計算機(jī)三級嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基礎(chǔ)測試題及答案一、單項選擇題（每題1分，共30分）1.在ARMCortexM3內(nèi)核中，NVIC最多可支持多少個外部中斷？A.32??B.64??C.128??D.240答案：D解析：CortexM3的NVIC設(shè)計上限為240個外部中斷源，編號16~255，0~15為內(nèi)核系統(tǒng)異常。2.下列哪條ARM指令能夠在一條指令內(nèi)完成“讀取修改寫回”且保證原子性？A.LDR??B.STR??C.LDREX??D.SWP答案：C解析：LDREX/STREX構(gòu)成獨(dú)占訪問對，可在多核環(huán)境下實(shí)現(xiàn)原子讀改寫；SWP指令在v7架構(gòu)已被廢棄。3.在μC/OSII中，使最高優(yōu)先級就緒任務(wù)立即投入運(yùn)行的內(nèi)核函數(shù)是：A.OSSched()??B.OSIntExit()??C.OSStart()??D.OSTaskResume()答案：A解析：OSSched()完成調(diào)度器解鎖并觸發(fā)任務(wù)切換；OSIntExit()僅在中斷嵌套計數(shù)為零時才嘗試調(diào)度。4.某嵌入式Linux系統(tǒng)啟動參數(shù)“console=ttyS0,115200n8”中“n”代表：A.無校驗??B.奇校驗??C.偶校驗??D.固定校驗答案：A解析：串口參數(shù)格式為“波特率+校驗+數(shù)據(jù)位+停止位”，n即none，無校驗。5.在I2C總線協(xié)議中，主機(jī)發(fā)送“重復(fù)起始條件”后，從機(jī)地址的R/W位為1，則接下來數(shù)據(jù)流方向為：A.主機(jī)發(fā)送??B.從機(jī)發(fā)送??C.雙向??D.高阻答案：B解析：R/W=1表示讀操作，數(shù)據(jù)由從機(jī)驅(qū)動SDA。6.若某STM32F103的APB1總線頻率為36MHz，定時器TIM2時鐘未分頻，則TIM2最大計數(shù)頻率為：A.36MHz??B.72MHz??C.18MHz??D.9MHz答案：A解析：當(dāng)APB1分頻系數(shù)為1時，定時器時鐘等于APB1；若分頻>1則×2，題干未分頻即1分頻，故36MHz。7.在CAN2.0B協(xié)議中，擴(kuò)展幀的標(biāo)識符長度為：A.11位??B.18位??C.29位??D.32位答案：C解析：標(biāo)準(zhǔn)幀11位，擴(kuò)展幀29位，由11位基址+18位擴(kuò)展構(gòu)成。8.下列關(guān)于看門狗的說法正確的是：A.獨(dú)立看門狗一旦啟動只能由硬件復(fù)位停止B.窗口看門狗在“窗口期”外喂狗一定觸發(fā)復(fù)位C.看門狗復(fù)位屬于軟復(fù)位，不會重置寄存器D.獨(dú)立看門狗時鐘源為LSI，精度較高答案：B解析：窗口看門狗禁止過早或過晚喂狗；A項可通過特定序列關(guān)閉；C項看門狗復(fù)位為系統(tǒng)復(fù)位；D項LSI精度約±40%。9.在嵌入式GUI中，使用雙緩沖機(jī)制主要解決：A.顏色失真??B.閃屏??C.分辨率??D.觸控漂移答案：B解析：雙緩沖通過后臺繪制、整體切換，消除屏幕逐行刷新導(dǎo)致的閃爍。10.若某ADC為12位，參考電壓2.5V，則其量化間隔為：A.0.244mV??B.0.610mV??C.0.976mV??D.1.221mV答案：B解析：Q=Vref/2^n=2.5V/4096≈0.610mV。11.在CortexM4的FPU中，浮點(diǎn)運(yùn)算使用寄存器組為：A.R0~R12??B.S0~S31??C.D0~D15??D.Q0~Q15答案：B解析：單精度浮點(diǎn)使用S0~S31，雙精度映射到D0~D15，但M4僅支持單精度。12.關(guān)于DMA傳輸，下列描述錯誤的是：A.可減輕CPU負(fù)載??B.必須關(guān)閉中斷才能完成配置C.支持循環(huán)緩沖??D.可觸發(fā)中斷通知完成答案：B解析：DMA配置期間允許中斷，只要保證配置原子性即可，無需關(guān)總中斷。13.在Bootloader升級過程中，常采用“雙鏡像”策略，其首要目的是：A.減少代碼體積??B.實(shí)現(xiàn)差分升級??C.提高升級可靠性??D.加快下載速度答案：C解析：雙鏡像可在升級失敗時回滾，保證系統(tǒng)始終可啟動。14.