中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）《地?zé)崮荛_發(fā)與應(yīng)用》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）《地?zé)崮荛_發(fā)與應(yīng)用》

2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、單片機與外部存儲器進行數(shù)據(jù)交互時，可能會受到數(shù)據(jù)總線寬度的限制。假設(shè)單片機的數(shù)據(jù)總線為8位，而外部存儲器的數(shù)據(jù)寬度為16位。以下關(guān)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶幚矸绞?，哪一項是正確的？（）A.分兩次讀取16位數(shù)據(jù)B.直接讀取，忽略數(shù)據(jù)寬度差異C.使用特殊的接口芯片進行轉(zhuǎn)換D.以上選項都不正確，無法進行數(shù)據(jù)交互2、在單片機的I/O口擴展中，使用8255可編程并行接口芯片。若將8255的A口設(shè)置為輸入，B口設(shè)置為輸出，控制字應(yīng)為：（）A.90HB.98HC.81HD.88H3、單片機的啟動代碼在系統(tǒng)上電時負責(zé)初始化硬件和設(shè)置運行環(huán)境。假設(shè)我們需要對單片機的某些特殊寄存器進行初始化，以下哪種方式可以在啟動代碼中實現(xiàn)？（）A.使用匯編語言直接操作寄存器B.通過C語言的庫函數(shù)進行初始化C.不進行特殊寄存器的初始化D.以上方法均可4、單片機的中斷向量表在中斷處理中起著關(guān)鍵作用。假設(shè)我們正在開發(fā)一個對響應(yīng)速度要求極高的單片機安全監(jiān)控系統(tǒng)。關(guān)于中斷向量表的配置和使用，以下哪種做法是最為恰當(dāng)?shù)?？（）A.不配置中斷向量表，依靠默認設(shè)置處理中斷B.合理配置中斷向量表，將關(guān)鍵中斷的優(yōu)先級設(shè)置為最高，并確保中斷服務(wù)程序的短小精悍、執(zhí)行迅速，以滿足系統(tǒng)的實時性要求C.隨意更改中斷向量表的內(nèi)容，不考慮其對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響D.忽略中斷向量表，認為中斷處理不會影響系統(tǒng)性能5、對于單片機的EEPROM（電可擦除可編程只讀存儲器），以下說法恰當(dāng)?shù)氖牵海ǎ〢.EEPROM可以多次擦寫，用于存儲需要在掉電后仍能保存的數(shù)據(jù)，如系統(tǒng)參數(shù)、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)等。讀寫EEPROM需要特定的時序和指令B.EEPROM的讀寫速度與Flash存儲器相同C.EEPROM的容量通常比Flash存儲器大D.EEPROM不需要進行數(shù)據(jù)備份，其數(shù)據(jù)不會丟失6、在單片機系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計中，以下關(guān)于硬件和軟件抗干擾措施的描述，哪一項是錯誤的？（）A.硬件抗干擾措施包括電源濾波、信號隔離、添加去耦電容等，可以有效減少外部干擾對單片機系統(tǒng)的影響B(tài).軟件抗干擾措施如數(shù)字濾波、軟件陷阱、指令冗余等，可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性C.硬件抗干擾措施能夠完全消除干擾，因此在設(shè)計中只需要關(guān)注硬件部分，軟件抗干擾措施作用不大D.硬件和軟件抗干擾措施相結(jié)合，可以更好地應(yīng)對復(fù)雜的干擾環(huán)境，提高單片機系統(tǒng)的魯棒性7、單片機的數(shù)字濾波算法在數(shù)據(jù)處理中用于去除噪聲和干擾。假設(shè)我們有一個單片機采集的傳感器數(shù)據(jù)，其中包含大量的噪聲。在選擇數(shù)字濾波算法時，以下哪種考慮是最為關(guān)鍵的？（）A.選擇計算量最大、濾波效果最好的算法，不考慮單片機的計算能力B.根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)的特點、噪聲類型和單片機的性能，選擇合適的數(shù)字濾波算法，如中值濾波、均值濾波、卡爾曼濾波等，并優(yōu)化算法實現(xiàn)，以在去除噪聲的同時保證實時性C.不進行濾波處理，直接使用原始數(shù)據(jù)D.