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2025年12月嵌入式系统设计师练习题库

单项选择题

1.以下关于嵌入式系统的描述，错误的是（）

A.嵌入式系统通常是面向特定应用的

B.嵌入式系统的硬件和软件是可分离的

C.嵌入式系统一般对实时性有较高要求

D.嵌入式系统可以没有操作系统

答案：B。嵌入式系统的硬件和软件是紧密结合、相互依存的，并非可分离。它面向特定应用，很多场景有实时性要求，并且简单的嵌入式系统可以没有操作系统。

2.在嵌入式系统中，以下哪种总线常用于连接低速设备（）

A.PCI总线

B.USB总线

C.SPI总线

D.CAN总线

答案：C。SPI总线是一种串行外设接口，常用于连接低速设备。PCI总线用于高速数据传输，主要在计算机系统中；USB总线适用于连接各种外部设备，但速度有多种等级；CAN总线常用于汽车等工业领域的通信。

3.以下关于实时操作系统（RTOS）的说法，正确的是（）

A.RTOS只能采用抢占式调度

B.RTOS的任务调度算法一定是固定优先级调度

C.RTOS的主要目标是提高系统的吞吐量

D.RTOS需要保证任务在规定时间内完成

答案：D。实时操作系统的核心要求是保证任务在规定的时间内完成。RTOS可以采用抢占式调度也可以采用非抢占式调度；任务调度算法有多种，不只是固定优先级调度；其主要目标是满足实时性要求，而非提高系统吞吐量。

4.若一个嵌入式系统需要处理大量的图像数据，以下哪种处理器更适合（）

A.ARMCortexM系列

B.ARMCortexA系列

C.8051单片机

D.AVR单片机

答案：B。ARMCortexA系列处理器具有较高的性能和处理能力，适合处理大量的图像数据等复杂任务。ARMCortexM系列主要用于低功耗、低成本的嵌入式应用；8051单片机和AVR单片机处理能力相对较弱，不适合处理大量图像数据。

5.在嵌入式系统中，使用GPIO（通用输入输出）引脚时，以下操作错误的是（）

A.读取输入引脚状态前需要将其配置为输入模式

B.向输出引脚写数据前需要将其配置为输出模式

C.可以同时将一个引脚配置为输入和输出模式

D.对GPIO引脚的操作通常通过寄存器来完成

答案：C。一个GPIO引脚不能同时配置为输入和输出模式，只能选择其中一种。读取输入引脚状态前要配置为输入模式，向输出引脚写数据前要配置为输出模式，对GPIO引脚的操作一般通过寄存器完成。

简答题

1.简述嵌入式系统的组成部分。

嵌入式系统由硬件和软件两大部分组成。硬件部分包括嵌入式微处理器（如ARM、MIPS等）、存储器（如ROM、RAM、Flash等）、输入输出接口（如GPIO、UART、SPI等）、外围设备（如传感器、显示器、键盘等）。软件部分包括嵌入式操作系统（如Linux、VxWorks、μC/OS等）、驱动程序（用于控制硬件设备）、应用程序（实现具体的业务功能）。

2.说明实时操作系统中任务的状态及其转换过程。

实时操作系统中任务通常有三种基本状态：就绪状态、运行状态和阻塞状态。

就绪状态：任务已经具备运行条件，但由于其他任务正在占用CPU而暂时不能运行。当任务创建完成或者等待的资源可用时，任务进入就绪状态。

运行状态：任务正在占用CPU执行。当调度器从就绪队列中选择一个任务并将CPU控制权交给它时，该任务进入运行状态。

阻塞状态：任务因等待某个事件（如I/O操作完成、信号量等）而暂时不能运行。当任务需要等待的事件发生时，任务从阻塞状态转换为就绪状态。

任务状态转换过程如下：就绪状态的任务被调度器选中后进入运行状态；运行状态的任务如果时间片用完或者被更高优先级的任务抢占，则回到就绪状态；运行状态的任务如果需要等待某个事件则进入阻塞状态；阻塞状态的任务在等待的事件发生后进入就绪状态。

3.比较SPI总线和I2C总线的特点。

SPI总线特点：

通信速度快，一般可以达到几Mbps甚至更高。

采用全双工通信方式，主机可以同时发送和接收数据。

通常需要4根线（SCK、MOSI、MISO、SS），硬件连接相对复杂。

没有应答机制，数据传输的可靠性需要通过其他方式保证。

I2C总线特点：

通信速度相对较慢，一般在几百Kbps。

采用半双工通信方式，同一时刻只能进行发送或接收。

只需要2根线（SCL、SDA），硬件连接简单。

有应答机制，数据传输的可靠性较高。

分析设计题

1.设计一个基于ARMCortexM3处理器的嵌入式系统，实现对温度传感器数据的采集和显示。

硬件设计：

选择合适的ARMCortexM3开发板，如STM32系列。

连接温度传感器，常见的温度传感器有DS18B20等，将其数据引脚连接到