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  3. 指纹考勤机(如图所示)通常用于在工作日的上班时间，采集员工指纹信息，以确定该员工是否正常上班。其基本功能要求有： a、能够采集指纹信息，并求取指纹特征，然后与事先预存在指纹特征库中的指纹特征比对。 b、系统中需存储指纹图原始信息和指纹特

指纹考勤机(如图所示)通常用于在工作日的上班时间，采集员工指纹信息，以确定该员工是否正常上班。其基本功能要求有： a、能够采集指纹信息，并求取指纹特征，然后与事先预存在指纹特征库中的指纹特征比对。 b、系统中需存储指纹图原始信息和指纹特

admin2021-07-07  20
问题 指纹考勤机(如图所示)通常用于在工作日的上班时间，采集员工指纹信息，以确定该员工是否正常上班。其基本功能要求有：

    a、能够采集指纹信息，并求取指纹特征，然后与事先预存在指纹特征库中的指纹特征比对。
    b、系统中需存储指纹图原始信息和指纹特征信息，这些指纹信息，是预先采集并存储的。每个新员工初来企业工作时，需先采集其指纹图原始信息，并求取指纹特征，然后添加到指纹原始图信息库和指纹特征库中。
    c、在新员工指纹信息采集时，需通过键盘输入其员工ID，然后采集其指纹图信息，采集完成后，按“保存”键可保存指纹图信息。若按“取消”键，则可取消本次采集。
    d、指纹考勤机上需要一个LCD显示屏，便于显示相关的信息。
    e、需要与后台PC机通信，以便把考勤信息传输给后台PC机保存，并可以查询及生成相关统计报表。
    根据上述功能要求的描述，若采用S3C2410芯片为核心来构建该指纹考勤机的硬件平台，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的附录)。
    (1)在硬件平台构建时，若选用的指纹采集模块的图像芯片分辨率设置为256×360，一幅灰度等级为256的指纹图需要存储单元__________【81】KB(注：1024B=1KB)。若指纹图信息库中需要存储100幅员工指纹原始图像信息，那么，在设计存储器系统时，至少需要设计容量为__________【82】MB的存储单元来存储指纹原始图信息。(保留2位小数)
    (2)若在设计指纹采集模块的接口电路时，选用GPE端口的GPE15和GPE14分别连接指纹采集模块的SDA和SCL引脚，GPE端口的GPE7～GPE0连接指纹采集模块的数据线D7～D0，用于输入原始图像信息。那么，在相关驱动程序中，需用下面语句来初始化GPE15、GPE14的引脚功能：
    rGPECON=((rGPECON&0x0FFFFFFF)｜__________【83】)／／rGPECON是端口E的控制寄存器并用下面语句来初始化GPE7～GPE0的引脚功能：
    rGPECON=((rGPECON&__________【84】)
    (3)在设计键盘接口电路时，选用GPF0～GPF3来输出键盘行扫描信号，选用GPF4～GPF7来输入键盘列信号(其按键排列示意图如图所示)，即把键盘设计成4×4的阵列形式。在软件设计时，自行设计了键盘扫描函数，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
    #define KEYOUTPUT    (*(volatile INTSU*)0x56000054)
    #define KEYINPUT    (*(volatile INTSU*)0x56000054)
    INT16U ScanKey()
    {
     INT16U key=0xFFFF；
     INT8U i；
     INT8U temp=0xFF，output；
    rGPFCON=((rGPFCON｜__________【85】)&0xFF55)；    ／／初始化GPF0～GPF3为输出，rGPFCON是端口F的控制寄存器
    rGPFCON=rGPFCON&__________【86】；    ／／初始化GPF4～GPF7为输入
    for(i=1；((i＜=__________【87】)＆＆(i＞0))；i＜＜=1)
    {
     outputI=0xFF；
     output&=(～i)；
     KEYOUTPUT=output；
     temp=KEYINPUT；
     if((temp&OxF0)!=__________【88】)
     {
       key=(～i)；
     key＜＜=8；
       key｜=((temp&0xF0)｜0xOF)；
       return(key)；
      }
    }
    return 0xFFFF；
   }
    上面的键盘扫描函数返回值是键盘扫描码，通过键盘扫描码我们可以判断是否有按键按下，并确定是哪个按键按下。例如：若返回值为__________【89】时，可知是键盘中的“8”键按下，若返回值为0xFE7F时，可知是键盘中的__________【90】键被按下。若无键按下时，返回值应为__________【91】。
    (4)若LCD显示屏的接口电路设计时，选用S3C2410的端口C和端口D来控制LCD屏的相关信号，那么，初始化端口D引脚功能的语句可以编写如下：
    rGPDCON=__________【92】)    ／／rGPDCON是端口D的控制寄存器
    (5)与后台PC机的通信通过串口进行，若硬件设计时选用UART1部件来实现串口，那么，在相关驱动程序中需要用下面一组语句来初始化相关的硬件部件(注：设置波特率为115200bps)。
    rGPHCON=(rGPHCON&0xFFFFFOFF)｜__________【93】；／／rGPHCON是端口H的控制寄存器
    rUFCON1=0x0；／／FIFO disable
    rUMCONl=0x0；
    rULCON1=(5＜＜__________【94】)｜(0＜＜__________【95】)｜(3)；  ／／设置线路控制寄存器：偶校验，1位停止位，8位数据位
    rUCON1=0x245；  ／／设置控制寄存器
    ruBRlDIV2=((int)(PCLX／(115200×__________【96】)+0．5)一1)；  ／／PCLK是系统主频
    (6)若在设计系统启动引导程序时，需要设置系统的异常向量表，因为ARM9体系结构中规定异常向量之间各相差__________【97】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，启动引导程序还需要完成禁止看门狗部件和禁止__________【98】，并设置各工作模式下的__________【99】指针。然后再通过BL指令来引导应用程序的__________【100】函数。
说明：下面是试题解答时需要用到的寄存器格式及相关说明。
1)端口D控制寄存器(GPDCON)的格式

