嵌入式硬件開發(fā)原理評(píng)估試題及答案考試時(shí)長：120分鐘滿分：100分試卷名稱：嵌入式硬件開發(fā)原理評(píng)估試題考核對(duì)象：嵌入式硬件開發(fā)初學(xué)者、相關(guān)專業(yè)學(xué)生及行業(yè)新人題型分值分布：-判斷題（10題，每題2分，共20分）-單選題（10題，每題2分，共20分）-多選題（10題，每題2分，共20分）-簡答題（3題，每題4分，共12分）-應(yīng)用題（2題，每題9分，共18分）總分：100分一、判斷題（每題2分，共20分）1.ARM處理器中的CPSR寄存器用于存儲(chǔ)當(dāng)前處理器狀態(tài)，包括條件碼標(biāo)志位。2.馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)中，指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在同一個(gè)存儲(chǔ)器中，但CPU無法同時(shí)訪問指令和數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。3.I2C通信協(xié)議支持多主控和多從設(shè)備，但同一時(shí)間只能有一個(gè)主設(shè)備發(fā)起通信。4.SPI通信協(xié)議比I2C協(xié)議傳輸速度更快，但需要更多的引腳。5.ARMCortex-M系列處理器不支持浮點(diǎn)運(yùn)算，需要外接DSP芯片實(shí)現(xiàn)。6.32位ARM處理器的尋址空間最大為4GB，且不支持虛擬內(nèi)存管理。7.電壓調(diào)節(jié)模塊（VRM）為CPU提供穩(wěn)定的電源，其輸出電壓不可調(diào)。8.ARM處理器中的Thumb指令集是32位指令集的簡化版，執(zhí)行效率更高。9.JTAG調(diào)試接口支持硬件斷點(diǎn)和實(shí)時(shí)單步執(zhí)行，但無法用于程序下載。10.嵌入式系統(tǒng)中，中斷服務(wù)程序（ISR）的優(yōu)先級(jí)由NVIC（嵌套向量中斷控制器）動(dòng)態(tài)配置。二、單選題（每題2分，共20分）1.以下哪種存儲(chǔ)器類型屬于易失性存儲(chǔ)器？（）A.ROMB.RAMC.EPROMD.Flash2.ARM處理器中，哪種指令用于無符號(hào)數(shù)比較？（）A.CMPB.TSTC.SUBSD.BIC3.I2C通信協(xié)議中，哪個(gè)引腳用于發(fā)送和接收數(shù)據(jù)？（）A.SCLB.SDAC.MISOD.MOSI4.以下哪種調(diào)試接口支持硬件仿真和程序下載？（）A.UARTB.JTAGC.SPID.USB5.ARMCortex-M4處理器中，哪種外設(shè)用于實(shí)現(xiàn)低功耗睡眠模式？（）A.RTCB.WDTC.GPTD.PMIC6.以下哪種總線協(xié)議屬于同步串行通信？（）A.USBB.PCIeC.I2CD.CAN7.ARM處理器中，哪種寄存器用于存儲(chǔ)程序計(jì)數(shù)器（PC）的值？（）A.R0B.R15C.APSRD.SP8.以下哪種電源管理技術(shù)用于動(dòng)態(tài)調(diào)整CPU頻率？（）A.OPPB.LDOC.PWMD.FET9.嵌入式系統(tǒng)中，哪種外設(shè)用于生成精確的時(shí)鐘信號(hào)？（）A.RTCB.PLLC.UARTD.ADC10.以下哪種存儲(chǔ)器類型具有非易失性且可多次擦寫？（）A.SRAMB.DRAMC.EEPROMD.RAM三、多選題（每題2分，共20分）1.ARM處理器中，以下哪些寄存器屬于通用寄存器？（）A.R0-R7B.R8-R12C.R13（SP）D.R14（LR）2.I2C通信協(xié)議中，以下哪些設(shè)備角色？（）A.主設(shè)備B.從設(shè)備C.中繼器D.發(fā)送器3.嵌入式系統(tǒng)中，以下哪些外設(shè)屬于輸入設(shè)備？（）A.ADCB.DACC.UARTD.SPI4.ARM處理器中，以下哪些指令集屬于32位指令集？（）A.ARMB.ThumbC.ARM64D.Thumb-25.嵌入式系統(tǒng)中，以下哪些技術(shù)用于降低功耗？（）A.睡眠模式B.OPPC.LDOD.PWM6.SPI通信協(xié)議中，以下哪些引腳是必須的？（）A.MOSIB.MISOC.SCKD.CS7.ARM處理器中，以下哪些中斷源？（）A.外部中斷B.軟件中斷C.保留中斷D.NMI8.嵌入式系統(tǒng)中，以下哪些存儲(chǔ)器類型屬于非易失性存儲(chǔ)器？（）A.ROMB.FlashC.SRAMD.EEPROM9.嵌入式系統(tǒng)中，以下哪些外設(shè)屬于輸出設(shè)備？（）A.LEDB.LCDC.UARTD.SPI10.以下哪些技術(shù)用于提高系統(tǒng)穩(wěn)定性？