【文章內(nèi)容簡介】 看，HD44780內(nèi)部主要由指令寄存器（IR）、數(shù)據(jù)寄存器（DR）、忙標(biāo)志（BF）、地址計數(shù)器（AC）、顯示數(shù)據(jù)寄存器（DD RAM）、字符發(fā)生器ROM（CG ROM）、字符發(fā)生器RAM（CG RAM）及時序發(fā)生電路構(gòu)成。5．編程：在LCD上同步顯示PC時間。答：略。第7章 定時器模塊 習(xí)題參考答案1．實現(xiàn)計數(shù)與定時的基本方法有哪些？比較它們的優(yōu)缺點。答：實現(xiàn)計數(shù)與定時的基本方法有三種：完全硬件方式、完全軟件方式和可編程計數(shù)器/定時器方法。其中完全硬件方式速度快，但通用性和靈活性差；完全軟件方式的優(yōu)點是節(jié)省硬件。主要缺點是執(zhí)行延時程序期間，CPU一直被占用，所以降低了CPU的使用效率，也不容易提供多作業(yè)環(huán)境；可編程計數(shù)器/定時器方法的最突出的優(yōu)點是計數(shù)時不占用CPU的時間。2．簡述AW60定時器模塊的定時功能是如何實現(xiàn)的。答：在AW60定時器的內(nèi)部有狀態(tài)和控制寄存器，通過對它某些位的設(shè)置，就可以確定多少時間計數(shù)器加1，即定時間隔。通過對狀態(tài)和控制寄存器的某位進(jìn)行設(shè)置，可以決定在計數(shù)器溢出時，是否允許中斷。利用這樣的中斷，可以編寫中斷例程，實現(xiàn)預(yù)設(shè)的功能。在定時器內(nèi)部還有個預(yù)置寄存器，當(dāng)計數(shù)器的值等于預(yù)置寄存器的值時，稱為計數(shù)器溢出，當(dāng)計數(shù)器溢出時，計數(shù)器的值被賦0，同時將計數(shù)器溢出標(biāo)志等狀態(tài)置于狀態(tài)和控制寄存器中。使用預(yù)置計數(shù)功能可以得到精確的溢出時間，可以在任何時候暫?；蚯宄嫈?shù)器的計數(shù)（溢出功能是定時器的最基本的功能）。3．定時器模塊的核心是什么，為什么？答：定時器模塊的核心是計數(shù)器。計數(shù)器裝載預(yù)置的初始計數(shù)值之后，啟動會以預(yù)設(shè)的頻率進(jìn)行加一或者減一的運(yùn)作，當(dāng)其值變化到0（溢出到0或者減到0）時，即完成了定時的功能，其定時的時長取決于預(yù)置的初始計數(shù)值和預(yù)設(shè)的頻率。4．設(shè)計并編程：仿照本章給出的定時器1通道0輸入捕捉中斷里程，捕捉兩路輸入信號，分別用相應(yīng)的指示燈指示。請參考隨書光盤內(nèi)的習(xí)題解答程序。5．比較AW60定時器模塊實現(xiàn)輸出比較功能與PWM功能的異同點。答：PWM產(chǎn)生一個在高電平和低電平之間重復(fù)交替的輸出信號，這個信號被稱為PWM信號，也叫脈寬調(diào)制波。通過指定所需的時鐘周期和占空比來控制高電平和低電平的持續(xù)時間。通常定義占空比為信號處于高電平的時間(或時鐘周期數(shù))占整個信號周期的百分比，方波的占空比是50%。脈沖寬度是指脈沖處于高電平的時間。PWM的另一個常見用途是控制輸入到某個設(shè)備的平均電流或電壓。PWM的常見應(yīng)用是為其他設(shè)備產(chǎn)生類似于時鐘的信號。因為S08是8位MCUs系列，定時器通道寄存器的設(shè)置被緩存起來，以確保連續(xù)16位數(shù)據(jù)更新，并避免出現(xiàn)意外的PWM脈沖寬度。寫TPMxCnVH或TPMxCnVL中的任意一個寄存器，也就是寫緩沖寄存器。在邊沿對齊模式下，只有在一個16位寄存器的兩個8位字節(jié)都被寫入后，且TPMxCNTH:TPMxCNTL計數(shù)器中的值為0x0000，計數(shù)值被轉(zhuǎn)移至相應(yīng)的定時器通道寄存器（直到下一個整周期新的占空比才有效）。6．綜合設(shè)計：利用輸入捕捉功能，只用定時器的一個通道，測量一路輸入，將輸入信號的電平（只區(qū)分高低）隨時間變化的情況以圖形方式顯示在PC屏幕上。請參考隨書光盤內(nèi)的習(xí)題解答程序。第8章 串行外設(shè)接口SPI 習(xí)題參考答案1．