2)端口E控制寄存器(GPECON)的格式

3)端口F控制寄存器(GPFCON)的格式

4)GPHCON寄存器的格式

5)ULCONn寄存器的格式
选项
答案(1)【81】90【82】8．79 (2)【83】0xA0000000【84】0xFFFF0000 (3)【85】0x0055【86】x00FF【87】8【88】0xF0【89】0xFDBF【90】“保存”【91】0xFFFF (4)【92】0xAAAAAAAA (5)【93】0x00000A00(或0xA00)【94】3【95】2【96】16 (6)【97】4【98】中断(中断部件)【99】SP(堆栈)【100】main()(main，主)
解析 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数字图像处理、GPIO接口、串行异步通信接口UART等I／O口的典型应用以及相关应用的驱动程序设计，还有中断机制等等。
(1)灰度等级为256表明其像素深度是8，图像数据量=图像水平分辨率×图像垂直分辨率×像素深度／8，即256×360×8／8=92160B／1024=90KB；存储100幅图像所需容量：90KB×100／1024=8．79MB。
(2)GPE15和GPE14的第三功能分别为SDA和SCL，对照E口控制寄存器GPECON，相应引脚的赋值应为10，即1010；而GPE7～GPE0作为输入口赋值应为00，其余置11；故为0xA0000000和0xFFFF0000。
(3)题中选用矩阵键盘接口，采用中断方式读取键盘值。参考F口的控制寄存器GPF-CON，将端口作为输出口则将相应端口值置为01，作为输入口则置为00，其余口置1；对矩阵键盘采用循环扫描法读取键盘按键情况，需要循环8次；无键按下，则全1，有键按下，则相应置0。循环结构中i＜=8；当没有按键被按下，输出为0xFFFF，有相应的键被按下时，结合行列值便可判断。
(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，主要利用GPC和GPD端口。初始化数值可根据端口D的控制寄存器GPD-CON来确定，所有端口置10即可。
(5)选用UART1部件来实现串口，根据GPHCON可知，将端口GPH4和GPH5置10，其余端口置00即可；UART的波特率由除数寄存器决定，也取决于外部时钟，关系式如下：UBRDIVn=INT(UCLK／(波特率×16))一1。其中uCLK可以是PCLK。
(6)软件平台的构建步骤通常是：首先移植启动引导程序(Bootloader)，然后完成Linux内核的移植，随后还需构建根文件系统。基于ARM9核的处理器，各异常向量之间相差4个字节。因此，需要在各异常向量处设计一条无条件转移指令。对于S3C2410微处理器来说，启动引导程序还需要完成禁止看门狗部件和禁止中断，并设置各工作模式下的SP指针，然后再通过BL指令来引导应用程序的main函数。
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