隨機選擇一種濾波算法，不進行任何分析和優(yōu)化8、單片機的Bootloader（引導(dǎo)加載程序）用于系統(tǒng)的升級和更新。假設(shè)我們要通過串口實現(xiàn)單片機程序的遠程更新，以下關(guān)于Bootloader的設(shè)計和實現(xiàn)，哪一項是關(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占用的存儲空間C.忽略程序更新過程中的錯誤，繼續(xù)更新D.以上選項都不是，通過串口無法實現(xiàn)程序更新9、在單片機的數(shù)字濾波算法中，假設(shè)我們要對一個受到噪聲干擾的輸入信號進行濾波處理，以獲得更準(zhǔn)確的測量值。以下哪種數(shù)字濾波算法在去除高頻噪聲方面可能表現(xiàn)更優(yōu)？（）A.算術(shù)平均濾波B.中值濾波C.滑動平均濾波D.低通濾波10、在8051單片機中，若要擴展外部存儲器，其地址總線的寬度通常為（）位。A.8B.16C.32D.6411、單片機的通信接口（如UART、SPI、I2C等）在與外部設(shè)備交互中至關(guān)重要。假設(shè)我們正在設(shè)計一個單片機與多個傳感器和執(zhí)行器通信的工業(yè)控制系統(tǒng)。在選擇通信接口和協(xié)議時，以下哪種考慮是最為全面和重要的？（）A.只根據(jù)通信速度選擇接口和協(xié)議，不考慮設(shè)備的兼容性和成本B.綜合考慮設(shè)備的數(shù)量、通信距離、數(shù)據(jù)量、實時性要求、成本等因素，選擇合適的通信接口和協(xié)議，并進行相應(yīng)的硬件設(shè)計和軟件編程，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠通信C.隨意選擇一種通信接口和協(xié)議，不進行任何評估和測試D.只選擇自己熟悉的通信接口和協(xié)議，不考慮其是否適合當(dāng)前項目12、單片機的I/O口擴展在需要連接大量外部設(shè)備時是必要的。假設(shè)我們的系統(tǒng)需要連接超過單片機本身I/O口數(shù)量的設(shè)備，以下哪種I/O口擴展方式可能具有較高的性價比？（）A.使用專用的I/O擴展芯片B.通過并行接口擴展C.通過串行接口擴展D.減少設(shè)備連接數(shù)量，不進行擴展13、單片機與上位機進行通信時，常用的通信協(xié)議有很多種。對于短距離、高速率的數(shù)據(jù)傳輸，以下哪種通信協(xié)議比較適合？（）A.RS232B.RS485C.USBD.CAN14、在8051單片機中，若要進行外部中斷的觸發(fā)方式設(shè)置，應(yīng)使用（）寄存器。A.TCONB.IEC.IPD.SCON15、在單片機的系統(tǒng)可靠性設(shè)計中，假設(shè)我們的系統(tǒng)工作在惡劣的環(huán)境中，可能會受到電磁干擾和電源波動的影響。為了提高系統(tǒng)的可靠性，以下哪種措施可能是必要的？（）A.增加電源濾波電路B.采用屏蔽措施減少電磁干擾C.進行冗余設(shè)計D.以上都是16、對于單片機的加密和安全機制，以下關(guān)于其作用和實現(xiàn)方式的描述，哪一個是錯誤的？（）A.單片機的加密和安全機制可以防止程序被非法讀取、復(fù)制和篡改，保護知識產(chǎn)權(quán)和系統(tǒng)的安全性。常見的實現(xiàn)方式有代碼加密、硬件加密和認證機制等B.加密和安全機制會增加單片機系統(tǒng)的成本和開發(fā)難度，而且在大多數(shù)應(yīng)用中沒有必要，因為單片機系統(tǒng)的安全性威脅較小C.即使采用了加密和安全機制，也不能完全保證單片機系統(tǒng)的絕對安全，還需要結(jié)合其他安全措施來提高整體安全性D.隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，單片機的加密和安全機制變得越來越重要，尤其是在涉及敏感數(shù)據(jù)和關(guān)鍵應(yīng)用的場景中17、8051單片機的指令MOVCA,@A+DPTR屬于（）尋址方式。A.寄存器尋址B.變址尋址C.相對尋址D.位尋址18、單片機的中斷系統(tǒng)是處理突發(fā)事件的重要機制。假設(shè)我們正在設(shè)計一個基于單片機的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，當(dāng)溫度超過設(shè)定閾值時產(chǎn)生中斷。以下關(guān)于中斷優(yōu)先級和嵌套的理解，哪一項是準(zhǔn)確的？（）A.中斷優(yōu)先級越高，響應(yīng)速度越快，并且高優(yōu)先級中斷可以打斷低優(yōu)先級中斷的執(zhí)行B.中斷優(yōu)先級只影響響應(yīng)順序，不能嵌套執(zhí)行C.