（）A.看門狗定時(shí)器B.電壓調(diào)節(jié)模塊C.硬件看門狗D.電池備份四、簡答題（每題4分，共12分）1.簡述ARM處理器中CPSR寄存器的功能及其主要標(biāo)志位。2.比較I2C和SPI通信協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)。3.解釋嵌入式系統(tǒng)中中斷服務(wù)程序（ISR）的優(yōu)先級(jí)配置方法。五、應(yīng)用題（每題9分，共18分）1.假設(shè)某嵌入式系統(tǒng)使用ARMCortex-M3處理器，時(shí)鐘頻率為72MHz，要求設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的定時(shí)器中斷，每隔1秒觸發(fā)一次中斷服務(wù)程序。請(qǐng)簡述設(shè)計(jì)步驟，包括時(shí)鐘配置、中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置和中斷服務(wù)程序編寫。2.某嵌入式設(shè)備需要通過I2C總線與外部傳感器通信，傳感器地址為0x50，數(shù)據(jù)傳輸速率為100kbps。請(qǐng)簡述I2C通信的初始化過程，包括時(shí)鐘頻率設(shè)置、地址配置和傳輸時(shí)序。標(biāo)準(zhǔn)答案及解析一、判斷題1.√2.√3.√4.√5.×（Cortex-M4支持FPU）6.×（支持虛擬內(nèi)存）7.×（VRM輸出電壓可調(diào)）8.√9.×（支持程序下載）10.√解析：-5.Cortex-M4支持浮點(diǎn)運(yùn)算單元（FPU），可執(zhí)行浮點(diǎn)指令。-6.ARM處理器支持虛擬內(nèi)存管理，通過MMU實(shí)現(xiàn)。-7.VRM（電壓調(diào)節(jié)模塊）可根據(jù)需求動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出電壓。二、單選題1.B2.A3.B4.B5.A6.B7.B8.A9.B10.C解析：-1.RAM是易失性存儲(chǔ)器，斷電后數(shù)據(jù)丟失。-7.R15是程序計(jì)數(shù)器（PC）的寄存器。-8.OPP（OperatingPerformanceProfile）用于動(dòng)態(tài)調(diào)整CPU頻率和電壓。三、多選題1.A,B,C,D2.A,B3.A,C4.A,C5.A,B6.A,B,C,D7.A,B,D8.A,B,D9.A,B10.A,B,C解析：-1.ARMCortex-M3的通用寄存器包括R0-R12和R13（SP）。-6.SPI通信需要MOSI、MISO、SCK和CS引腳。-10.看門狗定時(shí)器和硬件看門狗用于提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。四、簡答題1.CPSR寄存器功能及標(biāo)志位：-CPSR（當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器）存儲(chǔ)處理器狀態(tài)，包括條件碼標(biāo)志位（N,Z,C,V）、中斷禁止位（I,F）、當(dāng)前操作模式（M[4:0]）等。-主要標(biāo)志位：N（負(fù)數(shù)）、Z（零）、C（進(jìn)位）、V（溢出）。2.I2CvsSPI：-I2C：多主控、低速（100kbps）、2線（SDA/SCL）、支持多從設(shè)備。-SPI：高速（Mbps）、4線（MOSI/MISO/SCK/CS）、單主控。3.ISR優(yōu)先級(jí)配置：-通過NVIC（嵌套向量中斷控制器）配置優(yōu)先級(jí)分組（PGroup）和子優(yōu)先級(jí)（SubPriority）。-優(yōu)先級(jí)分組決定中斷嵌套順序，子優(yōu)先級(jí)決定同一組內(nèi)優(yōu)先級(jí)。五、應(yīng)用題1.定時(shí)器中斷設(shè)計(jì)步驟：-時(shí)鐘配置：使能APB1時(shí)鐘（72MHz/2=36MHz），配置定時(shí)器時(shí)鐘源。-中斷優(yōu)先級(jí)：設(shè)置NVIC優(yōu)先級(jí)分組和子優(yōu)先級(jí)。-中斷服務(wù)程序：編寫ISR，實(shí)現(xiàn)任務(wù)邏輯。-定時(shí)器配置：設(shè)置定時(shí)器周期（1秒=1s/36MHz=27.8μs，加載值=0x1FFFF）。-中斷使能：使能定時(shí)器中斷和NVIC中斷。2.I2C通信初始化：-時(shí)鐘頻率：設(shè)置SCL頻率為100kbps。-地址配置：設(shè)置從設(shè)備地址為0x50。-傳輸時(shí)序：發(fā)送起始信號(hào)、地址+讀寫位、應(yīng)答位