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  3. 电动汽车充电桩(示意图如右图所示)以S3C24lO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、充电桩支持2种充电方式，一种是固定金额方式，如：充300元的电能。那么，所充电能的金额等于300元后自动停止充电；另一种是随机充

电动汽车充电桩(示意图如右图所示)以S3C24lO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、充电桩支持2种充电方式，一种是固定金额方式，如：充300元的电能。那么，所充电能的金额等于300元后自动停止充电；另一种是随机充

admin2019-01-06  23
问题 电动汽车充电桩(示意图如右图所示)以S3C24lO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、充电桩支持2种充电方式，一种是固定金额方式，如：充300元的电能。那么，所充电能的金额等于300元后自动停止充电；另一种是随机充电，即：随时按“停止”键来停止充电，若未按“停止”键，则电池充满后也会自动停止充电。
    b、支持现金和IC卡付费。IC卡是预付费卡，金额不足将报警。
    c、能够通过RS一485总线与后台结算服务器连接，传递结算信息。
    d、用LCD显示器来显示被充电电池的电量情况，并显示充电时间、金额等信息。
    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。(完善程序或回答问题所需的寄存器格式见题后附录)。
    (1)充电桩控制器设计时，需设计一个键盘，键盘中应包含0～9数字键及“切换”、“启动”、“停止”等3个命令键。其键盘接口设计成4×4的阵列(按键排列示意如下图所示)。下图中的键盘接口电路中选用GPE4～GPE7来输出键盘行扫描信号，选用GPE0～GPE3来输入键盘列信号。软件设计时设计者自行设计键盘扫描函数，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
    #defineKEYOIJTPt(*(volatile INT8U*)0x56000044)／／0x56000044是GPE端口数据寄存器的地址
    #define KEYINPUT(*(volatile INT8U *)0x56000044)
INT16U ScanKey()
    {
    INT16U key=0xFFFF；
    INT16U i；
    INT8U temp=0xFF，output；
    ／／仅初始化GPE4～GPE7为输出
    rGPECON=((rGPECON & 0xFFFF00FF)｜【81】)；
    ／／仅初始化GPE0～GPE3为输入
    rGPECON=rGPECON & 【82】；／／rGPECON是对应GPE端口控制寄存器的变量
    for(i=【83】；i＜=128；i＜＜=1)／／循环扫描键盘，看是否有按键按下
    {
    output｜=0xFF：
    output&=(～i)；／／键盘行信号求反
    KEYOUTPUT=output；／／通过GPE端口数据寄存器输出行信号
    temp=KEYINPUT；／／通过GPE端口数据寄存器读列信号，该列无键按下时列信号是1
    if((temp&0x0F)！：【84】)／／判断是否有键按下
    {
    key=(～i)；
    key＜＜=8；／／变量key中存储键码值，行信号左移到高8位
    key｜=temp｜0xF0；／／yO信号存于变量key的低8位中，无用位置1
    return(key)；／／返回键码值
    }
    }
    return 0xFFFF；
    }
    上面的键盘扫描函数返回的是键码值，程序中循环【85】次来扫描所有键盘行，若所有行均无键按下时，返回的键码值应为：【86】。若有按键按下，则返回该键对应的键码值。例如：若按下的是键盘中“8”键，则函数返回值为：【87】，若按下的是键盘中“启动”键，则函数返回值为：【88】。
    (2)IC卡读写电路设计时，选用IC卡读写模块通过I2C总线接口与S3C2410连接，设计时利用S3C2410芯片内部的专用I2C总线引脚，即GPE端口的【89】引脚和【90】引脚连接到IC卡读写模块的I2C总线引脚SDA和SCL上。那么，相关驱动程序中需要用语句：rGPECON=(rGPECON｜0xA0000000)&【91】来初始化GPE端口相关引脚为I2C总线功能的引脚。
    (3)为了实现与后台结算服务器连接，选择S3C2410内部的UART1部件，并外加电平转换芯片来实现支持RS一485串行通信的接口电路。下面一段程序是初始化UART1部件(注：UART1的波特率要求为：9600bps，数据格式要求为：8位数据、1位停止位、奇校验，主频为PCLK)。
    void UART1_Init()
    {
    rGPHCON=(rGPHCON&0xFFFFF0FF)｜【92】；／／端口H相应引脚功能初始化
    rUFCON1=0x0：／／FIF0 disable
    rUMCON1=0x0：
    rULCON1=(【93】＜＜3)｜(0＜＜2)｜(【94】)；／／设置线路控制寄存器
    ruCON1=0x245；／／设置控制寄存器
    rUBRDIV1=((int)(PCLK／【95】+0．5)一1)；／／设置波特率，小数采用四舍五入
    }
    (4)充电桩的LCD显示器，由于显示的内容不复杂，因此选用16色LCD屏。设计LCD屏接口电路时，选用S3C2410芯片的GPC0～GPC7连接到LCD模块的8位数据线上，用来传输显示信息。在相关驱动程序中，可以用以下语句来初始化GPC0～GPC7为输出：
    rGPCCON=((rGPCCON｜0x00005555)&【96】)／／rGPCCON对应GPC端口的控制寄存器
    设计时，选择专用电池电量检测芯片来测量被充电电池的电量。该芯片能提供被测电池的电量信息，并具有1个电量充满状态的引脚。若设计时，将该引脚连接到S3C2410芯片的GPF0引脚上，使该引脚有效后产生中断信号，立即执行停止充电程序，防止过充。在相关驱动程序中，可以用以下语句来初始化GPF0为中断请求信号输入：
    rGPFCON=((rGPFCON&0xFFFFFFFC)｜【97】)／／rGPFCON对应GPF端口的控制寄存器
    (5)充电桩的应用软件将在无操作系统环境下进行开发。若设计者自行设计一个启动引导程序，来引导应用程序。启动引导程序中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【98】个字节，因此，需要在各异常向量处设计一条分枝指令。对于S3C2410微处理器来说，其启动引导程序还需要完成禁止【99】部件和禁止中断，并设置各工作模式下的【100】指针。
    说明：下面是试题解答时需要用到的寄存器格式及存着说明。
    1)端口E控制寄存器(GPECON)的格式