簡述SPI工作原理。答：可以從SPI工作時序，主機(jī)從機(jī)，以及如何傳輸數(shù)據(jù)等幾個方面展開描述，具體參加本章第一節(jié)內(nèi)容。2．為什么在SPI通信時序圖中會有四種情況？答：先來解釋一下SPI通信時所涉及的一時鐘相位與時鐘極性。時鐘相位，表示時鐘信號在空閑時是高電平還是低電平。時鐘極性，決定數(shù)據(jù)是在SPSCK的上升沿還是在SPSCK時鐘的下降沿采樣。從上面的分析我們可以看出來，通訊雙方確定SPI通信時選擇時序時，一種有四種時序可以選擇，使得雙方的時鐘相位與時鐘極性保持一致。3 SPI通信時時鐘以那個設(shè)備的時鐘為基準(zhǔn)？為什么？答：SPI主設(shè)備的時鐘極性和時鐘相位是以從設(shè)備的時鐘極性和時鐘相位為基準(zhǔn)的，因此在配置SPI接口時，必須先了解從設(shè)備的時鐘要求。從設(shè)備何時接收數(shù)據(jù)，是在時鐘的上升沿還是下降沿？何時輸出數(shù)據(jù)，是在時鐘的下降沿還是上升沿？由于主設(shè)備的接收引腳與從設(shè)備的發(fā)送引腳相連，主設(shè)備的發(fā)送引腳與從設(shè)備的接收引腳相連接，即從設(shè)備接收的數(shù)據(jù)時主設(shè)備的發(fā)送引腳發(fā)出的，因此主設(shè)備接收數(shù)據(jù)的極性跟從設(shè)備接收數(shù)據(jù)的極性相反，跟從設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的極性相同。4．SPI與SCI同樣都是串行數(shù)據(jù)傳輸，為什么SPI協(xié)議通信雙方多了一個時鐘線SPSCK答：正因為SPI數(shù)據(jù)是一位一位傳輸?shù)?，所以在傳輸?shù)臅r候要有SPSCK提供時鐘脈沖完成數(shù)據(jù)的傳輸，數(shù)據(jù)通過MOSI，MISO線在始終上升沿或者下降沿時改變，在緊接著的下降沿或上升沿被讀取，完成一位數(shù)據(jù)的讀取，輸入也使用同樣的原理。這樣，在至少8次時鐘信號的改版（上沿和下沿為一次），就可以完成8為數(shù)據(jù)傳輸。5．同步通信與異步通信的區(qū)別與聯(lián)系。答：異步通訊在發(fā)送字符之前，發(fā)送端可以在任意時刻開始發(fā)送字符，因此必須在每一個字符的開始和結(jié)束的地方加上標(biāo)志，即加上開始位和停止位，以便使接收端能夠正確地將每一個字符接受下來。在每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)之前要加上起始位跟停止位（結(jié)束位），異步傳輸?shù)暮锰幨峭ㄓ嵲O(shè)備簡單、發(fā)送端可以隨時發(fā)送數(shù)據(jù)。缺點就是在每次傳輸時傳輸?shù)模_始位和停止位的傳輸給通訊雙方帶來了額外的傳輸。同步通信的通信雙方必須先建立同步，即雙方的時候要調(diào)整到一個頻率。收發(fā)雙方不停地發(fā)送和接收持續(xù)的同步比特流。因此通訊雙方必須保持相同的時鐘頻率，很顯然這也是同步通信的缺點所在，而且雙發(fā)在通信之前必須確定好傳輸時的時序圖，時鐘相位、時鐘極性都必須保持一致。好處就是不用傳輸額外的標(biāo)志比特。6．閱讀網(wǎng)絡(luò)光盤中關(guān)于AT45DB041D芯片的介紹，在本書給出的參考程序的基礎(chǔ)上，完善塊擦除，扇區(qū)擦除燈驅(qū)動函數(shù)，并測試。答：略。第9章 Flash存儲器在線編程 習(xí)題參考答案1．簡述Flash存儲器的特點。答：Flash存儲器是一種高密度、真正不揮發(fā)的高性能讀寫存儲器，兼有功耗低、可靠性高等優(yōu)點。與傳統(tǒng)的固態(tài)存儲器相比，F(xiàn)lash存儲器的主要特點如下。（1）固有不揮發(fā)性：這一特點與磁存儲器相似，F(xiàn)lash存儲器不需要后備電源來保持?jǐn)?shù)據(jù)。所以，它具有與磁存儲器一樣無需電能保持?jǐn)?shù)據(jù)的優(yōu)點。（2）易更新性：Flash存儲器具有電可擦除的特點。