湖北師范大學文理學院《單片機原理與應用》2022-2023學年第一學期期末試卷

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《單片機原理與應用》2022-2023學年第一學期期末試卷題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20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、對于單片機的ADC采樣精度提高方法，以下關于其技術和策略的描述，哪一項是錯誤的？（）A.可以通過增加ADC的位數(shù)、采用過采樣和均值濾波等技術來提高采樣精度B.提高參考電壓的穩(wěn)定性和精度可以有效提升ADC的采樣精度C.降低采樣頻率可以減少噪聲的影響，從而提高采樣精度D.對輸入信號進行前置放大和濾波處理，能夠改善ADC的采樣精度2、在單片機系統(tǒng)中，時鐘信號起著至關重要的作用。假設我們使用的單片機需要一個精確的10MHz時鐘信號來保證系統(tǒng)的正常運行。以下關于時鐘源的選擇和配置，哪一項是正確的？（）A.直接使用內(nèi)部振蕩器，其精度可以滿足要求B.外接一個石英晶體振蕩器，通過配置相關寄存器來設定頻率C.使用外部RC振蕩器，成本低且容易實現(xiàn)D.以上方法都不可行，無法獲得10MHz的時鐘信號3、在8051單片機中，若要使T0工作于方式1，定時模式，則TMOD的值應設置為（）。A.0x01B.0x05C.0x10D.0x504、單片機的I/O口擴展在需要連接大量外部設備時是必要的。假設我們的系統(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.減少設備連接數(shù)量，不進行擴展5、在單片機的程序下載方式中，假設我們需要頻繁地更新單片機中的程序，并且要求下載過程簡單快捷。以下哪種程序下載方式可能是最方便的？（）A.通過編程器下載B.通過在線調(diào)試器下載C.通過串口下載D.通過USB下載6、在單片機的EEPROM（電可擦除可編程只讀存儲器）使用中，以下關于其特點和應用的描述，哪一項是正確的？（）A.EEPROM可以在單片機運行時進行字節(jié)級的擦除和寫入操作，數(shù)據(jù)保存時間長，常用于存儲需要頻繁修改但掉電不丟失的數(shù)據(jù)，如設備參數(shù)、校準數(shù)據(jù)等B.EEPROM的寫入速度比Flash存儲器快，因此在需要快速存儲數(shù)據(jù)的場合應優(yōu)先選擇EEPROMC.EEPROM的容量通常比Flash存儲器大，可以存儲大量的數(shù)據(jù)D.EEPROM不需要進行擦除操作就可以直接寫入數(shù)據(jù)，使用非常方便7、在單片機的指令系統(tǒng)中，不同的指令具有不同的執(zhí)行效率和功能。假設我們正在優(yōu)化一個單片機控制的機器人運動程序，以提高其響應速度和執(zhí)行效率。以下關于指令選擇和使用的策略，哪一項是最為有效的？（）A.優(yōu)先使用復雜的指令，認為它們能夠完成更多的功能，提高編程效率B.深入了解單片機的指令特點和執(zhí)行周期，選擇簡潔高效的指令，并合理安排指令順序，減少指令執(zhí)行時間和資源消耗C.隨意選擇指令，不考慮其執(zhí)行效率和對系統(tǒng)性能的影響D.只使用基本指令，避免使用高級指令，以降低編程難度8、單片機的實時操作系統(tǒng)（RTOS）在復雜應用中可以提高系統(tǒng)的管理效率。假設我們正在開發(fā)一個多任務的智能家居控制單片機系統(tǒng)，需要同時處理多個不同的任務。在選擇和使用RTOS時，以下哪種因素是最需要關注的？（）A.只考慮RTOS的功能豐富性，不考慮其對單片機資源的占用B.綜合考慮RTOS的內(nèi)核大小、任務調(diào)度算法、內(nèi)存管理機制、中斷響應時間等因素，選擇適合單片機性能和應用需求的RTOS，并進行合理的配置和優(yōu)化，以提高系統(tǒng)的實時性和可靠性C.不使用RTOS，通過自己編寫任務調(diào)度代碼來實現(xiàn)多任務管理D.隨意選擇一個RTOS，不進行任何定制和優(yōu)化9、在單片機的傳感器接口設計中，假設我們要連接一個模擬輸出的溫度傳感器。為了將傳感器的輸出信號準確地轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，以下哪個環(huán)節(jié)是關鍵的？（）A.選擇合適的ADC通道B.設置ADC的采樣頻率C.對ADC的輸出進行校準D.以上都是10、單片機的指令系統(tǒng)對程序的編寫和執(zhí)行效率有重要影響。假設我們需要執(zhí)行一個頻繁的循環(huán)操作，以下關于指令選擇和優(yōu)化的考慮，哪一項是正確的？（）A.選擇簡潔、執(zhí)行周期短的指令來提高效率B.指令的選擇對執(zhí)行效率影響不大，隨意選擇即可C.復雜的指令總是能提高程序的執(zhí)行速度D.以上選項都不正確，指令系統(tǒng)對循環(huán)操作效率沒有影響11、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.TF112、單片機的復位電路在系統(tǒng)啟動時起到重要作用。假設我們設計的單片機系統(tǒng)在工作過程中可能會受到強烈的電磁干擾，導致系統(tǒng)意外死機。