江西工業(yè)貿(mào)易職業(yè)技術(shù)學(xué)院《單片機(jī)課程設(shè)計(jì)》2023-2024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)江西工業(yè)貿(mào)易職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《單片機(jī)課程設(shè)計(jì)》2023-2024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)的指令系統(tǒng)對(duì)程序的編寫和執(zhí)行效率有重要影響。假設(shè)我們需要執(zhí)行一個(gè)頻繁的循環(huán)操作，以下關(guān)于指令選擇和優(yōu)化的考慮，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.選擇簡(jiǎn)潔、執(zhí)行周期短的指令來(lái)提高效率B.指令的選擇對(duì)執(zhí)行效率影響不大，隨意選擇即可C.復(fù)雜的指令總是能提高程序的執(zhí)行速度D.以上選項(xiàng)都不正確，指令系統(tǒng)對(duì)循環(huán)操作效率沒有影響2、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.忽略程序更新過程中的錯(cuò)誤，繼續(xù)更新D.以上選項(xiàng)都不是，通過串口無(wú)法實(shí)現(xiàn)程序更新3、單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器是常用的功能模塊。對(duì)于一個(gè)需要精確定時(shí)1毫秒的應(yīng)用場(chǎng)景，已知單片機(jī)的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為12MHz，若采用方式1的16位定時(shí)器，初值應(yīng)設(shè)置為：（）A.65536-1000B.65536-12000C.65536-500D.65536-100004、單片機(jī)的端口配置對(duì)于連接外部設(shè)備至關(guān)重要。假設(shè)我們要將單片機(jī)的一個(gè)端口連接到多個(gè)輸入設(shè)備，并且需要確保每個(gè)輸入設(shè)備的信號(hào)能夠準(zhǔn)確被讀取。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，以下哪種端口配置方式是合適的？（）A.上拉輸入B.下拉輸入C.浮空輸入D.模擬輸入5、在單片機(jī)的I/O口擴(kuò)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.88H6、在單片機(jī)的ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）和DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）中，以下描述不準(zhǔn)確的是（）A.ADC用于將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，DAC用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)B.ADC的分辨率和轉(zhuǎn)換速度是其重要的性能指標(biāo)，分辨率越高，轉(zhuǎn)換速度越快，性能越好C.在使用ADC進(jìn)行模擬信號(hào)采樣時(shí)，需要考慮采樣定理，以保證采樣后的數(shù)字信號(hào)能夠準(zhǔn)確還原原始模擬信號(hào)D.DAC的輸出精度和線性度是其關(guān)鍵性能參數(shù)，輸出精度越高，線性度越好，輸出的模擬信號(hào)質(zhì)量越高7、對(duì)于單片機(jī)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）應(yīng)用，以下說法不正確的是：（）A.RTOS可以為單片機(jī)系統(tǒng)提供任務(wù)調(diào)度、資源管理、時(shí)間管理等功能，提高系統(tǒng)的可靠性和實(shí)時(shí)性B.在使用RTOS時(shí)，需要將系統(tǒng)的功能分解為多個(gè)任務(wù)，并為每個(gè)任務(wù)分配優(yōu)先級(jí)和資源C.RTOS會(huì)增加系統(tǒng)的開銷和復(fù)雜度，因此只有在復(fù)雜的系統(tǒng)中才有必要使用，對(duì)于簡(jiǎn)單的應(yīng)用可以不用D.一旦在單片機(jī)中引入RTOS，就不能再使用傳統(tǒng)的前后臺(tái)系統(tǒng)開發(fā)方式，必須完全基于RTOS進(jìn)行開發(fā)8、單片機(jī)的電源管理模塊對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功耗控制至關(guān)重要。假設(shè)我們的系統(tǒng)在不同工作模式下對(duì)電源電壓的要求有所變化。為了確保系統(tǒng)在各種情況下都能正常工作，以下哪種電源管理策略可能是最有效的？（）A.使用固定的電源芯片B.采用動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)技術(shù)C.增加電源濾波電容D.不進(jìn)行電源管理9、在單片機(jī)的串口通信中，設(shè)置波特率為9600bps，系統(tǒng)時(shí)鐘為11.0592MHz，若采用定時(shí)器1作為波特率發(fā)生器，工作在方式2下，定時(shí)器初值應(yīng)為：（）A.0xFDB.0xFAC.0xFED.0xFB10、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11、單片機(jī)的程序存儲(chǔ)區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)在物理上可以分開，也可以統(tǒng)一。對(duì)于哈佛結(jié)構(gòu)的單片機(jī)，其特點(diǎn)是：（）A.程序存儲(chǔ)區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)統(tǒng)一編址B.程序存儲(chǔ)區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)相互獨(dú)立C.程序存儲(chǔ)區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)可以相互訪問D.程序存儲(chǔ)區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)容量相同12、在單片機(jī)的應(yīng)用中，經(jīng)常需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取。對(duì)于一個(gè)需要掉電不丟失數(shù)據(jù)的應(yīng)用場(chǎng)景，以下哪種存儲(chǔ)方式最合適？（）A.內(nèi)部RAMB.外部RAMC.內(nèi)部Flash存儲(chǔ)器D.外部EPROM13、在單片機(jī)的指令集架構(gòu)中，假設(shè)我們要開發(fā)一個(gè)對(duì)代碼空間要求非常苛刻的應(yīng)用。以下哪種指令集架構(gòu)可能更有利于節(jié)省代碼空間？（）A.CISC（復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)）B.RISC（精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)）C.