2025年计算机等级考试三级(嵌入式系统设计)试卷及答案

2025年计算机等级考试三级(嵌入式系统设计)试卷及答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，错选、不选均不得分）1.在ARMCortexM3内核中，NVIC最多可支持多少个外部中断？A.32  B.64  C.128  D.240答案：D解析：CortexM3的NVIC设计上限为240个外部中断源，编号16~255，0~15为系统异常。2.某MCU的SysTick时钟源为内核时钟的8分频，内核时钟72MHz，若需产生1ms中断，重装载值应设为：A.8999  B.8999×8  C.8999×9  D.8999×72答案：A解析：SysTick频率=72MHz/8=9MHz，1ms需计数9000次，重装载值=90001=8999。3.在μC/OSⅢ中，优先级数值越小表示优先级：A.越低  B.越高  C.与数值无关  D.由配置决定答案：B解析：μC/OSⅢ沿用“数值小=优先级高”的约定，0为最高，优先级数由OS_CFG_PRIO_MAX决定。4.下列哪条ARM指令可实现“将R0的bit[7]置1，其余位不变”？A.ORRR0,R0,0x80  B.ANDR0,R0,0x80  C.EORR0,R0,0x80  D.BICR0,R0,0x80答案：A解析：ORR为按位或，0x80仅bit7为1，可实现置位。5.在I²C总线中，若从机地址为0x3A，写方向时总线上出现的第一个字节为：A.0x3A  B.0x74  C.0x75  D.0x3B答案：B解析：0x3A左移1位+0（写）=0x74。6.关于CAN报文标识符，下列说法正确的是：A.标准帧标识符11位，扩展帧29位  B.标准帧标识符11位，扩展帧18位C.标准帧7位，扩展帧29位  D.标准帧与扩展帧均为11位答案：A解析：CAN2.0B规定标准帧11位，扩展帧29位。7.在Linux内核中，字符设备驱动注册函数是：A.register_blkdev  B.register_chrdev_region  C.platform_driver_register  D.class_create答案：B解析：register_chrdev_region用于静态申请字符设备号。8.某ADC为12位，参考电压3.3V，采样值0x4B0，对应输入电压约为：A.1.000V  B.1.212V  C.1.500V  D.2.000V答案：B解析：0x4B0=1200，V=1200/4096×3.3≈0.967×3.3≈1.212V。9.在FreeRTOS中，任务进入阻塞态的最常见原因是：A.调用vTaskDelete(NULL)  B.调用taskYIELD()  C.调用vTaskDelay()  D.被高优先级任务抢占答案：C解析：vTaskDelay()主动阻塞，是最典型场景。10.下列哪种存储器在掉电后仍能保持数据？A.SDRAM  B.SRAM  C.EEPROM  D.寄存器答案：C解析：EEPROM为电可擦除可编程只读存储器，非易失。11.在CortexM3的堆栈模型中，压栈顺序为：A.R0~R3,R12,LR,PC,xPSR  B.xPSR,PC,LR,R12,R3~R0C.R4~R11,LR  D.任意顺序答案：B解析：硬件自动压栈顺序为xPSR→PC→LR→R12→R3→R2→R1→R0。12.若某GPIO寄存器地址为0x40011000，ODR偏移0x14，则ODR地址为：A.0x40011014  B.0x40011010  C.0x40011004  D.0x40011020答案：A解析：直接相加即可。13.在Bootloader升级过程中，通常采用何种机制确保不掉电损坏？A.双Bank备份  B.CRC校验  C.签名验证  D.看门狗答案：A解析：双Bank可实现“写新留旧”，掉电回滚。14.关于MMU与MPU，下列说法错误的是：A.MMU支持地址转换  B.MPU支持区域访问权限  C.CortexM3带MMU  D.CortexA系列常带MMU答案：C解析：CortexM3仅带MPU，无MMU。15.在SPI通信中，若CPOL=1,CPHA=1，时钟空闲状态为：A.低电平，第一个边沿采样  B.高电平，第二个边沿采样C.低电平，第二个边沿采样  D.高电平，第一个边沿采样答案：B解析：CPOL=1空闲高，CPHA=1在第二个边沿采样。16.某交叉编译链命名为armnoneeabigcc，其中eabi指：A.嵌入式应用二进制接口  B.嵌入式应用汇编接口C.嵌入式应用总线接口  D.嵌入式应用块接口答案：A解析：EABI=EmbeddedApplicationBinaryInterface。17.在Yocto项目中，构建镜像的命令为：A.bitbakecoreimageminimal  B.makemenuconfig  C.reposync  D.cmake答案：A解析：bitbake为Yocto构建引擎。18.