Arduinio mega 2560习题-填空、选择和判断-5-中断系统

原创已于 2024-11-28 12:41:58 修改 · 1.1k 阅读

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于 2024-11-28 12:40:22 首次发布

答案仅供参考，未必正确，请如需使用请核实。

第五部分中断系统

填空题

Arduino Mega 2560基于______微控制器。
- 答案: ATmega2560
ATmega2560具有______个中断向量。
- 答案: 29
中断使能寄存器是______。
- 答案: EIMSK
中断标志寄存器是______。
- 答案: EIFR
定时器/计数器1的中断向量号是______。
- 答案: 13 (或 TIMER1_COMPA)
外部中断INT0的中断向量号是______。
- 答案: 2 (或 INT0)
要使能外部中断INT1，需要设置______寄存器的______位。
- 答案: EICRA, ISC11
中断优先级由______寄存器控制。
- 答案: (没有直接的中断优先级寄存器，但可以通过设置中断模式和触发条件来间接控制)
当INT0引脚检测到______电平时，会触发外部中断INT0。
- 答案: 低 (或 LOW)
在中断服务程序中，通常需要用______语句来清除中断标志。
- 答案: 特定的中断标志清除操作 (如 EIFR |= (1 << INTF0); 清除INT0中断标志)
Arduino Mega 2560的中断函数通常通过______关键字来定义。
- 答案: ISR
定时器/计数器2的溢出中断向量是______。
- 答案: TIMER2_OVF
USART接收中断的中断向量是______。
- 答案: USART_RX
SPI中断的中断向量是______。
- 答案: SPI_STC
要禁用所有中断，可以清除______寄存器的______位。
- 答案: EIMSK, 所有相关位 (实际上是通过清除各个中断使能位来实现的)

单选题

下列哪个寄存器用于控制中断使能？
- A. SREG
- B. EIMSK
- C. SPMCR
- D. TCCR1A
- 答案: B
下列哪个中断不是Arduino Mega 2560支持的？
- A. 定时器/计数器0比较匹配中断
- B. USART发送中断
- C. ADC转换完成中断
- D. I2C总线中断
- 答案: D (Arduino Mega 2560没有内置的I2C硬件，因此不支持I2C中断)
外部中断INT0默认触发方式是？
- A. 上升沿触发
- B. 下降沿触发
- C. 低电平触发
- D. 高电平触发
- 答案: C
下列哪个函数用于在中断服务程序中清除中断标志？
- A. digitalWrite()
- B. delay()
- C. EIFR |= (1 << INTF0)
- D. pinMode()
- 答案: C (针对INT0中断)
定时器/计数器1的比较匹配中断A的中断向量号是？
- A. 10
- B. 11
- C. 12
- D. 13
- 答案: D
要设置外部中断INT1为上升沿触发，应配置哪个寄存器？
- A. EICRA
- B. EICRB
- C. DDRD
- D. PORTD
- 答案: A
下列哪个不是中断服务程序的正确写法？
- A. ISR(TIMER1_COMPA_vect) { ... }
- B. void TIMER1_COMPA_vect() { ... }
- C. interrupt void TIMER1_COMPA_vect() { ... }
- D. void myISR() { ... } (并通过attachInterrupt()函数关联)
- 答案: D (对于AVR微控制器，应使用ISR宏定义中断服务程序)
USART接收中断的中断向量名称是？
- A. USART_TX
- B. USART_RX
- C. USART_UDRE
- D. USART_DRE
- 答案: B
定时器/计数器2的溢出中断使能位位于哪个寄存器？
- A. TIMSK0
- B. TIMSK1
- C. TIMSK2
- D. TIMSK3
- 答案: C
下列哪个语句用于全局禁用中断？
- A. cli();
- B. sei();
- C. noInterrupts();
- D. interrupts();
- 答案: A (在AVR库中，cli()用于禁用中断)
SPI传输完成中断的中断向量是？
- A. SPI_STC
- B. SPI_TXC
- C. SPI_RXC
- D. SPI_DRE
- 答案: A
要使能定时器/计数器1的比较匹配中断B，应设置哪个寄存器的哪个位？
- A. TIMSK1, OCIE1B
- B. TIMSK0, OCIE0B
- C. TCCR1A, WGM12
- D. TCCR1B, WGM13
- 答案: A
下列哪个不是中断函数的特点？
- A. 不能返回值
- B. 不能带参数
- C. 可以被其他中断打断
- D. 通常用于处理紧急事件
- 答案: C (中断函数通常具有原子性，不能被其他中断打断，除非设置了中断优先级)
外部中断INT2的中断向量号是？
- A. 0
- B. 1
- C. 3
- D. 4
- 答案: C
要清除外部中断INT1的中断标志，应操作哪个寄存器的哪个位？
- A. EIFR, INTF1
- B. EIMSK, INT1
- C. PIND, INT1
- D. DDRD, INT1
- 答案: A

