長(zhǎng)沙理工大學(xué)城南學(xué)院《單片機(jī)原理及應(yīng)用》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，共3頁長(zhǎng)沙理工大學(xué)城南學(xué)院

《單片機(jī)原理及應(yīng)用》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25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)的代碼優(yōu)化不僅可以提高執(zhí)行效率，還可以節(jié)省存儲(chǔ)空間。假設(shè)我們要優(yōu)化一個(gè)計(jì)算密集型的函數(shù)，以下關(guān)于優(yōu)化方法的選擇，哪一項(xiàng)是最有效的？（）A.算法改進(jìn)B.減少變量使用C.縮短函數(shù)名D.以上方法效果相同，可隨意選擇2、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?？量痰膽?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)3、在單片機(jī)的低功耗設(shè)計(jì)中，需要從多個(gè)方面入手降低系統(tǒng)能耗。假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一款使用電池供電的便攜式單片機(jī)設(shè)備，如智能手表。以下關(guān)于低功耗設(shè)計(jì)的措施，哪一項(xiàng)是最為關(guān)鍵的？（）A.不采取任何低功耗措施，讓設(shè)備正常運(yùn)行B.關(guān)閉不必要的外設(shè)和功能模塊，降低工作頻率，采用睡眠模式和電源管理芯片等多種手段，根據(jù)設(shè)備的工作狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整功耗，最大限度延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間C.只降低單片機(jī)的工作電壓，不考慮其他因素對(duì)功耗的影響D.選擇低功耗的單片機(jī)型號(hào)，但不進(jìn)行其他方面的優(yōu)化4、8051單片機(jī)的指令“DJNZRn,rel”中，若Rn的內(nèi)容減1后不為0，則程序跳轉(zhuǎn)（）個(gè)字節(jié)。A.0B.1C.2D.35、單片機(jī)的啟動(dòng)代碼在系統(tǒng)上電時(shí)負(fù)責(zé)初始化硬件和設(shè)置運(yùn)行環(huán)境。假設(shè)我們需要對(duì)單片機(jī)的某些特殊寄存器進(jìn)行初始化，以下哪種方式可以在啟動(dòng)代碼中實(shí)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(jìn)行初始化C.不進(jìn)行特殊寄存器的初始化D.以上方法均可6、在單片機(jī)的程序下載方式中，假設(shè)我們需要頻繁地更新單片機(jī)中的程序，并且要求下載過程簡(jiǎn)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7、在單片機(jī)系統(tǒng)中，關(guān)于中斷的概念，假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)響應(yīng)外部溫度傳感器的變化，并進(jìn)行相應(yīng)的處理。如果要確保系統(tǒng)能夠及時(shí)處理這種突發(fā)事件，中斷機(jī)制就顯得尤為重要。那么，中斷的主要作用是什么？（）A.提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度B.實(shí)現(xiàn)多任務(wù)并行處理C.讓系統(tǒng)能夠暫停當(dāng)前任務(wù)，優(yōu)先處理緊急事件D.降低系統(tǒng)的功耗8、單片機(jī)的電源管理是確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和低功耗的重要方面。假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)由電池供電的便攜式單片機(jī)設(shè)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(shè)備始終以最大功率運(yùn)行B.采用動(dòng)態(tài)電源管理技術(shù)，根據(jù)設(shè)備的工作狀態(tài)（如待機(jī)、運(yùn)行、低負(fù)載、高負(fù)載等）實(shí)時(shí)調(diào)整電源供應(yīng)，降低功耗，延長(zhǎng)電池壽命，同時(shí)確保系統(tǒng)性能滿足要求C.選擇大容量電池，而不進(jìn)行任何電源管理優(yōu)化D.關(guān)閉所有不必要的功能模塊，以降低功耗，不考慮對(duì)設(shè)備功能的影響9、在單片機(jī)的I2C（集成電路總線）通信中，以下敘述不準(zhǔn)確的是：（）A.I2C是一種兩線制的串行通信協(xié)議，只需要兩根信號(hào)線：串行數(shù)據(jù)線（SDA）和串行時(shí)鐘線（SCL）B.I2C通信采用主從模式，主機(jī)負(fù)責(zé)發(fā)起通信和控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓?jié)奏，從機(jī)根據(jù)主機(jī)的指令進(jìn)行響應(yīng)C.I2C通信支持多主多從架構(gòu)，可以多個(gè)主機(jī)同時(shí)與多個(gè)從機(jī)進(jìn)行通信，不會(huì)發(fā)生沖突D.在I2C通信中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾适枪潭ǖ?，不能根?jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整10、在單片機(jī)的看門狗定時(shí)器（WatchdogTimer）中，以下描述確切的是：（）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)，如果系統(tǒng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒有對(duì)看門狗定時(shí)器進(jìn)行清零操作，看門狗定時(shí)器將產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，使單片機(jī)系統(tǒng)重新啟動(dòng)，以防止系統(tǒng)死機(jī)或出現(xiàn)異常B.