总结STM32嵌入式面试知识点_嵌入式面试 spi

一、STM32F1和F4的区别？

内核不同：F1是Cortex-M3内核，F4是Cortex-M4内核；主频不同：F1主频72MHz，F4主频168MHz；浮点运算：F1无浮点运算单位，F4有；功能性能：F4外设比F1丰富且功能更强大，比如GPIO翻转速率、上下拉电阻配置、ADC精度等；内存大小：F1内部SRAM最大64K，F4有192K(112+64+16)。

二、介绍一下STM32启动过程

通过Boot引脚设定,寻找初始地址初始化栈指针 __initial_sp指向复位程序 Reset_Hander设置异常中断 HardFault_Handler设置系统时钟 SystemInit调用C库函数 _main

三、介绍一下GPIO

GPIO 8种工作模式（gpio_init.GPIO_Mode）：

（1） GPIO_Mode_AIN 模拟输入

（2） GPIO_Mode_IN_FLOATING 浮空输入

（3） GPIO_Mode_IPD 下拉输入

（4） GPIO_Mode_IPU 上拉输入

（5） GPIO_Mode_Out_OD 开漏输出

（6） GPIO_Mode_Out_PP 推挽输出

（7） GPIO_Mode_AF_OD 复用开漏输出

（8） GPIO_Mode_AF_PP 复用推挽输出APB2负责 AD，I/O，高级TIM，串口1。

APB1负责 DA，USB，SPI，I2C，CAN，串口2345，普通TIM，PWR

四、UART

• 问题一：串行通信方式介绍

同步通信：I2C 半双工，SPI 全双工

异步通信：RS485 半双工、RS232 全双工

• 问题二：串口配置

串口设置的一般步骤可以总结为如下几个步骤：

（1）串口时钟使能，GPIO时钟使能（2）串口复位（3）GPIO端口模式设置TX的GPIO工作模式为：GPIO_Mode_AF_PP;  //复用推挽输出RX的GPIO工作模式为：GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入

（4）串口参数初始化主要包含：波特率设置（115200）、8个数据位、1个停止位、无奇偶校验位、无硬件数据流控制、收发模式。（5）开启中断并且初始化NVIC（如果需要开启中断才需要这个步骤）

（6）使能串口

（7）编写中断处理函数

• 问题三：USART主要特点

（1）全双工操作（相互独立的接收数据和发送数据）；

（2）同步操作时，可主机时钟同步，也可从机时钟同步；

（3）独立的高精度波特率发生器，不占用定时/计数器；

（4）支持5、6、7、8和9位数据位，1或2位停止位的串行数据桢结构；

（5）由硬件支持的奇偶校验位发生和检验；

（6）数据溢出检测；

（7）帧错误检测；

（8）包括错误起始位的检测噪声滤波器和数字低通滤波器

（9）三个完全独立的中断，TX发送完成、TX发送数据寄存器空、RX接收完成；

（10）支持多机通信模式；

（11）支持倍速异步通信模式。

应用场景：GPS、蓝牙、4G模块

五、I2C

问题一：I2C 总线在传送数据过程中共有三种类型信号

（1）开始信号：SCL 为高电平时，SDA 由高电平向低电平跳变，开始传送数据。

（2）结束信号：SCL 为高电平时，SDA 由低电平向高电平跳变，结束传送数据。

（3）应答信号：接收数据的 IC 在接收到 8bit 数据后，向发送数据的 IC 发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU 向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU 接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为受控单元出现故障。

问题二：I2C主机模式端口该怎么配置硬件模式：复用开漏输出、既不上拉也不下拉。

（快速模式：400 Kbit/s）软件模拟：推挽输出、配置上拉电阻。

问题三：I2C仲裁机制？I2C 仲裁机制，理解了 线“与”（Wired-AND），就一目了然了。简单说，它遵循“低电平优先”的原则，即谁先发送低电平谁就会掌握对总线的控制权。

硬件模式： 是由通信速率设置的

/* STM32 I2C 快速模式 */
#define I2C_Speed 400000
 
/* 通信速率 */
I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = I2C_Speed;

软件模拟： 没有设置通信速率，该怎么计算呢？

通过I2C总线位延迟函数 i2c_Delay：

static void i2c_Delay(void)
{
  uint8_t i;
 
