邵陽(yáng)學(xué)院《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁(yè)，共3頁(yè)邵陽(yáng)學(xué)院《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個(gè)小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、單片機(jī)的代碼優(yōu)化對(duì)于提高系統(tǒng)性能和降低資源消耗非常重要。假設(shè)我們的程序中存在大量的循環(huán)操作，以下哪種優(yōu)化方法可能對(duì)提高程序執(zhí)行效率最有幫助？（）A.減少循環(huán)次數(shù)B.優(yōu)化循環(huán)體內(nèi)的代碼C.使用更高效的算法D.以上方法綜合使用2、在單片機(jī)的UART（通用異步收發(fā)器）通信中，以下描述錯(cuò)誤的是：（）A.UART是一種異步串行通信接口，常用于單片機(jī)與計(jì)算機(jī)、其他單片機(jī)或設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸B.UART通信的數(shù)據(jù)格式包括起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位，其中數(shù)據(jù)位的長(zhǎng)度可以是5位、6位、7位或8位C.在UART通信中，發(fā)送方和接收方不需要使用相同的波特率，只要數(shù)據(jù)格式相同即可正確通信D.UART通信通常需要使用兩根信號(hào)線：發(fā)送線（TXD）和接收線（RXD）3、對(duì)于一個(gè)需要實(shí)時(shí)響應(yīng)多個(gè)外部中斷的單片機(jī)系統(tǒng)，為了避免中斷嵌套導(dǎo)致的混亂，通常會(huì)采取以下哪種措施？（）A.關(guān)閉所有中斷，處理完當(dāng)前中斷后再打開(kāi)B.設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)，高優(yōu)先級(jí)中斷可以打斷低優(yōu)先級(jí)中斷C.限制中斷響應(yīng)時(shí)間，超時(shí)則忽略中斷請(qǐng)求D.只允許一個(gè)中斷源產(chǎn)生中斷請(qǐng)求4、在單片機(jī)的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，使用C語(yǔ)言編程具有很多優(yōu)勢(shì)。假設(shè)我們需要實(shí)現(xiàn)一個(gè)對(duì)時(shí)間要求非常精確的操作，以下關(guān)于C語(yǔ)言在單片機(jī)編程中的局限性，哪一項(xiàng)是需要考慮的？（）A.C語(yǔ)言的執(zhí)行效率可能不如匯編語(yǔ)言高B.C語(yǔ)言無(wú)法實(shí)現(xiàn)底層硬件的直接控制C.C語(yǔ)言的代碼可讀性差，不利于維護(hù)D.以上選項(xiàng)都不正確，C語(yǔ)言在單片機(jī)編程中沒(méi)有局限性5、在單片機(jī)的I2C（集成電路總線）通信中，以下敘述不準(zhǔn)確的是：（）A.I2C是一種兩線制的串行通信協(xié)議，只需要兩根信號(hào)線：串行數(shù)據(jù)線（SDA）和串行時(shí)鐘線（SCL）B.I2C通信采用主從模式，主機(jī)負(fù)責(zé)發(fā)起通信和控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓?jié)奏，從機(jī)根據(jù)主機(jī)的指令進(jìn)行響應(yīng)C.I2C通信支持多主多從架構(gòu)，可以多個(gè)主機(jī)同時(shí)與多個(gè)從機(jī)進(jìn)行通信，不會(huì)發(fā)生沖突D.在I2C通信中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾适枪潭ǖ?，不能根?jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整6、單片機(jī)的Bootloader（引導(dǎo)加載程序）用于系統(tǒng)的升級(jí)和更新。假設(shè)我們要通過(guò)串口實(shí)現(xiàn)單片機(jī)程序的遠(yuǎn)程更新，以下關(guān)于Bootloader的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，哪一項(xiàng)是關(guān)鍵的？（）A.確保串口通信的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的正確性B.盡量減少Bootloader占用的存儲(chǔ)空間C.忽略程序更新過(guò)程中的錯(cuò)誤，繼續(xù)更新D.