关于RS485与RS232，下列说法正确的是：A.RS485为单端，RS232为差分  B.RS485支持多点，RS232点对点C.RS485电平±12V  D.RS232最大速率10Mbps答案：B解析：RS485差分、多点；RS232单端、点对点。19.在C语言中，关键字volatile作用不包括：A.防止编译器优化  B.确保每次从内存读取  C.保证原子性  D.适用于硬件寄存器答案：C解析：volatile不保证原子性，需额外同步机制。20.某定时器时钟72MHz，预分频71，计数周期999，则定时时间为：A.1ms  B.10ms  C.100μs  D.1s答案：A解析：分频后1MHz，周期1000次，1ms。21.在CortexM3中，优先级分组设置为5位抢占、3位子优先级，则共有抢占级别：A.32  B.64  C.128  D.8答案：A解析：5位抢占→2^5=32级。22.关于DMA，下列说法错误的是：A.可减轻CPU负载  B.必须关闭中断才能使用  C.支持循环缓冲  D.可与外设触发同步答案：B解析：DMA与中断可协同，无需关闭中断。23.在Linux设备树中，节点属性compatible作用是：A.指定寄存器地址  B.匹配驱动  C.指定中断号  D.指定时钟频率答案：B解析：compatible字符串用于驱动匹配。24.某文件系统采用LittleFS，其设计目标不包括：A.掉电安全  B.磨损均衡  C.大文件流式存储  D.低RAM占用答案：C解析：LittleFS面向MCU，小文件场景，不擅长大文件流。25.在CMake中，交叉编译工具链文件变量为：A.CMAKE_TOOLCHAIN_FILE  B.CMAKE_BUILD_TYPE  C.CMAKE_SOURCE_DIR  D.CMAKE_CXX_FLAGS答案：A解析：CMAKE_TOOLCHAIN_FILE指定工具链路径。26.关于BLE广播通道，正确的是：A.40个通道全可广播  B.仅3个主广播通道  C.37个数据通道  D.跳频间隔固定7.5ms答案：B解析：BLE规定3个主广播通道：37/38/39。27.在CortexM3中，执行SVC指令后，进入的异常号为：A.6  B.11  C.14  D.15答案：B解析：SVC异常号为11。28.某传感器通过I²C输出16位数据，高字节在前，主机接收顺序应为：A.先高后低，左移8位或  B.先低后高，直接相加C.仅读高字节  D.仅读低字节答案：A解析：高字节先接收，需左移8位再或低字节。29.在RTOS中，优先级反转的解决机制是：A.优先级继承  B.优先级屏蔽  C.时间片轮转  D.信号量计数答案：A解析：优先级继承可临时提升低优先级任务，避免反转。30.某嵌入式Web服务器采用Mongoose，其默认监听端口为：A.22  B.23  C.80  D.443答案：C解析：HTTP默认80端口。二、填空题（每空2分，共20分）31.在ARM汇编中，指令“LDRR0,[PC,__]”的偏移范围是______字节。答案：±4095解析：LDRliteral编码24位，±4KB对齐。32.若某MCU的Flash擦除单位为2KB，写入单位为______字节。答案：256解析：常见页编程256字节，不同芯片需查手册。33.在Linux内核模块中，打印级别KERN_ERR对应的数字为______。答案：3解析：linux/kern_levels.h定义KERN_ERR为3。34.某PWM频率1kHz，占空比30%，高电平时间______ms。答案：0.3解析：1kHz周期1ms，30%即0.3ms。35.在CortexM3中，系统时钟节拍寄存器______地址固定为0xE000E010。答案：SysTick解析：SysTick控制及重装载寄存器位于私有外设总线。36.在FreeRTOS中，任务堆栈增长方向由宏______定义。答案：configSTACK_GROWTH解析：可为1或1，ARM通常为向下增长1。37.某BLE连接间隔为7.5ms，则连接事件出现频率______Hz。答案：133.33解析：1/0.0075≈133.33Hz。38.在UBoot中，环境变量存储于______分区。答案：ubootenv解析：默认偏移由CONFIG_ENV_OFFSET指定。39.在CANOpen协议中，心跳报文COBID高4位固定为______。答案：0x7解析：NMT错误控制帧高4位1110，即0x700+NodeID。40.在Yocto中，配方文件扩展名为______.bb。答案：bitbake解析：.bb为基本配方，.bbappend追加。三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）41.CortexM3支持Thumb2指令集，不再支持ARM32位指令。答案：√解析：M系列仅Thumb2，无ARM模式。42.在I²C协议中，重复起始条件（Sr）与停止条件（P）之间必须释放总线。答案：×解析：Sr不释放总线，保持占有。43.Linux内核模块必须调用module_init()显式注册初始化函数。答案：√解析：宏展开即module_init。44.LittleFS采用COW（写时复制）技术保证掉电安全。