  /*
     下面的时间是通过安富莱AX-Pro逻辑分析仪测试得到的。
    CPU主频72MHz时，在内部Flash运行, MDK工程不优化
    循环次数为10时，SCL频率 = 205KHz
    循环次数为7时，SCL频率 = 347KHz， SCL高电平时间1.5us，SCL低电平时间2.87us
     循环次数为5时，SCL频率 = 421KHz， SCL高电平时间1.25us，SCL低电平时间2.375us
 
    IAR工程编译效率高，不能设置为7
  */
  for (i = 0; i < 10; i++);
}

应用场景：PMIC、加速度计、陀螺仪

六、SPI

• 问题一：SPI需要几根线？

SPI 接口一般使用 4 条线通信：MISO 主设备数据输入，从设备数据输出。MOSI 主设备数据输出，从设备数据输入。SCLK 时钟信号，由主设备产生。CS 从设备片选信号，由主设备控制。

• 问题二：SPI通信的四种模式？

SPI 有四种工作模式，各个工作模式的不同在于 SCLK 不同, 具体工作由 CPOL，CPHA 决定。

（1）CPOL: (Clock Polarity)，时钟极性。SPI的CPOL，表示当SCLK空闲idle的时候，其电平的值是低电平0还是高电平1。

CPOL=0，时钟空闲idle时候的电平是低电平，所以当SCLK有效的时候，就是高电平，就是所谓的active-high；

CPOL=1，时钟空闲idle时候的电平是高电平，所以当SCLK有效的时候，就是低电平，就是所谓的active-low；

（2）CPHA:(Clock Phase)，时钟相位。

相位，对应着数据采样是在第几个边沿（edge），是第一个边沿还是第二个边沿， 0对应着第一个边沿，1对应着第二个边沿。

CPHA=0，表示第一个边沿：

对于CPOL=0，idle时候的是低电平，第一个边沿就是从低变到高，所以是上升沿；

对于CPOL=1，idle时候的是高电平，第一个边沿就是从高变到低，所以是下降沿；

CPHA=1，表示第二个边沿：

对于CPOL=0，idle时候的是低电平，第二个边沿就是从高变到低，所以是下降沿；对于CPOL=1，idle时候的是高电平，第一个边沿就是从低变到高，所以是上升沿；

• 问题三：该如何确定使用哪种模式？

（1）先确认从机需求的 SCLK 极性，不工作时是在低电位还是高电位，由此确认 CPOL 为 0 或 1。看原理图，我们设置串行同步时钟的空闲状态为高电平所以我们选择 SPI_CPOL_High。也就是CPOL为1。

（2）再由slave芯片 datasheet 中的时序图确认 slave 芯片是在 SCLK 的下降沿采集数据，还是在SCLK的上升沿。

翻译一下：W25Q32JV通过SPI兼容总线访问，包括四个信号:串行时钟(CLK)，芯片选择(/CS)，串行数据输入(DI)和串行数据输出(DO)。

标准SPI指令使用DI输入引脚串行地将指令、地址或数据写入CLK上升沿上的设备。DO输出引脚用于从CLK下降沿上的设备读取数据或状态。支持模式0(0,0)和3(1,1)的SPI总线操作。

模式0和模式3关注的是当SPI总线主端处于待机状态，数据没有被传输到串行Flash时CLK信号的正常状态。对于模式0，在下降和上升时，CLK信号通常是低的边缘/ CS。对于模式3，在/CS的下降和上升边缘上CLK信号通常是高的。

既然串行同步时钟的空闲状态为高电平，这里我们选择第二个跳变沿，所以选择 SPI_CPHA_2Edge。也就是CPHA为1。

即，我们选择的是模式3(1,1)。

应用场景：SPI Flash，W25Q32 存储器容量 32Mb (4M x 8)，即4M byte

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七、CAN

• 问题一：CAN总结介绍一下 CAN控制器根据 CAN_L 和 CAN_H上 的电位差来判断总线电平。总线电平分为显性电平和隐性电平，二者比居其一。发送方通过使总线电平发生变化，将消息发送给接收方。问题二：CAN初始化配置步骤? （1）配置相关引脚的复用功能，使能CAN时钟 （2）设置CAN工作模式及波特率等（CAN初始化环回模式,波特率500Kbps ） （3）设置滤波器问题三：CAN发送数据格式

CanTxMsg TxMessage;TxMessage.StdId=0x12; //标准标识符
TxMessage.ExtId=0x12; // 设置扩展标示符
TxMessage.IDE=CAN_Id_Standard; // 标准帧
TxMessage.RTR=CAN_RTR_Data; // 数据帧
TxMessage.DLC=len; // 要发送的数据长度 发送8个字节
for(i=0;i<len;i++)
  TxMessage.Data[i]=msg[i]; //数据