若某任務(wù)堆棧采用“向下生長”，則任務(wù)切換時SP先：A.遞增??B.遞減??C.不變??D.復(fù)位答案：B解析：向下生長棧，壓棧先移動SP再存數(shù)據(jù)，切換時保存上下文需先減SP。15.在RS485差分電平中，表示邏輯“1”的AB電壓差典型值為：A.+1.5V??B.?1.5V??C.0V??D.+5V答案：B解析：485標(biāo)準(zhǔn)：A?B≤?1.5V為邏輯1，≥+1.5V為邏輯0。16.某文件系統(tǒng)使用FAT32，簇大小4KB，則保存1字節(jié)文件實(shí)際占用磁盤空間：A.1字節(jié)??B.512字節(jié)??C.4KB??D.8KB答案：C解析：FAT32按簇分配，最小單元4KB。17.在Linux內(nèi)核編譯時，選項“CONFIG_PREEMPT=y”的作用是：A.啟用實(shí)時補(bǔ)丁??B.支持內(nèi)核搶占??C.關(guān)閉中斷嵌套??D.啟用MMU答案：B解析：PREEMPT使低優(yōu)先級內(nèi)核路徑可被打斷，縮短實(shí)時延遲。18.下列總線中，采用“主從廣播+沖突檢測”機(jī)制的是：A.I2C??B.SPI??C.CAN??D.USB答案：C解析：CAN使用CSMA/CR，硬件仲裁避免沖突。19.在C語言中，將變量定義“volatileuint8_tflag”的作用是：A.提高訪問速度??B.禁止編譯器優(yōu)化該變量訪問C.強(qiáng)制對齊到字節(jié)??D.指示變量為常量答案：B解析：volatile告訴編譯器每次都必須從內(nèi)存讀取，防止優(yōu)化掉關(guān)鍵寄存器。20.若某系統(tǒng)采用8位CRC校驗，生成多項式G(x)=x^8+x^2+x+1，則其十六進(jìn)制掩碼為：A.0x07??B.0x31??C.0x1021??D.0x8005答案：B解析：x^8+x^2+x+1對應(yīng)二進(jìn)制100000111，即0x107，但CRC8常用0x31（反轉(zhuǎn)后）。21.在CortexM的SysTick定時器中，若時鐘源為72MHz，重裝載值71999，則中斷周期為：A.1ms??B.100μs??C.10μs??D.1μs答案：A解析：(71999+1)/72MHz=1ms。22.關(guān)于SPI接口，下列說法正確的是：A.全雙工必須四線??B.時鐘極性CPOL=1表示空閑低電平C.相位CPHA=0在第二個邊沿采樣??D.從機(jī)無法主動發(fā)起傳輸答案：D解析：SPI從機(jī)無片選激活時無法驅(qū)動MISO；A項三線半雙工也可全雙工；B項CPOL=1為高空閑；C項CPHA=0為第一個邊沿采樣。23.在嵌入式軟件中，使用“環(huán)形緩沖區(qū)”最主要的優(yōu)勢是：A.節(jié)省RAM??B.支持隨機(jī)訪問??C.避免數(shù)據(jù)搬移??D.提高緩存命中率答案：C解析：頭尾指針循環(huán)推進(jìn)，無需移動元素。24.若某Linux字符設(shè)備注冊函數(shù)為register_chrdev，則其主設(shè)備號動態(tài)分配時參數(shù)應(yīng)傳入：A.0??B.1??C.?1??D.MKDEV(0,0)答案：A解析：主設(shè)備號0請求內(nèi)核動態(tài)分配。25.在ARM匯編中，指令“RSBSR0,R1,0”的作用是：A.R0=R1?0??B.R0=0?R1并更新標(biāo)志??C.R0=R1+0??D.邏輯左移答案：B解析：RSB為反向減法，RSBS帶S更新標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)求相反數(shù)。26.下列哪種存儲器在掉電后仍能保持?jǐn)?shù)據(jù)且支持字節(jié)讀寫？A.NORFlash??B.NANDFlash??C.EEPROM??D.SRAM答案：C解析：EEPROM支持電擦字節(jié)，掉電保持；NOR需塊擦除；SRAM掉電丟失。27.在FreeRTOS中，向隊列發(fā)送數(shù)據(jù)阻塞時間參數(shù)為portMAX_DELAY表示：A.不等待??B.等待1tick??C.永久等待??D.立即返回答案：C解析：portMAX_DELAY定義為一直阻塞直到成功。28.若某系統(tǒng)采用LittleEndian，則32位數(shù)0x12345678在內(nèi)存中的低字節(jié)為：A.0x12??B.0x34??C.0x56??D.0x78答案：D解析：小端低地址存低字節(jié)。29.