2025年计算机专升本嵌入式系统真题（附答案）

2025年计算机专升本嵌入式系统真题（附答案）考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在括号内）1.嵌入式系统通常指的是（）。A.通用计算机系统B.专用计算机系统C.大型主机系统D.网络服务器系统2.与冯·诺依曼结构相比，哈佛结构的主要优势在于（）。A.系统复杂度低B.内存容量大C.数据通路宽D.指令和数据分离，可并行处理3.ARM处理器中，LR（LinkRegister）寄存器通常用于（）。A.存储当前程序计数器PC的值B.存储当前堆栈指针SP的值C.存储通用数据处理结果D.存储中断向量地址4.在嵌入式系统中，RAM通常采用（）。A.ROM技术实现B.Flash技术实现C.DRAM或SRAM技术实现D.EPROM技术实现5.以下哪种接口通常用于连接低速外设，如键盘鼠标？（）A.UARTB.SPIC.I2CD.USB6.中断服务程序执行结束后，返回到中断发生前的程序断点，通常通过执行（）指令实现。A.MOVB.ADDC.SUBD.BX或RTX（返回）7.嵌入式操作系统与通用操作系统最根本的区别在于（）。A.并发性B.实时性C.透明性D.可移植性8.在嵌入式系统开发中，C语言相比汇编语言的主要优势是（）。A.代码执行效率高B.代码可读性好，开发效率高C.内存占用小D.易于进行底层硬件操作9.以下关于DMA（DirectMemoryAccess）的描述，错误的是（）。A.DMA可以减轻CPU的负担B.DMA需要CPU介入数据传输的起始和结束C.DMA传输速度通常比程序查询方式快D.DMA控制器需要直接访问系统总线10.将高级语言编写的嵌入式程序转换为CPU可执行的机器码，主要依靠（）。A.操作系统B.调试器C.编译器D.链接器二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上）1.嵌入式系统通常具有________、________和________相对独立的特性。2.ARM处理器的状态寄存器CPSR中的THUMB位用于指示处理器当前工作在________模式。3.常用的只读存储器ROM类型包括掩模ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦除可编程ROM（EPROM）和电可擦除可编程ROM（________）。4.I2C总线通常需要两根信号线，分别是________和________。5.嵌入式系统中的中断优先级设置通常有两种方式：________优先级和________优先级。6.实时操作系统（RTOS）的主要目标是保证任务在规定的时间内________。7.嵌入式软件开发通常包括硬件设计、嵌入式软件开发、________、系统测试和部署等阶段。8.在嵌入式系统设计中，选择微处理器时需要考虑的主要因素包括处理性能、功耗、成本、________和________等。9.串行通信中，常用的两种数据同步方式是________和________。10.C语言中，用于动态分配内存的函数是________和________。三、简答题（每题5分，共15分）1.简述嵌入式系统与通用计算机系统的主要区别。2.什么是中断？简述中断处理过程的主要步骤。3.简述使用C语言进行嵌入式系统开发时，需要特别注意的几个方面。四、分析题（每题10分，共20分）1.分析一个简单的8位微控制器系统，假设它拥有16位地址总线，8位数据总线，具有定时器/计数器、并行I/O口、串行通信接口等常用外设。请简述该系统地址空间和数据空间的划分原则，并说明如何通过地址线选择不同的外设端口。2.假设一个嵌入式任务需要实时响应外部事件，并且该任务对响应时间有严格要求。请简述在RTOS环境下，如何通过任务优先级分配和调度策略来保证该任务的实时性。五、设计题（15分）设计一个简单的嵌入式系统硬件选型方案，用于实现以下功能：采集环境温度（使用模拟传感器，需要ADC转换），控制一个加热器（使用继电器或MOSFET），并实时显示当前温度。请列出你选择的微控制器型号（说明选择理由），所需的外围器件（至少包括ADC、驱动电路、显示模块），并简述主要的硬件连接和软件设计思路（例如，ADC的采样和转换方法，温度值的计算，控制信号的输出，显示数据的更新等）。试卷答案一、选择题1.B2.D3.A4.C5.C6.D7.B8.B9.B10.C二、填空题1.功能专用化，高集成度，实时性强2.THUMB3.EEPROM（或Flash）4.SDA，SCL5.简单，嵌套6.完成其任务7.嵌入式系统硬件调试8.开发难度，应用领域9.异步通信，同步通信10.malloc，free三、简答题1.解析思路：对比嵌入式系统和通用计算机系统的定义、设计目标、硬件配置、软件系统、应用场景等。嵌入式系统是为特定应用设计的，功能专用，软硬件高度集成，实时性强，资源受限；通用计算机系统设计通用，功能多样，软硬件配置丰富，主要用于个人或办公。2.解析思路：解释中断的概念（外部事件请求CPU服务），中断发生时CPU保存当前状态，跳转到中断服务程序入口执行，处理完毕后恢复现场，返回原程序继续执行。主要步骤包括：中断请求、中断判优（如有多个中断）、中断响应（保存现场）、执行中断服务程序、中断返回。3.解析思路：提及C语言在嵌入式开发中的特点。注意内存管理（特别是裸机或小型RTOS下malloc/free的风险），指针使用（易出错，需小心），数据类型大小（不同平台可能不同，需明确），与硬件交互（需要包含特定头文件，使用位操作等），编译链接（注意库文件和链接脚本）。四、分析题1.解析思路：分析地址总线和数据总线的位数与寻址范围、数据传输能力的对应关系。地址空间用于选片（选择内存或外设），数据空间用于传输数据。通常将地址空间划分为代码区（ROM/Flash）、数据区（RAM）。外设端口地址通常映射到地址空间的一小块区域。说明如何通过改变地址线的值来选中不同的外设或外设的不同的寄存器端口。2.解析思路：解释RTOS的调度策略（抢占式或时间片轮转等）和任务优先级的概念。实时性要求高的任务应分配较高的优先级。当高优先级任务就绪时，即使低优先级任务正在运行，调度器也会暂停低优先级任务，切换到高优先级任务执行，从而保证实时任务的需求得到及时响应。五、设计题解析思路：设计题开放性较强，关键在于合理选型并清晰阐述思路。*选型：选择一款适合的、价格合理的、资源（I/O口、ADC通道等）满足需求的8位或32位微控制器（如STM32F0系列、PIC16/18系列、AVR系列等）。理由应结合性能、功耗、成本、开发工具、社区支持、外围接口资源等因素。*外围器件：ADC选择需考虑精度、采样率、接口方式（如SPI、I2C、单总线），要与MCU的接口兼容。驱动电路根据加热器类型（大功率电阻丝？）选择继电器或MOSFET，确保能承受负载电流和电压，并考虑保护电路（如Flyback二极管）。显示模块可选LCD（如LCD1602）、OLED等，考虑显示内容和尺寸。*硬件连接：描述MCU的ADC模块与温度传感器的连接（模拟信号输入），MCU的GPIO口与驱动电路（继电器/MOSFET）的连接