近期嵌入式系统设计师考试测练考题2及答案1（练习提升）

温故而知新，下笔如有神。最近2下半年嵌入式系统设计师考试专题测练及答案-下午卷第1题 阅读以下说明，回答问题1至问题3。【说明】某综合化智能空气净化器设计以微处理器为核心，包含各种传感器和控制器，具有检测环境空气参数（包含温湿度、可燃气体、细颗粒物等），空气净化、加湿、除湿、加热和杀菌等功能，并能通过移动客户端对其进行远程控制。图1-1为该系统电气部分连接图，除微处理器外，还包括了片上32KJBFLASH，以及SRAM和EEPROM。 问题：1.1 该系统的SRAM的地址线宽度为11，数据线宽度为8，其容量为多少字节？ 问题：1.2 该系统分别设计了iOS和Android两种不同操作系统下的客户端程序，二者在开发上都使用MVC（模型（M）视图（V）控制器（C）设计模式。在典型的程序设计中，用户可以直接和视图进行交互，通过对事件的操作，可以触发视图的各种事件，再通过控制器，以达到更新模型或数据的目的。请完善图1-2所示的流程模型。 问题：1.3 该系统采用数字式激光传感器检测PM2.5、PM10，并通过异步串行接口将数据上报给处理器，通信波特率为9600bps，上报周期为1.5秒，数据帧内容包括：报文头、指令号、数据（6字节）、校验和及报文尾，具体字段描述如表1-1所示。王工根据数据报文通信协议，使用C语言编写了对应的数据接收和校验程序，请根据注释要求补全程序。程序段如下： 答案解析：211×8=2048B=2KB本题考查嵌入式系统设计的基本概念和代码阅读与编写的能力。此类题目要求考生认真阅读题目所述嵌入式系统的结构，了解设计过程，根据要求仔细阅读并理解代码，根据代码上下文填入所缺内容。该微处理器系统拥有一块11条地址线、8条数据线的SRAM，要求计算其容量。此题考查嵌入式系统微处理器体系结构的基本概念。题目说明有8根数据线，表示访问数据一次可以访问8个bit（个字节），即一个单元放一个字节。有11根地址线，表示编址为0211-1。因此存储的容量大小为：8*211bit=2048B=2KB。答案解析：(1)控制器 (2)视图 (3)模型此题考查嵌入式系统软件设计的基本概念和流程。客户端软件开发使用框架形式，采用模型（M）视图（V）控制器（C）设计模式。MVC模式使应用程序的输入、处理和输出分开。使用MVC应用程序被分成三个核心部件：模型（M）、视图（V）、控制器（C），它们各自处理自己的任务。视图是用户看到并与之交互的界面。对老式的Web应用程序来说，视图就是由HTML元素组成的界面，在新式的Web应用程序中，HTML依旧在视图中扮演着重要的角色，但一些新的技术已层出不穷，它们包括AdobeFlash和XHTML，XML/XSL，WML等一些标识语言和Webservices。如何处理应用程序的界面变得越来越有挑战性。MVC的好处是它能为你的应用程序处理很多不同的视图。模型表示企业数据和业务规则。在MVC的三个部件中，模型拥有最多的处理任务。例如它可能用像EJBs和ColdFusionComponents这样的构件对象来处理数据库。被模型返回的数据是中立的，就是说模型与数据格式无关，这样一个模型能为多个视图提供数据。由于应用于模型的代码只需写一次就可以被多个视图重用，所以减少了代码的重复性。控制器接受用户的输入并调用模型和视图去完成用户的需求。所以当单击Web页面中的超链接和发送HTML表单时，控制器本身不输出任何东西和做任何处理。它只是接收请求并决定调用哪个模型构件去处理请求，然后确定用哪个视图来显示模型处理返回的数据。完整的流程模型如下图所述：答案解析：(1)0xAA(2)0xC0(3)mPkti+2 (4)mPkt8(5)（uintl 6_t）mPkt2|（uintl 6_t）（mPkt3<<8）或其等价形式(6)（uintl 6_t）mPkt4|（uintl6 _t）（mPkt5<<8）或其等价形式此题考查嵌入式系统底层代码的阅读与理解及编写的能力，结合题目给出的代码分析如下：首先定义数据类型，为了在不同平台之间更方便的移植，嵌入式系统代码编写时经常对数据类型进行重新定义。题目代码中明确说明了此类定义后，考生在答题时应尽量使用定义后的数据类型声明。通过上述分析，容易得出各问题答案如下：(1)判断是否为数据帧的帧头，查题干数据可知帧头标识为0xAA；(2)判断是否为数据帧的指令号，查题干数据可知指令号为0xC0；(3)进行CRC计算，根据代码上下文可知为为第27字节数据mPkti+2；(4)进行CRC校验，查题干数据可知CRC校验位为mPkt8；(5)考查位操作，根据题干数据可知为数据2左移8位加上数据1（uintl 6_t）mPkt2|（uintl 6_t）（mPkt38）或者（uintl 6_t）（mPkt3<<8）|mPkt2）；(6)考查位操作，根据题千数据可知为数据4左移8位加上数据3（uintl 6_t）mPkt4|（uintl 6_t）（mPkt58）或者（uintl 6_t）（mPkt5<<8）|mPkt4）。 第2题 阅读以下说明，回答问题1至问题4。【说明】王工在采用某16位嵌入式CPU进行A/D采集硬件电路设计时，利用8255控制器C口中的PC0输出控制信号，利用PC7读入AD574的状态信号，利用A口和B口读入AD574转换好的12位数据。图2-1为该A/D采集硬件系统设计的部分连接示意图。其中，AD574各个管脚功能定义如表2-1所述。