在CortexM3中，執(zhí)行SVC指令后，處理器進(jìn)入：A.HardFault??B.NMI??C.SVCall異常??D.PendSV答案：C解析：SVC觸發(fā)SVCall異常，優(yōu)先級可編程。30.關(guān)于電磁兼容(EMC)，下列措施主要降低輻射發(fā)射的是：A.增加去耦電容??B.縮短回流路徑??C.屏蔽電纜??D.串接磁珠答案：C解析：屏蔽可截斷高頻輻射路徑；其余更側(cè)重傳導(dǎo)抑制。二、填空題（每空2分，共20分）31.若某STM32的ADC采樣時間設(shè)置為239.5個ADC時鐘，ADCCLK為12MHz，則單次采樣耗時________μs。答案：20解析：239.5+12.5=252周期，252/12MHz=21μs，但STM32固定附加12.5，故(239.5+12.5)/12=21μs，取整約20μs。32.在Linux內(nèi)核模塊中，打印級別KERN_ERR對應(yīng)的數(shù)字為________。答案：3解析：內(nèi)核日志級別0~7，KERN_ERR為3。33.若某CAN節(jié)點(diǎn)位時間為8Tq，其中同步段1Tq，傳播段3Tq，相位緩沖段1為3Tq，相位緩沖段2為1Tq，則采樣點(diǎn)位于________%處。答案：87.5解析：(1+3+3)/8=7/8=87.5%。34.某任務(wù)堆棧大小定義為512字，則ARMCortexM下實(shí)際占用RAM________字節(jié)。答案：2048解析：字=4字節(jié)，512×4=2048。35.在FAT16文件系統(tǒng)中，最大根目錄條目數(shù)為________。答案：512解析：典型FAT16根目錄區(qū)固定32扇區(qū)×16條目/扇區(qū)=512。36.若使用RS232以9600bps發(fā)送1字節(jié)數(shù)據(jù)，帶1起始、1停止、無校驗，則最短耗時________ms。答案：1.04解析：10位/9600≈1.04ms。37.某NANDFlash頁大小2KB，塊含64頁，則塊大小為________KB。答案：128解析：2KB×64=128KB。38.在C語言中，結(jié)構(gòu)體對齊指令“__attribute__((packed))”的作用是________。答案：取消編譯器自動填充對齊，按字節(jié)緊湊排列。39.若SysTick重裝載值最大為0xFFFFFF，時鐘48MHz，則最大可定時________ms（保留整數(shù)）。答案：349解析：(16777215+1)/48M≈0.3495s≈349ms。40.在I2C起始條件后，主機(jī)發(fā)送的7位從機(jī)地址為0x50左移1位，則寫操作地址字節(jié)為________（十六進(jìn)制）。答案：0xA0解析：0x50<<1=0xA0，R/W=0。三、判斷題（每題1分，共10分，正確打“√”，錯誤打“×”）41.CortexM0+支持硬件除法指令。答案：×解析：M0/M0+無硬件除法，需軟件庫。42.Linux內(nèi)核的udev機(jī)制支持熱插拔自動創(chuàng)建設(shè)備節(jié)點(diǎn)。答案：√43.SPI從機(jī)模式下，MOSI引腳仍需配置為輸出。答案：×解析：從機(jī)MOSI為輸入。44.在FreeRTOS中，任務(wù)優(yōu)先級號越小表示優(yōu)先級越高。答案：×解析：數(shù)值越大越高。45.NANDFlash相比NORFlash更適合執(zhí)行XIP代碼。答案：×解析：NOR支持XIP，NAND需先加載到RAM。46.使用const關(guān)鍵字定義的變量一定存儲于Flash。答案：×解析：由鏈接腳本決定，僅提示只讀。47.在CANopen協(xié)議中，COBID等同于CAN標(biāo)識符。答案：√48.電磁屏蔽材料趨膚深度與頻率平方根成反比。答案：√49.在ARM架構(gòu)中，PC寄存器即R15。答案：√50.將運(yùn)算放大器用作電壓比較器可提高響應(yīng)速度。答案：×解析：運(yùn)放非設(shè)計為比較器，速度受限且可能振蕩。四、簡答題（每題6分，共30分）51.簡述嵌入式Bootloader實(shí)現(xiàn)“雙鏡像”升級的關(guān)鍵步驟，并給出回滾觸發(fā)條件。答案：1)劃分Flash為A、B兩區(qū)，各存完整鏡像；2)上電讀取升級標(biāo)志位；3)若標(biāo)志有效，將新鏡像下載到非當(dāng)前區(qū)；4)校驗CRC/hash；5)更新Bootloader狀態(tài)為“待切換”；6)重啟，Bootloader檢查新鏡像版本及校驗；7)若通過，將啟動地址指向新區(qū)，并置“已運(yùn)行”標(biāo)志；8)啟動后應(yīng)用自檢，若失?。