江西工業(yè)職業(yè)技術學院《單片機原理與應用實驗》2023-2024學年第二學期期末試卷

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《單片機原理與應用實驗》2023-2024學年第二學期期末試卷題號一二三四總分得分一、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、在單片機的系統(tǒng)擴展方面，需要考慮多種外設和接口的連接。假設我們要為一個單片機系統(tǒng)添加更多的存儲設備、通信接口和傳感器。對于系統(tǒng)擴展的規(guī)劃和實現(xiàn)，以下哪種策略是最為重要的？（）A.盲目地添加各種外設和接口，不考慮系統(tǒng)的兼容性和資源分配B.充分評估系統(tǒng)的需求和資源，選擇合適的擴展芯片和接口標準，合理規(guī)劃地址空間和中斷資源，確保擴展后的系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、性能優(yōu)化C.只選擇最便宜的擴展方案，不考慮其性能和質量D.不進行系統(tǒng)擴展，認為原有的資源已經(jīng)足夠滿足需求2、單片機的Bootloader（引導加載程序）用于系統(tǒng)的升級和更新。假設我們要通過串口實現(xiàn)單片機程序的遠程更新，以下關于Bootloader的設計和實現(xiàn)，哪一項是關鍵的？（）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3、在單片機系統(tǒng)中，對于時鐘信號的理解和應用至關重要。假設我們正在設計一個基于單片機的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)需要精確的定時來進行數(shù)據(jù)采集和傳輸。以下關于單片機時鐘源的描述，哪一項是最為準確和關鍵的？（）A.單片機通常只具有一個固定頻率的內部時鐘源，無法進行調整和選擇B.單片機可以選擇內部時鐘源或外部時鐘源，外部時鐘源通常能夠提供更高的精度和穩(wěn)定性，適用于對時鐘要求嚴格的應用C.內部時鐘源雖然精度較低，但由于其簡單易用，在大多數(shù)情況下應優(yōu)先使用，而避免使用復雜的外部時鐘源D.單片機的時鐘源對系統(tǒng)性能沒有顯著影響，因此在設計時無需過多關注4、8051單片機的定時器/計數(shù)器工作在方式2時，是（）位的定時器/計數(shù)器。A.8B.13C.16D.325、在單片機的實時操作系統(tǒng)（RTOS）應用中，假設我們有多個任務需要同時執(zhí)行，并且對任務的響應時間有嚴格要求。以下關于任務調度和優(yōu)先級設置的策略，哪一項是最合理的？（）A.采用基于優(yōu)先級的搶占式調度，高優(yōu)先級任務優(yōu)先執(zhí)行B.采用時間片輪轉調度，平均分配CPU時間C.隨機調度任務，不考慮優(yōu)先級D.以上策略都不合理，RTOS不適合多任務環(huán)境6、以下哪種方式可以提高8051單片機的I/O口驅動能力？（）A.使用上拉電阻B.增加電源電壓C.使用三極管驅動D.以上都可以7、關于單片機的SPI（串行外設接口）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，以適應不同的設備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)的準確性無法保證8、在單片機的軟件開發(fā)工具選擇上，有多種選項可供選擇。假設我們是初學者，對編程環(huán)境的易用性要求較高。以下關于開發(fā)工具的選擇，哪一項是最合適的？（）A.Keil集成開發(fā)環(huán)境B.純文本編輯器+命令行編譯工具C.在線編程平臺D.以上選項都不合適，初學者不適合進行單片機開發(fā)9、在單片機的體系結構中，關于哈佛結構與馮·諾依曼結構的區(qū)別，以下說法正確的是：（）A.哈佛結構和馮·諾依曼結構在指令和數(shù)據(jù)的存儲與讀取方式上沒有明顯區(qū)別，只是名稱不同B.哈佛結構將程序指令和數(shù)據(jù)分開存儲和讀取，而馮·諾依曼結構則將指令和數(shù)據(jù)存儲在同一存儲空間。