湖北師范大學(xué)文理學(xué)院《單片機(jī)原理及應(yīng)用》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀(jì)律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁湖北師范大學(xué)文理學(xué)院

《單片機(jī)原理及應(yīng)用》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級_______學(xué)號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個小題，每小題2分，共30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8051單片機(jī)中，若要對片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行間接尋址，應(yīng)使用（）寄存器。A.R0或R1B.DPTRC.PCD.A2、在單片機(jī)的故障診斷和調(diào)試過程中，使用仿真器可以提供很大的幫助。假設(shè)我們在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)程序運(yùn)行結(jié)果與預(yù)期不符。以下關(guān)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(yùn)行程序，查看最終結(jié)果C.忽略仿真器，通過實際硬件進(jìn)行調(diào)試D.以上選項都不正確，仿真器對調(diào)試沒有幫助3、在單片機(jī)的指令時序中，假設(shè)我們需要精確控制單片機(jī)與外部設(shè)備之間的通信時序。以下哪種方式可以幫助我們更好地理解和掌握指令執(zhí)行的時間特性？（）A.查閱單片機(jī)的數(shù)據(jù)手冊，了解指令周期B.通過實驗測量指令執(zhí)行時間C.參考其他類似系統(tǒng)的時序設(shè)置D.以上方法結(jié)合使用4、在單片機(jī)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(shè)我們正在優(yōu)化一個單片機(jī)控制的機(jī)器人運(yùn)動程序，以提高其響應(yīng)速度和執(zhí)行效率。以下關(guān)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(fù)雜的指令，認(rèn)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(jī)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5、在單片機(jī)的軟件開發(fā)過程中，使用C語言編程具有很多優(yōu)勢。假設(shè)我們需要實現(xiàn)一個對時間要求非常精確的操作，以下關(guān)于C語言在單片機(jī)編程中的局限性，哪一項是需要考慮的？（）A.C語言的執(zhí)行效率可能不如匯編語言高B.C語言無法實現(xiàn)底層硬件的直接控制C.C語言的代碼可讀性差，不利于維護(hù)D.以上選項都不正確，C語言在單片機(jī)編程中沒有局限性6、在單片機(jī)的系統(tǒng)開發(fā)中，硬件和軟件的協(xié)同設(shè)計至關(guān)重要。假設(shè)我們在設(shè)計初期發(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，哪一項是合理的？（）A.優(yōu)化軟件算法，減少對硬件資源的需求B.立即更換更強(qiáng)大的單片機(jī)型號C.放棄部分軟件功能D.以上選項都不正確，硬件和軟件的不匹配無法解決7、在單片機(jī)的定時器/計數(shù)器應(yīng)用中，假設(shè)我們需要實現(xiàn)一個精確的1秒定時。已知單片機(jī)的時鐘頻率為12MHz，以下關(guān)于定時器初值計算和配置的方法，哪一項是正確的？（）A.通過計算得出定時器初值，然后設(shè)置相關(guān)控制寄存器B.直接使用默認(rèn)的定時器配置，無需計算初值C.定時器無法實現(xiàn)1秒的精確定時，需要外接專用芯片D.以上方法都不正確，無法完成1秒定時8、對于單片機(jī)的ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)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(zhǔn)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(dǎo)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(jī)的ADC采樣中，必須嚴(yán)格遵循采樣定理，否則會得到錯誤的轉(zhuǎn)換結(jié)果D.采樣定理只適用于理論分析，在實際的單片機(jī)ADC應(yīng)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9、在單片機(jī)的實時操作系統(tǒng)（RTOS）應(yīng)用中，假設(shè)我們有多個任務(wù)需要同時執(zhí)行，并且對任務(wù)的響應(yīng)時間有嚴(yán)格要求。