2026年嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技能競賽題含答案一、單選題（共10題，每題2分，共20分）考察方向：嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)概念、常用開發(fā)工具及硬件接口。1.在ARMCortex-M4處理器中，以下哪項(xiàng)屬于其內(nèi)置的硬件功能？A.DMA控制器B.USB設(shè)備控制器C.硬件加密模塊D.以上全部答案：D2.以下哪種調(diào)試器常用于STM32系列微控制器的低功耗調(diào)試模式？A.J-LinkB.ST-LinkC.SeggerJ-LinkD.ARMulator答案：B3.在I2C通信中，若從設(shè)備響應(yīng)時(shí)出現(xiàn)ACK/NACK錯(cuò)誤，可能的原因是？A.主設(shè)備時(shí)鐘頻率過高B.從設(shè)備未上電C.線路存在上拉電阻故障D.以上都是答案：D4.以下哪項(xiàng)不屬于嵌入式系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）特性？A.假死（Deadlock）B.可搶占式調(diào)度C.硬實(shí)時(shí)響應(yīng)D.優(yōu)先級(jí)繼承答案：A5.在嵌入式開發(fā)中，以下哪種編譯器常用于交叉編譯？A.GCCB.ClangC.MSVCD.IntelC++Compiler答案：A6.以下哪種存儲(chǔ)器類型屬于易失性存儲(chǔ)器？A.FlashB.SRAMC.ROMD.EEPROM答案：B7.在CAN總線通信中，仲裁丟失（ArbitrationLost）通常發(fā)生在？A.低優(yōu)先級(jí)節(jié)點(diǎn)優(yōu)先發(fā)送B.高優(yōu)先級(jí)節(jié)點(diǎn)優(yōu)先發(fā)送C.線路沖突時(shí)優(yōu)先級(jí)最低的節(jié)點(diǎn)被禁止發(fā)送D.發(fā)送節(jié)點(diǎn)地址沖突答案：C8.在Linux嵌入式開發(fā)中，以下哪種命令用于查看設(shè)備樹（DeviceTree）信息？A.`lsmod`B.`dmesg`C.`cat/proc/device-tree`D.`nm`答案：C9.以下哪種技術(shù)常用于提高嵌入式系統(tǒng)的功耗效率？A.多核并行處理B.動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)（DVFS）C.頻繁的休眠喚醒D.以上都是答案：D10.在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，以下哪種方法常用于硬件防篡改？A.燒錄唯一序列號(hào)B.硬件加密狗C.物理遮蔽接口D.以上都是答案：D二、多選題（共5題，每題3分，共15分）考察方向：嵌入式系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則。1.在嵌入式系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)中，以下哪些措施可防止惡意代碼注入？A.代碼簽名B.固件加密C.安全啟動(dòng)（SecureBoot）D.物理隔離答案：ABC2.以下哪些協(xié)議常用于嵌入式設(shè)備的遠(yuǎn)程調(diào)試？A.JTAGB.GDBC.UARTD.SSH答案：ABD3.在設(shè)計(jì)低功耗嵌入式系統(tǒng)時(shí)，以下哪些技術(shù)可顯著降低功耗？A.睡眠模式（SleepMode）B.事件觸發(fā)喚醒C.高頻時(shí)鐘運(yùn)行D.動(dòng)態(tài)頻率調(diào)整答案：ABD4.以下哪些接口常用于嵌入式系統(tǒng)的外部通信？A.SPIB.USB2.0C.PCIeD.I2C答案：ABD5.在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，以下哪些原則符合高可靠性要求？A.冗余設(shè)計(jì)B.冗余時(shí)鐘C.單點(diǎn)故障隔離D.實(shí)時(shí)監(jiān)控答案：ABCD三、簡答題（共3題，每題5分，共15分）考察方向：嵌入式系統(tǒng)調(diào)試技巧及故障排查。1.簡述嵌入式系統(tǒng)中死鎖（Deadlock）的產(chǎn)生條件及解決方法。答案：-死鎖條件：互斥、占有并等待、非搶占、循環(huán)等待。-解決方法：資源有序分配、死鎖避免算法（如銀行家算法）、死鎖檢測與恢復(fù)。2.在STM32開發(fā)中，若程序運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)隨機(jī)崩潰，可能的原因有哪些？答案：-內(nèi)存越界訪問、未初始化的指針、中斷優(yōu)先級(jí)沖突、電源噪聲干擾、Flash讀寫錯(cuò)誤。3.簡述CAN總線通信中的錯(cuò)誤幀（ErrorFrame）類型及作用。答案：-類型：總線錯(cuò)誤（ActiveError）和仲裁錯(cuò)誤（PassiveError）。-作用：檢測并糾正總線通信中的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，保證通信可靠性。四、編程題（共2題，每題10分，共20分）考察方向：C語言嵌入式編程及硬件驅(qū)動(dòng)開發(fā)。1.題目：編寫C語言代碼，實(shí)現(xiàn)STM32F4系列的ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）初始化及數(shù)據(jù)讀取功能。要求：-配置ADC1為單次轉(zhuǎn)換模式。-采樣時(shí)間設(shè)為3.5個(gè)時(shí)鐘周期。-讀取ADC通道0（PA0）的轉(zhuǎn)換結(jié)果并打印。參考代碼：cinclude"stm32f4xx.h"voidADC_Init(void){RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_ADC1,ENABLE);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AN;GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_NOPULL;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);ADC_InitTypeDefADC_InitStruct;ADC_InitStruct.ADC_Resolution=ADC_Resolution_12b;ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode=DISABLE;ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE;ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConvEdge=ADC_ExternalTrigConvEdge_None;ADC_InitStruct.