嵌入式硬件接口技術實踐評估試題及答案考試時長：120分鐘滿分：100分試卷名稱：嵌入式硬件接口技術實踐評估試題考核對象：嵌入式系統(tǒng)相關專業(yè)學生及行業(yè)從業(yè)者題型分值分布：-判斷題（10題，每題2分）總分20分-單選題（10題，每題2分）總分20分-多選題（10題，每題2分）總分20分-案例分析（3題，每題6分）總分18分-論述題（2題，每題11分）總分22分總分：100分---一、判斷題（每題2分，共20分）1.SPI接口是一種全雙工同步串行通信接口。2.I2C總線需要主從設備，且從設備地址固定為7位。3.USB2.0接口的理論傳輸速率可達480Mbps。4.UART通信中，停止位的作用是同步數據傳輸。5.CAN總線支持多主通信，且抗干擾能力強。6.ADC（模數轉換器）的分辨率越高，其精度越低。7.DAC（數模轉換器）是將數字信號轉換為模擬信號。8.PCIe接口是一種高速串行擴展總線，支持熱插拔。9.GPIO（通用輸入輸出）引腳可以配置為模擬信號輸入。10.DMA（直接內存訪問）可以提高數據傳輸效率，但會增加CPU負擔。二、單選題（每題2分，共20分）1.以下哪種接口屬于并行通信？（）A.SPIB.I2CC.USBD.RS-4852.I2C總線中，SDA和SCL線的電氣特性屬于？（）A.差分信號B.單端信號C.開漏輸出D.電流驅動3.USB3.0接口與USB2.0接口的主要區(qū)別在于？（）A.供電能力B.傳輸速率C.接口形式D.支持設備數量4.UART通信中，常用的波特率設置不包括？（）A.9600bpsB.115200bpsC.1MbpsD.57600bps5.CAN總線中，報文ID的作用是？（）A.設備地址B.優(yōu)先級C.數據校驗D.傳輸時序6.以下哪種ADC屬于逐次逼近型？（）A.雙積分型B.并行型C.斜坡型D.逐次逼近型7.DAC的輸出類型通常為？（）A.數字信號B.模擬信號C.脈沖信號D.矢量信號8.PCIe接口中，x16插槽的帶寬是？（）A.8GbpsB.16GbpsC.32GbpsD.64Gbps9.GPIO引腳配置為輸出模式時，其電平狀態(tài)由？（）A.外部信號決定B.內部寄存器決定C.時鐘信號決定D.中斷信號決定10.DMA控制器的主要功能是？（）A.直接控制內存讀寫B(tài).處理中斷請求C.管理設備狀態(tài)D.調度CPU任務三、多選題（每題2分，共20分）1.SPI接口的典型應用包括？（）A.SD卡讀寫B(tài).LCD驅動C.Wi-Fi模塊通信D.I2S音頻傳輸2.I2C總線通信中，需要拉低哪些線？（）A.SDAB.SCLC.ACKD.INT3.USB接口的供電電壓范圍包括？（）A.5VB.3.3VC.1.5VD.0.9V4.UART通信中，常用的配置參數包括？（）A.波特率B.數據位C.停止位D.校驗位5.CAN總線中，報文類型包括？（）A.數據幀B.遠程幀C.錯誤幀D.預備幀6.ADC的主要技術指標包括？（）A.分辨率B.精度C.建立時間D.線性度7.DAC的主要類型包括？（）A.R-2R梯形電阻型B.權電阻型C.電流型D.電壓型8.PCIe接口的擴展模式包括？（）A.x1B.x4C.x8D.x169.GPIO引腳的配置模式包括？（）A.輸入模式B.輸出模式C.交替功能模式D.模擬模式10.DMA傳輸的流程包括？（）A.初始化B.數據傳輸C.中斷處理D.傳輸完成四、案例分析（每題6分，共18分）1.場景：某嵌入式系統(tǒng)需要通過I2C總線連接溫度傳感器（從設備地址為0x48）和實時時鐘（從設備地址為0x50），主控芯片為STM32F103。請簡述I2C通信的時序流程，并說明如何實現(xiàn)溫度傳感器數據的讀取。2.場景：設計一個USB2.0設備，要求支持批量傳輸模式，傳輸速率為480Mbps。請說明USB設備在枚舉過程中的狀態(tài)轉換，并簡述如何配置USB控制器的端點參數。3.場景：某系統(tǒng)需要通過SPI接口控制SD卡進行數據讀寫，SPI模式設置為CPOL=0,CPHA=1，時鐘頻率為10MHz。請說明SPI通信的時序特點，并解釋如何實現(xiàn)SD卡的寫操作。五、論述題（每題11分，共22分）1.論述題：比較SPI和I2C兩種接口的優(yōu)缺點，并說明在哪些應用場景下選擇哪種接口更合適。2.論述題：闡述DMA控制器的工作原理及其在嵌入式系統(tǒng)中的優(yōu)勢，并舉例說明DMA傳輸的應用場景。---標準答案及解析一、判斷題1.√2.×（從設備地址可擴展為10位）3.√4.√5.√6.×（分辨率越高，精度越高）7.√8.√9.×（GPIO不能直接配置為模擬輸入）10.√解析：-I2C從設備地址為7位，但可通過軟件擴展至10位。-ADC分辨率與精度成正比。-GPIO引腳需通過模擬通路或專用引腳配置才能進行模擬信號輸入。二、單選題1.D2.C3.B4.C5.B6.D7.B8.D9.B10.A解析：-RS-485是并行通信接口。-I2C使用開漏輸出方式。-USB3.0傳輸速率最高。-1Mbps不屬于常用波特率。-CAN報文ID決定優(yōu)先級。三、多選題1.A,C2.A,B3.A,B4.A,B,C,D5.A,B,C6.A,B,C,D7.A,B,C8.A,B,C,D9.A,B,C10.A,B,C,D解析：-I2S用于音頻傳輸，非I2C。-I2C通信時，SDA和SCL需拉低。-USB供電電壓標準為5V和3.3V。-DMA傳輸需初始化、傳輸、中斷處理、完成。四、案例分析1.解析：-I2C時序流程：起始信號→從設備地址（加方向位）→讀寫位→數據字節(jié)（加ACK）→結束信號。-讀取溫度傳感器：發(fā)送0x48+寫位→發(fā)送溫度寄存器地址→發(fā)送停止信號→發(fā)送0x50+讀位→接收數據→發(fā)送ACK→發(fā)送停止信號。2.解析：-USB枚舉狀態(tài)：掛起→設備枚舉（設備識別、配置描述符）→配置選擇→端點配置。-端點配置：設置端點類型（批量）、端點號、最大傳輸包大小。3.解析：-SPI時序特點：CPOL=0時，時鐘低電平有效；CPHA=1時，數據在時鐘上升沿采樣。-寫操作：發(fā)送片選信號→發(fā)送命令字節(jié)→發(fā)送地址字節(jié)→發(fā)送數據字節(jié)→釋放片選。五、論述題1.解析：-SPI優(yōu)點：高速、全雙工、簡單；缺點：需獨立片選線、不支持多主。-I2C優(yōu)點：多主、