這使得哈佛結構在處理指令和數(shù)據(jù)時能夠并行進行，提高了運行效率，但硬件成本相對較高；馮·諾依曼結構則具有簡單的結構和較低的成本，但在指令和數(shù)據(jù)的讀取上可能存在沖突C.馮·諾依曼結構比哈佛結構更先進，能適應更復雜的應用場景，哈佛結構已逐漸被淘汰D.哈佛結構和馮·諾依曼結構只在大型計算機系統(tǒng)中有區(qū)別，在單片機中沒有實際意義詳細解釋兩種結構的特點、差異、優(yōu)缺點以及在單片機中的應用和影響，從而判斷每個選項的正確性10、在8051單片機的定時/計數(shù)器中，若要啟動定時器1，應將（）位置1。A.TR0B.TR1C.TF0D.TF111、單片機的指令集結構對編程風格和效率有一定影響。復雜指令集（CISC）和精簡指令集（RISC）相比，以下哪項描述是不正確的？（）A.CISC指令長度不固定，RISC指令長度通常固定B.CISC指令執(zhí)行周期通常較長，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指令功能強大，RISC指令功能相對簡單12、在單片機的鍵盤接口設計中，行列式鍵盤相比于獨立式鍵盤的主要優(yōu)點是：（）A.編程簡單B.占用I/O口少C.可靠性高D.響應速度快13、8051單片機的指令“SUBBA,Rn”執(zhí)行后，若有借位，則（）位置1。A.CYB.ACC.OVD.P14、在單片機的加密和安全方面，假設我們需要保護單片機中的敏感數(shù)據(jù)不被非法讀取。以下關于加密算法和實現(xiàn)方式的選擇，哪一項是有效的？（）A.使用對稱加密算法，如AES，并將密鑰存儲在單片機內部B.不進行加密，依靠單片機的物理防護C.使用簡單的異或運算進行加密D.以上選項都不正確，單片機無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)加密15、單片機的電源管理模塊對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功耗至關重要。假設我們的系統(tǒng)在不同工作模式下對電源的需求不同。以下關于電源管理策略的制定，哪一項是合理的？（）A.根據(jù)工作模式動態(tài)調整電源電壓B.始終保持電源輸出最大電壓C.關閉電源管理功能，節(jié)省設計成本D.以上選項都不合理，電源管理不重要16、對于單片機的ADC（模數(shù)轉換器）采樣定理，以下說法不正確的是：（）A.采樣定理指出，為了能夠準確地還原模擬信號，采樣頻率必須至少是模擬信號最高頻率的兩倍B.如果采樣頻率低于模擬信號最高頻率的兩倍，會導致采樣后的數(shù)字信號發(fā)生混疊，無法正確還原原始模擬信號C.在單片機的ADC采樣中，必須嚴格遵循采樣定理，否則會得到錯誤的轉換結果D.采樣定理只適用于理論分析，在實際的單片機ADC應用中，可以忽略采樣定理，根據(jù)經(jīng)驗選擇合適的采樣頻率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、在單片機的中斷服務程序中，假設我們需要在處理中斷的同時，不影響主程序的正常執(zhí)行。以下哪種編程技巧可能是有用的？（）A.盡量縮短中斷服務程序的執(zhí)行時間B.使用全局變量在中斷和主程序之間傳遞數(shù)據(jù)C.關閉其他中斷，專注處理當前中斷D.以上方法綜合使用19、單片機的存儲器結構包括程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。想象一個需要頻繁更新數(shù)據(jù)并且存儲大量程序代碼的單片機應用，例如一個工業(yè)自動化控制系統(tǒng)。在這種情況下，關于存儲器的選擇和使用，以下哪種策略是最合適的？（）A.優(yōu)先使用內部程序存儲器存儲程序代碼，使用內部數(shù)據(jù)存儲器存儲數(shù)據(jù)，以提高訪問速度B.由于外部存儲器擴展方便，應盡量將程序和數(shù)據(jù)都存儲在外部存儲器中C.根據(jù)程序和數(shù)據(jù)的大小、訪問頻率以及成本等因素，合理選擇使用內部存儲器和外部存儲器，例如將頻繁訪問的數(shù)據(jù)存儲在內部數(shù)據(jù)存儲器中，將較大的程序代碼存儲在外部程序存儲器中D.