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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。
admin
2019-03-27
67
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 Timer2Int(void)
{
//设置定时器配置寄存器0(TCFG0)
rTCFG0=
【89】
;//dead zone=0,Timer2预分频系数设19
//设置定时器配置寄存器1(TCFG1)
rTCFG1=
【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,需要没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、TCFG1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)
[img][/img]
选项
答案
(1)【81】视频【82】UARTO【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,还考查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口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UARTO;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34004000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I
2
C总线的SDA、SCL引脚。初始化GPCO~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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本试题收录于:
三级嵌入式系统开发技术题库NCRE全国计算机三级分类
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三级嵌入式系统开发技术
NCRE全国计算机三级
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