩個線程，并在線程切換時打印線程信息的C語言示例代碼。配置RT-Thread確保你已經配置好RT-Thread環境，并可以編譯和運行RT-Thread應用程序。這個示例假設你已經搭建好了開發環境。示例代碼下面的示例代碼展示了如何在RT-Thread中創建兩個線程，并且在線程切換時打印線程信息。#include<rtthread.h>#include<stdio.h>/*定義線程的棧空間*/#defineTHREAD_STACK_SIZE1024/*定義線程入口*/voidthread_entry(void*parameter){while(1){/*線程執行的代碼，例如打印信息*/rt_kprintf("Thread%sisrunning\n",rt_thread_self()->name);/*休眠一段時間*/rt_thread_mdelay(1000);}}/*定義兩個線程控制塊*/staticrt_thread_tthread1=RT_NULL;staticrt_thread_tthread2=RT_NULL;/*線程切換鉤子函數*/voidthread_switch_hook(structrt_thread*from,structrt_thread*to){rt_kprintf("Switchfrom%sto%s\n",from->name,to->name);}intmain(void){/*初始化線程1*/thread1=rt_thread_create("thread1",thread_entry,RT_NULL,THREAD_STACK_SIZE,10,10);if(thread1!=RT_NULL){rt_thread_startup(thread1);}/*初始化線程2*/thread2=rt_thread_create("thread2",thread_entry,RT_NULL,THREAD_STACK_SIZE,11,10);if(thread2!=RT_NULL){rt_thread_startup(thread2);}/*設置線程切換鉤子函數*/rt_thread_switch_hook_set(thread_switch_hook);return0;}說明（1）創建線程。使用rt_thread_create函數創建線程，指定線程名稱，入口函數，參數，棧大小，優先級和時間片。使用rt_thread_startup函數啟動線程。（2）設置線程切換鉤子函數。定義thread_switch_hook函數，該函數將在每次線程切換時被調用。使用rt_thread_switch_hook_set函數設置線程切換鉤子函數。（3）線程入口函數。thread_entry函數是每個線程的入口函數，在線程執行期間會打印線程名稱，并休眠一段時間。（4）主函數。main函數負責創建和啟動兩個線程，并設置線程切換鉤子函數。編譯和運行確保你已經配置好了RT-Thread開發環境，并將上述代碼集成到你的RT-Thread應用程序中。編譯并下載到你的開發板或仿真環境中運行。你應該能夠看到打印的線程信息，以及每次線程切換時的切換信息。結果當代碼運行時，你應當看到類似如下的輸出：Threadthread1isrunningSwitchfromidletothread1Threadthread1isrunningSwitchfromthread1tothread2Threadthread2isrunningThreadthread1isrunningSwitchfromthread2tothread1...這表明線程1和線程2在不停地切換，并打印相關信息。14．采用RT-Thread實時操作系統，創建3個線程，其中2個線程優先級相同，另1個線程優先級較高，編程分析3個線程的運行情況。采用C語言編程。下面我們使用RT-Thread實時操作系統創建三個線程，其中線程1和線程2具有相同的優先級，而線程3具有較高的優先級，并分析這三個線程的運行情況。相同優先級的線程會輪流執行，而優先級較高的線程會搶占其它兩個線程的運行。示例代碼以下是用C語言編寫的代碼示例：#include<rtthread.h>#include<stdio.h>/*定義線程的棧空間*/#defineTHREAD_STACK_SIZE1024/*定義三個線程控制塊*/staticrt_thread_tthread1=RT_NULL;staticrt_thread_tthread2=RT_NULL;staticrt_thread_tthread3=RT_NULL;/*線程切換鉤子函數*/voidthread_switch_hook(structrt_thread*from,structrt_thread*to){rt_kprintf("Switchfrom%sto%s\n",from->name,to->name);}/*定義線程1的入口函數*/voidthread1_entry(void*parameter){while(1){rt_kprintf("Thread1isrunning\n");rt_thread_mdelay(500);//500ms延時}}/*定義線程2的入口函數*/voidthread2_entry(void*parameter){while(1){rt_kprintf("Thread2isrunning\n");rt_thread_mdelay(500);//500ms延時}}/*定義線程3的入口函數*/voidthread3_entry(void*parameter){while(1){rt_kprintf("Thread3isrunning\n");rt_thread_mdelay(700);//700ms延時}}intmain(void){/*創建線程1，優先級10*/thread1=rt_thread_create("thread1",thread1_entry,RT_NULL,THREAD_STACK_SIZE,10,10);if(thread1!=RT_NULL){rt_thread_startup(thread1);}/*創建線程2，優先級10*/thread2=rt_thread_create("thread2",thread2_entry,RT_NULL,THREAD_STACK_SIZE,10,10);if(thread2!=RT_NULL){rt_thread_startup(thread2);}/*創建線程3，優先級5(較高優先級)*/thread3=rt_thread_create("thread3",thread3_entry,RT_NULL,THREAD_STACK_SIZE,5,10);if(thread3!=RT_NULL){rt_thread_startup(thread3);}/*設置線程切換鉤子函數*/rt_thread_switch_hook_set(thread_switch_hook);return0;}運行分析（1）優先級調度。thread1和thread2的優先級都是10，而thread3的優先級是5，較高優先級。在RT-Thread