答案：√解析：元数据COW，数据日志。45.RS485总线终端电阻通常取120Ω。答案：√解析：特性阻抗约120Ω。46.在FreeRTOS中，中断优先级数值越小表示优先级越低。答案：×解析：与任务相反，中断数值小=优先级高。47.嵌入式WebSocket协议基于TCP，默认端口8080。答案：×解析：无默认端口，常用80/443。48.在CMake中，add_definitions()可添加宏定义。答案：√解析：等价于D。49.在C语言中，结构体位段成员不能跨越存储单元边界。答案：×解析：编译器允许跨单元，但效率低。50.在UBoot中，bootm命令用于启动Linux内核镜像uImage。答案：√解析：bootm解析UBoot头。四、简答题（每题6分，共30分）51.简述嵌入式Bootloader实现固件升级的双Bank机制，并给出掉电恢复策略。答案：双Bank将Flash划分为BankA与BankB，当前运行A，升级时将新固件写入B，写完后置交换标志，重启后Bootloader检查标志，若有效则跳转到B运行，否则继续A。掉电恢复：标志位采用双冗余+CRC，若标志损坏则回滚原Bank，确保始终有可启动镜像。52.说明CortexM3中MPU配置步骤及关键寄存器。答案：步骤：1.禁止MPU（CTRL=0）；2.配置区域基地址与属性（RNR、RBAR、RASR）；3.使能MPU及背景区（CTRL=1|HFNMIENA）。关键寄存器：MPU_TYPE、MPU_CTRL、MPU_RNR、MPU_RBAR、MPU_RASR。53.写出Linux平台设备驱动中，使用设备树获取IRQ号并申请中断的代码片段。答案：```cintirq=platform_get_irq(pdev,0);if(irq<0)returnirq;returndevm_request_irq(&pdev>dev,irq,handler,IRQF_SHARED,"foo",dev);```54.说明BLE连接参数更新流程及主机角色职责。答案：从机发起L2CAPConnectionParameterUpdateRequest，携带新间隔、延迟、超时；主机检查范围后回复ConnectionUpdateResponse，若同意则链路层在下一个连接事件使用新参数；主机负责参数合法性校验与最终决策。55.解释嵌入式系统中“零拷贝”概念，并给出一个DMA环形队列实现要点。答案：零拷贝指数据无需CPU搬运，外设↔内存由DMA完成。环形队列要点：1.首尾指针硬件化；2.描述符链表循环；3.中断仅处理完成标志；4.缓存行对齐避免撕裂；5.使用memorybarrier确保顺序。五、综合设计题（共20分）56.某工业节点采用STM32F103+FreeRTOS，需实现：(1)每10ms采集8路0~10V传感器，12位ADC，DMA传输；(2)通过CANOpen上传，TPDO周期100ms；(3)支持IAP升级，双BankFlash；(4)异常时看门狗复位并记录crash信息到备份寄存器。请给出：a)硬件连接简图（文字描述即可）；b)ADC+DMA配置关键代码（含定时触发）；c)CANOpenTPDO映射配置；d)Bootloader跳转及crash记录策略。答案：a)8路传感器→分压电阻→STM32F103ADCIN0~IN7；CAN收发器TJA1050→PA12/PA11；外部看门狗独立芯片→NRST；备份寄存器BKP_DR1~DR4存储crash标志。b)```cADC_InitTypeDefadc={.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent,.ADC_ScanConvMode=ENABLE,.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE,.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_T2_TRGO,.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right,.ADC_NbrOfChannel=8};ADC_Init(ADC1,&adc);ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_0,1,ADC_SampleTime_55Cycles5);...ADC_DMACmd(ADC1,ENABLE);DMA_InitTypeDefdma={.DMA_PeripheralBaseAddr=(uint32_t)&ADC1>DR,.DMA_MemoryBaseAddr=(uint32_t)adcBuf,.DMA_DIR=DMA_DIR_PeripheralSRC,.DMA_BufferSize=8,.DMA_PeripheralInc=DMA_PeripheralInc_Disable,.DMA_MemoryInc=DMA_MemoryInc_Enable,.DMA_Mode=DMA_Mode_Circular,.DMA_