2. 计算机
  3. 电梯群控系统由楼层控制器、电梯轿箱控制器、电机房控制器和中央控制子系统组成，其中电梯轿箱控制器的基本功能要求如下： a、需要若干个对应楼层的按键和开门、关门、紧急呼叫等功能按键，用户可同时按下若干个楼层按键。需要用7段LED显示器显示电梯所运行到的楼层。

电梯群控系统由楼层控制器、电梯轿箱控制器、电机房控制器和中央控制子系统组成，其中电梯轿箱控制器的基本功能要求如下： a、需要若干个对应楼层的按键和开门、关门、紧急呼叫等功能按键，用户可同时按下若干个楼层按键。需要用7段LED显示器显示电梯所运行到的楼层。

admin2021-06-09  44
问题 电梯群控系统由楼层控制器、电梯轿箱控制器、电机房控制器和中央控制子系统组成，其中电梯轿箱控制器的基本功能要求如下：
a、需要若干个对应楼层的按键和开门、关门、紧急呼叫等功能按键，用户可同时按下若干个楼层按键。需要用7段LED显示器显示电梯所运行到的楼层。
b、需要在电梯轿箱门的两侧安装红外发射、接收探头，门打开后开始监测红外接收电路的信号，当探测到无人再进入电梯时，5秒后电梯门关闭。若门在关闭时，又有人已经进入门内，门将再自动打开，以防夹到人。然后重新开始计时5秒，再关门，电梯运行。
c、具备与中央控制子系统的数字语音对讲功能。若用户遇到紧急情况，可以按下“紧急呼叫”按键，则启动数字语音对讲。
d、具备对轿箱内部的视频监控功能。中央控制子系统通过电梯轿箱控制器可以查看轿箱内部的监控视频。
根据上述功能要求的描述，若采用S3C2410芯片为核心来构建电梯轿箱控制器的硬件平台，请完善下面的叙述(程序)和回答有关的问题。
(注意：完善程序或回答问题所需的寄存器格式见题后的附录)
(1)电梯轿箱控制器的硬件平台设计时，除了要设计最小硬件系统外，还必须完成按键接口电路、LED显示器接口电路、红外探测接口电路、电梯开关门驱动电路、音频接口电路、___________【81】接口电路及通信接口电路等。在通信接口设计时，由于电梯轿箱控制器与电机房控制器之间只需要传输包含命令信息、楼层信息的文本数据，它们之间的通信接口拟设计为RS一485接口，可以采用S3C2410芯片内部的___________【82】部件外加电平转换芯片等来实现。而电梯轿箱控制器与中央控制子系统之间需要传输视频和音频信息，它们之间的通信接口拟设计为以太网接口，由于S3C2410芯片内部没有以太网控制部件，因此需外加以太网控制器芯片及电平转换等来实现。实现时，若选用AX88796芯片，其片选信号CS引脚(低电平有效)连到S3C2410芯片的nGCS3上，因此，读写AX88796芯片内部寄存器的首地址是：___________【83】。(说明：S3C2410芯片外部可扩展的存储容量为1GB，分成了8块，每块128MB，分别由nGCS0～nGCS7选择，整个外部存储空间的首地址为：0x00000000)
(2)设计红外探测电路时，利用GPE2作为输出，控制红外发射管工作，GPE3作为输入连接到红外接收管。那么，相关驱动程序中，初始化GPE2、GPE3引脚功能的语句是：
    rGPECON=((rGPECON｜0x00000010)&___________【84】)；／／rGPECON是端口E的控制寄存器
    若GPE2输出“1”时，控制红外发射管工作(即发射红外线)，GPE2输出“0”时，控制红外发射管不工作，那么，相关驱动程序中，控制红外发射管工作和不工作的语句分别是：
    rGPEDAT=rGPEDAT｜___________【85】；／／rGPEDAT是端口E的数据寄存器
    rGPEDAT=rGPEDAT&___________【86】；
(3)电梯轿箱控制器探测到无人再进入电梯时，将延时5秒后关闭电梯门。设计时，若选用S3C2410芯片内部的Timer2部件来产生0．05秒的时间间隔，然后，再用Timer0部件来计数，即计0．05秒时间间隔的产生次数。那么，Timer0部件在此将作为计数器用，而Timer2部件在此将作为___________【87】器用。软件设计时，Timer0部件计数___________【88】次，即表示5秒时间间隔到，将产生中断请求，在Timer0的中断服务程序中发出轿箱门关闭信号。
    若系统主频参数PCLK为264MHz，分割器值选择为16，预分频系数选择为19，那么，为了使Timer2能产生0．05秒的时间间隔，初始化函数可以设计如下，请补充完善。(注：所有参数请用十六进制表示)
    void Timer2 Int(void)
    {
    ／／设置定时器配置寄存器0(TCFGO)
    rTCFGO=___________【89】；／／dead zone=0，Timer2预分频系数设19
    ／／设置定时器配置寄存器1(TCFG1)
    rTCFGl=___________【90】；／／都工作在中断方式，mux2=1／16
    ／／设置计数常数
  rTCNTB2=___________【91】；
    ／／设置控制寄存器TCON
    rTCON=___________【92】；／／更新TCNTB2和TCMPB2
    rTCON=0x001000：／／Timer2启动
    }
(4)电梯轿箱控制器中所需的数字语音对讲功能，需要设计语音信号的采集电路和回放电路。通常情况下人的语音信号是频率范围为300Hz～___________【93】Hz的模拟信号，因此，可以利用A／D转换部件设计语音波形的采集电路，从而得到数字语音信号，并通过以太网通信接口传输给中央控制子系统。假设采样频率为8KHz，样本值用8位二进制数进行编码。那么，125ms的语音片段，用10Mbps的以太网传输，至少需要__________【94】ms。语音信号回放电路可以利用D／A转换芯片再加功放电路等来设计，设计语音回放软件时，为了使回放时语音不会失真，需定时把数字语音信号输出到D／A芯片中，这个定时时间间隔应该是__________【95】μs。
(5)电梯轿箱控制器中所需的视频监控功能，需要设计与视频模块的接口电路。若用GPE15、__________【96】来连到视频模块的SDA、__________【97】引脚上，GPC0～GPC7连接到视频模块的数据线上，用于输入视频图像的Y信号，那么，相关驱动程序中需要下面语句来初始化GPC0～GPC7引脚的功能。
rGPCCON=rGPCCON&__________【98】；／／rGPCCON是端口C的控制寄存器
(6)电梯轿箱控制器中需要移植μC／OS—II操作系统作为软件平台。移植工作的重点是改写OS_CPU．H、__________【99】、OS_CPU_C．C等与处理器硬件有关的文件，使其适合电梯轿箱控制器的硬件环境，从而在其上运行。电梯轿箱控制器的应用程序主函数中，需要用__________【100】函数来创建任务，并用OSStart()函数来启动多任务调度功能。
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C控制寄存器(GPCCON)的格式

