嵌 入 式 軟 件 筆 試 題
要求：閉卷考試（不能翻書、不能開電腦）；作答時間50分鐘；共10道題目。
- volatile的作用有哪些
volatile： 防止編譯器對代碼進行優化，直接從內存中取最新的值 應用場景： 1、多線程使用同一資源時 2、單片機開發中
volatile 的作用：
1. 核心功能：告知編譯器變量的值可能被當前代碼塊外的因素（如中斷服務程序、硬件寄存器、其他線程）異步修改，禁止編譯器對該變量進行 “將內存值緩存到寄存器” 的優化，確保每次訪問都直接讀取內存最新值。
應用場景：
1. 多線程 / 多任務環境中，共享變量（如線程間標志位）；
2. 嵌入式硬件寄存器訪問（如單片機的 GPIO 數據寄存器、定時器計數寄存器）；
3. 中斷服務程序（ISR）與主程序共享的全局變量。
- 關鍵字const 和static有什么含意
Const :“只讀屬性”，限制變量 / 指針 / 參數的值不可被修改，編譯時會檢查寫操作并報錯，
Static：靜態函數，可以延長生命周期和限定作用域
1. const 關鍵字含義：
用于定義 “只讀屬性”，限制變量 / 指針 / 參數的值不可被修改，編譯時會檢查寫操作并報錯，常見場景：
- 修飾變量：const int a = 10;（a 的值不可修改）；
- 修飾指針：
-?const int* p（指針指向的值不可改）；
-?int* const p（指針本身地址不可改）；
- 修飾函數參數：void func(const int x)（函數內不可修改 x）；
- 修飾函數返回值：const int func()（返回值不可被賦值修改）。
2. static 關鍵字含義：
用于 “延長生命周期” 和 “限定作用域”，分三類場景：
- 局部靜態變量：void func(){ static int a = 0; a++; }（生命周期延長至程序結束，作用域僅在函數內，初始化僅 1 次）；
- 全局靜態變量：static int g_a = 10;（作用域限定在當前.c 文件，避免外部文件通過extern調用）；
- 靜態函數：static void func(){}（作用域限定在當前.c 文件，防止與外部文件函數重名沖突）。
- 用變量a給出下面的定義
1)?一個整型數 ????????int a
2)一個指向整型數的指針 ?int *a
3)一個指向指針的的指針，它指向的指針是指向一個整型數 ：int **a; - 下面的代碼輸出是什么，為什么？（printf為打印函數）
void foo(void)
{
unsigned int a = 6;
int b = -20;
(a+b > 6) ? printf("> 6") : printf("<= 6");
}
輸出是>6,因為不同無符號 / 有符號整型運算時，會觸發 “隱式類型轉換”—— 將int（有符號）轉換為unsigned int（無符號）：
C 語言中，不同無符號 / 有符號整型運算時，會觸發 “隱式類型轉換”—— 將int（有符號）轉換為unsigned int（無符號）：
1. 變量值：a = 6（unsigned int，二進制為000...000110），b = -20（int，32 位補碼為111...1101100）；
2. 轉換后：b作為 unsigned int 時，值為2^32 - 20 = 4294967276；
3. 計算：a + b = 6 + 4294967276 = 4294967282（遠大于 6），故執行printf("> 6")。
- 中斷是嵌入式系統中重要的組成部分，這導致了許多編譯開發商提供一種擴展：讓標準C支持中斷，產生了一個新的關鍵字__interrupt。下面的代碼就使用了__interrupt關鍵字去定義了一個中斷服務子程序，請指出以下這段代碼錯誤的地方。
__interrupt double compute_area(double radius)
{
double area = PI * radius *radius;
printf("nArea = %f", area);
return area;
} ???該中斷服務子程序（ISR）存在 5 處核心錯誤：
1.?返回值錯誤：ISR 是異步觸發的 “被動執行函數”，沒有調用者接收返回值，必須定義為void，不能返回double；
2.?參數錯誤：中斷觸發時無法傳遞參數（無調用上下文），ISR 不能帶參數（如double radius）；
3.?調用非可重入函數：printf是標準庫函數，內部包含浮點運算、全局緩沖區操作，且可能依賴中斷使能，屬于 “非可重入函數”；ISR 要求 “快進快出”，禁止調用非可重入、耗時函數；
4.?浮點運算風險：嵌入式系統中，double浮點運算需硬件 FPU 支持，且運算耗時較長，不符合 ISR “短延遲” 要求；
5.?PI 未定義：若未通過#define PI 3.14159宏定義 PI，編譯會報 “未聲明標識符” 錯誤（非核心，但需修正）。 - 嵌入式系統中經常要用到無限循環，用C語言編寫死循環的代碼
?????While（1）1.?while(1){}（最常用，明確循環體為空）；
2.?for(;;){}（for循環的初始化、條件、增量均可省略，條件省略視為 “永真”）；
3.?do{}while(1);（先執行一次循環體，再判斷永真條件）。
- 給定一個整型變量a，寫兩段代碼，第一個設置a的bit 3，第二個清除a?的bit 3。在以上兩個操作中，要保持其它位不變。
?????設置： aI=（0x3<<偏移量） ?設置 a&= ~（0x3<<偏移量）
- 已知?int 數組a[1000]，需要將數組的后 100 個數據移動到前面，前面的數據依次后退。例如，若數組初始存入的數據是?1、2、3……1000，移動后的數據結果是?901、902……1000、1、2……900。用代碼實現。