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;ADC_InitStruct.ADC_NbrOfConversion=1;ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStruct);ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_0,1,ADC_SampleTime_3Cycles);ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);}uint16_tADC_Read(void){ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC));returnADC_GetConversionValue(ADC1);}intmain(void){ADC_Init();while(1){uint16_tvalue=ADC_Read();//打印value（具體實(shí)現(xiàn)依賴調(diào)試器）}}2.題目：編寫C語言代碼，實(shí)現(xiàn)I2C（兩線制接口）從設(shè)備的數(shù)據(jù)接收功能。要求：-使用STM32的I2C1接口（SCL接PB6，SDA接PB7）。-配置I2C為標(biāo)準(zhǔn)模式（100kHz）。-接收主設(shè)備發(fā)送的8字節(jié)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)到數(shù)組中。參考代碼：cinclude"stm32f4xx.h"voidI2C1_Init(void){RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1,ENABLE);RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE);GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct;GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_100MHz;GPIO_InitStruct.GPIO_OType=GPIO_OType_OD;GPIO_InitStruct.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_UP;GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource6,GPIO_AF_I2C1);GPIO_PinAFConfig(GPIOB,GPIO_PinSource7,GPIO_AF_I2C1);I2C_InitTypeDefI2C_InitStruct;I2C_InitStruct.I2C_Mode=I2C_Mode_I2C;I2C_InitStruct.I2C_DutyCycle=I2C_DutyCycle_2;I2C_InitStruct.I2C_OwnAddress1=0x50;//從設(shè)備地址I2C_InitStruct.I2C_Ack=I2C_Ack_Enable;I2C_InitStruct.I2C_AckTimeoutDuration=I2C_AckTimeoutDuration_2;I2C_Init(I2C1,&I2C_InitStruct);I2C_InitTypeDefI2C_InitStruct;I2C_InitStruct.I2C_Mode=I2C_Mode_I2C;I2C_InitStruct.I2C_DutyCycle=I2C_DutyCycle_2;I2C_InitStruct.I2C_OwnAddress1=0x50;//從設(shè)備地址I2C_InitStruct.I2C_Ack=I2C_Ack_Enable;I2C_InitStruct.I2C_AckTimeoutDuration=I2C_AckTimeoutDuration_2;I2C_Init(I2C1,&I2C_InitStruct);I2C_Cmd(I2C1,ENABLE);}voidI2C_Receive(uint8_tdata,uint16_tsize){I2C_GenerateSTART(I2C1,I2C_STARToste);if(I2C_CheckAddress(I2C1,0x50,I2C_Addr7Mode)){I2C_AcknowledgeConfig(I2C1,ENABLE);I2C_TransferHandling(I2C1,I2C_TransferInit(data,size,I2C_TransferDirection_Receiver));while(I2C_GetFlagStatus(I2C1,I2C_FLAG_TransferComplete)==RESET);}}intmain(void){I2C1_Init();uint8_tbuffer[8];I2C_Receive(buffer,8);//數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在buffer數(shù)組中}五、綜合應(yīng)用題（1題，15分）考察方向：嵌入式系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)及問題解決能力。1.題目：設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32F7系列的智能溫控系統(tǒng)，要求：-使用DS18B20數(shù)字溫度傳感器采集溫度數(shù)據(jù)。-通過I2C接口控制LCD1602液晶屏顯示溫度值。-當(dāng)溫度超過設(shè)定閾值（如30℃）時(shí)，通過繼電器控制風(fēng)扇（使用GPIO輸出）啟動(dòng)。-編寫主程序邏輯，包括傳感器初始化、數(shù)據(jù)讀取、顯示及風(fēng)扇控制。參考代碼框架：cinclude"stm32f7xx.h"include"ds18b20.h"include"lcd1602.h"include"gpio.h"defineTEMP_THRESHOLD30.0intmain(void){DS18B20_Init();LCD1602_Init();GPIO_Init(FAN_GPIO_PORT,FAN_GPIO_PIN,GPIO_MODE_OUTPUT_PP);while(1){floattemp=DS18B20_ReadTemperature();LCD1602_Clear();LCD1602_SetCursor(0,0);LCD1602_WriteString("Temp:");LCD1602_WriteFloat(temp,2);LCD1602_SetCursor(1,0);if(temp>TEMP_THRESHOLD){GPIO_SetBits(FAN_GPIO_PORT,FAN_GPIO_PIN);//啟動(dòng)風(fēng)扇LCD1602_WriteString("FANON");}else{GPIO_ResetBits(FAN_GPIO_PORT,FAN_GPIO_PIN);//關(guān)閉風(fēng)扇LCD1602_WriteString("FANOFF");}Delay(500);//延時(shí)500ms}}答案與解析一、單選題答案與解析1.D：ARMCortex-M4集成了DMA、USB、加密等硬件模塊。2.B：ST-Link是STM32官方調(diào)試器，支持低功耗模式。3.D：I2C通信故障可能由時(shí)鐘頻率、設(shè)備狀態(tài)或線路問題導(dǎo)致。4.A：死鎖是并發(fā)編程問題，RTOS設(shè)計(jì)時(shí)需避免。5.A：GCC支持交叉編譯嵌入式系統(tǒng)。6.B：SRAM是易失性存儲(chǔ)器，斷電數(shù)據(jù)丟失。7.C：CAN總線中高優(yōu)先級(jí)節(jié)點(diǎn)仲裁失敗時(shí)，低優(yōu)先級(jí)節(jié)點(diǎn)被禁止。8.C：`cat/proc/device-tree`可查看設(shè)備樹信息。9.D：多核并