八、DMA

• 问题一：DMA介绍？

直接存储器存取(DMA) 用来提供在外设和存储器之间，或者存储器和存储器之间的高速数据传输。无须CPU干预，数据可以通过DMA快速地移动，这就节省了CPU的资源来做其他操作。

• 问题二：DMA传输模式有几种？

DMA_Mode_Circular 循环模式DMA_Mode_Normal 正常缓存模式

应用场景：GPS、蓝牙，都是用的循环采集，DMA_Mode_Circular模式。

一个比较重要的函数，获取当前剩余数据量大小，根据设置的接收buff大小减去当前剩余数据量 ，得到当前接收数据大小。

九、中断

• 问题一：描述一下中断的处理流程？ （1）初始化中断，设置触发方式是上升沿/下降沿/双沿触发。（2）触发中断，进入中断服务函数

• 问题二：STM32的中断控制器支持多少个外部中断？

STM32的中断控制器支持 19 个外部中断/事件请求：

从图上来看，GPIO 的管脚 GPIOx.0~GPIOx.15(x=A，B，C，D，E，F，G)分别对应中断线 0 ~ 15。

另外四个EXTI线的连接方式如下：● EXTI线16连接到PVD输出● EXTI线17连接到RTC闹钟事件● EXTI线18连接到USB唤醒事件● EXTI线19连接到以太网唤醒事件(只适用于互联型产品)中断服务函数列表：IO口外部中断在中断向量表中只分配了7个中断向量，也就是只能使用7个中断服务函数。EXTI0_IRQHandlerEXTI1_IRQHandlerEXTI2_IRQHandlerEXTI3_IRQHandlerEXTI4_IRQHandlerEXTI9_5_IRQHandler

EXTI15_10_IRQHandler

十、STM32有几个时钟源

STM32 有5个时钟源:HSI、HSE、LSI、LSE、PLL。

①、HSI是高速内部时钟，RC振荡器，频率为8MHz，精度不高。

②、HSE是高速外部时钟，可接石英/陶瓷谐振器，或者接外部时钟源，频率范围为4MHz~16MHz。

③、LSI是低速内部时钟，RC振荡器，频率为40kHz，提供低功耗时钟。

④、LSE是低速外部时钟，接频率为32.768kHz的石英晶体。

⑤、PLL为锁相环倍频输出，其时钟输入源可选择为HSI/2、HSE或者HSE/2。倍频可选择为2~16倍，但是其输出频率最大不得超过72MHz。

十一、RTOS的任务是怎么写的？如何切出这个任务？

解答：

一个任务，也称作一个线程。UCOS有一个任务调度机制，根据任务的优先级进行调度。一个是硬件中断， 那么系统会将当前任务有关变量入栈，然后执行中断服务程序，执行完成后出栈返回.另一个是任务之间的切换，使用的方法就是任务调度，每一个任务有自己的栈，调度也是一样的入栈，然后执行另一个程序，然后出栈返回。

并非是每一任务按优先级顺序轮流执行的，而是高优先级的任务独占运行，除非其主动放弃执行，否则低优先级任务不能抢占，同时高优先级可以把放出去给低优先级任务使用的CPU占用权抢回来。所以ucos的任务间要注意插入等待延时，以便ucos切出去让低优先级任务执行。

十二、UCOSII中任务间的通信方式有哪几种？

解答：

在UCOSII中，是使用信号量、邮箱（消息邮箱）和消息队列这些被称作事件的中间环节来实现任务间的通信的，还有全局变量。信号量用于：1.控制共享资源的使用权（满足互斥条件）

2.标志某时间的发生

3.使2个任务的行为同步

应用实例：互斥信号量

作为互斥条件，信号量初始化为 1。

实现目标：调用串口发送命令，必须等待返回“OK”字符过后，才能发送下一条命令。每个任务都有可能使用到此发送函数，不能出现冲突！

消息队列：

概念：

（1）消息队列实际上就是邮箱阵列

（2）任务和中断都可以将一则消息放入队列中，任务可以从消息队列中获取消息。

（3）先进入队列的消息先传给任务(FIFO)。

（4）每个消息队列有一张等待消息任务的等待列表，如果消息列中没有消息，则等待消息的任务就被挂起，直到消息到来。

应用场景：串口接收程序中的接收缓冲区。

储存外部事件。

十三、项目使用了自定义协议，是什么结构？

解答：

结构为：帧头（SDTC）+帧长度+指令+流水号+数据+CRC校验。

十四、uCOSII和Linux的差异？

解答：

μC/OS-II是专门为计算机的嵌入式应用设计的，μC/OS-II 具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点， 最小内核可编译至 2KB 。μC/OS-II 已经移植到了几乎所有知名的CPU 上。

