中國醫(yī)科大學(xué)《單片微機(jī)原理與接口技術(shù)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《單片微機(jī)原理與接口技術(shù)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30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)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）模塊用于提供準(zhǔn)確的時(shí)間信息。假設(shè)我們的系統(tǒng)需要在掉電情況下仍然保持時(shí)間的準(zhǔn)確，以下關(guān)于RTC電源和備份的措施，哪一項(xiàng)是必要的？（）A.使用備用電池為RTC供電B.將RTC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在Flash中C.依靠系統(tǒng)電源為RTC供電D.以上選項(xiàng)都不正確，掉電后無法保持時(shí)間準(zhǔn)確2、單片機(jī)與上位機(jī)進(jìn)行通信時(shí)，常用的通信協(xié)議有很多種。對(duì)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.CAN3、在單片機(jī)的數(shù)字濾波算法中，假設(shè)我們要對(duì)一個(gè)受到噪聲干擾的輸入信號(hào)進(jìn)行濾波處理，以獲得更準(zhǔn)確的測(cè)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(dòng)平均濾波D.低通濾波4、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，通過配置相關(guān)寄存器來設(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，無法獲得10MHz的時(shí)鐘信號(hào)5、在單片機(jī)的看門狗（Watchdog）定時(shí)器應(yīng)用中，以下關(guān)于其功能和設(shè)置的描述，哪一項(xiàng)是錯(cuò)誤的？（）A.看門狗定時(shí)器用于監(jiān)測(cè)單片機(jī)程序的運(yùn)行狀態(tài)，如果程序出現(xiàn)異常或跑飛，看門狗定時(shí)器超時(shí)會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)復(fù)位，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性B.看門狗定時(shí)器的超時(shí)時(shí)間可以根據(jù)系統(tǒng)的需求進(jìn)行設(shè)置，一般設(shè)置為略大于正常程序執(zhí)行周期的時(shí)間C.在程序正常運(yùn)行時(shí)，需要定期對(duì)看門狗定時(shí)器進(jìn)行清零操作，以防止其超時(shí)復(fù)位D.看門狗定時(shí)器只在單片機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行初始化，后續(xù)運(yùn)行過程中不需要再進(jìn)行任何操作6、單片機(jī)的系統(tǒng)時(shí)鐘對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行至關(guān)重要。假設(shè)我們正在優(yōu)化一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)的性能，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在處理某些高實(shí)時(shí)性任務(wù)時(shí)存在延遲。在這種情況下，調(diào)整系統(tǒng)時(shí)鐘可能會(huì)帶來以下哪種效果？（）A.提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度，但可能增加功耗B.降低系統(tǒng)的功耗，但可能降低運(yùn)行速度C.對(duì)系統(tǒng)性能沒有影響D.導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定7、考慮單片機(jī)的無線通信模塊（如藍(lán)牙、Wi-Fi等）集成，以下關(guān)于其挑戰(zhàn)和解決方案的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.集成無線通信模塊會(huì)增加系統(tǒng)的功耗、成本和設(shè)計(jì)復(fù)雜度，同時(shí)還需要解決信號(hào)干擾、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性等問題?？梢酝ㄟ^優(yōu)化電源管理、選擇合適的天線和通信協(xié)議來應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)B.無線通信模塊與單片機(jī)的接口通常是標(biāo)準(zhǔn)的，不需要進(jìn)行特殊的驅(qū)動(dòng)和配置，直接連接即可使用C.單片機(jī)的性能對(duì)無線通信模塊的工作效果沒有影響，只要選擇高性能的無線通信模塊，就能保證良好的通信質(zhì)量D.無線通信模塊的集成只需要考慮硬件設(shè)計(jì)，軟件方面不需要進(jìn)行任何修改和優(yōu)化8、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9、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10、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11、在單片機(jī)的代碼優(yōu)化技巧中，以下關(guān)于減少代碼體積和提高執(zhí)行效率的方法，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.