相對于EPROM（電可編程只讀存儲器）的紫外線擦除方式，F(xiàn)lash存儲器的電擦除功能為開發(fā)者節(jié)省了大量時間，也為最終用戶更新存儲器內(nèi)容提供了方便條件。（3）成本低、密度高、可靠性好：與EEPROM（電可擦除可編程只讀存儲器）相比較，F(xiàn)lash存儲器的成本更低、密度更高、可靠性更好。2．AW60的Flash存儲器有什么特點？答：要點主要有以下幾條：（1）編程速度快且可靠性高。S08系列MCU的片內(nèi)Flash存儲器的整體擦除時間可以控制在5ms以內(nèi)，對單字節(jié)的編程（寫入）時間也在40ns以內(nèi)。片內(nèi)Flash存儲器的存儲數(shù)據(jù)可以保持10年以上，可擦寫次數(shù)均在1萬次以上。（2）單一電源電壓供電。一般的Flash存儲器，在正常的只讀情況下，只需要用戶為其提供普通的工作電壓即可，而要對其編程（寫入）時還需要同時提供高于正常工作電壓的編程電壓。正因為Flash的讀寫電壓要求不同，一些公司的內(nèi)置Flash存儲器便放棄了在線擦除寫入功能，而僅有通過編程器的寫入功能。但是，S08系列MCU通過在片內(nèi)集成的電荷泵，可由單一工作電壓在片內(nèi)產(chǎn)生出編程電壓，這樣就實現(xiàn)了單一電源供電的在線編程電壓，而不需要為Flash的編程增加額外的編程電壓模塊，同時也使S08系列MCU兼具了兩種編程模式。（3）支持在線編程。S08系列MCU的片內(nèi)Flash存儲器支持在線編程，允許MCU內(nèi)部運(yùn)行的程序去改寫Flash存儲器的內(nèi)容，這樣就可以代替外部電可擦除存儲芯片，從而減少了外圍部件，增加了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的方便性。3．AW60的Flash存儲器有哪兩種編程模式？兩種模式有什么區(qū)別？答：從Flash存儲器的基本特點可以看出，在MCU中可以利用Flash存儲器來固化程序，一般情況下通過編程器來完成這種操作，F(xiàn)lash存儲器工作于這種情況稱為監(jiān)控模式(Monitor Mode)或?qū)懭肫髂Ｊ?，這與一般的EPROM、OTP、EEPROM裝入程序的方式十分相似。另一方面，由于Flash存儲器具有電可擦除的特點，因此在程序運(yùn)行過程中有可能對Flash存儲區(qū)的數(shù)據(jù)或程序進(jìn)行更新，F(xiàn)lash存儲器工作于這種情況叫做用戶模式（User Mode）或在線編程模式（InCircuit Program）。但是，并不是所有類型的MCU的內(nèi)部Flash存儲器都具有在線編程功能。目前有的公司出品的MCU還不支持Flash存儲器在線編程模式。Freescale的S08系列MCU的片內(nèi)Flash均支持這兩種編程模式。一般來說，兩種模式對Flash存儲器的編程操作的程序是一致的，差別在于調(diào)用這些程序的方式和環(huán)境的不同。4．AW60的Flash存儲器編程時涉及哪些寄存器，其各自地址是什么？答：在AW60中，與Flash編程有關(guān)的寄存器有6個，它們分別是Flash時鐘分頻寄存器(FCDIV)、Flash選項寄存器(FOPT和NVOPT)、Flash配置寄存器(FCNFG)、Flash保護(hù)寄存器(FPROT和NVPROT)、Flash狀態(tài)寄存器(FSTAT)和Flash命令寄存器(FCMD)，其對應(yīng)的地址分別為$18$182$182$182$1825和$1826。5．AW60的Flash存儲器的編程命令一般執(zhí)行哪些步驟？答：可以分為以下幾步：（1）向Flash地址中寫入一個數(shù)據(jù)。地址和數(shù)據(jù)信息都會被鎖定到Flash接口中。對于空白檢測和擦除命令，數(shù)據(jù)信息是一個任意值；對于頁擦除命令，地址信息是擦除頁（512字節(jié)）地址中的任意一個地址；對于空白檢測和整體擦除命令，地址信息是Flash中的任意一個地址。（2）向Flash命令寄存器FCMD中寫入需要執(zhí)行的命令。（3）執(zhí)行命令。將Flash狀態(tài)寄存器FSTAT的FCBEF位置1，同時開始執(zhí)行命令寄存器中的命令。