linux 免费，安全，稳定，应用范围广，在嵌入式上，服务器上，家用机，都有广泛应用。

μC/OS-II Linux 都适合用在嵌入式上。但μC/OS-II 是专为嵌入式而设计，这样的结果是，运行效率更高，占用资源更少。

linux 都可以用作服务器上，使用率高。linux 虽然不是专门针对服务器而开发，但其源码公开，完全可以修改，使得两者差异不大，最主要的发行版 redhat linux 就是在服务器上用得很多的系统。

十五、Git提交代码

问题：Git提交代码过程？

解答：

1、显示工作路径下已修改的文件：

$ git status

2、进入修改文件目录：

$cd -

3、显示与上次提交版本文件的不同：

$ git diff

4、把当前所有修改添加到下次提交中：

$ git add .

5、添加相关功能说明，（第一次提交使用这个）

$ git commit -s

其中还要注明:

Fuction: 修改代码的功能Ticket: 对应Bug号

注意：每一个文件夹下都要重新提一次。

6、查看提交代码

$ tig .

7、请勿修改已发布的提交记录! （以后提交使用这个）

$git commit --amend

命令模式下：

：x ( 写入文件并退出)

8、推送到服务器

$ git push origin HEAD:refs/for/master

十六、ucosii和ucosiii和freeRTOS比较

• 问题一：三者比较？

解答：

ucosii 和 freeRTOS比较：

（1）freeRTOS只支持TCP/IP， uCOSii则有大量外延支持，比如FS， USB， GUI， CAN等的支持。（我们用于tbox要用到CAN，所以选择uCOSii）（2）freeRTOS 是在商业上免费应用。uCOSii在商业上的应用是要付钱的。（3）任务间通讯freeRTOS只支持队列， 信号量， 互斥量。uCOSii除这些外，还支持事件标志组，邮箱。

（4）理论上讲，freeRTOS 可以管理超过64个任务，而uCOSii只能管理64个。

ucosii 和 ucosiii 比较：

那么从μC/OS-II到μC/OS-III有哪些不同的地方呢？增加了什么，我们看改动还是很大的。

一个是原来只有0~63个优先级，而且优先级不能重复，现在允许几个任务使用同一个优先级，在同一个优先级里面，支持时间片调度法；

第二个是允许用户在程序运行中动态配置实时操作系统内核资源，比如，任务、任务栈、信号量、事件标志组、消息队列、消息数、互斥型信号量、存储块划分和定时器，可以在程序运行中变更。这样，用户可以避免在程序编译过程中出现资源不够分配的问题。

在资源复用上，也做了一些改进。μC/OS-II中，最多任务数有64个，到了版本2.82以后是256个，μC/OS-III中，用户可以由任意多的任务、任意多的信号量、互斥型信号量、事件标志、消息列表、定时器和任意分配的存储块容量，仅受限于用户CPU可以使用的RAM量。这个也是一个很大的扩展。

（问：邵老师，它的这个数是启动时就固定的，还是启动后随便定？）它是配置的时候可以自由定义的，只有你的RAM足够大的话。

第四点是增加了很多功能，功能总是越来越多的，大伙可以看一下的。原来这些功能在μC/OS-II里面是没有的。

十七、低功耗模式

• 问题一：低功耗模式有几种？唤醒方式是什么？

解答：

十八、物联网的架构

• 问题一：物联网的架构分为几层? 每一层都负责哪些功能？

解答：

分三层，物联网从架构上面可以分为感知层、网络层和应用层

（1）感知层： 负责信息采集和物物之间的信息传输，信息采集的技术包括传感器、条码和二维码、 RFID射频技术、音视频等多媒体信息。

信息传输包括远近距离数据传输技术、自组织组网技术、协同信息处理技术、信息采集中间件技术等传感器网络。

感知层是实现物联网全面感知的核心能力，是物联网中包括关键技术、标准化方面、产业化方面亟待突破的部分，关键在于具备更精确、更全面的感知能力，并解决低功耗、小型化和低成本的问题。

（2）网络层： 是利用无线和有线网络对采集的数据进行编码、认证和传输，广泛覆盖的移动通信网络是实现物联网的基础设施，是物联网三层中标准化程度昀高、产业化能力昀强、昀成熟的部分，关键在于为物联网应用特征进行优化和改进，形成协同感知的网络。

