浙江省專(zhuān)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、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.下列哪一項(xiàng)不屬于嵌入式系統(tǒng)通常具備的特點(diǎn)？A.實(shí)時(shí)性強(qiáng)B.系統(tǒng)資源受限C.高度可靠性D.必須運(yùn)行大型操作系統(tǒng)2.在典型的微處理器中，負(fù)責(zé)執(zhí)行指令、進(jìn)行算術(shù)邏輯運(yùn)算的部件是？A.控制單元B.存儲(chǔ)器單元C.運(yùn)算器D.輸入/輸出接口3.下列存儲(chǔ)器中，屬于隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）的是？A.ROMB.PROMC.EPROMD.SRAM4.CPU訪問(wèn)存儲(chǔ)器或I/O端口時(shí)，用于選擇具體存儲(chǔ)單元或端口的是？A.數(shù)據(jù)線B.地址線C.控制線D.電源線5.中斷向量表通常存放在？A.RAM中B.ROM中C.寄存器中D.硬盤(pán)上6.以下哪種通信協(xié)議屬于同步串行通信？A.I2CB.SPIC.UARTD.USB7.在嵌入式系統(tǒng)中，ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）的主要功能是？A.將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)B.將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)C.放大模擬信號(hào)D.數(shù)字信號(hào)編碼8.下列哪一項(xiàng)不是微控制器（MCU）通常集成的部件？A.CPU核心B.存儲(chǔ)器（RAM和ROM）C.中斷系統(tǒng)D.獨(dú)立的外部存儲(chǔ)器接口9.C語(yǔ)言中，用于動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存的函數(shù)是？A.malloc()或newB.free()或deleteC.sizeof()D.printf()10.嵌入式系統(tǒng)中的“實(shí)時(shí)性”主要指的是？A.系統(tǒng)運(yùn)行速度快B.系統(tǒng)能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)事件的響應(yīng)和處理C.系統(tǒng)成本低D.系統(tǒng)可靠性高二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填寫(xiě)在橫線上）1.嵌入式系統(tǒng)通常由硬件系統(tǒng)和___________系統(tǒng)兩部分組成。2.x86架構(gòu)的CPU指令系統(tǒng)中，`MOV`指令通常用于___________操作。3.存儲(chǔ)器按存取方式可分為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）、只讀存儲(chǔ)器（ROM）和___________存儲(chǔ)器。4.中斷請(qǐng)求（IRQ）信號(hào)是用于向CPU請(qǐng)求___________的一種信號(hào)。5.UART通信中，常用的波特率設(shè)置有9600bps、115200bps等，這里的“bps”代表___________。6.SPI通信協(xié)議通常至少需要___________條信號(hào)線。7.在C語(yǔ)言中，使用`#include<stdio.h>`是為了包含___________庫(kù)。8.嵌入式系統(tǒng)中的“RTOS”（實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)）是指___________操作系統(tǒng)。9.若一個(gè)8位ADC的輸入電壓范圍為0V至5V，當(dāng)輸入電壓為3.3V時(shí)，它輸出的數(shù)字量大約是___________（二進(jìn)制）。10.硬件電路中的“上拉電阻”通常用于將___________端在空閑時(shí)拉到高電平。三、判斷題（每題1分，共10分。請(qǐng)將“正確”填在題后的括號(hào)內(nèi)，將“錯(cuò)誤”填在括號(hào)內(nèi)）1.()CPU的主頻越高，其執(zhí)行指令的速度就越快，性能就一定越好。2.()Flash存儲(chǔ)器是一種非易失性存儲(chǔ)器，掉電后數(shù)據(jù)會(huì)丟失。3.()并行通信比串行通信傳輸速度快，但成本也更高。4.()中斷服務(wù)程序（ISR）必須盡可能短小，以減少對(duì)正常程序流程的干擾。5.()C語(yǔ)言中的`int`類(lèi)型在所有嵌入式平臺(tái)上占用32位存儲(chǔ)空間。6.()嵌入式系統(tǒng)必然比通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單。7.()I2C通信協(xié)議支持多主控和多從設(shè)備模式。8.()DMA（直接內(nèi)存訪問(wèn)）方式可以減輕CPU的負(fù)擔(dān)，提高數(shù)據(jù)傳輸效率。9.()實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）必須能夠提供微秒級(jí)的任務(wù)切換響應(yīng)時(shí)間。10.()使用KeiluVision等IDE是嵌入式軟件開(kāi)發(fā)常用的工具。四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述微處理器（CPU）的主要組成部分及其功能。2.什么是中斷？簡(jiǎn)述中斷處理過(guò)程的主要步驟。3.比較UART和SPI兩種串行通信接口的主要區(qū)別。4.簡(jiǎn)述嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與通用計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)的主要區(qū)別。五、分析計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某微控制器系統(tǒng)使用12位ADC，其輸入電壓范圍是0V至5V?