以上選項(xiàng)都不是，通過(guò)串口無(wú)法實(shí)現(xiàn)程序更新7、在單片機(jī)的程序調(diào)試過(guò)程中，假設(shè)我們遇到了一個(gè)難以復(fù)現(xiàn)的錯(cuò)誤，以下哪種調(diào)試工具或方法可能有助于快速定位問(wèn)題？（）A.單步調(diào)試B.斷點(diǎn)調(diào)試C.輸出調(diào)試信息D.以上方法綜合使用8、關(guān)于單片機(jī)的PWM（脈沖寬度調(diào)制）技術(shù)，以下說(shuō)法不正確的是：（）A.PWM是一種通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)控制輸出信號(hào)平均電壓的技術(shù)，常用于電機(jī)調(diào)速、燈光亮度控制等領(lǐng)域B.PWM的占空比是指高電平在一個(gè)周期中所占的比例，通過(guò)改變占空比可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓或功率的調(diào)節(jié)C.單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可以用于生成PWM信號(hào)，通過(guò)設(shè)置相關(guān)寄存器來(lái)控制脈沖的周期和占空比D.PWM信號(hào)的頻率越高越好，因?yàn)檫@樣可以提高控制的精度和響應(yīng)速度9、考慮單片機(jī)的中斷向量表，以下關(guān)于其作用和配置的描述，哪一個(gè)是不正確的？（）A.中斷向量表存儲(chǔ)了各個(gè)中斷服務(wù)程序的入口地址，當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)，單片機(jī)根據(jù)中斷向量表跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷服務(wù)程序執(zhí)行B.中斷向量表的位置通常是固定的，在單片機(jī)的存儲(chǔ)空間中有特定的區(qū)域用于存放中斷向量C.用戶可以修改中斷向量表中的內(nèi)容，將中斷服務(wù)程序的入口地址指向自定義的函數(shù)D.中斷向量表的配置非常復(fù)雜，需要深入了解單片機(jī)的底層架構(gòu)和匯編語(yǔ)言，一般不建議用戶進(jìn)行修改10、8051單片機(jī)的程序狀態(tài)字PSW中的RS1、RS0位用于（）。A.選擇工作寄存器區(qū)B.選擇定時(shí)器/計(jì)數(shù)器C.選擇中斷優(yōu)先級(jí)D.選擇串行口工作方式11、在單片機(jī)系統(tǒng)中，時(shí)鐘信號(hào)起著至關(guān)重要的作用。假設(shè)我們使用的單片機(jī)需要一個(gè)精確的10MHz時(shí)鐘信號(hào)來(lái)保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。以下關(guān)于時(shí)鐘源的選擇和配置，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.直接使用內(nèi)部振蕩器，其精度可以滿足要求B.外接一個(gè)石英晶體振蕩器，通過(guò)配置相關(guān)寄存器來(lái)設(shè)定頻率C.使用外部RC振蕩器，成本低且容易實(shí)現(xiàn)D.以上方法都不可行，無(wú)法獲得10MHz的時(shí)鐘信號(hào)12、在單片機(jī)的體系結(jié)構(gòu)中，關(guān)于哈佛結(jié)構(gòu)與馮·諾依曼結(jié)構(gòu)的區(qū)別，以下說(shuō)法正確的是：（）A.哈佛結(jié)構(gòu)和馮·諾依曼結(jié)構(gòu)在指令和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與讀取方式上沒(méi)有明顯區(qū)別，只是名稱不同B.哈佛結(jié)構(gòu)將程序指令和數(shù)據(jù)分開(kāi)存儲(chǔ)和讀取，而馮·諾依曼結(jié)構(gòu)則將指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在同一存儲(chǔ)空間。這使得哈佛結(jié)構(gòu)在處理指令和數(shù)據(jù)時(shí)能夠并行進(jìn)行，提高了運(yùn)行效率，但硬件成本相對(duì)較高；馮·諾依曼結(jié)構(gòu)則具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和較低的成本，但在指令和數(shù)據(jù)的讀取上可能存在沖突C.馮·諾依曼結(jié)構(gòu)比哈佛結(jié)構(gòu)更先進(jìn)，能適應(yīng)更復(fù)雜的應(yīng)用場(chǎng)景，哈佛結(jié)構(gòu)已逐漸被淘汰D.