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三、綜合題
31[簡答題]
指紋考勤機(如圖所示)通常用于在工作日的上班時間,采集員工指紋信息,以確定該員工是否正常上班。其基本功能要求有:
a、能夠采集指紋信息,并求取指紋特征,然后與事先預存在指紋特征庫中的指紋特征比對。
b、系統中需存儲指紋圖原始信息和指紋特征信息,這些指紋信息,是預先采集并存儲的。每個新員工初來企業工作時,需先采集其指紋圖原始信息,并求取指紋特征,然后添加到指紋原始圖信息庫和指紋特征庫中。
c、在新員工指紋信息采集時,需通過鍵盤輸入其員工ID,然后采集其指紋圖信息,采集完成后,按“保存”鍵可保存指紋圖信息。若按“取消”鍵,則可取消本次采集。
d、指紋考勤機上需要一個LCD顯示屏,便于顯示相關的信息。
e、需要與后臺PC機通信,以便把考勤信息傳輸給后臺PC機保存,并可以查詢及生成相關統計報表。
根據上述功能要求的描述,若采用S3C2410芯片為核心來構建該指紋考勤機的硬件平臺,請完善下面的敘述(程序)和回答有關的問題。(完善程序或回答問題所需的寄存器格式見題后的附錄)。
(1)在硬件平臺構建時,若選用的指紋采集模塊的圖像芯片分辨率設置為256×360,一幅灰度等級為256的指紋圖需要存儲單元【81】KB(注:1024B=1KB.。若指紋圖信息庫中需要存儲100幅員工指紋原始圖像信息,那么,在設計存儲器系統時,至少需要設計容量為【82】MB的存儲單元來存儲指紋原始圖信息。(保留2位小數)
(2)若在設計指紋采集模塊的接口電路時,選用GPE端口的GPEl5和GPEl4分別連接指紋采集模塊的SDA和SCL引腳,GPE端口的GPE7~GPE0連接指紋采集模塊的數據線D7~D0,用于輸入原始圖像信息。那么,在相關驅動程序中,需用下面語句來初始化GPEl5、GPEl4的引腳功能:
rGPECON=((rGPECON&0x0FFFFFFF)1【83】)//rGPECON是端口E的控制寄存器
并用下面語句來初始化GPE7~GPE0的引腳功能:
rGPECON=((rGPECON&【84】)
(3)在設計鍵盤接口電路時,選用GPF0~GPF3來輸出鍵盤行掃描信號,選用GPF4~GPF7來輸入鍵盤列信號(其按鍵排列示意圖如圖所示),即把鍵盤設計成4×4的陣列形式。
在軟件設計時,自行設計了鍵盤掃描函數,請你補充完善之:
上面的鍵盤掃描函數返回值是鍵盤掃描碼,通過鍵盤掃描碼我們可以判斷是否有按鍵按下,并確定是哪個按鍵按下。例如:若返回值為【89】時,可知是鍵盤中的“8”鍵按下,若返回值為OxFE7F時,可知是鍵盤中的【90】鍵被按下。若無鍵按下時,返回值應為【91】。
(4)若LCD顯示屏的接口電路設計時,選用S3C2410的端口C和端口D來控制LCD屏的相關信號,那么,初始化端口D引腳功能的語句可以編寫如下:
rGPDCON=【92】)//rGPDCON是端口D的控制寄存器
(5)與后臺PC機的通信通過串口進行,若硬件設計時選用UART1部件來實現串口,那么,在相關驅動程序中需要用下面一組語句來初始化相關的硬件部件(注:設置波特率為115200bps)。
rGPHCON=(rGPHCON&OxFFFFFOFF)|【93】;//rGPHCON是端口H的控制寄存器
rUFCONl=0x0://FIFOdisable
rUMCONl=Ox0;
rULCONI=(5<<【94】)I(0<<【95】)f(3);//設置線路控制寄存器:偶校驗,1位停止位,8位數據位
rUCONl=0x245;//設置控制寄存器
rUBRDIV2=((int)(PCLK/(115200×【96】)+0.5)-1);//PCLK是系統主頻
(6)若在設計系統啟動引導程序時,需要設置系統的異常向量表,因為ARM9體系結構中規定異常向量之間各相差【97】個字節,因此,需要在各異常向量處設計一條分枝指令。對于S3C2410微處理器來說,啟動引導程序還需要完成禁止看門狗部件和禁止【98】,并設置各工作模式下的【99】指針。然后再通過BL指令來引導應用程序的【100】函數。
說明:下面是試題解答時需要用到的寄存器格式及相關說明。
參考解析:【解題思路】 S3C2410是基于ARM9內核的典型ARM芯片,采用ARM920T核,屬于中高檔32位嵌入式微處理器。本題主要考查基于S3C2410的嵌入式系統開發。涉及到的知識點包括數字圖像處理、GPIO接口、串行異步通信接口UART等I/0口的典型應用以及相關應用的驅動程序設計,還有中斷機制等等。
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