看門狗定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間是固定的，不能進(jìn)行調(diào)整C.一旦看門狗定時(shí)器啟動(dòng)，就不能被關(guān)閉D.看門狗定時(shí)器只在單片機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)軟件故障時(shí)起作用，對(duì)于硬件故障無效11、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12、對(duì)于一個(gè)需要實(shí)時(shí)響應(yīng)多個(gè)外部中斷的單片機(jī)系統(tǒng)，為了避免中斷嵌套導(dǎo)致的混亂，通常會(huì)采取以下哪種措施？（）A.關(guān)閉所有中斷，處理完當(dāng)前中斷后再打開B.設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)，高優(yōu)先級(jí)中斷可以打斷低優(yōu)先級(jí)中斷C.限制中斷響應(yīng)時(shí)間，超時(shí)則忽略中斷請(qǐng)求D.只允許一個(gè)中斷源產(chǎn)生中斷請(qǐng)求13、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14、在單片機(jī)的ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）模塊中，以下關(guān)于其分辨率和轉(zhuǎn)換速度的描述，哪一個(gè)是準(zhǔn)確的？（）A.ADC的分辨率決定了其能夠分辨的最小模擬輸入變化量，轉(zhuǎn)換速度則表示完成一次模數(shù)轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間。分辨率越高、轉(zhuǎn)換速度越快的ADC性能越好，但成本也越高B.ADC的分辨率和轉(zhuǎn)換速度是相互獨(dú)立的，沒有直接的關(guān)系?？梢愿鶕?jù)需要單獨(dú)選擇高分辨率或高轉(zhuǎn)換速度的ADCC.ADC的分辨率只影響數(shù)字輸出的精度，對(duì)實(shí)際的測(cè)量結(jié)果沒有影響。轉(zhuǎn)換速度則主要取決于單片機(jī)的時(shí)鐘頻率D.為了獲得高精度的測(cè)量結(jié)果，應(yīng)該優(yōu)先選擇轉(zhuǎn)換速度快的ADC，而分辨率可以適當(dāng)降低15、在單片機(jī)的顯示驅(qū)動(dòng)中，若要控制一個(gè)8×8的LED點(diǎn)陣顯示屏，采用逐行掃描的方式，以下關(guān)于掃描頻率的描述，哪一項(xiàng)是合理的？（）A.越高越好，以保證顯示的穩(wěn)定性B.越低越好，以降低系統(tǒng)開銷C.與顯示屏的亮度有關(guān)，亮度越高頻率越高D.固定在一個(gè)特定值，與其他因素?zé)o關(guān)16、在單片機(jī)與外部設(shè)備進(jìn)行通信時(shí)，SPI（串行外設(shè)接口）是一種常用的同步串行通信協(xié)議。SPI通信中，主設(shè)備通過以下哪種信號(hào)控制數(shù)據(jù)的傳輸方向？（）A.CS（片選）信號(hào)B.MOSI（主出從入）信號(hào)C.MISO（主入從出）信號(hào)D.SCLK（時(shí)鐘）信號(hào)17、以下哪種方式可以提高8051單片機(jī)的I/O口驅(qū)動(dòng)能力？（）A.使用上拉電阻B.增加電源電壓C.使用三極管驅(qū)動(dòng)D.以上都可以18、在單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)中，算法的選擇和優(yōu)化對(duì)系統(tǒng)性能有很大影響。假設(shè)我們正在編寫一個(gè)單片機(jī)控制的實(shí)時(shí)圖像識(shí)別程序，要求在有限的資源和時(shí)間內(nèi)完成復(fù)雜的圖像分析。以下關(guān)于算法選擇和優(yōu)化的策略，哪一項(xiàng)是最為關(guān)鍵的？（）A.優(yōu)先選擇復(fù)雜的高級(jí)算法，以獲得最好的識(shí)別效果，不考慮單片機(jī)的計(jì)算能力和資源限制B.根據(jù)單片機(jī)的性能和資源，選擇簡(jiǎn)單高效的算法，并進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化，如減少計(jì)算量、優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、利用硬件特性等，以滿足實(shí)時(shí)性要求C.不進(jìn)行算法優(yōu)化，認(rèn)為單片機(jī)的性能足以應(yīng)對(duì)圖像識(shí)別任務(wù)D.完全依賴現(xiàn)成的程序庫，不考慮其對(duì)系統(tǒng)資源的占用和性能影響19、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.88H20、在單片機(jī)的中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置中，假設(shè)我們的系統(tǒng)同時(shí)存在多個(gè)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(shí)得到響應(yīng)，以下哪種方式是正確的？（）A.為每個(gè)中斷源設(shè)置相同的優(yōu)先級(jí)B.按照中斷源的發(fā)生頻率設(shè)置優(yōu)先級(jí)C.根據(jù)中斷源的重要性設(shè)置不同的優(yōu)先級(jí)D.隨機(jī)設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)21、對(duì)于單片機(jī)的看門狗定時(shí)器（WatchdogTimer），以下論述不準(zhǔn)確的是（）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)，防止程序出現(xiàn)死鎖或跑飛B.