，F(xiàn)測(cè)量到一個(gè)模擬輸入電壓為2.5V，請(qǐng)計(jì)算該ADC輸出的數(shù)字量是多少（用十進(jìn)制表示）？假設(shè)參考電壓為5V。2.假設(shè)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中有三個(gè)外部設(shè)備分別連接到CPU的INT0、INT1和INT2中斷請(qǐng)求引腳。CPU的中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為：INT0>INT1>INT2。現(xiàn)INT0、INT1同時(shí)發(fā)出中斷請(qǐng)求，CPU會(huì)首先響應(yīng)哪個(gè)中斷？請(qǐng)說(shuō)明理由。六、設(shè)計(jì)題（共15分）設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的嵌入式系統(tǒng)最小硬件電路，用于實(shí)現(xiàn)以下功能：系統(tǒng)上電后，能夠通過(guò)一個(gè)按鈕（按鍵）控制連接在I/O口P1.0上的LED燈的亮滅狀態(tài)。要求：說(shuō)明至少需要哪些核心元器件（如微控制器、按鍵、LED、電阻等），并簡(jiǎn)述按鍵去抖動(dòng)的基本思路。試卷答案一、選擇題1.D2.C3.D4.B5.B6.B7.B8.D9.A10.B二、填空題1.軟件2.數(shù)據(jù)傳輸3.只讀存儲(chǔ)器（或磁盤(pán)、光盤(pán)等，但ROM最符合嵌入式語(yǔ)境）4.處理5.每秒傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)（或比特率）6.47.標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出8.實(shí)時(shí)9.1101000010.輸出三、判斷題1.錯(cuò)誤(CPU性能還與架構(gòu)、緩存、總線等因素有關(guān))2.錯(cuò)誤(非易失性，掉電不丟失)3.正確4.正確5.錯(cuò)誤(不同平臺(tái)字長(zhǎng)可能不同，常見(jiàn)有16位、32位)6.錯(cuò)誤(嵌入式系統(tǒng)功能可能更專(zhuān)一復(fù)雜)7.正確8.正確9.錯(cuò)誤(RTOS響應(yīng)時(shí)間取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)和硬件，不一定是微秒級(jí))10.正確四、簡(jiǎn)答題1.答：CPU主要由運(yùn)算器、控制器和寄存器組三部分組成。運(yùn)算器負(fù)責(zé)執(zhí)行算術(shù)邏輯運(yùn)算；控制器負(fù)責(zé)指令的獲取、解碼和執(zhí)行控制；寄存器組用于臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和指令。2.答：中斷是指外部事件或內(nèi)部事件請(qǐng)求CPU暫停當(dāng)前執(zhí)行的任務(wù)，轉(zhuǎn)而去處理該事件的過(guò)程。中斷處理過(guò)程的主要步驟包括：中斷請(qǐng)求、中斷判優(yōu)（如有多個(gè)中斷）、中斷響應(yīng)（保存現(xiàn)場(chǎng)）、執(zhí)行中斷服務(wù)程序（ISR）、恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)、返回?cái)帱c(diǎn)繼續(xù)執(zhí)行原任務(wù)。3.答：UART（通用異步收發(fā)器）和SPI（串行外設(shè)接口）的主要區(qū)別在于：UART是全雙工、異步通信，使用TXD/RXD兩根線，需時(shí)鐘同步信號(hào)隱含在數(shù)據(jù)中，通信速率相對(duì)較低；SPI是全雙工、同步通信，通常需要MOSI/MISO、SCLK、CS等多根線，數(shù)據(jù)同步由時(shí)鐘信號(hào)提供，通信速率較高。4.答：嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)通常面向特定硬件，實(shí)時(shí)性要求高，軟硬件緊密耦合，開(kāi)發(fā)周期可能較短；通用計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)面向通用硬件平臺(tái)，實(shí)時(shí)性要求相對(duì)較低，軟硬件相對(duì)獨(dú)立，開(kāi)發(fā)周期可能較長(zhǎng)。五、分析計(jì)算題1.答：計(jì)算公式為：數(shù)字量=(模擬輸入電壓/參考電壓)*最多輸出數(shù)值。最多輸出數(shù)值=2^位數(shù)-1=2^12-1=4095。代入數(shù)值：數(shù)字量=(2.5V/5V)*4095=0.5*4095=2047.5。由于是12位，結(jié)果應(yīng)為整數(shù)，四舍五入或直接取整為2048。但根據(jù)題意計(jì)算過(guò)程，2047.5是正確的中間結(jié)果，若要求整數(shù)答案，通常四舍五入，得2048。此處按計(jì)算過(guò)程結(jié)果2047.5回答。計(jì)算過(guò)程：Vout=Vin*(2^N-1)/Vref=2.5*(4095)/5=2047.5。2.答：CPU會(huì)首先響應(yīng)INT0中斷。理由：根據(jù)中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置，INT0的優(yōu)先級(jí)最高（INT0>INT1>INT2），當(dāng)多個(gè)中斷同時(shí)發(fā)生時(shí)，CPU總是優(yōu)先處理優(yōu)先級(jí)最高的中斷請(qǐng)求。六、設(shè)計(jì)題答：所需核心元器件至少包括：1.微控制器（MCU）：作為系統(tǒng)的核心處理單元。2.按鍵（Button）：用于輸入控制信號(hào)。3.LED燈（LightEmittingDiode）：作為輸出指示。4.電阻（Resistor）：通常需要上拉電阻（連接按鍵一端和電源）或下拉電阻（連接按鍵一端和地），用于提供默認(rèn)狀態(tài)和限流。5.電源（PowerSupply）：為系統(tǒng)提供工作電壓。6.連接導(dǎo)線（Wires）：用于連接各元器件。按鍵去抖動(dòng)思路：由于機(jī)械開(kāi)關(guān)的接觸不穩(wěn)定，會(huì)產(chǎn)生多次快速的