计算机三级(嵌入式系统开发技术)机试模拟试卷(含答案解析)

计算机三级(嵌入式系统开发技术)机试模拟试卷(含答案解析)一、选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，错选、多选、未选均不得分）1.在CortexM3内核中，NVIC最多可支持多少个外部中断通道？A.32  B.64  C.240  D.1024答案：C解析：CortexM3的NVIC（NestedVectoredInterruptController）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FCLK=72MHz，重装载值设为71999，则SysTick中断周期为：A.0.5ms  B.1ms  C.1.001ms  D.1.024ms答案：B解析：SysTick为24位递减计数器，计数到0触发中断。周期=(71999+1)/72MHz=1ms。3.在μC/OSIII中，优先级数值越小表示：A.优先级越低  B.优先级越高  C.与优先级无关  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，优先级号即数组下标。4.下列哪条ARM指令可实现“将R0寄存器bit7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；BIC为位清除；EOR为位翻转；AND为位与。5.在I²C总线中，重复起始条件（Sr）与停止条件（P）的区别在于：A.Sr后总线仍被主控占用  B.Sr后需重新发送从机地址  C.Sr电平跳变方向相反  D.Sr只能由主机发送答案：A解析：Sr不释放总线，允许主机在不放弃总线的情况下发起新传输；P会释放总线。6.若某SPI外设时钟极性CPOL=1，时钟相位CPHA=1，则数据采样发生在：A.第一个上升沿  B.第一个下降沿  C.第二个上升沿  D.第二个下降沿答案：D解析：CPOL=1空闲为高电平，CPHA=1在第二个边沿采样，即第二个下降沿。7.在CAN2.0B协议中，扩展帧的标识符长度为：A.11bit  B.18bit  C.29bit  D.32bit答案：C解析：标准帧11bit，扩展帧在标准帧基础上增加18bit，共29bit。8.使用DMA双缓冲模式时，下列说法正确的是：A.两个缓冲区必须位于同一SRAM页  B.传输完成中断仅产生一次  C.硬件自动切换目标指针  D.需手动重新配置NDTR寄存器答案：C解析：双缓冲模式下，DMA_SxCR的CT位由硬件翻转，自动切换存储器指针，无需CPU干预。9.在FreeRTOS中，向已满的队列发送数据，若xTicksToWait=portMAX_DELAY，则任务：A.立即返回errQUEUE_FULL  B.阻塞直到队列有空闲位置  C.触发任务切换但不阻塞  D.进入挂起态答案：B解析：portMAX_DELAY表示无限等待，任务进入阻塞态，直到队列出现空闲位置或收到信号。10.某ADC的参考电压VREF+=2.5V，输入Vin=1.0V，12位右对齐，则转换结果约为：A.819  B.1365  C.1638  D.2048答案：C解析：结果=(Vin/VREF+)×4095=(1.0/2.5)×4095≈1638。11.在CortexM4的FPU中，浮点运算指令默认采用的舍入模式是：A.向零舍入  B.就近舍入（偶数）  C.向正无穷舍入  D.向负无穷舍入答案：B解析：FPU控制寄存器FPCCR默认RM=00，即“roundtonearest,tiestoeven”。12.关于看门狗窗口模式，下列说法错误的是：A.过早喂狗会触发复位  B.过晚喂狗会触发复位  C.窗口下限可设为0  D.窗口上限可设为最大值0xFFF答案：C解析：窗口下限必须大于0，否则无法区分“过早”与“允许”区间。13.在TrustZoneM安全扩展中，非安全代码调用安全函数需通过：A.SG指令  B.BL指令  C.SVC指令  D.BXNS指令答案：A解析：SG（SecureGateway）指令位于安全入口，完成安全状态切换。14.某Flash页大小为2KB，擦除时间为20ms，编程时间为40μs/字，若写入1KB数据，则总耗时约为：A.20ms  B.20.5ms  C.40ms  D.60ms答案：B解析：需先擦除整页20ms，再编程1KB/4=256字，256×40μs=10.24ms，合计≈20.5ms。15.在RS485差分总线上，若终端电阻RT=120Ω，双绞线特性阻抗Z0=100Ω，则反射系数约为：A.0  B.0.09  C.0.5  D.1答案：B解析：Γ=(RTZ0)/(RT+Z0)=(120100)/(120+100)≈0.09。16.