當(dāng)單片機(jī)程序正常運(yùn)行時(shí)，需要在規(guī)定的時(shí)間內(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)器將產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)C.看門狗定時(shí)器的超時(shí)時(shí)間可以通過寄存器進(jìn)行設(shè)置，一般在毫秒到秒的級(jí)別D.一旦看門狗定時(shí)器產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，單片機(jī)將從程序的起始位置重新開始執(zhí)行，而不會(huì)保留之前的運(yùn)行狀態(tài)22、對(duì)于單片機(jī)的復(fù)位電路，以下關(guān)于其作用和實(shí)現(xiàn)方式的描述，哪一個(gè)是不準(zhǔn)確的？（）A.復(fù)位電路用于在單片機(jī)上電或系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，將單片機(jī)的內(nèi)部狀態(tài)恢復(fù)到初始值，確保系統(tǒng)能夠正常啟動(dòng)和運(yùn)行。常見的復(fù)位方式有上電復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位和看門狗復(fù)位等B.上電復(fù)位是通過電容充電實(shí)現(xiàn)的，手動(dòng)復(fù)位通常使用按鍵，看門狗復(fù)位則是通過監(jiān)測(cè)程序運(yùn)行狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)C.復(fù)位電路的設(shè)計(jì)越復(fù)雜越好，以確保復(fù)位的可靠性，即使在極端情況下也能正常工作D.合理設(shè)計(jì)復(fù)位電路可以避免單片機(jī)出現(xiàn)死機(jī)或程序跑飛的情況，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性23、在單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展方面，需要考慮多種外設(shè)和接口的連接。假設(shè)我們要為一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)添加更多的存儲(chǔ)設(shè)備、通信接口和傳感器。對(duì)于系統(tǒng)擴(kuò)展的規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)，以下哪種策略是最為重要的？（）A.盲目地添加各種外設(shè)和接口，不考慮系統(tǒng)的兼容性和資源分配B.充分評(píng)估系統(tǒng)的需求和資源，選擇合適的擴(kuò)展芯片和接口標(biāo)準(zhǔn)，合理規(guī)劃地址空間和中斷資源，確保擴(kuò)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(kuò)展方案，不考慮其性能和質(zhì)量D.不進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展，認(rèn)為原有的資源已經(jīng)足夠滿足需求24、在單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中，為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，通常會(huì)在電源輸入端加入穩(wěn)壓芯片。以下哪種穩(wěn)壓芯片輸出電壓精度較高？（）A.7805B.LM317C.AMS1117D.TL43125、在單片機(jī)的中斷系統(tǒng)中，中斷優(yōu)先級(jí)可以通過編程設(shè)置。當(dāng)多個(gè)中斷同時(shí)發(fā)生時(shí)，以下哪種情況會(huì)優(yōu)先響應(yīng)？（）A.優(yōu)先級(jí)高的中斷B.先發(fā)生的中斷C.占用資源少的中斷D.隨機(jī)選擇一個(gè)中斷響應(yīng)二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）解釋單片機(jī)的指令系統(tǒng)及其分類。2、（本題5分）解釋單片機(jī)的I2S音頻接口協(xié)議。3、（本題5分）解釋單片機(jī)的EEPROM存儲(chǔ)特點(diǎn)。4、（本題5分）說明單片機(jī)在智能電力政策制定系統(tǒng)中的應(yīng)用。三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）設(shè)計(jì)單片機(jī)程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部EEPROM芯片的加密讀寫操作。2、（本題5分）設(shè)計(jì)單片機(jī)程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部ADC芯片的控制和數(shù)據(jù)讀取。3、（本題5分）編寫單片機(jī)程序，實(shí)現(xiàn)通過按鍵控制一個(gè)LED燈的亮滅。4、（本題5分）設(shè)計(jì)單片機(jī)程序，通過SPI接口驅(qū)動(dòng)一個(gè)無線射頻模塊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。5、（本題5分）用單片機(jī)控制一個(gè)智能風(fēng)扇，具備風(fēng)速記憶功能，下次開機(jī)保持上次設(shè)置。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）闡述單片機(jī)在汽車電子系統(tǒng)中的重要地位，涵蓋發(fā)動(dòng)機(jī)控制、制動(dòng)系統(tǒng)管理以及車載娛樂等方面。分析汽車行駛過程中對(duì)單片機(jī)的高實(shí)時(shí)性、高可靠性和抗振動(dòng)能力的要求，