2)端口E控制寄存器(GPECON)的格式

3)TCFG0寄存器

4)TCFG1寄存器

说明：设置TCFG0、TCFGl可以确定预分频器系数、分割器值，如：通过设置TCFG0为0x00001F00，Timer2的预分频器系数选择为31，设置TCFG1为0x00000100，Timer2的分割器值选择为4。通过下面公式计算定时器的计数常数：
    定时器输入时钟频率：PCLK／(预分频系数+1)／分割器值
    计数常数=定时时间间隔／(1／定时器输入时钟频率)
    预分频系数的范围为0～255，分割器值的取值范围为2、4、8、16。
5)TCON寄存器(注：此处不用的位被省略，其值均默认为0)
选项
答案(1)【81】视频【82】UART0【83】0x18000000 (2)【84】0xFFFFFF1F或(～0x000000E0)或～0x000000E0【85】0x0004【86】0xFFFB (3)【87】定时【88】100【89】0x00001300或0x1300【90】0x000300或0x00000300或0x300【91】0xA122【92】0x002000或0x00002000或0x2000 (4)【93】3400 4000或3．4k 4k【94】0．8【95】125 (5)【96】GPE14【97】SCL【98】0xFFFF0000或(～0x0000FFFF)或～0x0000FFFF (6)【99】OS_CPU_A．S【100】OSTaskCreate()
解析 本题主要考查基于S3C2410的电梯轿箱控制器开发。包括嵌入式最小硬件系统构成，GPIO引脚功能及相应初始化设置，GPE控制红外发射管的发射及关闭，还考察了定时器和计数器的使用，基于UART的接口通信设置，无操作系统的嵌入式系统如何创建任务及构建其启动引导程序。
(1)电梯轿箱控制器的硬件平台设计时，视频接口电路用以实现视频监控功能，空【81】为视频；S3C2410芯片内部串行异步通信接15外加电平转换芯片可采用RS一485总线进行通信。UART1与UART0相同，只是增加了一个调制解调器(Modem)接口，空【82】为UART0；每块128MB，nGCS3控制第4块，其首地址为3×128MB，换算成十六进制即为空【83】的答案0x18000000。
(2)和0相与清零，和1相与保持不变。和0相或保持不变，和1相或置1。00为输入，01为输出，则初始化GPE2、GPE3引脚功能为输出、输入的语句是：rGPECON=((rGPECON｜0x00000010)&0xFFFFFF1F)，则空【84】为0xFFFFFF1F或(～0x000000E0)或～0x000000E0。GPE2输出“1”时，控制红外发射管工作，则空【85】为0x0004；GPE2输出“0”时，控制红外发射管不工作则空【86】为0xFFFB。
(3)Timer0部件为计数器，而Timer2部件为定时器，则【87】为定时；软件设计时，Timer0部件计数为100，因为定时5s=0．05×100，则空【88】为100；Timer2预分频系数为19，则【89】为0x00001300或0x1300。Timer2分割器值为16，则空【90】为0x000300或0x00000300或0x300。定时器输入时钟频率=PCLK／(预分频系数+1)／分割器值，计数常数=定时时间间隔／(1／定时器输入时钟频率)，即可得到空【91】的答案为：0xA122；更新TCNTB2和TCMPB2则空【92】的答案为：0x002000或0x00002000或0x2000。
(4)人的语音信号是频率范围为300Hz～3400／4000Hz的模拟信号，则空【93】为3400 4000或3．4k，4k；采样频率为8KHz，采样周期为125us，样本值用8位二进制数进行编码，125ms的语音片段，用10Mbps的以太网传输，至少需要(125ms×8)／(125us×10M)=0．8ms。则空【94】为0．8；空【95】为：125；即为一个采样周期。
(5)GPE15、GPE14连接视频模块I2C总线的SDA、SCL引脚。初始化GPC0～GPC7引脚为输入的语句是：rGPCCON=rGPCCON&0xFFFF0000。
(6)电梯轿箱控制器中需要移植μC／OS—II操作系统作为软件平台。移植工作的重点是改写OS_CPU．H、OS_CPU_A．S、OS_CPU_C．C等与处理器硬件有关的文件；用OSTaskCreate()函数来创建任务，并用OSStart()函数来启动多任务调度功能。
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三级嵌入式系统开发技术

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