江蘇省專升本2025年機(jī)械電子工程嵌入式系統(tǒng)試卷（含答案）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項(xiàng)選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是最符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，信息通常采用（）進(jìn)制表示和運(yùn)算。A.二進(jìn)制B.八進(jìn)制C.十進(jìn)制D.十六進(jìn)制2.馮·諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是（）。A.指令和數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)，可尋址存儲(chǔ)器B.采用微程序控制C.以運(yùn)算器為中心D.具有高速緩存（Cache）3.CPU中的程序計(jì)數(shù)器（PC）主要用于（）。A.存儲(chǔ)當(dāng)前正在執(zhí)行的指令B.存儲(chǔ)下一條要執(zhí)行的指令的地址C.存儲(chǔ)操作數(shù)的數(shù)據(jù)D.存儲(chǔ)當(dāng)前指令的功能碼4.在微處理器中，累加器（Acc）通常用于（）。A.存儲(chǔ)程序計(jì)數(shù)器B.存儲(chǔ)當(dāng)前指令C.存儲(chǔ)操作數(shù)或運(yùn)算結(jié)果D.存儲(chǔ)程序狀態(tài)字5.具有較高速度和較大容量的存儲(chǔ)器是（）。A.RAMB.ROMC.CacheD.硬盤(pán)6.下列存儲(chǔ)器中，屬于易失性存儲(chǔ)器的是（）。A.ROMB.EPROMC.RAMD.FlashMemory7.CPU訪問(wèn)存儲(chǔ)器或I/O端口時(shí)，用于選址的是（）。A.數(shù)據(jù)線B.地址線C.控制線D.時(shí)鐘線8.中斷向量表通常存儲(chǔ)在（）。A.RAM中B.ROM中C.Cache中D.寄存器中9.在中斷處理過(guò)程中，中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢后，由（）指令將程序控制權(quán)返回到中斷前的狀態(tài)。A.CALLB.RETC.INTD.JMP10.串行通信中，常用的異步通信協(xié)議是（）。A.I2CB.SPIC.RS-232D.USB二、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分。請(qǐng)將答案寫(xiě)在答題紙上。）1.簡(jiǎn)述哈佛結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)與馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)在存儲(chǔ)器組織方面的主要區(qū)別。2.什么是中斷？中斷處理過(guò)程通常包括哪些主要步驟？3.簡(jiǎn)述RAM和ROM的主要區(qū)別及其在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用場(chǎng)景。4.解釋什么是I/O端口地址空間？為什么需要I/O端口地址空間？三、綜合應(yīng)用題（每小題10分，共30分。請(qǐng)將答案寫(xiě)在答題紙上。）1.假設(shè)某嵌入式系統(tǒng)使用一個(gè)8位微控制器，其地址線為A0-A15，數(shù)據(jù)線為D0-D7。現(xiàn)需要擴(kuò)展一片64KB的RAM（芯片內(nèi)部有8K地址線A0-A11）和一片16KB的ROM（芯片內(nèi)部有4K地址線A0-A11）。請(qǐng)簡(jiǎn)述如何進(jìn)行存儲(chǔ)器擴(kuò)展（位擴(kuò)展、字?jǐn)U展、字位擴(kuò)展說(shuō)明），并給出RAM和ROM的地址范圍（以十六進(jìn)制表示）。2.某微控制器系統(tǒng)需要控制一個(gè)LED燈和一個(gè)按鍵。LED燈連接到P1.0端口，高電平亮；按鍵連接到P1.1端口，按下時(shí)為低電平。要求：編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的程序段（使用C語(yǔ)言偽代碼或匯編語(yǔ)言偽代碼均可），實(shí)現(xiàn)以下功能：檢測(cè)按鍵是否被按下，如果按下，則點(diǎn)亮LED燈，如果未按下，則熄滅LED燈。假設(shè)已經(jīng)有一些初始化代碼，只需編寫(xiě)按鍵檢測(cè)和LED控制的核心部分。3.