判断题

Arduino Mega 2560支持I2C中断。()
- 答案: 错
外部中断INT0默认是低电平触发。()
- 答案: 对
中断服务程序可以像普通函数一样被调用。()
- 答案: 错
要使能中断，必须设置相应的中断使能位。()
- 答案: 对
定时器/计数器0的溢出中断向量号是1。()
- 答案: 错 (实际上是0)
在中断服务程序中，不需要手动清除中断标志。()
- 答案: 错
可以通过修改EICRA寄存器来改变外部中断INT1的触发方式。()
- 答案: 对
USART发送中断和接收中断共享同一个中断向量。()
- 答案: 错
禁用中断可以使用cli()函数，启用中断可以使用sei()函数。()
- 答案: 对
SPI中断包括传输完成中断、接收中断和发送中断。()
- 答案: 对 (但具体的中断向量和名称可能有所不同)
中断优先级可以通过设置中断模式和触发条件来间接控制。()
- 答案: 对 (虽然没有直接的中断优先级寄存器，但可以通过其他方式实现优先级控制)
定时器/计数器1的比较匹配中断A和B共享同一个中断向量。()
- 答案: 错
在中断服务程序中，可以执行长时间的延迟操作。()
- 答案: 错 (中断服务程序应尽可能简短，以避免影响系统的实时性)
外部中断INT2的中断向量号比INT1的大。()
- 答案: 对
可以通过attachInterrupt()函数为外部中断关联自定义的中断服务程序。()
- 答案: 错 (attachInterrupt()是Arduino库函数，用于关联简单的中断处理函数，但不是通过ISR宏定义的中断服务程序)

分析题

分析Arduino Mega 2560的中断系统结构，并解释中断如何提高系统的实时性。

答案：
Arduino Mega 2560基于ATmega2560微控制器，其中断系统结构包括多个中断源（如定时器/计数器、外部中断、USART、SPI等），每个中断源都有对应的中断向量和中断服务程序。当中断发生时，微控制器会暂停当前执行的任务，跳转到对应的中断服务程序处理紧急事件，处理完毕后返回原任务继续执行。这种机制使得系统能够及时响应外部事件或内部定时器，提高了系统的实时性和响应速度。
描述ATmega2560的中断控制寄存器及其作用。

答案：
ATmega2560的中断控制寄存器主要包括中断使能寄存器（EIMSK）、中断标志寄存器（EIFR）以及各个中断源对应的中断使能和中断标志位（如TIMSKx、EICRA/B等）。EIMSK用于控制哪些中断源被使能；EIFR用于指示哪些中断已经发生；TIMSKx等寄存器用于控制特定中断源（如定时器/计数器）的中断使能；EICRA/B用于配置外部中断的触发方式。这些寄存器共同协作，实现了对中断系统的精细控制。
解释中断优先级的概念，并讨论ATmega2560如何处理中断优先级。

答案：
中断优先级是指当多个中断同时发生时，系统根据优先级决定先处理哪个中断。ATmega2560并没有直接的中断优先级寄存器，但可以通过设置中断模式和触发条件来间接实现优先级控制。例如，可以通过配置外部中断的触发方式（如低电平触发、上升沿触发等）和定时器/计数器的比较匹配条件，来使得某些中断在特定条件下更容易被触发，从而间接实现优先级控制。此外，还可以通过编写中断服务程序时考虑中断的嵌套和屏蔽来管理中断优先级。
分析外部中断INT0的工作原理，并说明如何配置其为下降沿触发。

