云南大學(xué)滇池學(xué)院《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)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，共3頁云南大學(xué)滇池學(xué)院

《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)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)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)境下無法保證系統(tǒng)正常工作2、單片機(jī)的I/O端口配置是實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備通信的關(guān)鍵。假設(shè)我們要將一個(gè)I/O端口設(shè)置為輸入模式，并且具有上拉電阻功能。以下關(guān)于端口配置寄存器的設(shè)置，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.將相應(yīng)的位設(shè)置為0，同時(shí)使能上拉電阻B.將相應(yīng)的位設(shè)置為1，同時(shí)使能上拉電阻C.只需要將相應(yīng)的位設(shè)置為0，上拉電阻會(huì)自動(dòng)啟用D.只需要將相應(yīng)的位設(shè)置為1，上拉電阻會(huì)自動(dòng)啟用3、在單片機(jī)的看門狗（Watchdog）機(jī)制應(yīng)用中，它可以有效地防止系統(tǒng)死機(jī)和異常。假設(shè)我們正在開發(fā)一個(gè)對(duì)可靠性要求極高的工業(yè)控制單片機(jī)系統(tǒng)。關(guān)于看門狗的配置和使用，以下哪種方式是最為合適的？（）A.不啟用看門狗功能，認(rèn)為系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)異常情況B.啟用看門狗功能，但設(shè)置不合理的超時(shí)時(shí)間，無法有效檢測(cè)系統(tǒng)故障C.合理設(shè)置看門狗的超時(shí)時(shí)間，并在程序正常運(yùn)行時(shí)及時(shí)喂狗，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)能夠及時(shí)復(fù)位，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性D.隨意設(shè)置看門狗參數(shù)，不考慮其對(duì)系統(tǒng)的影響4、在單片機(jī)的ADC（模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換）模塊使用中，假設(shè)我們要測(cè)量一個(gè)0-5V的模擬電壓信號(hào)，并要求轉(zhuǎn)換精度達(dá)到10位。以下關(guān)于ADC配置和轉(zhuǎn)換結(jié)果處理的描述，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.配置ADC的參考電壓為5V，通過讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器得到數(shù)字值并進(jìn)行計(jì)算B.參考電壓可以任意設(shè)置，不影響轉(zhuǎn)換精度C.ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果無需處理，直接使用D.10位精度無法滿足要求，需要使用更高精度的ADC芯片5、在單片機(jī)的開發(fā)過程中，代碼的可移植性是一個(gè)重要的考慮因素。為了提高代碼在不同型號(hào)單片機(jī)之間的可移植性，以下哪種做法是不合適的？（）A.使用標(biāo)準(zhǔn)的C語言語法和庫函數(shù)B.直接使用單片機(jī)特定的寄存器和指令C.將硬件相關(guān)的部分封裝成獨(dú)立的模塊D.定義統(tǒng)一的接口和配置文件6、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7、若要判斷8051單片機(jī)的P1口的某一位是否為高電平，可以使用（）指令。A.JBB.JNBC.JCD.JNC8、單片機(jī)在控制直流電機(jī)時(shí)，通常需要使用PWM（脈沖寬度調(diào)制）技術(shù)來調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。假設(shè)單片機(jī)的定時(shí)器產(chǎn)生的PWM信號(hào)周期為20ms，要使電機(jī)轉(zhuǎn)速為最大轉(zhuǎn)速的50%，則高電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)為：（）A.10msB.5msC.15msD.8ms9、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10、單片機(jī)的顯示驅(qū)動(dòng)接口有多種，比如液晶顯示（LCD）和發(fā)光二極管顯示（LED）。假設(shè)我們需要在一個(gè)低功耗的系統(tǒng)中顯示簡單的文本和圖形信息，以下哪種顯示接口可能更適合？（）A.LCD接口B.LED接口C.兩者均可，沒有區(qū)別D.以上都不適合11、在單片機(jī)的低功耗設(shè)計(jì)中，以下哪種方法可以有效降低系統(tǒng)的待機(jī)電流？（）A.關(guān)閉未使用的外設(shè)B.提高系統(tǒng)的工作頻率C.增加程序的運(yùn)行時(shí)間D.減少電源的濾波電容12、在單片機(jī)的系統(tǒng)開發(fā)中，硬件和軟件的協(xié)同設(shè)計(jì)至關(guān)重要。假設(shè)我們?cè)谠O(shè)計(jì)初期發(fā)現(xiàn)硬件資源無法滿足軟件功能的需求，以下關(guān)于解決方法的選擇，哪一項(xiàng)是合理的？（）A.優(yōu)化軟件算法，減少對(duì)硬件資源的需求B.立即更換更強(qiáng)大的單片機(jī)型號(hào)C.放棄部分軟件功能D.以上選項(xiàng)都不正確，硬件和軟件的不匹配無法解決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。