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選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是最符合題目要求的，請將正確選項(xiàng)字母填在題后的括號內(nèi)。）1.在計算機(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，可尋址存儲器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中的程序計數(shù)器（PC）主要用于（）。A.存儲當(dāng)前正在執(zhí)行的指令B.存儲下一條要執(zhí)行的指令的地址C.存儲操作數(shù)的數(shù)據(jù)D.存儲當(dāng)前指令的功能碼4.在微處理器中，累加器（Acc）通常用于（）。A.存儲程序計數(shù)器B.存儲當(dāng)前指令C.存儲操作數(shù)或運(yùn)算結(jié)果D.存儲程序狀態(tài)字5.具有較高速度和較大容量的存儲器是（）。A.RAMB.ROMC.CacheD.硬盤6.下列存儲器中，屬于易失性存儲器的是（）。A.ROMB.EPROMC.RAMD.FlashMemory7.CPU訪問存儲器或I/O端口時，用于選址的是（）。A.數(shù)據(jù)線B.地址線C.控制線D.時鐘線8.中斷向量表通常存儲在（）。A.RAM中B.ROM中C.Cache中D.寄存器中9.在中斷處理過程中，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、簡答題（每小題5分，共20分。請將答案寫在答題紙上。）1.簡述哈佛結(jié)構(gòu)計算機(jī)與馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計算機(jī)在存儲器組織方面的主要區(qū)別。2.什么是中斷？中斷處理過程通常包括哪些主要步驟？3.簡述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。請將答案寫在答題紙上。）1.假設(shè)某嵌入式系統(tǒng)使用一個8位微控制器，其地址線為A0-A15，數(shù)據(jù)線為D0-D7?，F(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）。請簡述如何進(jìn)行存儲器擴(kuò)展（位擴(kuò)展、字?jǐn)U展、字位擴(kuò)展說明），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LED燈和一個按鍵。LED燈連接到P1.0端口，高電平亮；按鍵連接到P1.1端口，按下時為低電平。要求：編寫一個簡單的程序段（使用C語言偽代碼或匯編語言偽代碼均可），實(shí)現(xiàn)以下功能：檢測按鍵是否被按下，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，只需編寫按鍵檢測和LED控制的核心部分。3.假設(shè)使用定時器T0作為毫秒級定時器。定時器T0的時鐘頻率為1MHz（即每1個時鐘周期為1μs），要求定時器溢出時（即計數(shù)滿）產(chǎn)生一個中斷。請簡述如何設(shè)置定時器T0的控制寄存器（假設(shè)有相關(guān)寄存器T0CON，其中包含定時器時鐘選擇位、計數(shù)模式位和運(yùn)行控制位等），以實(shí)現(xiàn)1ms的定時。計算定時器需要計數(shù)多少個時鐘周期才能溢出，并說明你的設(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選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是最符合題目要求的，請將正確選項(xiàng)字母填在題后的括號內(nèi)。）1.(A)*解析：計算機(jī)內(nèi)部處理和存儲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)存儲在同一個可尋址的存儲器中，CPU通過地址總線訪問存儲器。3.(B)*解析：程序計數(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器，用于提高CPU訪問數(shù)據(jù)的速度。6.(C)*解析：RAM（隨機(jī)存取存儲器）是易失性存儲器，斷電后存儲的數(shù)據(jù)會丟失。ROM（只讀存儲器）、EPROM、EEPROM、FlashMemory屬于非易失性存儲器。7.(B)*解析：地址線用于指定CPU要訪問的存儲單元或I/O端口的地址。8.(B)*解析：中斷向量表存儲了每個中斷源的入口地址，通常固化在ROM中，方便中斷響應(yīng)時快速查找。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、簡答題（每小題5分，共20分。請將答案寫在答題紙上。）1.解析：哈佛結(jié)構(gòu)將指令存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開編址，使用不同的總線進(jìn)行訪問。馮·諾依曼結(jié)構(gòu)將指令存儲器和數(shù)據(jù)存儲器合并在同一地址空間，使用同一總線訪問。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)相對復(fù)雜；馮·諾依曼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，但通常存在指令和數(shù)據(jù)訪問的瓶頸。2.解析：中斷是外部事件或內(nèi)部異常事件請求CPU暫停當(dāng)前工作，轉(zhuǎn)而去處理該事件的過程。中斷處理過程通常包括：中斷請求、中斷判優(yōu)（如果有多個中斷源）、中斷響應(yīng)（保存現(xiàn)場、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、開放中斷）。3.解析：RAM是隨機(jī)存取存儲器，讀寫速度較快，價格相對較高，斷電后數(shù)據(jù)丟失，主要用于存放運(yùn)行時的程序和數(shù)據(jù)。ROM是只讀存儲器，寫入困難或無法寫入，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通過訪問這些地址來讀寫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。請將答案寫在答題紙上。）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作為片選信號輸入。）2.解析：需要檢測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語言偽代碼示例：```if(P1&0x02==0){//檢測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：定時器計數(shù)滿即溢出。定時器時鐘頻率為1MHz，周期1μs。要產(chǎn)生1ms定時，需要計數(shù)1ms/1μs=1000個周期。假設(shè)定時器是16位的（常見），最大計數(shù)為2^16-1=65535。因此，需要設(shè)置的計數(shù)值為65535-1000+1=64536(0xFC18H)。*設(shè)置依據(jù)：1.選擇合適的定時器源（如系統(tǒng)時鐘分頻后的頻率或外部時鐘）。2.計算溢出所需計數(shù)值：目標(biāo)時間/定時器時鐘周期。3.設(shè)置定時器初值：定時器最大值-計數(shù)值。4.配置定時器控制寄存器：選擇時鐘源、設(shè)置計數(shù)模式（模式0到模式3）、啟動定時器（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是定時器模式寄存器，GATE是門控位，C/T是時鐘源選擇位，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