2)ULCONn寄存器的格式

3)GPHCON寄存器的格式

    4)GPCCON寄存器的格式

    5)GPFCON寄存器的格式
选项
答案(1)【81】0x00005500【82]0xFFFFFF00 【83】16 【84】 0x0F【85】4【86]0xFFFF【87】0xDFF7【88】0x7FFD (2)【89】GPE15【90】GPE14【91】0xAFFFFFFF (3)【92】0x00000A00 【93】4 【94】3【95】9600×16(153600) (4)【96】0xFFFF5555【97】0x00000002 (5)【98】4【99】看门狗【100】堆栈(SP)
解析 汽车充电桩是在未来城市生活中将会越来越普及，可以通过S3C2410外加功能电路来实现对汽车的智能充电。S3C2410是基于ARM9内核的典型ARM芯片，采用ARM920T核，属于中高档32位嵌入式微处理器。本题主要考查基于S3C2410的嵌入式系统开发。涉及到的知识点包括通用I／O接口GPIO、集成电路互连总线接口I2C、串行异步通信接口UART等I／O口的典型应用及相关应用的驱动程序设计等等，最后还考查了无操作系统环境下的嵌入式系统开发。
(1)利用GPIO口进行键盘接口电路设计是GPIO口的典型应用。题中所示为矩阵键盘接口，驱动程序即是根据所要实现功能给相应的控制寄存器赋值。查看附录的GPE口及GPECON的格式，对GPE4～GPE7口初始化为输出，赋值为0x00005500；rGPECON口的赋值为0xFFFFFF00；对矩阵键盘采用循环扫描法读取键盘按键情况，需要循环4次；无键按下，则全1，有键按下，则相应置0。
(2)S3C2410芯片内部的专用I2C总线引脚，即GPE端口的GPE15引脚和GPE14引脚。初始化程序是按照寄存器格式进行按位赋值。查看附录GPE口的格式可知，初始化赋值为0xAFFFFFFF。
(3)UART是串行异步通信接口，其信息传送按位进行，字符总是以起始位开始，以停止位结束；查看附录，端口H相应引脚功能初始化赋值为0x00000A00；字符格式由线路控制寄存器ULCONn决定；经计算，波特率为153600。
(4)LCD显示屏自身不带控制器，没有驱动电路；本系统中主要利用GPIO口设计驱动电路来进行控制。rGPCCON对应GPC端口的控制寄存器，查看附录寄存器格式，应赋值01，即0xFFFF5555；rGPFCON对应GPF端口的控制寄存器，应赋值0x00000002。
(5)ARM9体系结构中规定异常向量之间各相差四个字节；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定时器部件和禁止中断，并设置各工作模式下的堆栈指针。
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三级嵌入式系统开发技术

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