（3）应用层： 提供丰富的基于物联网的应用，是物联网发展的根本目标，将物联网技术与行业信息化需求相结合，实现广泛智能化应用的解决方案集，关键在于行业融合、信息资源的开发利用、低成本高质量的解决方案、信息安全的保障以及有效的商业模式的开发。

十九、内存管理

• 问题一：UCOS中内存管理的方法有哪些？

解答：

系统通过与内存分区相关联的内存控制块来对内存分区进行管理。

动态内存管理函数有：

创建动态内存分区函数OSMemCreate();请求获得内存块函数OSMemGet();

释放内存块函数OSMemPut();

二十、Ucos中任务状态哪几种？任务状态之间的关系图？

解答：

有5种状态：

睡眠状态、就绪状态、运行状态、等待状态（等待某一事件发生）和中断服务状态。

UCOSII 任务的5个状态转换关系：

二十一、ADC

简述STM32的ADC系统的功能特性（1）12bit分辨率（2）自动校准（3）可编程数据对齐（转换结果支持左对齐或右对齐方式存储在16位数据寄存器）（4）单次和连续转换模式

二十二、系统时钟

• 简述设置系统时钟的基本流程

（1）打开HSE,等待就绪后，设置Flash等待操作。（2）设置AHB，APB1，APB2分频系数，确定他们各自和系统时钟的关系。（3）设置CFGR寄存器确定PLL的时钟来源和倍频系数(HSE外部8M*9倍=72MHz)。

（4）使能PLL，将系统时钟源切换到PLL。

二十三、HardFault_Handler处理

• 问题一：造成原因

(1)数组越界操作；(2)内存溢出，访问越界；(3)堆栈溢出，程序跑飞；(4)中断处理错误；

• 问题二：处理方式

（1）在startup_stm32f10x_cl.s里找到 HardFault_Handler 的地址重映射，并重新编写，让其跳转到 HardFaultHandle 函数。

（2）打印查看R0、R1、R2、R3、R12、LR、PC、PSR寄存器。

（3） 查看Fault状态寄存器组（SCB->CFSR和SCB->HFSR）

二十四、TTS语音合成方法

• 问题一：sim7600 TTS语音使用什么方法

解答：

（1）使用unicode编码合成声音

AT+CTTS=1,” 6B228FCE4F7F75288BED97F3540862107CFB7EDF”

内容是“欢迎使用语音合成系统”，模块收发中文短信就是unicode编码，所以很容易将短信朗读出来；

（2）直接输入文本，普通字符采用ASIIC码，汉字采用GBK编码。

AT+CTTS=2,”欢迎使用语音合成系统”

二十五、定时器

• 已知STM32的系统时钟为 72MHz，如何设置相关寄存器，实现20ms定时？

解答：

通过SysTick_Config(SystemCoreClock / OS_TICKS_PER_SEC))//1ms定时器

其中：

uint32_t SystemCoreClock  = SYSCLK_FREQ_72MHz;        /*!< System Clock Frequency (Core Clock) */ #define SYSCLK_FREQ_72MHz  72000000 #define OS_TICKS_PER_SEC       1000    /* Set the number of ticks in one second

如果需要20ms则，可以通一设置一个全局变量，然后定初值得为20，这样，每个systick中断一次，这个全局变量减1，减到0,即systick中断20次，时间为：1ms*20=20ms。从而实现 20ms 的定时。

二十六、状态机

• 问题：使用的什么状态机？

解答：

（英语：Finite-state machine, FSM），又称有限状态自动机，简称状态机。

假设状态机的状态转换由下表所示：

实现：（使用switch语句）

//横着写
void event0func(void)
{
    switch(cur_state)
    {
        case State0:
             action0;
             cur_state = State1;
            break;
         case State1:
             action1;
             cur_state = State2;
            break;
         case State2:
             action1;
             cur_state = State0;
            break;
        default:break;
    }
}
 
void event1func(void)
{
    switch(cur_state)
    {
        case State0:
             action4;
             cur_state = State1;
             break;
        default:break;
    }
}
 
void event2func(void)
{
    switch(cur_state)
    {
        case State0:
             action5;
             cur_state = State2;
            break;
         case State1:
             action6;
             cur_state = State0;
            break;
        default:break;
    }
}

二十七、器件选型

STM32F407 VS STM32F103 主要功能及资源对比？

解答：