嵌入式系统综合设计题有会的教一下嘛？

Question

基于 Cortex -M3内核处理器和实时操作系统设计完成一个工程项目。完成的工程要求如下
①在 uC / OS - II 下运行；②要求用到 EXTI 模块和定时器中断；
③要求用到 AD 模块或 USART 或 DMA 技术（三选一);
阐述需包括
1）系统的基本描述：系统基本组成、实现的功能或作用，以及设计的创新或创意2）硬件设计模块图和外部接线图；
3）软件主要框架图和程序流程图；
4）所使用芯片外设模块的初始化程序代码，主要运行程序代码或关键函数代码，以及必要的程序说明和代码注解

Answer 1

以下是一个基于Cortex-M3内核处理器和uC/OS-II实时操作系统的工程项目设计方案。

系统的基本描述：
该系统基于Cortex-M3内核处理器和uC/OS-II实时操作系统开发，主要实现以下功能：

通过外部中断（EXTI）和定时器中断，实现对系统的输入和定时任务的处理；
通过AD模块获取模拟信号，并进行数字化处理；
通过USART或DMA技术，实现与其他设备或系统之间的通信。
创新点：
该系统使用了uC/OS-II实时操作系统，能够有效地管理各个任务的执行顺序和优先级，提高系统的稳定性和可靠性。

硬件设计模块图和外部接线图：
该系统的硬件设计包括以下模块：

Cortex-M3内核处理器；
外部中断模块（EXTI）；
定时器模块；
AD模块或USART或DMA模块；
外设设备（如显示器、传感器等）。
系统的外部接线图如下所示：

gherkin
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|  Cortex-M3处理器  |          |  外设设备         |
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|         EXTI引脚 |--------->|                  |
|                  |          |                  |
|         定时器   |<---------|                  |
|                  |          |                  |
|         AD模块   |<-------->|                  |
|                  |          |                  |
|        USART/DMA |<-------->|                  |
|                  |          |                  |
+------------------+          +------------------+
软件主要框架图和程序流程图：
该系统的软件主要分为以下几个模块：

系统初始化模块；
外部中断处理模块；
定时器中断处理模块；
AD模块或USART或DMA模块的数据处理模块；
任务调度模块。
系统的主要程序流程图如下所示：

gherkin
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+------------------------+
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|  系统初始化模块          |
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+-----------+------------+
            |
            |
            |
+-----------v------------+
|                        |
|  任务调度模块             |
|                        |
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|                        |
|                        |
+-----------+------------+
            |
            |
+-----------v------------+
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|  外部中断处理模块         |
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+-----------+------------+
            |
            |
+-----------v------------+
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|  定时器中断处理模块        |
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|                        |
|                        |
+-----------+------------+
            |
            |
+-----------v------------+
|                        |
|  数据处理模块            |
|                        |
|                        |
|                        |
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+------------------------+
所使用芯片外设模块的初始化程序代码，主要运行程序代码或关键函数代码，以及必要的程序说明和代码注解：
以下是一个使用STM32F103C8T6芯片的外设模块初始化程序代码的示例：

#include "stm32f10x.h"

void EXTI_Configuration(void)
{
  EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

  // 使能GPIOB时钟
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

// 配置PB0为输入模式，上拉输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

// 配置EXTI_Line0对应的中断请求线
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line0;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

// 配置中断优先级
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x01;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x01;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

// 外部中断0的中断处理函数
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
// 处理中断事件

// 清除中断标志位
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);
}

ini
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注释说明：
- 在函数开头，使能了GPIOB的时钟，以便能够使用GPIOB引脚。
- 然后，配置PB0为输入模式，并开启上拉输入模式，以便能够检测外部中断信号。
- 接着，配置EXTI_Line0对应的中断请求线，设置中断触发方式为上升沿触发，并开启中断请求线。
- 最后，设置外部中断0的中断优先级为抢占优先级为1，响应优先级为1，并开启中断请求线。

在外部中断0的中断处理函数中，可以编写处理中断事件的代码，并在最后清除中断标志位，以便下一次中断能够被正确触发。

2. 定时器模块初始化代码：

```c
void TIM_Configuration(void)
{
  TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitStruct;
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

  // 使能TIM2时钟
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2, ENABLE);

  // 配置计数器的时钟源和分频系数
  TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Prescaler = 71; // 时钟频率为72MHz，计继续：

  TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
  TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_Period = 999; // 计数器计数到999后溢出，即1ms中断一次
  TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1;
  TIM_TimeBaseInitStruct.TIM_RepetitionCounter = 0;
  TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseInitStruct);

  // 配置TIM2中断
  TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
  TIM_ITConfig(TIM2, TIM_IT_Update, ENABLE);

  // 配置中断优先级
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = TIM2_IRQn;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x01;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

// TIM2的中断处理函数
void TIM2_IRQHandler(void)
{
  // 处理中断事件

  // 清除中断标志位
  TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);
}
注释说明：

在函数开头，使能了TIM2的时钟，以便能够使用定时器模块。
然后，配置计数器的时钟源和分频系数，使得计数器时钟为1MHz，计数器溢出时间为1ms。
接着，配置TIM2中断，使能定时器中断，并清除中断标志位。
最后，设置TIM2的中断优先级为抢占优先级为2，响应优先级为1，并开启中断请求线。
在TIM2的中断处理函数中，可以编写处理中断事件的代码，并在最后清除中断标志位，以便下一次中断能够被正确触发。

数据处理模块的代码示例：
c
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void Data_Processing(void)
{
  // 获取AD转换结果或USART/DMA传输的数据

  // 对数据进行处理

  // 将处理后的数据发送到外设设备
}
注释说明：

数据处理模块可以根据实际需求，选择使用AD模块或USART/DMA模块获取数据。
在获取数据之后，可以对数据进行处理，例如滤波、校正、计算等操作。
处理后的数据可以通过USART或DMA技术发送到外设设备，例如LCD屏幕、LED灯、电机驱动器等。发送数据时，需要根据外设设备的通信协议进行数据组包和发送，以确保数据能够被正确解析和显示。