可以通過優(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、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，通過串口無法實(shí)現(xiàn)程序更新15、單片機(jī)與外部存儲(chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互時(shí)，可能會(huì)受到數(shù)據(jù)總線寬度的限制。假設(shè)單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線為8位，而外部存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)寬度為16位。以下關(guān)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶幚矸绞?，哪一?xiàng)是正確的？（）A.分兩次讀取16位數(shù)據(jù)B.直接讀取，忽略數(shù)據(jù)寬度差異C.使用特殊的接口芯片進(jìn)行轉(zhuǎn)換D.以上選項(xiàng)都不正確，無法進(jìn)行數(shù)據(jù)交互16、單片機(jī)與外部設(shè)備進(jìn)行通信時(shí)，可能會(huì)遇到數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐絾栴}。假設(shè)我們使用SPI（串行外設(shè)接口）與一個(gè)傳感器進(jìn)行通信，以下關(guān)于SPI時(shí)鐘和數(shù)據(jù)同步的理解，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.由單片機(jī)提供時(shí)鐘，確保數(shù)據(jù)在時(shí)鐘上升沿或下降沿被采樣B.傳感器提供時(shí)鐘，單片機(jī)根據(jù)傳感器的時(shí)鐘進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸C.時(shí)鐘和數(shù)據(jù)的同步由外部控制器負(fù)責(zé)，單片機(jī)無需關(guān)心D.SPI通信不需要考慮時(shí)鐘和數(shù)據(jù)的同步17、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18、在單片機(jī)的系統(tǒng)開發(fā)過程中，假設(shè)我們已經(jīng)完成了硬件設(shè)計(jì)和軟件編寫，需要進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試。以下哪種測(cè)試方法可以全面地檢驗(yàn)系統(tǒng)的功能和性能？（）A.單元測(cè)試B.集成測(cè)試C.系統(tǒng)測(cè)試D.以上測(cè)試方法結(jié)合使用19、在單片機(jī)的指令系統(tǒng)中，假設(shè)我們要執(zhí)行一系列復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯操作。不同的指令具有不同的執(zhí)行周期和功能。如果要在有限的時(shí)間內(nèi)完成大量的計(jì)算任務(wù)，以下哪種指令通常具有更高的執(zhí)行效率？（）A.復(fù)雜的多功能指令B.簡單的基本指令C.特定的專用指令D.所有指令執(zhí)行效率相同20、在單片機(jī)的輸入輸出接口（I/O口）配置中，需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求來設(shè)置工作模式。假設(shè)有一個(gè)單片機(jī)控制的智能交通信號(hào)燈系統(tǒng)，其中的I/O口需要連接各種傳感器和信號(hào)燈。對(duì)于I/O口的工作模式選擇，以下哪種考慮是最為重要的？（）A.統(tǒng)一將所有I/O口設(shè)置為輸入模式，以接收外部信號(hào)B.全部設(shè)置為輸出模式，直接控制信號(hào)燈的狀態(tài)C.根據(jù)每個(gè)I/O口所連接的設(shè)備類型（輸入設(shè)備或輸出設(shè)備）和電氣特性，靈活配置為輸入、輸出或者雙向模式，并設(shè)置合適的上拉、下拉電阻，以確保信號(hào)的穩(wěn)定和準(zhǔn)確傳輸D.隨意設(shè)置I/O口的工作模式，不考慮與外部設(shè)備的匹配二、簡答題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）解釋單片機(jī)在智能路燈節(jié)能控制系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)。2、（本題5分）闡述單片機(jī)的低功耗設(shè)計(jì)方法。3、（本題5分）單片機(jī)如何實(shí)現(xiàn)指紋識(shí)別功能？4、（本題5分）說明單片機(jī)的RTC模塊的掉電保護(hù)和備份。5、（本題5分）闡述單片機(jī)在能源管理中的應(yīng)用。三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）用單片機(jī)控制一個(gè)智能浴霸，根據(jù)室溫自動(dòng)調(diào)節(jié)功能。2、（本題5分）利用單片機(jī)和風(fēng)速風(fēng)向傳感器，測(cè)量并顯示風(fēng)速和風(fēng)向信息。3、（本題5分）用單片機(jī)控制一個(gè)智能加濕器，根據(jù)室內(nèi)外濕度差工作。4、（本題5分）在單片機(jī)中控制一個(gè)字符型液晶顯示屏，顯示指定的字符。5、（本題5分）編寫程序，使單片機(jī)通過以太網(wǎng)接口與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）深入探討單片機(jī)在電梯控制系統(tǒng)中的核心作用和安全保障機(jī)制。電梯的運(yùn)行控制和安全監(jiān)測(cè)離不開單片機(jī)的精確計(jì)算和實(shí)時(shí)響應(yīng)。分析單片機(jī)如何實(shí)現(xiàn)電梯的樓層定位、速度控制、門機(jī)控制等功能，如何處理緊急情況如故障停機(jī)、困人救援。探討為確保電梯運(yùn)行的安全可靠，單片機(jī)在硬件冗余設(shè)計(jì)、軟件可靠性測(cè)試、故障診斷與預(yù)警等方面的安全保障機(jī)制，以及對(duì)人們?nèi)粘３鲂械闹匾?/p>