在Linux设备树中，用于声明“中断父控制器”的属性是：A.interruptparent  B.interrupts  C.interruptcontroller  D.interruptcells答案：A解析：interruptparent指定phandle，指向中断控制器节点。17.某实时系统采用RM调度，任务集{T1=(3,1),T2=(5,2)}，其中(C,T)，则系统可调度性判定：A.利用率0.73，可调度  B.利用率0.73，不可调度  C.利用率0.83，可调度  D.需用响应时间分析答案：A解析：U=1/3+2/5=0.733<0.828（RM界限2(2^(1/2)1)），理论可调度；响应时间分析亦成立。18.在BLE5.0中，物理层编码方案LECoded的码率R=：A.1/2  B.2/3  C.3/4  D.1/8答案：D解析：LECoded采用卷积编码+重复，最终码率1/8，提升接收灵敏度。19.在Yocto项目中，用于生成SDK安装脚本的命令是：A.bitbakecoreimageminimal  B.bitbakecpopulate_sdk<image>  C.bitbakemetatoolchain  D.bitbakeccleansstate答案：B解析：populate_sdk任务会打包交叉工具链、库、头文件，生成.sh安装器。20.当CortexM7的ICache开启、DCache关闭时，自修改代码需：A.仅清空ICache  B.仅清空DCache  C.先清DCache再清ICache  D.无需处理答案：C解析：指令流通过DCache写入存储器，必须先清/写回DCache，再失效ICache，保证一致性。21.在MQTT3.1.1中，QoS等级1的消息流程包含几次报文交互？A.1  B.2  C.3  D.4答案：B解析：QoS1为“至少一次”，PUBLISH→PUBACK，共2报文。22.某传感器输出数据率ODR=800Hz，MCU进入Stop模式仅由RTC唤醒，唤醒周期125ms，则最低平均功耗取决于：A.唤醒后采样时长  B.Stop模式电流  C.RTC功耗  D.以上全部答案：D解析：平均功耗=（唤醒功耗×时长+Stop功耗×(125ms时长)）/125ms，RTC静态电流亦计入。23.在UBoot中，设置bootargs环境变量时，用于指定根文件系统类型的参数是：A.root=  B.rootfstype=  C.rw  D.init=答案：B解析：rootfstype=ext4/jffs2等告诉内核根文件系统驱动。24.当使用GCC编译CortexR5裸机程序时，指定浮点单元的选项应为：A.mfpu=fpv5d16  B.mfpu=vfpv3d16  C.mfpu=neon  D.mfloatabi=hard答案：B解析：CortexR5集成VFPv3，双精度16组寄存器，选项B正确；A为M7，C为A系列。25.在FPGA软核AXI总线中，AWCACHE=0b0011表示：A.设备非缓冲  B.写通、无分配  C.写回、读分配  D.写回、读写分配答案：B解析：AX4编码0011=WT，Noallocate，用于外设可合并写。26.在Linux内核模块中，使用kmalloc(size,GFP_KERNEL)分配256KB内存，最可能返回：A.连续物理高端内存  B.连续物理低端内存  C.虚拟连续物理离散内存  D.NULL答案：D解析：kmalloc最大连续空间受限于MAX_ORDER，256KB在多数配置>128KB上限，返回NULL。27.在RISCVRV32IM架构中，乘法指令mulh计算：A.低32位乘积  B.高32位有符号乘积  C.高32位无符号乘积  D.低32位无符号乘积答案：B解析：mulh为multiplyhighsigned，返回64位有符号积的高32位。28.当使用JTAG调试时，IR寄存器长度为5bit，则BYPASS指令二进制为：A.11111  B.00001  C.00000  D.10000答案：A解析：IEEE1149.1规定全1为BYPASS，全0为EXTEST。29.在ZephyrRTOS中，设备驱动模型中用于声明设备实例的宏是：A.DEVICE_INIT  B.SYS_INIT  C.K_THREAD_DEFINE  D.DT_INST_FOREACH答案：A解析：DEVICE_INIT或其变体在编译期生成structdevice，并放入devlist段。30.当USBFS设备以中断方式每1ms发送64B数据，理论最大带宽为：A.64kbps  B.512kbps  C.1Mbps  D.12Mbps答案：B解析：64B/1ms=64kB/s=512kbps，FS帧率1kHz。二、填空题（每空2分，共20分）31.