假設(shè)使用定時(shí)器T0作為毫秒級(jí)定時(shí)器。定時(shí)器T0的時(shí)鐘頻率為1MHz（即每1個(gè)時(shí)鐘周期為1μs），要求定時(shí)器溢出時(shí)（即計(jì)數(shù)滿）產(chǎn)生一個(gè)中斷。請(qǐng)簡(jiǎn)述如何設(shè)置定時(shí)器T0的控制寄存器（假設(shè)有相關(guān)寄存器T0CON，其中包含定時(shí)器時(shí)鐘選擇位、計(jì)數(shù)模式位和運(yùn)行控制位等），以實(shí)現(xiàn)1ms的定時(shí)。計(jì)算定時(shí)器需要計(jì)數(shù)多少個(gè)時(shí)鐘周期才能溢出，并說(shuō)明你的設(shè)置依據(jù)。---試卷答案一、單項(xiàng)選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是最符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.(A)*解析：計(jì)算機(jī)內(nèi)部處理和存儲(chǔ)信息的基本單位是二進(jìn)制，所有的數(shù)據(jù)和指令都以二進(jìn)制的形式表示。2.(A)*解析：馮·諾依曼結(jié)構(gòu)的核心特點(diǎn)是指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在同一個(gè)可尋址的存儲(chǔ)器中，CPU通過(guò)地址總線訪問(wèn)存儲(chǔ)器。3.(B)*解析：程序計(jì)數(shù)器（PC）始終指向下一條將要執(zhí)行的指令的地址，是程序順序執(zhí)行的基礎(chǔ)。4.(C)*解析：累加器是CPU中最常用的寄存器之一，主要用于暫存操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果。5.(C)*解析：Cache（高速緩存）是介于CPU和主存之間的高速小容量存儲(chǔ)器，用于提高CPU訪問(wèn)數(shù)據(jù)的速度。6.(C)*解析：RAM（隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）是易失性存儲(chǔ)器，斷電后存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)會(huì)丟失。ROM（只讀存儲(chǔ)器）、EPROM、EEPROM、FlashMemory屬于非易失性存儲(chǔ)器。7.(B)*解析：地址線用于指定CPU要訪問(wèn)的存儲(chǔ)單元或I/O端口的地址。8.(B)*解析：中斷向量表存儲(chǔ)了每個(gè)中斷源的入口地址，通常固化在ROM中，方便中斷響應(yīng)時(shí)快速查找。9.(B)*解析：RET（返回）指令用于從中斷服務(wù)程序返回到被中斷的主程序斷點(diǎn)處。10.(C)*解析：RS-232是常用的串行異步通信接口標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)以字符幀（包含起始位、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗(yàn)位）的形式傳輸，靠起始位和停止位同步。二、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分。請(qǐng)將答案寫(xiě)在答題紙上。）1.解析：哈佛結(jié)構(gòu)將指令存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開(kāi)編址，使用不同的總線進(jìn)行訪問(wèn)。馮·諾依曼結(jié)構(gòu)將指令存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合并在同一地址空間，使用同一總線訪問(wèn)。哈佛結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)指令和數(shù)據(jù)并行處理，提高執(zhí)行速度，但結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜；馮·諾依曼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，但通常存在指令和數(shù)據(jù)訪問(wèn)的瓶頸。2.解析：中斷是外部事件或內(nèi)部異常事件請(qǐng)求CPU暫停當(dāng)前工作，轉(zhuǎn)而去處理該事件的過(guò)程。