兩者效果相同D.以上均不對(duì)14、在單片機(jī)的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）應(yīng)用中，假設(shè)我們的系統(tǒng)需要同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)，且對(duì)任務(wù)的響應(yīng)時(shí)間有嚴(yán)格要求。以下哪個(gè)特點(diǎn)是RTOS在這種情況下的主要優(yōu)勢(shì)？（）A.任務(wù)調(diào)度的靈活性B.系統(tǒng)資源的高效利用C.降低軟件開發(fā)難度D.以上都是15、在單片機(jī)的系統(tǒng)開發(fā)中，硬件抗干擾措施是保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。對(duì)于電源干擾，以下哪種方法效果較好？（）A.增加電源濾波電容B.提高電源電壓C.減少電源負(fù)載D.頻繁開關(guān)電源16、關(guān)于單片機(jī)的PWM（脈沖寬度調(diào)制）技術(shù)，以下說法不正確的是：（）A.PWM是一種通過改變脈沖寬度來(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17、單片機(jī)在工業(yè)控制領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，需要具備較高的可靠性和穩(wěn)定性。假設(shè)我們?cè)O(shè)計(jì)的單片機(jī)控制系統(tǒng)工作在惡劣的電磁環(huán)境中，以下關(guān)于提高系統(tǒng)抗干擾能力的措施，哪一項(xiàng)是關(guān)鍵的？（）A.增加電源濾波電路，提高電源穩(wěn)定性B.優(yōu)化軟件算法，減少計(jì)算錯(cuò)誤C.提高單片機(jī)的工作頻率D.以上選項(xiàng)都不是，惡劣環(huán)境下無(wú)法保證系統(tǒng)正常工作18、在單片機(jī)的存儲(chǔ)器擴(kuò)展中，若要擴(kuò)展8KB的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，使用6264芯片（8K×8位），則需要的地址線數(shù)量至少為：（）A.10根B.13根C.16根D.8根19、對(duì)于單片機(jī)的加密和安全機(jī)制，以下關(guān)于其作用和實(shí)現(xiàn)方式的描述，哪一個(gè)是錯(cuò)誤的？（）A.單片機(jī)的加密和安全機(jī)制可以防止程序被非法讀取、復(fù)制和篡改，保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)和系統(tǒng)的安全性。常見的實(shí)現(xiàn)方式有代碼加密、硬件加密和認(rèn)證機(jī)制等B.加密和安全機(jī)制會(huì)增加單片機(jī)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?yàn)閱纹瑱C(jī)系統(tǒng)的安全性威脅較小C.即使采用了加密和安全機(jī)制，也不能完全保證單片機(jī)系統(tǒng)的絕對(duì)安全，還需要結(jié)合其他安全措施來(lái)提高整體安全性D.隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，單片機(jī)的加密和安全機(jī)制變得越來(lái)越重要，尤其是在涉及敏感數(shù)據(jù)和關(guān)鍵應(yīng)用的場(chǎng)景中20、單片機(jī)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)通常包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。假設(shè)我們正在使用一款單片機(jī)開發(fā)一個(gè)復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理應(yīng)用，需要頻繁地讀寫大量的數(shù)據(jù)。在這種情況下，對(duì)于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀取，以下哪種存儲(chǔ)器的訪問速度通常更快？（）A.內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器B.外部擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器C.程序存儲(chǔ)器D.以上速度相同二、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)在智能公交站牌中的功能。2、（本題5分）簡(jiǎn)述單片機(jī)在智能燃?xì)獗O(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。3、（本題5分）簡(jiǎn)述單片機(jī)在智能電力圈量子引力計(jì)算系統(tǒng)中的控制。4、（本題5分）解釋單片機(jī)在智能電力市場(chǎng)交易系統(tǒng)中的工作。5、（本題5分）闡述單片機(jī)在智能電力資產(chǎn)管理系統(tǒng)中的功能。三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的定時(shí)器，定時(shí)1秒讓LED燈閃爍。2、（本題5分）編寫程序，使單片機(jī)在工作模式和低功耗模式之間切換。3、（本題5分）利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一個(gè)智能跑步機(jī)，控制速度和坡度。4、（本題5分）在單片機(jī)上控制一個(gè)智能凈水器，具備水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能。5、（本題5分）利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一個(gè)智能除濕器，根據(jù)濕度和溫度綜合控制工作。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）全面論述單片機(jī)在智能垃圾桶自動(dòng)壓縮與分類系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)和環(huán)保意義。智能垃圾桶通過單片機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)壓縮垃圾和分類功能，有助于提高垃圾處理效率和環(huán)保水平。請(qǐng)分析單片機(jī)如何控制壓縮裝置和分類機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，如何識(shí)別垃圾類型和判斷是否需要壓縮。研究單片機(jī)在智能垃圾桶系統(tǒng)中的節(jié)能設(shè)計(jì)和故障自診斷功能，以及該系統(tǒng)對(duì)減少垃圾體積、優(yōu)化資源回收、改善環(huán)境衛(wèi)生的重要作用。2、（本題10分）詳細(xì)闡述單片機(jī)在無(wú)人機(jī)飛行控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，如姿態(tài)穩(wěn)定、航線規(guī)劃、高度控制等。論述單片機(jī)在這些系統(tǒng)中的飛行姿態(tài)解算、導(dǎo)航算法實(shí)