所有中斷的優(yōu)先級相同，按照先來先服務(wù)的原則響應(yīng)D.中斷嵌套會導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定，應(yīng)盡量避免19、對于單片機的看門狗（Watchdog）技術(shù)，以下說法正確的是：（）A.看門狗是一種用于監(jiān)測單片機系統(tǒng)運行狀態(tài)的機制，如果系統(tǒng)在規(guī)定的時間內(nèi)沒有對看門狗進行“喂狗”操作，看門狗將產(chǎn)生復(fù)位信號，使系統(tǒng)重新啟動，防止系統(tǒng)出現(xiàn)死機或程序跑飛的情況B.看門狗定時器的超時時間是固定的，不能進行調(diào)整C.一旦啟用了看門狗，就不能再關(guān)閉，否則會導(dǎo)致系統(tǒng)異常D.看門狗只在系統(tǒng)出現(xiàn)硬件故障時起作用，對于軟件錯誤無法進行監(jiān)測和處理20、關(guān)于單片機的SPI（串行外設(shè)接口）通信協(xié)議，以下說法錯誤的是：（）A.SPI是一種高速、全雙工的串行通信協(xié)議，常用于連接單片機與外部設(shè)備，如Flash存儲器、傳感器等B.SPI通信需要至少四根信號線：時鐘線（SCK）、主機輸入/從機輸出線（MISO）、主機輸出/從機輸入線（MOSI）和片選線（CS）C.在SPI通信中，主機和從機的時鐘極性和相位可以根據(jù)需要進行配置，以適應(yīng)不同的設(shè)備D.SPI通信的數(shù)據(jù)傳輸是同步的，但在傳輸過程中不會進行數(shù)據(jù)校驗，因此數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性無法保證21、8051單片機的定時器/計數(shù)器T1工作在方式2時，其最大計數(shù)值是（）A.256B.65536C.8192D.21622、在單片機的EEPROM（電可擦可編程只讀存儲器）存儲中，以下描述不正確的是：（）A.EEPROM可以在系統(tǒng)運行時進行字節(jié)級的擦除和寫入操作，方便數(shù)據(jù)的修改和保存B.與Flash存儲器相比，EEPROM的寫入速度較慢，但擦寫次數(shù)更多C.單片機可以通過特定的指令和時序?qū)EPROM進行讀寫操作D.EEPROM的存儲容量通常比Flash存儲器大，可以存儲大量的數(shù)據(jù)23、在單片機的程序調(diào)試過程中，假設(shè)我們遇到了一個難以復(fù)現(xiàn)的錯誤，以下哪種調(diào)試工具或方法可能有助于快速定位問題？（）A.單步調(diào)試B.斷點調(diào)試C.輸出調(diào)試信息D.以上方法綜合使用24、在單片機的定時器/計數(shù)器應(yīng)用中，假設(shè)我們需要實現(xiàn)一個精確的1秒定時。已知單片機的時鐘頻率為12MHz，以下關(guān)于定時器初值計算和配置的方法，哪一項是正確的？（）A.通過計算得出定時器初值，然后設(shè)置相關(guān)控制寄存器B.直接使用默認的定時器配置，無需計算初值C.定時器無法實現(xiàn)1秒的精確定時，需要外接專用芯片D.以上方法都不正確，無法完成1秒定時25、在8051單片機中，若要使定時器1產(chǎn)生中斷，需要將（）位置1。A.ET1B.ESC.EX1D.EA二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）說明單片機的UART通信中的數(shù)據(jù)幀格式。2、（本題5分）簡述單片機在智能電力離子計算系統(tǒng)中的控制。3、（本題5分）說明單片機的CAN總線的遠程幀。4、（本題5分）解釋單片機的I2S音頻接口協(xié)議。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）用單片機控制一個指紋識別模塊，進行指紋錄入和識別。2、（本題5分）編寫程序，利用單片機的PWM功能控制LED燈的亮度漸變。3、（本題5分）設(shè)計單片機程序，通過矩陣鍵盤輸入數(shù)字，并在數(shù)碼管上顯示。4、（本題5分）編寫程序，使單片機在睡眠模式下通過外部中斷喚醒并執(zhí)行特定任務(wù)。5、（本題5分）設(shè)計單片機程序，實現(xiàn)對外部DAC芯片的電流輸出控制。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）詳細論述單片機在智能玩具中的創(chuàng)意應(yīng)用和兒童教育價值。智能玩具通過單片機實現(xiàn)互動、學(xué)習(xí)、娛樂等功能，給兒童帶來全新的體驗。闡述單片機如何控制玩具的動作、聲音、燈光等效果，如何與兒童進行交互和反饋。研究單片機在智能玩具中如何融入教育元素，如