答案：
外部中断INT0是ATmega2560的一个重要中断源，它可以通过外部引脚上的信号变化来触发中断。当INT0引脚检测到设定的触发条件时（如下降沿），微控制器会暂停当前任务，跳转到INT0的中断服务程序执行。要配置INT0为下降沿触发，需要设置EICRA寄存器的ISC01位为1，ISC00位为0。这样，当INT0引脚上的信号从高电平变为低电平时，就会触发中断。
讨论中断函数的结构形式，并解释为什么中断函数不能返回值也不能带参数。

答案：
中断函数的结构形式通常是通过ISR宏定义的，如ISR(TIMER1_COMPA_vect) { ... }。中断函数不能返回值也不能带参数，这是因为中断是异步发生的，系统不知道何时会触发中断，也无法预测中断函数会被哪个任务打断。如果中断函数返回值或带参数，那么当中断发生时，系统可能无法正确处理这些返回值和参数，导致程序出错。此外，中断函数应该尽可能简短和高效，以避免影响系统的实时性和稳定性。

填空题

Arduino Mega 2560基于______微控制器。
答案：ATmega2560
ATmega2560具有______个定时器/计数器。
答案：6
定时器/计数器0是一个______位定时器。
答案：8
要使能定时器/计数器1的比较匹配中断A，需要设置______寄存器。
答案：TIMSK1
定时器/计数器2的预分频器可以通过______寄存器来配置。
答案：TCCR2B
在CTC模式下，定时器/计数器会在比较匹配时______。
答案：清零并重新开始计数
要配置定时器/计数器为快速PWM模式，需要设置______寄存器中的WGM位。
答案：TCCRxA（x为定时器/计数器编号）
定时器/计数器3的中断向量名称是______。
答案：TIMER3_COMPA_vect（或TIMER3_COMPB_vect，具体取决于比较匹配单元）
通过设置______寄存器，可以控制哪些中断源被使能。
答案：EIMSK
定时器/计数器4的比较匹配寄存器A是______。
答案：OCR4A
在PWM模式下，输出信号的占空比由______决定。
答案：比较匹配寄存器的值
定时器/计数器5的溢出中断服务程序名称是______。
答案：ISR(TIMER5_OVF_vect)
要使定时器/计数器在计数到最大值时产生溢出中断，需要设置______寄存器中的TOIE位。
答案：TIMSKx（x为定时器/计数器编号）
定时器/计数器1的计数寄存器是______。
答案：TCNT1
ATmega2560的定时器/计数器系统支持______种不同的工作模式。
答案：多种（具体数量取决于不同定时器的配置和组合）