使用memcoy
#include <string.h>
void move_array(int a[], int n, int m) {
????int t[100];
????memcpy(t, a + n - m, m * sizeof(int));
????for(int i = n - 1; i >= m; i--)
????????a[i] = a[i - m];
????memcpy(a, t, m * sizeof(int));
}
int main() {
????int a[1000];
????for(int i = 0; i < 1000; i++)
????????a[i] = i + 1;
????move_array(a, 1000, 100);
????return 0;
}
- ?簡述SPI的傳輸特點、方式并畫出工作時序
傳輸特點：
1.通信屬性：串行（數據逐位傳），同步（依賴sclk（spi）時鐘同步），全雙工（同一時鐘周期內，主機經mosi發、從機經miso發，雙向同時傳）；
- 速率與數據：：“高速 3.4Mbps” 是 HS-mode，需區分 “標準模式（100Kbps）、快速模式（400Kbps）、高速模式（3.4Mbps）速率達mbps級；最小單位為字節（8/16位），1時鐘周期傳1位，1字節需8時鐘周期；
- 主從模式：支持主從機，常用“單主機多從機”，主機控制sck時鐘和nss片選，從機被動響應
- 從機選擇：通過專屬的nss/ncs片選線，主機拉低目標從機nss電平建立通信，其他從機nss保持高電平不響應
傳輸方式：
- 主從邏輯：主機輸出sck和nss，經mosi發數據；從機按sck節奏收mosi數據，經miso回傳數據
- 全雙工實現：如主機發 0xFF、從機發 0x00，SCK 上升沿時二者分別經 MOSI/MISO 發 1 位，下降沿時分別讀對方數據；8 時鐘周期后，雙方均完成 “發 + 收”；
- 多從機傳輸：四線制連接（sck、mosi、miso共線，各從機獨立接主機nss），主機拉低對應從機nss實現“一對一”通信，避免沖突。
工作時序圖：
- 簡述I2C的傳輸特點、方式并畫出工作時序（從機地址、寄存器地址、數據自定義）
一、I2C 傳輸特點
- 傳輸類型：串行（逐位傳）、同步（依賴 SCL 時鐘同步）、半雙工（同一時間單向傳）；
- 硬件結構：僅 2 根雙向線（SCL 時鐘、SDA 數據），均需外接上拉電阻（空閑時保高電平、穩電路）；
- 速率分級：低速 100Kbps、中速 400Kbps、高速 3.4Mbps；
- 主從架構：支持單 / 多主機多從機，主機主動發起 / 結束通信，從機被動響應；
- 唯一尋址：從機均有唯一 7 位地址（如 SHT20 為 0x40），主機通過地址定位從機；
- 應答機制：每傳 1 字節（8 位），接收器第 9 時鐘周期回 ACK（0，成功）或 NACK（1，失敗 / 停止）。
二、I2C 傳輸方式
1. 主機→從機（寫傳輸）
- 主機發起始信號（S），占總線；
- 發 “7 位從機地址 + W（0）”（如 SHT20 寫地址 0x80）；
- 從機回 ACK；
- 發目標寄存器地址（如 SHT20 溫度寄存器 0xE3）；
- 從機回 ACK；
- 發自定義數據（如配置值 0x55）；
- 從機回 ACK；
- 主機發終止信號（P），釋總線。
2. 主機←從機（讀傳輸，先寫后讀）
- 主機發起始信號（S）；
- 發 “7 位從機地址 + W”（如 0x80），從機回 ACK；
- 發目標寄存器地址（如 SHT20 濕度寄存器 0xE5），從機回 ACK；
- 主機發重復起始信號（S）；
- 發 “7 位從機地址 + R（1）”（如 SHT20 讀地址 0x81），從機回 ACK；
- 從機發自定義數據（如 2 字節濕度值 0x1234），每字節主機回 ACK；
- 主機收完回 NACK（停傳）；
- 主機發終止信號（P）。
三、I2C 工作時序（以 SHT20 讀溫度為例）
1. 時序參數
- 從機地址：7 位 0x40；
- 寄存器地址：0xE3（溫度寄存器）；
- 自定義數據：2 字節溫度值（0x1A、0x5B）；
- 時鐘周期：1 個高 + 低電平，傳 1 位需 1 周期。
2. 時序文字示意
信號 | 時序（高電平 “┌───┐”，低電平 “───”） | 階段說明 |
SCL | ──┐ ┌───┐×8 ┌───┐ ┌───┐×8 ┌───┐×2 ┌───┐ | 時鐘同步 |
SDA | ──┼───┼───┼×8───┼───┼───┼×8───┼───┼───┼×2───┼───┘ | 數據 / 控制信號 |
階段 | S → 寫尋址（0x80）→ ACK → 寄存器（0xE3）→ ACK → 重復 S → 讀尋址（0x81）→ ACK → 數據（0x1A→ACK→0x5B→NACK）→ P | 傳輸流程 |
3. 時序步驟
- S（起始）：SCL 高時，SDA 高→低（下降沿）；
- 寫尋址：SCL 高時，SDA 傳 0x80（8 位），從機回 ACK；
- 寄存器地址：SCL 高時傳 0xE3，從機回 ACK；
- 重復 S：SCL 高時，SDA 高→低；
- 讀尋址：SCL 高時傳 0x81，從機回 ACK；
- 傳數據：SCL 高時從機傳 0x1A（高 8 位），主機回 ACK；再傳 0x5B（低 8 位），主機回 NACK；
- P（終止）：SCL 高時，SDA 低→高（上升沿）。
答題區：
答題要求：閉卷考試（不能翻書、不能開電腦）；作答時間50分鐘；共10道題目。
（請保留第原題目，答題區請備注好做題序號；只能寫在答題紙上拍照粘貼到文檔里-答題區，請保證照片清晰）
發送時：請將文檔命名更改為：本人姓名_軟件筆試題
)