若CortexM0+的向量表起始地址为0x00000000，则HardFault异常入口地址为______。答案：0x0000000C解析：异常号3，偏移=3×4=12=0xC。32.某定时器计数频率1MHz，PWM模式输出1kHz、占空比37%，则捕获比较寄存器CCR=______。答案：370解析：周期=1000，占空比37%，CCR=1000×0.37=370。33.在LittleFS文件系统中，用于原子更新的机制称为______。答案：COW（CopyonWrite）解析：LittleFS采用日志结构+COW保证断电安全。34.若某I²C从机地址为0x3C，左移一位并写入方向位后，写地址字节为______（十六进制）。答案：0x78解析：0x3C<<1=0x78，最低位0表示写。35.在ARM汇编中，指令“LDMIAR0!,{R1R3}”执行后，R0的值增加______字节。答案：12解析：加载3个字，每字4字节，共12字节，写回R0。36.某BLE广播通道索引为39，对应的射频频率为______MHz。答案：2480解析：通道37/38/39对应2402/2426/2480MHz。37.当使用DMA循环模式传输1024点16位音频样本，源地址增量需设置为______。答案：INCR_HALFWORD（或等效2）解析：每个样本2字节，地址按半字递增。38.在UBoot的bootm命令中，内核镜像需添加的头部信息结构称为______。答案：image_header（或legacyuImageheader）解析：mkimage工具生成64字节头部，含魔数、加载地址、入口等。39.若某RC低通滤波器R=10kΩ，C=0.1μF，则3dB截止频率为______Hz。答案：159解析：f=1/(2πRC)=1/(2π×10k×0.1μ)=159Hz。40.在Linuxsysfs中，GPIO编号导出需写入的文件路径为______。答案：/sys/class/gpio/export解析：echo23>export将创建gpio23节点。三、程序阅读与改错（共20分）41.阅读下列STM32HAL库代码片段，指出至少3处错误并给出修正。（每处4分）```c/目标：使用DMA将ADC1的常规组转换结果搬运到用户缓冲区，半完成与完成回调中计算平均值/uint16_tadcBuf[256];volatileuint32_tavgHalf,avgFull;voidMX_ADC1_Init(void){ADC_ChannelConfTypeDefsConfig={0};hadc1.Instance=ADC1;hadc1.Init.Resolution=ADC_RESOLUTION_12B;hadc1.Init.ScanConvMode=DISABLE;hadc1.Init.ContinuousConvMode=ENABLE;hadc1.Init.DMAContinuousRequests=ENABLE;hadc1.Init.EOCSelection=ADC_EOC_SEQ_CONV;HAL_ADC_Init(&hadc1);sConfig.Channel=ADC_CHANNEL_0;sConfig.Rank=1;sConfig.SamplingTime=ADC_SAMPLETIME_3CYCLES;/错误1/HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1,&sConfig);}voidMX_DMA_Init(void){__HAL_RCC_DMA2_CLK_ENABLE();hdma_adc1.Instance=DMA2_Stream0;hdma_adc1.Init.Channel=DMA_CHANNEL_0;hdma_adc1.Init.Direction=DMA_PERIPH_TO_MEMORY;hdma_adc1.Init.PeriphInc=DMA_PINC_ENABLE;/错误2/hdma_adc1.Init.MemInc=DMA_MINC_ENABLE;hdma_adc1.Init.Mode=DMA_NORMAL;/错误3/HAL_DMA_Init(&hdma_adc1);__HAL_LINKDMA(&hadc1,DMA_Handle,hdma_adc1);}voidHAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDefhadc){if(hadc>Instance==ADC1){uint32_tsum=0;for(inti=0;i<256;++i)sum+=adcBuf[i];avgFull=sum/256;}}intmain(void){HAL_Init();MX_DMA_Init();MX_ADC1_Init();HAL_ADC_Start_DMA(&hadc1,(uint32_t)adcBuf,256);while(1);}```答案与解析：错误1：采样时间3周期过短，ADC时钟若≥30MHz，采样电容未充分充电，导致结果不准。