中斷處理過(guò)程通常包括：中斷請(qǐng)求、中斷判優(yōu)（如果有多個(gè)中斷源）、中斷響應(yīng)（保存現(xiàn)場(chǎng)、關(guān)閉中斷）、中斷處理（執(zhí)行中斷服務(wù)程序）、中斷返回（恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)、開(kāi)放中斷）。3.解析：RAM是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，讀寫(xiě)速度較快，價(jià)格相對(duì)較高，斷電后數(shù)據(jù)丟失，主要用于存放運(yùn)行時(shí)的程序和數(shù)據(jù)。ROM是只讀存儲(chǔ)器，寫(xiě)入困難或無(wú)法寫(xiě)入，斷電后數(shù)據(jù)不丟失，主要用于存放固件程序（如引導(dǎo)程序）。根據(jù)容量和速度需求選擇使用。4.解析：I/O端口地址空間是指分配給各種I/O接口芯片或設(shè)備的地址范圍。CPU通過(guò)訪問(wèn)這些地址來(lái)讀寫(xiě)I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)或控制狀態(tài)。需要I/O端口地址空間是為了區(qū)分內(nèi)存地址和I/O地址，使CPU能夠正確地與各種外設(shè)進(jìn)行通信。三、綜合應(yīng)用題（每小題10分，共30分。請(qǐng)將答案寫(xiě)在答題紙上。）1.解析：擴(kuò)展64KBRAM需要8片8KBRAM芯片（因?yàn)?KB*8=64KB，位擴(kuò)展）；擴(kuò)展16KBROM需要2片8KBROM芯片（因?yàn)?KB*2=16KB，位擴(kuò)展）。*位擴(kuò)展：所有擴(kuò)展芯片的地址線并聯(lián)接到系統(tǒng)的地址總線上，數(shù)據(jù)線并聯(lián)接到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線上，控制線（如片選）根據(jù)地址范圍進(jìn)行區(qū)分。*地址范圍：*RAM：8片8KB芯片需要13根地址線（2^13=8K），地址范圍為0000H-1FFFH。*ROM：2片8KB芯片需要13根地址線，地址范圍為2000H-3FFFH。（假設(shè)系統(tǒng)地址線A0-A12用于擴(kuò)展，A12用于片選，A12=0選ROM，A12=1選RAM。RAM芯片連接到A0-A11，ROM芯片連接到A0-A11，A12作為片選信號(hào)輸入。）2.解析：需要檢測(cè)P1.1是否為低電平。如果是低電平，則置P1.0為高電平；否則置P1.0為低電平。*C語(yǔ)言偽代碼示例：```if(P1&0x02==0){//檢測(cè)P1.1是否為低電平(0x02=00000010)P1|=0x01;//P1.0置高電平(0x01=00000001)}else{P1&=~0x01;//P1.0置低電平}```*匯編語(yǔ)言偽代碼示例：```MOVA,P1//讀取P1端口狀態(tài)ANLA,#0x02//與操作，判斷P1.1是否為0JZSet_LED_ON//如果結(jié)果為0(P1.1=0)，跳轉(zhuǎn)到Set_LED_ONCLRP1.0//如果P1.1不為0，清P1.0(置低電平)SJMPEndSet_LED_ON:SETBP1.0//如果P1.1為0，設(shè)P1.0(置高電平)End:```3.解析：定時(shí)器計(jì)數(shù)滿即溢出。定時(shí)器時(shí)鐘頻率為1MHz，周期1μs。要產(chǎn)生1ms定時(shí)，需要計(jì)數(shù)1ms/1μs=1000個(gè)周期。假設(shè)定時(shí)器是16位的（常見(jiàn)），最大計(jì)數(shù)為2^16-1=65535。因此，需要設(shè)置的計(jì)數(shù)值為65535-1000+1=64536(0xFC18H)。*設(shè)置依據(jù)：1.選擇合適的定時(shí)器源（如系統(tǒng)時(shí)鐘分頻后的頻率或外部時(shí)鐘）。2.計(jì)算溢出所需計(jì)數(shù)值：目標(biāo)時(shí)間/定時(shí)器時(shí)鐘周期。3.設(shè)置定時(shí)器初值：定時(shí)器最大值-計(jì)數(shù)值。4.配置定時(shí)器控制寄存器：選擇時(shí)鐘源、設(shè)置計(jì)數(shù)模式（模式0到模式3）、啟動(dòng)定時(shí)器（如設(shè)置運(yùn)行位）。*偽代碼示例（假設(shè)寄存器名和位定義）：```;假設(shè)TMOD是定時(shí)器模式寄存器，GATE是門(mén)控位，C/T是時(shí)鐘源選擇位，TF0/TF1是溢出標(biāo)志位，TH0/TH1是高8位初值，TL0/TL1是低8位初值