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嵌入式系统开发习题+参考答案

习题

一、选择题

1.以下哪种微控制器不属于8位微控制器？（）

A.AT89C51

B.PIC16F84

C.ARMCortexM3

D.AVRATmega16

2.嵌入式系统中，通常用于存储程序代码的是（）。

A.RAM

B.ROM

C.EEPROM

D.SRAM

3.在中断服务程序中，需要保存和恢复的寄存器是（）。

A.通用寄存器

B.状态寄存器

C.程序计数器

D.以上都是

4.以下哪种通信协议适用于短距离、低功耗的无线通信？（）

A.CAN

B.SPI

C.ZigBee

D.Ethernet

5.实时操作系统（RTOS）的主要特点是（）。

A.多任务处理

B.实时响应

C.高可靠性

D.以上都是

二、填空题

1.嵌入式系统一般由嵌入式微处理器、______、______和______等部分组成。

2.常见的嵌入式操作系统有______、______和______等。

3.串口通信中，波特率是指______。

4.在ARM架构中，异常向量表存储在______地址处。

5.嵌入式系统开发的一般流程包括______、______、______、______和______。

三、简答题

1.简述嵌入式系统的定义和特点。

2.比较嵌入式系统中RAM和ROM的区别。

3.什么是中断？简述中断处理的一般过程。

4.简述实时操作系统（RTOS）的任务调度策略。

5.说明SPI通信协议的工作原理。

四、编程题

1.编写一个简单的8051单片机程序，实现P1口的8位LED灯每隔1秒闪烁一次。

2.假设使用ARMCortexM3微控制器，编写一个程序，通过UART串口发送字符串“Hello,World!”。

参考答案

一、选择题

1.答案：C。AT89C51、PIC16F84和AVRATmega16都是8位微控制器，而ARMCortexM3是32位微控制器。

2.答案：B。ROM（只读存储器）通常用于存储程序代码，程序在运行时从ROM中读取指令。RAM用于临时存储数据，EEPROM可电擦除可编程，SRAM是静态随机存储器，速度快但成本高。

3.答案：D。在中断服务程序中，为了保证中断返回后原程序能正确继续执行，需要保存和恢复通用寄存器、状态寄存器和程序计数器。

4.答案：C。CAN是控制器局域网，用于汽车等工业领域的通信；SPI是串行外设接口，是一种同步串行通信协议；Ethernet是以太网，用于局域网通信。ZigBee适用于短距离、低功耗的无线通信。

5.答案：D。实时操作系统（RTOS）具有多任务处理能力，能够实时响应外部事件，并且具有高可靠性，以满足嵌入式系统的实时性和稳定性要求。

二、填空题

1.答案：外围设备、嵌入式操作系统、用户的应用程序。嵌入式微处理器是核心，外围设备提供输入输出等功能，嵌入式操作系统管理系统资源，用户的应用程序实现特定的功能。

2.答案：Linux、VxWorks、μC/OSII。Linux是开源的、功能强大的操作系统；VxWorks是实时性强、可靠性高的商业操作系统；μC/OSII是小型的实时操作系统，广泛应用于嵌入式系统。

3.答案：每秒传输的二进制位数。波特率是串口通信的重要参数，它决定了数据传输的速度。

4.答案：0在ARM架构中，异常向量表存储在起始地址0处，用于处理各种异常和中断。

5.答案：需求分析、设计、编码、调试、测试。这是嵌入式系统开发的一般流程，需求分析明确系统的功能和性能要求，设计阶段进行系统架构和模块设计，编码实现具体的程序，调试排除代码中的错误，测试验证系统是否满足需求。

三、简答题

1.定义：嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。

特点：

专用性强：针对特定的应用场景进行设计和开发。

资源受限：通常具有有限的处理器性能、内存和存储容量。

实时性要求高：很多嵌入式系统需要实时响应外部事件。

可靠性高：在复杂的环境下能稳定运行。

功耗低：适用于电池供电的设备。

2.RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）的区别：

读写特性：RAM可以随机读写数据，而ROM一般只能在生产时或特定条件下写入数据，正常运行时只能读取。

数据保存：RAM是易失性存储器，断电后数据丢失；ROM是非易失性存储器，断电后数据不会丢失。

用途：R