以下關(guān)于任務(wù)調(diào)度和優(yōu)先級設(shè)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(diào)度，高優(yōu)先級任務(wù)優(yōu)先執(zhí)行B.采用時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度，平均分配CPU時間C.隨機(jī)調(diào)度任務(wù)，不考慮優(yōu)先級D.以上策略都不合理，RTOS不適合多任務(wù)環(huán)境10、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)我們設(shè)計的單片機(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，減少計算錯誤C.提高單片機(jī)的工作頻率D.以上選項都不是，惡劣環(huán)境下無法保證系統(tǒng)正常工作11、在單片機(jī)的通信接口中，比如串行通信和并行通信。假設(shè)我們需要在兩個距離較遠(yuǎn)的單片機(jī)系統(tǒng)之間進(jìn)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(qiáng)D.并行通信，因為其成本低12、單片機(jī)的I/O端口配置是實現(xiàn)與外部設(shè)備通信的關(guān)鍵。假設(shè)我們要將一個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，哪一項是正確的？（）A.將相應(yīng)的位設(shè)置為0，同時使能上拉電阻B.將相應(yīng)的位設(shè)置為1，同時使能上拉電阻C.只需要將相應(yīng)的位設(shè)置為0，上拉電阻會自動啟用D.只需要將相應(yīng)的位設(shè)置為1，上拉電阻會自動啟用13、在單片機(jī)的PWM（脈沖寬度調(diào)制）技術(shù)中，以下敘述不正確的是：（）A.PWM技術(shù)通過改變脈沖的寬度來控制輸出信號的平均電壓或功率B.PWM信號的占空比決定了輸出的等效電壓或功率大小C.單片機(jī)可以通過定時器/計數(shù)器方便地生成PWM信號，用于電機(jī)調(diào)速、燈光亮度控制等應(yīng)用D.PWM信號的頻率越高越好，因為頻率越高，輸出的精度和穩(wěn)定性就越高14、在單片機(jī)的ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換）功能中，假設(shè)我們需要測量一個變化范圍較大的模擬信號，并且要求有較高的測量精度。為了達(dá)到這個要求，以下哪個因素對ADC的性能影響最為關(guān)鍵？（）A.ADC的分辨率B.ADC的轉(zhuǎn)換速度C.ADC的參考電壓D.單片機(jī)的工作頻率15、單片機(jī)的I/O口擴(kuò)展在需要連接大量外部設(shè)備時是必要的。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)展二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）說明單片機(jī)在智能電力引力波計算系統(tǒng)中的應(yīng)用。2、（本題5分）闡述單片機(jī)在能源管理中的應(yīng)用。3、（本題5分）解釋單片機(jī)在智能電力科研系統(tǒng)中的工作。三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面論述單片機(jī)在物流配送中的應(yīng)用，如倉儲管理系統(tǒng)、貨物跟蹤設(shè)備、分揀機(jī)器人等。闡述單片機(jī)在這些物流環(huán)節(jié)中的貨物識別、位置跟蹤和作業(yè)調(diào)度功能，以及對物流效率和準(zhǔn)確性的保障。以一個電商倉儲中心的貨物分揀系統(tǒng)為例，說明單片機(jī)如何實現(xiàn)對貨物的快速準(zhǔn)確分揀。2、（本題5分）論述單片機(jī)在智能窗簾控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，比如如何實現(xiàn)窗簾的開合控制、定時操作、光線感應(yīng)等功能，分析其對室內(nèi)采光和隱私保護(hù)的作用。3、（本題5分）論述單片機(jī)在智能血糖儀中的應(yīng)用，比如如何實現(xiàn)血糖測量、數(shù)據(jù)記錄、異常報警等功能，分析其在糖尿病患者自我管理中的重要性。4、（本題5分）詳細(xì)闡述單片機(jī)在無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，涵蓋姿態(tài)控制、導(dǎo)航定位、數(shù)據(jù)傳輸和任務(wù)管理等方面。分析單片機(jī)如何處理來自各種傳感器的信息，實現(xiàn)無人機(jī)的穩(wěn)定飛行和精確控制。探討無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)對單片機(jī)的計算能力、重量和體積的限制，以及相應(yīng)的優(yōu)化策略和解決方案。5、（本題5分）論述單片機(jī)在環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用，涵蓋空氣質(zhì)量監(jiān)測、水