為了確保系統(tǒng)能夠在這種情況下可靠地復位，以下哪種復位電路的設計可能是最優(yōu)的？（）A.上電復位電路B.手動復位電路C.看門狗復位電路D.以上效果相同13、在單片機的通信接口中，比如串行通信和并行通信。假設我們需要在兩個距離較遠的單片機系統(tǒng)之間進行高速、大量數(shù)據(jù)的傳輸。在這種情況下，以下哪種通信方式可能更適合？（）A.串行通信，因為其線路簡單B.并行通信，因為其傳輸速度快C.串行通信，因為其抗干擾能力強D.并行通信，因為其成本低14、單片機的串行通信在數(shù)據(jù)傳輸中起著重要作用。假設我們要設計一個單片機與上位機進行遠程數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)，例如環(huán)境監(jiān)測站將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程服務器。在選擇串行通信協(xié)議時，以下哪種因素是最需要優(yōu)先考慮的？（）A.只考慮通信速度，選擇速度最快的協(xié)議，不考慮其他因素B.綜合考慮通信距離、數(shù)據(jù)量、可靠性、成本等因素，選擇最適合應用場景的串行通信協(xié)議，如UART、SPI或I2C等，并合理設置通信參數(shù)，如波特率、數(shù)據(jù)位、停止位等C.隨意選擇一種串行通信協(xié)議，不進行任何參數(shù)設置D.認為串行通信不可靠，采用并行通信方式替代15、在單片機系統(tǒng)的抗干擾設計中，以下關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，因此在設計中只需要關注硬件部分，軟件抗干擾措施作用不大D.硬件和軟件抗干擾措施相結合，可以更好地應對復雜的干擾環(huán)境，提高單片機系統(tǒng)的魯棒性16、單片機的軟件復位和硬件復位在實現(xiàn)機制和效果上有所不同。假設我們的系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)了軟件故障，需要進行復位操作。以下關于軟件復位和硬件復位的選擇，哪種說法是正確的？（）A.優(yōu)先選擇軟件復位，因為更簡單B.優(yōu)先選擇硬件復位，因為更可靠C.兩者效果相同，可以任意選擇D.根據(jù)具體情況決定17、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?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18、在8051單片機中，要進行串行通信，應將SCON寄存器的SM0、SM1位設置為（）。A.00B.01C.10D.1119、單片機的電源管理是確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行和低功耗的重要方面。假設我們正在設計一個由電池供電的便攜式單片機設備，如手持血糖儀。在電源管理方面，以下哪種策略是最為重要的？（）A.不考慮電源管理，讓設備始終以最大功率運行B.采用動態(tài)電源管理技術，根據(jù)設備的工作狀態(tài)（如待機、運行、低負載、高負載等）實時調(diào)整電源供應，降低功耗，延長電池壽命，同時確保系統(tǒng)性能滿足要求C.選擇大容量電池，而不進行任何電源管理優(yōu)化D.關閉所有不必要的功能模塊，以降低功耗，不考慮對設備功能的影響20、在單片機的代碼移植過程中，由于不同型號的單片機可能具有不同的寄存器和硬件特性。假設我們要將一個基于某型號單片機的程序移植到另一型號上，以下關于移植過程中的注意事項，哪一項是最重要的？（）A.仔細對比兩個型號單片機的手冊，修改相關寄存器配置B.直接編譯原代碼，期望能在新單片機上正常運行C.只關注功能實現(xiàn)，不考慮硬件差異D.以上選項都不正確，單片機代碼無法移植二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）解釋單片機在智能電力虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中的工作。2、（本題5分）解釋單片機的內(nèi)部集成模塊（如ADC、DAC等）的精度和誤差。3、（本題5分）簡述單片機在物聯(lián)網(wǎng)中的應用。4、（本題5分）說明單片機的以太網(wǎng)通信的實現(xiàn)方法。5、（本題5分）說明單片機的USBHost和USBDevice的區(qū)別。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）通過單片機實現(xiàn)一個智能烤箱，能自動預熱和多段溫度控制。2、（本題5分）設計單片機程序，實現(xiàn)對外部ADC芯片的通道切換和數(shù)據(jù)采集。3、（本題5分）編寫程序，使單片機通過以太網(wǎng)接口實現(xiàn)文件傳輸功能。4、（本題5分）利用單片機和超聲波傳感器，實現(xiàn)避障功能。5、（本題5分）用單片機實現(xiàn)一個智能烤箱，控制溫度和時間。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）論述單片機在儀器儀表中的應用，例如示波器、頻譜分析儀等，分析單片機如何提高儀器的測量精度和自動化