6．AW60的Flash存儲器的編程命令的執(zhí)行流程是怎樣的？答：在進(jìn)行Flash擦寫編程時，也需要遵循嚴(yán)格的時序流程。批量模式寫一個字節(jié)命令和其他命令的執(zhí)行過程有很大差別。批量模式意味著有很多連續(xù)數(shù)據(jù)需要寫入Flash，每執(zhí)行一次寫入命令后，向Flash中加入的寫入高電壓并不撤銷，這樣就加快了數(shù)據(jù)寫入速度；而對于其他的命令，在命令執(zhí)行的時候，加高電壓，命令執(zhí)行結(jié)束的時候立即撤銷高電壓。7．給出AW60芯片的擦除與寫入子程序的編程要點。答：使用Flash在線編程技術(shù)可以省去外接EEPROM，不僅簡化了電路設(shè)計，也提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性。我們將Flash的執(zhí)行程序編譯后存放到Flash中，當(dāng)需要使用時則將這段代碼復(fù)制到RAM中，同時需要修改一下執(zhí)行指令，正是由于這個特殊的過程，根據(jù)實際編程調(diào)試與項目開發(fā)過程中積累的經(jīng)驗，提出以下注意點，供讀者參考:(1)RAM中要留有足夠的緩沖區(qū)，以便存放復(fù)制到RAM中的子程序，具體值是取擦除與寫入子程序中的大者即可。(2)一次擦除后未被寫入過的區(qū)域可以再次調(diào)用寫入子程序?qū)懭?，但寫入過的區(qū)域，未經(jīng)擦除不能重寫。(3)由于擦除是每次擦除一頁（512字節(jié)），所以數(shù)據(jù)應(yīng)合理安排，避免誤擦。(4)頁首地址的定義須遵照保護(hù)寄存器FLBPR定義的規(guī)則。(5)在線編程時使用的Flash存儲區(qū)域應(yīng)在程序Flash存儲區(qū)域之前，因為Flash保護(hù)區(qū)為FLBPR決定的地址至末尾。8．AW60芯片如何加密？如何解除密碼？答：，就要將MCU設(shè)置為保密狀態(tài)，下面提供兩種加密Flash方法。方法一：（即修改FOPT寄存器，地址0xFFBF的值和密鑰地址0xFFB0~ 0xFFB7的值）實現(xiàn)加密。例如，若要設(shè)置密碼0x3132333435363738，則只要將這8字節(jié)數(shù)據(jù)依次寫到地址0xFFB0~0xFFB7處即可，該密碼即為字符串“12345678”。方法二：在程序運(yùn)行中，通過調(diào)用自定義函數(shù)修改Flash相關(guān)地址處的內(nèi)容來加密Flash。通過修改NVOPT地址的內(nèi)容，復(fù)位后，該寄存器的值將自動載入FOPT中。2. S08系列芯片在加密后，需要重新寫入程序，必須先解除密碼。這里提供2種解除密碼方法。方法一：通過將寫入器的BDM接口，對已經(jīng)加密的芯片進(jìn)行整體擦除，具體使用方法參見光盤中“《S08/S12/ColdFire三合一寫入器》使用說明”。方法二：在芯片中駐留擦除密碼或擦除Flash的操作接口，通過調(diào)用Flash_KEY_Match函數(shù)實現(xiàn)。用戶可以選擇一種“后門”機(jī)制，假如寄存器NVOPT/FOPT的KEYEN位為0時，后門機(jī)制無效，但是如果KEYEN位為1時，用戶按照如下的方法取消MCU的保密狀態(tài)：（1）將FCNFG的KEYACC位置1。（2）向NVBACKKEY～NVBACKKEY+7的位置(Flash中$FFB0～$FFB7)依次寫入8個字節(jié)，由于第（1）步的操作，MCU會將該寫入操作理解為是密碼比較操作，這8個字節(jié)被看作是后門的鑰匙。（3）將FCNFG的KEYACC位置0，如果用戶寫入的8個字節(jié)和NVBACKKEY～NVBACKKEY+7的位置的8個字節(jié)是匹配的，MCU會將SEC01：SEC00改寫成1：0，從而取消MCU的保密性。這種保密鑰匙只能從保密的存儲器中寫入，所以在沒有用戶程序的配合下，背景調(diào)試命令也不可以進(jìn)入的。當(dāng)然如果不知道后門鑰匙，使用這種方法也是無法取消MCU的保密態(tài)。第10章 集成電路互連總線