為了簡化設計，不考慮存儲器的優(yōu)化，隨機選擇存儲器進行存儲20、在單片機的中斷優(yōu)先級設置中，假設我們的系統(tǒng)同時存在多個中斷源，且它們的重要性不同。如果要確保最重要的中斷能夠及時得到響應，以下哪種方式是正確的？（）A.為每個中斷源設置相同的優(yōu)先級B.按照中斷源的發(fā)生頻率設置優(yōu)先級C.根據(jù)中斷源的重要性設置不同的優(yōu)先級D.隨機設置中斷優(yōu)先級21、單片機的模擬比較器在信號檢測和判斷中具有重要作用。假設我們正在設計一個基于單片機的溫度自動控制系統(tǒng)，需要根據(jù)溫度傳感器的輸出與設定值進行比較。對于模擬比較器的配置和使用，以下哪種方式是最為合適的？（）A.不配置模擬比較器，通過軟件進行比較計算B.合理設置模擬比較器的參考電壓、觸發(fā)方式和中斷功能，及時響應比較結果，實現(xiàn)快速、精確的溫度控制，同時考慮噪聲和干擾的影響C.隨意設置模擬比較器的參數(shù)，不進行性能評估和優(yōu)化D.不使用模擬比較器，采用其他復雜的檢測方法22、單片機的PWM（脈沖寬度調制）功能常用于控制電機的速度或LED的亮度。假設我們要實現(xiàn)一個電機的精確調速系統(tǒng)，需要輸出不同占空比的PWM信號。以下哪個參數(shù)對PWM輸出的精度影響最大？（）A.PWM的頻率B.PWM的分辨率C.單片機的時鐘頻率D.電機的類型23、在單片機的故障診斷和調試過程中，使用仿真器可以提供很大的幫助。假設我們在調試過程中發(fā)現(xiàn)程序運行結果與預期不符。以下關于仿真器的使用方法，哪一項是正確的？（）A.單步執(zhí)行程序，觀察變量和寄存器的值B.直接運行程序，查看最終結果C.忽略仿真器，通過實際硬件進行調試D.以上選項都不正確，仿真器對調試沒有幫助24、對于單片機的實時操作系統(tǒng)（RTOS）應用，以下說法不正確的是：（）A.RTOS可以為單片機系統(tǒng)提供任務調度、資源管理、時間管理等功能，提高系統(tǒng)的實時性和可靠性B.在使用RTOS時，需要將應用程序劃分為多個任務，并為每個任務分配優(yōu)先級和資源C.RTOS會增加單片機系統(tǒng)的開銷，因此只適用于資源豐富、性能較高的單片機D.選擇合適的RTOS并進行合理的配置，可以大大簡化單片機系統(tǒng)的開發(fā)和維護工作25、在單片機的看門狗定時器（WatchdogTimer）中，以下描述確切的是：（）A.看門狗定時器用于監(jiān)測單片機系統(tǒng)的運行狀態(tài)，如果系統(tǒng)在規(guī)定的時間內沒有對看門狗定時器進行清零操作，看門狗定時器將產(chǎn)生復位信號，使單片機系統(tǒng)重新啟動，以防止系統(tǒng)死機或出現(xiàn)異常B.看門狗定時器的定時時間是固定的，不能進行調整C.一旦看門狗定時器啟動，就不能被關閉D.看門狗定時器只在單片機系統(tǒng)出現(xiàn)軟件故障時起作用，對于硬件故障無效二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）闡述單片機的PWM輸出控制。2、（本題5分）說明單片機的輸入輸出端口的工作方式。3、（本題5分）解釋單片機的EEPROM的擦除和寫入機制。4、（本題5分）說明單片機的RS485通信協(xié)議的特點和應用。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在單片機中實現(xiàn)一個智能體重秤，能測量體重、體脂、骨量等數(shù)據(jù)。2、（本題5分）在單片機中讀取一個光照傳感器的值，控制室內燈光亮度。3、（本題5分）利用單片機實現(xiàn)一個智能烤箱，根據(jù)食譜自動設置溫度和時間。4、（本題5分）設計單片機程序，實現(xiàn)兩個按鍵分別控制LED燈的亮度增加和減少。5、（本題5分）通過單片機實現(xiàn)一個智能掃地機器人的運動控制。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）論述單片機在智能售貨機支付結