合理使用數(shù)據(jù)類型、優(yōu)化算法、避免不必要的函數(shù)調(diào)用和變量定義等，可以減少代碼體積和提高執(zhí)行效率B.采用匯編語言編寫關(guān)鍵代碼部分，可以獲得比高級(jí)語言更高的執(zhí)行效率，但會(huì)增加開發(fā)難度和維護(hù)成本C.為了提高代碼的可讀性和可維護(hù)性，可以適當(dāng)犧牲一些執(zhí)行效率和代碼體積D.代碼優(yōu)化只在資源受限的單片機(jī)系統(tǒng)中重要，對(duì)于性能較高的單片機(jī)則可以忽略12、在單片機(jī)的加密和安全方面，假設(shè)我們需要保護(hù)單片機(jī)中的敏感數(shù)據(jù)不被非法讀取。以下關(guān)于加密算法和實(shí)現(xiàn)方式的選擇，哪一項(xiàng)是有效的？（）A.使用對(duì)稱加密算法，如AES，并將密鑰存儲(chǔ)在單片機(jī)內(nèi)部B.不進(jìn)行加密，依靠單片機(jī)的物理防護(hù)C.使用簡(jiǎn)單的異或運(yùn)算進(jìn)行加密D.以上選項(xiàng)都不正確，單片機(jī)無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加密13、單片機(jī)的I/O口擴(kuò)展在需要連接大量外部設(shè)備時(shí)是必要的。假設(shè)我們的系統(tǒng)需要連接超過單片機(jī)本身I/O口數(shù)量的設(shè)備，以下哪種I/O口擴(kuò)展方式可能具有較高的性價(jià)比？（）A.使用專用的I/O擴(kuò)展芯片B.通過并行接口擴(kuò)展C.通過串行接口擴(kuò)展D.減少設(shè)備連接數(shù)量，不進(jìn)行擴(kuò)展14、關(guān)于單片機(jī)的看門狗定時(shí)器（WatchdogTimer），以下說法錯(cuò)誤的是：（）A.看門狗定時(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)看門狗定時(shí)器進(jìn)行清零操作，否則看門狗定時(shí)器將觸發(fā)系統(tǒng)復(fù)位C.看門狗定時(shí)器的超時(shí)時(shí)間可以通過編程進(jìn)行設(shè)置，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景D.看門狗定時(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15、單片機(jī)的代碼移植是將一個(gè)在特定型號(hào)單片機(jī)上運(yùn)行的程序移植到另一個(gè)型號(hào)的單片機(jī)上。假設(shè)我們要進(jìn)行這樣的移植工作，以下哪個(gè)方面可能需要重點(diǎn)關(guān)注和修改？（）A.硬件相關(guān)的寄存器配置B.不同的指令集和編譯器特性C.中斷處理方式D.以上都是二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）闡述單片機(jī)的PWM輸出控制。2、（本題5分）說明單片機(jī)的傳感器數(shù)據(jù)采集和處理方法。3、（本題5分）解釋單片機(jī)的EEPROM的擦除和寫入機(jī)制。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）深入探討單片機(jī)在智能投影儀亮度和色彩調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的應(yīng)用，分析圖像信號(hào)處理、光學(xué)傳感器反饋、用戶偏好設(shè)置等因素。闡述單片機(jī)如何實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的亮度和色彩控制，以及如何提升投影效果和用戶視覺體驗(yàn)。2、（本題5分）全面論述單片機(jī)在智能物流配送機(jī)器人導(dǎo)航與路徑規(guī)劃中的關(guān)鍵技術(shù)。智能物流配送機(jī)器人需要準(zhǔn)確的導(dǎo)航和高效的路徑規(guī)劃來完成貨物配送任務(wù)，單片機(jī)在其中發(fā)揮著核心作用。請(qǐng)分析單片機(jī)如何處理來自激光雷達(dá)、攝像頭等傳感器的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的定位和環(huán)境感知。研究單片機(jī)在路徑規(guī)劃算法中的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化，如A*算法、蟻群算法等，以及如何根據(jù)實(shí)時(shí)路況動(dòng)態(tài)調(diào)整路徑。探討單片機(jī)在保障機(jī)器人導(dǎo)航精度和安全性方面的技術(shù)手段，如避障策略、地圖更新等。3、（本題5分）論述單片機(jī)在智能物流倉儲(chǔ)溫度濕度控制系統(tǒng)中的功能，包括傳感器數(shù)據(jù)采集、溫濕度調(diào)節(jié)設(shè)備控制以及環(huán)境參數(shù)記錄，分析單片機(jī)如何保障倉儲(chǔ)環(huán)境的穩(wěn)定性。4、（本題5分）詳細(xì)闡述單片機(jī)在智能血糖儀中的血糖檢測(cè)原理和數(shù)據(jù)處理，分析不同檢測(cè)方法的優(yōu)缺點(diǎn)。探討單片機(jī)如何實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確可靠的血糖測(cè)量和數(shù)據(jù)記錄，以及如何為糖尿病患者提供個(gè)性化的健康管理建議。5、（本題5分）詳細(xì)闡述單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的分類（如ROM、RAM等）、存儲(chǔ)容量的計(jì)算方