哈佛結(jié)構(gòu)和馮·諾依曼結(jié)構(gòu)只在大型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有區(qū)別，在單片機(jī)中沒(méi)有實(shí)際意義詳細(xì)解釋兩種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、差異、優(yōu)缺點(diǎn)以及在單片機(jī)中的應(yīng)用和影響，從而判斷每個(gè)選項(xiàng)的正確性13、在單片機(jī)的低功耗設(shè)計(jì)中，以下哪種方法可以有效降低系統(tǒng)的待機(jī)電流？（）A.關(guān)閉未使用的外設(shè)B.提高系統(tǒng)的工作頻率C.增加程序的運(yùn)行時(shí)間D.減少電源的濾波電容14、單片機(jī)的指令集結(jié)構(gòu)對(duì)編程風(fēng)格和效率有一定影響。復(fù)雜指令集（CISC）和精簡(jiǎn)指令集（RISC）相比，以下哪項(xiàng)描述是不正確的？（）A.CISC指令長(zhǎng)度不固定，RISC指令長(zhǎng)度通常固定B.CISC指令執(zhí)行周期通常較長(zhǎng)，RISC指令執(zhí)行周期較短C.CISC寄存器數(shù)量較多，RISC寄存器數(shù)量較少D.CISC指令功能強(qiáng)大，RISC指令功能相對(duì)簡(jiǎn)單15、在單片機(jī)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）應(yīng)用中，假設(shè)我們有多個(gè)任務(wù)需要同時(shí)執(zhí)行，并且對(duì)任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間有嚴(yán)格要求。以下關(guān)于任務(wù)調(diào)度和優(yōu)先級(jí)設(shè)置的策略，哪一項(xiàng)是最合理的？（）A.采用基于優(yōu)先級(jí)的搶占式調(diào)度，高優(yōu)先級(jí)任務(wù)優(yōu)先執(zhí)行B.采用時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度，平均分配CPU時(shí)間C.隨機(jī)調(diào)度任務(wù)，不考慮優(yōu)先級(jí)D.以上策略都不合理，RTOS不適合多任務(wù)環(huán)境16、關(guān)于單片機(jī)的看門(mén)狗定時(shí)器（WatchdogTimer），以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（）A.看門(mén)狗定時(shí)器用于監(jiān)測(cè)單片機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，防止程序跑飛或陷入死循環(huán)B.程序需要在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)看門(mén)狗定時(shí)器進(jìn)行清零操作，否則看門(mén)狗定時(shí)器將觸發(fā)系統(tǒng)復(fù)位C.看門(mén)狗定時(shí)器的超時(shí)時(shí)間可以通過(guò)編程進(jìn)行設(shè)置，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景D.看門(mén)狗定時(shí)器只會(huì)在程序出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)起作用，正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生任何影響17、在單片機(jī)的系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中，使用邏輯分析儀可以幫助我們分析信號(hào)。假設(shè)我們懷疑某個(gè)I/O端口的輸出信號(hào)存在異常，以下關(guān)于邏輯分析儀的使用，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.設(shè)置觸發(fā)條件，捕獲特定時(shí)刻的信號(hào)狀態(tài)B.直接連接到端口，無(wú)需任何設(shè)置即可獲取信號(hào)C.邏輯分析儀只能分析數(shù)字信號(hào)，不能分析模擬信號(hào)D.以上選項(xiàng)都不正確，邏輯分析儀對(duì)I/O端口信號(hào)分析沒(méi)有幫助18、在單片機(jī)的看門(mén)狗（Watchdog）技術(shù)中，以下描述不準(zhǔn)確的是：（）A.