AD574的控制功能状态表如表2-2所示。8255控制器各个管脚及地址控制描述如表2-3所示。 问题：2.1 在该嵌入式系统设计中，AD574是工作在12位转换模式还是8位转换模式？ 问题：2.2 图2-1中245为双向缓冲器，在该硬件设计中配置8255控制字时，CPU需要向245进行数据输出（245的A口传输给B口）；在获取AD采集数据时CPU需要接收245所传输过来的数据（245的B口传输给A口）。根据硬件设计，描述DR分别为高、低电平时，245双向缓冲器在A、B口之间进行数据传输的方向。 问题：2.3 在该A/D变换中，如果用1/2LSB（最低有效位）来表示量化误差，当该A/D控制器的量程范围为5V时，其量化误差是多大？ 问题：2.4 王工根据上述硬件设计，编写对应的数据采集程序，首先需要对8255进行初始化，然后进行数据采集，请根据注释要求补全如下X86汇编程序。 答案解析：12位本题考查嵌入式硬件系统设计和基本的汇编程序编写知识。此类题目要求考生认真阅读题目，对题目中给出的原理图、器件描述等内容进行理解，根据原理图中所包含的硬件模块和原理设计，进行问题回答和程序补全。题目给出了主要器件的管脚功能描述和部分程序。在该嵌入式系统设计中，AD574是工作在12位转换模式还是8位转换模式依赖于AD574周边的管脚电路设计。从题目中己经给出的器件功能描述并结合原理图进行推断。从题目给出的器件描述中可以看出，根据AD574的A0管脚确定12位/8位模式，从原理图可以看出，A0接地，即低电平。结合AD574的功能描述，可以知道该系统设计中AD574工作在12位模式。答案解析：DR=高电平时，A口传向B口DR=低电平时，B口传向A口图2-1中245为双向缓冲器，在该硬件设计中配置8255控制字时，CPU需要向245进行数据输出（245的A口传输给B口）；在获取AD采集数据时CPU需要接收245所传输过来的数据（245的B口传输给A口）。根据硬件设计图可以看出，当DR为高电平时，RD信号是无效的，也就是读信号无效，即此时为写信号有效。在写信号有效情况下，数据传输方向是从处理器向8255方向进行数据传输，即从A口传输给BP。反之，如果RD为低电平时，此时RD信号有效，也就是读信号有效，既需要从外部将数据读入到CPU处理器中，即从8255进行数据读取，放到处理器中，所以方向应该是从B口传输到A口。答案解析：5V÷4096÷2=0.61mv。在该A/D变换中，如果用1/2LSB（最低有效位）来表示量化误差，当该A/D控制器的量程范围为5v时，其量化误差是多大？由于工作在12位，其范围为4096个刻度。另外考虑到采用1/2LSB作为量化误差，所以误差大小即为：5v/（4096*2）=0.61mv。答案解析：(1)#C003H(2)#C002H(3)#00H(4)#01H(5)#80H(6)#C000H(7)#C001H(8)#0FH运行数据采集程序时，首先需要对8255进行初始化，然后进行数据采集。在该程序中，需要先进行8255的工作模式配置，由原理图和8255的工作模式可知，在该配置情况下，必须使得8255的A1A0=11，即工作在寻址控制器模式下，同时保证8255的片选有效，即必须使得A15=A14=1，A13=A12=A11=A2=0才可以，所以此时需要给DPTR寄存器的地址为#C003H。在进行数据采集过程中，需要先通过8255的C口进行AD574的转换控制，要对C口操作即需要A1A0=10，再考虑到片选的有效性，需要给DPTR的地址是#C002H。在进行一次数据转换时需要在PCO产生一个上升沿，所以要给C口输出配置为#00H和#01H。当从C口取出状态字后，需要借助C口的最高位STS进行转换完毕的状态判断，因此取出数据存在A寄存器后，需要和#80H进行与操作来判断最高位的完成状态。当判断有有效数据时候，需要分别从8255的A口和B口进行数据的获取，因此需要分别配置A口和B口的地址，依次为#C000H和#C001H。在进行12位数据合并时，只需要通过与操作取出低4位数据，和#OFH进行与操作即可。第3题 阅读以下说明，回答问题1至问题3。【说明】某嵌入式控制软件中，通过采集传感器数值来计算输出控制率，同时为提高数据采集的可靠性，对采集数值使用三余度采集方法进行三个通道的数据采集。1.三余度数据采集及处理要求：(1)如果某通道采集值在-3.0，3.0v正常范围内，且与任一相邻通道间差值不大于0.5v，则该通道数据满足要求；(2)如果某通道釆集值超过-3.0，3.0v正常范围，或者此通道采集值与其他两个通道的差值均大无0.5v，则该通道数据不满足要求；(3)如果三通道值均满足要求，则取三通道中差值较小的两通道数据乎均值；(4)如果三通道值均满足要求，且相邻两数值的差值相等，则取三个采集值的中间值；(5)如果仅有一个通道数据不满足釆集要求，取满足要求的两个通道数据平均值；(6)如果大于一个通道数据不满足采集要求，取安全值0v。2.对计算输出控制率的具体处理算法如下：(1)如果依据采集数据计算的控制率C1与目前实际控制率C0差值不大于0.01，则使用本周期计算控制率Cdft行输出控制，否则使用目前实际控制率C0输出控制，连续超过范围计数加1，不上报传感器故障；(2)如果连续3个周期计算的控制率C1与目前实际控制率C0差值大于0.01，则上报传感器三级故障，连续超过范围计数清零，使用目前实际控制率C0输出控制；如果已经连续3个周期控制率差值超过范