建议≥15周期。错误2：PeriphInc使能导致DMA每传一次增加外设地址，ADC1_DR地址应固定。修正：DMA_PINC_DISABLE。错误3：Mode设为NORMAL，传输一次后DMA停止，无法循环采集。应改为DMA_CIRCULAR。附加隐患：未启用ADC校准，建议加入HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadc1,ADC_SINGLE_ENDED)。四、设计题（共30分）42.某工业节点需通过CAN总线接收远程帧请求，回传8字节温度数据。MCU为STM32F407，外设CAN1，波特率500kbps，时钟APB1=42MHz。请完成：(1)计算CAN位时间参数，给出BS1、BS2、Prescaler值，满足采样点87.5%。（6分）(2)编写CAN初始化及回传函数，使用HAL库，回传数据为全局数组txData[8]，中断方式发送。（12分）(3)若要求总线利用率<30%，计算每秒最多可回传多少帧（数据帧+远程帧）。（4分）(4)说明如何在不增加CPU负担前提下实现温度数据双缓冲更新。（8分）答案：(1)位时间=1/500k=2μs。设Prescaler=6，则tq=(6/42M)=0.1428μs，2μs/0.1428≈14tq。取BS1=11tq，BS2=2tq，采样点=(1+11)/14=85.7%，接近87.5%且满足硬件约束。(2)代码如下：```cCAN_HandleTypeDefhcan1;uint8_ttxData[8];uint8_ttxMailbox;voidMX_CAN1_Init(void){hcan1.Instance=CAN1;hcan1.Init.Prescaler=6;hcan1.Init.Mode=CAN_MODE_NORMAL;hcan1.Init.SyncJumpWidth=CAN_SJW_1TQ;hcan1.Init.TimeSeg1=CAN_BS1_11TQ;hcan1.Init.TimeSeg2=CAN_BS2_2TQ;hcan1.Init.TimeTriggeredMode=DISABLE;hcan1.Init.AutoBusOff=ENABLE;hcan1.Init.AutoWakeUp=DISABLE;hcan1.Init.AutoRetransmission=ENABLE;hcan1.Init.ReceiveFifoLocked=DISABLE;hcan1.Init.TransmitFifoPriority=DISABLE;HAL_CAN_Init(&hcan1);CAN_FilterTypeDefsFilterConfig={0};sFilterConfig.FilterBank=0;sFilterConfig.FilterMode=CAN_FILTERMODE_IDMASK;sFilterConfig.FilterScale=CAN_FILTERSCALE_32BIT;sFilterConfig.FilterIdHigh=0x0000;sFilterConfig.FilterMaskIdHigh=0x0000;sFilterConfig.FilterFIFOAssignment=CAN_RX_FIFO0;sFilterConfig.FilterActivation=ENABLE;HAL_CAN_ConfigFilter(&hcan1,&sFilterConfig);HAL_CAN_Start(&hcan1);HAL_CAN_ActivateNotification(&hcan1,CAN_IT_RX_FIFO0_MSG_PENDING);}voidHAL_CAN_RxFifo0MsgPendingCallback(CAN_HandleTypeDefhcan){CAN_RxHeaderTypeDefrxHeader;uint8_trxData[8];HAL_CAN_GetRxMessage(hcan,CAN_RX_FIFO0,&rxHeader,rxData);if(rxHeader.RTR==CAN_RTR_REMOTE)/远程帧/{CAN_TxHeaderTypeDeftxHeader={0};txHeader.StdId=rxHeader.StdId;txHeader.IDE=CAN_ID_STD;txHeader.RTR=CAN_RTR_DATA;txHeader.DLC=8;txHeader.TransmitGlobalTime=DIS