1、1、简答题（35 分）1、单片机的定义。（5 分）单片机是在一块硅片上集成了微处理器、存储器及各种输入、输出接口的芯片。芯片上集成了一些特殊的功能，需要使用者进行编程。编程的目的就是控制这块芯片的各个引脚在不同时间上输出不同的电平（高或低），进而控制与单片机的各个引脚相连的外围电气状态。STM32 系列的单片机是专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用设计的。与 51 系列单片机不同，STM32 是 32 位微控制器。以 STM32F1 系列为例，大致分为基本型和增强型两种类型。2、简述单片机最小系统的组成。（5 分）单 片 机 最 小 系 统 ， 也 叫 做 单 片 机 最 小 应 用 系
2、 统 ， 是 指 用 最 少 的 原 件 组 成单 片 机 可 以 工 作 的 系 统 。 单 片 机 最 小 系 统 的 三 要 素 就 是 电 源 、 晶 振 （ 心 脏 ）、 复 位 电 路 。3、STM32 单片机的 GPI、GPO 分别有几种工作方式？（5 分）GPI 工作方式：浮空输入、上拉输入、下拉输入、模拟输入。浮空输入的最大特点就是 MCU 读到的引脚状态完全跟随外部 IO 口的电平变化，一般用于按键输入，抗干扰性能不如上拉和下拉方式；上拉输入抗干扰能力强，特别适合接地信号的输入；与上拉输入模式相反，下拉输入模式适合有效信号为高电平值得信号接入，通过分压电阻来滤除信号毛刺，提
3、高电平稳定性；模拟输入是将 I/O 端口上的信号作为模拟信号直接输入到 STM32 内部的 ADC 上，进行采样转换。GPO 工作方式：开漏输出、开漏复用功能、推挽输出、推挽复用功能。开漏输出端相当于三极管的集电极，要得到高电平状态需要上拉电阻才行，适合于做电流型的驱动，其吸收电流的能力相对较强，另外，其 I/O 端口还可以实现双向通信口的功能；推挽输出模式，I/O 口可以输出高、低电平，本质上内部采用的是推挽结构，就是两个三极管分别受两互补信号的控制，同一时刻，只有一个三极管导通，另外一个截止，输出的高低电平值由 IC 电路的电源决定；开漏复用功能和推挽复用功能可以理解为 GPIO 口被用作
4、第二功能时的配置情况（即并非作为通用 I/O 口使用）。以上八种工作模式均可以由软件自由设置。4、简述 GPO 中开漏输出与推挽式输出的区别。（5 分）开漏输出端相当于三极管的集电极，要得到高电平状态需要上拉电阻才行，适合于做电流型的驱动，其吸收电流的能力相对较强，另外，其 I/O 端口还可以实现双向通信口的功能。推挽输出模式，I/O 口可以输出高、低电平，本质上内部采用的是推挽结构，就是两个三极管分别受两互补信号的控制，同一时刻，只有一个三极管导通，另外一个截止，输出的高低电平值由 IC 电路的电源决定。5、简述 TTL 与 RS232 区别。（ 5 分）（ 1） TTL 全称是“生存时间(
5、Time To Live)“，简单的说它表示 DNS 记录在DNS 服务器上缓存时间，它是由发送主机设置的，以防止数据包不断在 IP 互联网络上永不终止地循环。转发 IP 数据包时，要求路由器至少将 TTL 减小1， TTL 电路是电流控制器件，TTL 电路的速度快，传输延迟时间短 (5-10ns)，但是功耗大。TTL 电平标准：输出 L： 2.4V； 输入 L： 2.0V。 TTL 器 件 输 出 低电 平 要 小 于 0.8V， 高 电 平 要 大 于 2.4V。 输 入 低 于 1.2V 就认为是 0，高于 2.0就 认 为 是 1。于是 TTL 电 平 的 输 入 低 电 平 的 噪
6、声 容 限 就 只 有 (0.8-0)/2=0.4V， 高电 平 的 噪 声 容 限 为 (5-2.4)/2=1.3V。（ 2） RS232 串 口 又 称 UART， 即 通 用 异 步 传 输 ， 是 一 种 总 线 接 口 ， RS232的 标准：逻辑 1 的电平为- 3- 15V，逻辑 0 的电平为 +3+ 15V， 注 意 电 平 的定 义 反 相 了 一次。6、PWM 的定义是什么？举例说明用处。（5 分）定义：PWM 即脉冲宽度调制，是非常常见的单片机输出方式，利用占空比可调的数字脉冲来控制和驱动模拟电路以及外部器件。用处：（1）电机控制：双足机器人、蜘蛛之类的仿生运动控制器；（
7、2）用作数字开关电源和通信；（3）通过改变 PWM 的占空比控制舵机的轴转角；（4）更新定时器中断间隔时间：当用户想要在定时器工作的过程中随时更改定时器中断周期，典型的应用之一就是动态生成频率可变的 PWM 信号；（5）实现脉冲捕获测量中断；（6）基于 VI 的 PWM 驱动实现和基于 EIO 的 PWM 驱动实现。7、常见的串口通讯有哪些？并试举出其中任意两个的区别。（5 分）2、绘图表示一路含有两个周期的方波信号进入 NPN 和 PNP 两类三极管的输出结果。（10 分）1、方波信号进入 NPN 三极管的输出结果3、假如有一块可燃性气体传感器，平时为低电平，检测到可燃性气体后转变为高电平。试用 STM32 外部中断进行编程，当检测到可燃性气体后驱动有源蜂鸣器响。（提示：蜂鸣器响是否需要延时？）（15 分）