ㄈ缈撮T狗復(fù)位、異常計數(shù)超閾值），則清除“已運(yùn)行”標(biāo)志，下次Bootloader回滾到舊區(qū)?；貪L觸發(fā)：新鏡像連續(xù)啟動失敗≥2次或自檢報告嚴(yán)重錯誤。52.說明CortexM4的“LazyStacking”機(jī)制如何加速中斷響應(yīng)。答案：M4含F(xiàn)PU，進(jìn)入中斷時若FPU未使用，硬件不立即將S0~S31壓棧，僅將最小上下文（R0~R3,R12,LR,PC,xPSR）保存，耗時固定8字；當(dāng)ISR首次執(zhí)行浮點(diǎn)指令時才觸發(fā)“LazyStacking”，真正保存FPU寄存器。若ISR無浮點(diǎn)操作，則省去額外棧操作，縮短中斷延遲約17周期。53.對比NORFlash與NANDFlash在嵌入式文件系統(tǒng)中的優(yōu)劣。答案：NOR：字節(jié)隨機(jī)訪問、支持XIP、可靠性高、容量小、價格高、擦除塊大（64KB）；適合存儲代碼與常量。NAND：頁順序訪問、容量大、價格低、位翻轉(zhuǎn)概率高、需ECC與壞塊管理；適合大數(shù)據(jù)存儲如音視頻。文件系統(tǒng)：NOR常用JFFS2、LittleFS；NAND用YAFFS、UBIFS。系統(tǒng)選型：代碼+小文件選NOR，海量數(shù)據(jù)選NAND。54.給出在FreeRTOS中防止優(yōu)先級反轉(zhuǎn)的兩種方法并解釋原理。答案：1)互斥量繼承優(yōu)先級：當(dāng)?shù)蛢?yōu)先級任務(wù)持有互斥量且高優(yōu)先級任務(wù)阻塞時，內(nèi)核臨時提升低優(yōu)先級至阻塞任務(wù)的最高優(yōu)先級，直到釋放互斥量，再恢復(fù)原始優(yōu)先級，減少阻塞時間。2)使用“優(yōu)先級天花板”：每個資源預(yù)設(shè)天花板優(yōu)先級，任務(wù)訪問資源前將自己的優(yōu)先級提升到天花板，避免比其低的任務(wù)搶占，從而消除反轉(zhuǎn)。兩者均確保高優(yōu)先級任務(wù)盡快運(yùn)行。55.描述使用DMA雙緩沖實(shí)現(xiàn)連續(xù)ADC采樣無CPU干預(yù)的硬件配置流程。答案：1)配置ADC為連續(xù)轉(zhuǎn)換、掃描模式，觸發(fā)源設(shè)為TIMx更新；2)使能DMA流，設(shè)置循環(huán)模式、雙緩沖（DBM=1），指定Memory0/1地址各能存半幀數(shù)據(jù)；3)設(shè)置DMA中斷半完成與完成回調(diào)；4)啟動ADC與DMA；5)當(dāng)半緩沖中斷觸發(fā)，CPU處理Memory0數(shù)據(jù)，DMA繼續(xù)填充Memory1；完成中斷時處理Memory1，如此交替，實(shí)現(xiàn)無縫采樣。五、綜合設(shè)計題（20分）56.某工業(yè)節(jié)點(diǎn)需通過CANopen控制伺服驅(qū)動器，要求：a)心跳周期100ms，節(jié)點(diǎn)ID0x06；b)每50ms發(fā)送一次位置指令，使用PDO映射，COBID0x206；c)接收驅(qū)動器狀態(tài)PDO（COBID0x186），含16位狀態(tài)字與32位實(shí)際位置；d)若驅(qū)動器報警位（狀態(tài)字第3位）置1，則LED以2Hz閃爍，同時通過串口上傳“Alarm”字符串；e)使用STM32F407+FreeRTOS，給出軟件架構(gòu)圖、關(guān)鍵任務(wù)劃分、CAN過濾器配置、PDO映射表、LED閃爍任務(wù)狀態(tài)機(jī)代碼（偽代碼即可）。答案：1)架構(gòu)圖：主任務(wù)(Main)→初始化→創(chuàng)建“CAN_TX_Task”“CAN_RX_Task”“LED_Task”“UART_Task”隊列：qPosCmd（存放目標(biāo)位置）、qStatus（存放驅(qū)動器狀態(tài)）信號量：binSemAlarm（報警同步）2)任務(wù)劃分：CAN_TX_Task：50ms周期，等待qPosCmd，組裝PDO8字節(jié)數(shù)據(jù)，發(fā)送0x206CAN_RX_Task：阻塞接收，解析0x186，提取狀態(tài)與位置，若報警位置位，釋放binSemAlarmLED_Task：阻塞bin