看門(mén)狗是一種用于監(jiān)測(cè)單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的機(jī)制，防止系統(tǒng)出現(xiàn)死機(jī)或程序跑飛的情況B.單片機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)需要定期對(duì)看門(mén)狗進(jìn)行“喂狗”操作，否則看門(mén)狗會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)復(fù)位C.看門(mén)狗的超時(shí)時(shí)間可以通過(guò)編程進(jìn)行設(shè)置，一般根據(jù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性要求來(lái)確定D.一旦看門(mén)狗觸發(fā)了系統(tǒng)復(fù)位，單片機(jī)就無(wú)法恢復(fù)正常工作，需要重新上電啟動(dòng)19、在單片機(jī)的中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置中，假設(shè)我們的系統(tǒng)同時(shí)存在多個(gè)中斷源，且它們的重要性不同。如果要確保最重要的中斷能夠及時(shí)得到響應(yīng)，以下哪種方式是正確的？（）A.為每個(gè)中斷源設(shè)置相同的優(yōu)先級(jí)B.按照中斷源的發(fā)生頻率設(shè)置優(yōu)先級(jí)C.根據(jù)中斷源的重要性設(shè)置不同的優(yōu)先級(jí)D.隨機(jī)設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)20、在單片機(jī)的故障診斷和調(diào)試過(guò)程中，使用仿真器可以提供很大的幫助。假設(shè)我們?cè)谡{(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)程序運(yùn)行結(jié)果與預(yù)期不符。以下關(guān)于仿真器的使用方法，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.單步執(zhí)行程序，觀察變量和寄存器的值B.直接運(yùn)行程序，查看最終結(jié)果C.忽略仿真器，通過(guò)實(shí)際硬件進(jìn)行調(diào)試D.以上選項(xiàng)都不正確，仿真器對(duì)調(diào)試沒(méi)有幫助二、簡(jiǎn)答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）闡述單片機(jī)在智能電力客服系統(tǒng)中的作用。2、（本題5分）說(shuō)明單片機(jī)在智能電力規(guī)范場(chǎng)論計(jì)算系統(tǒng)中的應(yīng)用。3、（本題5分）解釋單片機(jī)的智能卡接口。4、（本題5分）簡(jiǎn)述單片機(jī)的無(wú)人機(jī)飛行控制。5、（本題5分）簡(jiǎn)述單片機(jī)在汽車(chē)電子中的應(yīng)用。三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）利用單片機(jī)和超聲波傳感器，實(shí)現(xiàn)避障功能。2、（本題5分）編寫(xiě)程序，利用單片機(jī)的I2C接口與RTC芯片進(jìn)行時(shí)鐘校準(zhǔn)。3、（本題5分）設(shè)計(jì)單片機(jī)程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部DAC芯片的控制，輸出模擬信號(hào)。4、（本題5分）編寫(xiě)單片機(jī)程序，通過(guò)傳感器檢測(cè)室內(nèi)人員活動(dòng)情況，自動(dòng)控制燈光和電器的開(kāi)關(guān)。5、（本題5分）用單片機(jī)控制一個(gè)電子日歷，顯示年月日和星期。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）詳細(xì)分析單片機(jī)在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用，例如農(nóng)田灌溉控制、溫室環(huán)境調(diào)節(jié)以及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)等。探討在廣闊的農(nóng)田環(huán)境中，單片機(jī)系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和低功耗運(yùn)行，以及如何應(yīng)對(duì)復(fù)雜的土壤和氣候條件對(duì)系統(tǒng)的影響。同時(shí)，研究農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中，單片機(jī)如何與其他新興技術(shù)