单选题

下列哪个寄存器用于配置定时器/计数器1的预分频器？
A. TCCR1A
B. TCCR1B
C. TCCR1C
D. TIMSK1
答案：B
定时器/计数器2的比较匹配中断B的中断向量是？
A. TIMER2_COMPA_vect
B. TIMER2_COMPB_vect
C. TIMER2_OVF_vect
D. TIMER1_COMPA_vect
答案：B
下列哪个选项不是定时器/计数器的工作模式？
A. 正常模式
B. CTC模式
C. 快速PWM模式
D. 相位修正PWM模式
E. 计时器模式（这是一个虚构的选项）
答案：E
要使能定时器/计数器0的溢出中断，需要设置哪个位？
A. OCIE0A
B. OCIE0B
C. TOIE0
D. ICIE0
答案：C
定时器/计数器3的比较匹配寄存器B是？
A. OCR3A
B. OCR3B
C. TCNT3
D. TCCR3A
答案：B
下列哪个寄存器用于控制外部中断的触发方式？
A. EIMSK
B. EIFR
C. EICRA
D. EICRB
答案：C（对于ATmega2560，EICRA和EICRB共同控制外部中断的触发方式）
在PWM模式下，输出信号的频率由什么决定？
A. 预分频器的值
B. 比较匹配寄存器的值
C. 计数器的初始值
D. 定时器的位数
答案：A
定时器/计数器4的溢出中断服务程序名称是？
A. ISR(TIMER4_COMPA_vect)
B. ISR(TIMER4_COMPB_vect)
C. ISR(TIMER4_OVF_vect)
D. ISR(TIMER3_OVF_vect)
答案：C
要配置定时器/计数器为相位修正PWM模式，需要设置哪个寄存器中的哪些位？
A. TCCRxA，WGM位
B. TIMSKx，OCIExA/B位
C. EIMSK，INTx位
D. EICRA/B，ISCx位
答案：A（并需要具体设置WGM位的值）
下列哪个选项不是中断服务程序的正确命名方式？
A. ISR(TIMER1_COMPA_vect)
B. ISR(INT0_vect)
C. myISR()
D. ISR(USART0_RX_vect)
答案：C
定时器/计数器5的比较匹配中断A的中断向量是？
A. TIMER5_COMPA_vect
B. TIMER5_COMPB_vect
C. TIMER5_OVF_vect
D. TIMER4_COMPA_vect
答案：A
要使定时器/计数器在比较匹配时产生中断，需要设置哪个位？
A. TOIEx
B. OCIExA/B
C. ICIEx
D. TCSx
答案：B
下列哪个寄存器用于读取定时器/计数器1的当前计数值？
A. TCCR1A
B. TCCR1B
C. TCNT1
D. OCR1A
答案：C
在正常模式下，定时器/计数器会如何计数？
A. 从0计数到最大值然后停止
B. 从0计数到最大值然后溢出并从0重新开始
C. 从设定的初始值开始计数到最大值然后停止
D. 从设定的初始值开始计数到最大值然后溢出并从初始值重新开始
答案：B
要配置定时器/计数器为CTC模式，需要设置哪个寄存器中的哪些位？
A. TCCRxA，WGM位
B. TIMSKx，TOIEx位
C. EICRA/B，ISCx位
D. DDRx，PORTx位
答案：A（并需要具体设置WGM位的值）

判断题

定时器/计数器0是一个16位定时器。（）
答案：错（它是一个8位定时器）
要使能定时器/计数器2的比较匹配中断B，需要设置TIMSK2寄存器中的OCIE2B位。（）
答案：对
在快速PWM模式下，输出信号的占空比固定为50%。（）
答案：错（占空比由比较匹配寄存器的值决定）
定时器/计数器4的溢出中断可以通过设置EIMSK寄存器来使能。（）
答案：错（应该通过设置TIMSK4寄存器中的TOIE4位来使能）
外部中断INT0和INT1的触发方式可以通过EICRA和EICRB寄存器来配置。（）
答案：对（对于ATmega2560而言）
定时器/计数器5的比较匹配寄存器A是OCR5。（）
答案：错（应该是OCR5A）
在CTC模式下，定时器/计数器会在计数到最大值时产生溢出中断。（）
答案：错（在CTC模式下，定时器/计数器会在比较匹配时清零并重新开始计数，不会产生溢出中断）
要配置定时器/计数器为相位修正PWM模式，需要设置TCCRxA寄存器中的WGM位为特定值。（）
答案：对（并需要具体设置WGM位的值）
定时器/计数器1的计数寄存器是TCNT1L和TCNT1H。（）
答案：错（对于8位定时器/计数器而言，只有TCNT1；对于16位定时器/计数器而言，才有TCNT1L和TCNT1H）
定时器/计数器3的比较匹配中断A的中断服务程序可以通过ISR(TIMER3_COMPA_vect)来定义。（）
答案：对
在PWM模式下，输出信号的频率由比较匹配寄存器的值决定。（）
答案：错（由预分频器的值决定）
要使能定时器/计数器4的溢出中断，需要设置TIMSK4寄存器中的TOIE4位。（）
答案：对
外部中断INT2的触发方式可以通过EICRA寄存器来配置。（）
答案：错（对于ATmega2560而言，只有INT0和INT1，没有INT2）
定时器/计数器5是一个8位定时器。（）
答案：错（它是一个16位定时器）
在正常模式下，定时器/计数器会从0计数到其最大值，然后溢出并从0重新开始计数。（）
答案：对