華南理工大學(xué)《單片機(jī)原理及應(yīng)用》2022-2023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頁華南理工大學(xué)《單片機(jī)原理及應(yīng)用》

2022-2023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一、單選題（本大題共20個小題，每小題2分，共40分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在單片機(jī)的系統(tǒng)可靠性設(shè)計中，假設(shè)我們的系統(tǒng)工作在惡劣的環(huán)境中，可能會受到電磁干擾和電源波動的影響。為了提高系統(tǒng)的可靠性，以下哪種措施可能是必要的？（）A.增加電源濾波電路B.采用屏蔽措施減少電磁干擾C.進(jìn)行冗余設(shè)計D.以上都是2、對于一個需要實(shí)時響應(yīng)多個外部中斷的單片機(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，高優(yōu)先級中斷可以打斷低優(yōu)先級中斷C.限制中斷響應(yīng)時間，超時則忽略中斷請求D.只允許一個中斷源產(chǎn)生中斷請求3、在單片機(jī)的ADC轉(zhuǎn)換中，為了提高轉(zhuǎn)換精度，可以采取以下哪種措施？（）A.增加ADC的位數(shù)B.降低輸入信號的幅度C.提高ADC的轉(zhuǎn)換速度D.減少參考電壓的波動4、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(shí)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(xiàng)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(shí)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5、單片機(jī)的開發(fā)工具包括編譯器、調(diào)試器等。對于一個新的單片機(jī)項(xiàng)目，在選擇編譯器時，以下哪個因素不是關(guān)鍵的？（）A.支持的語言種類B.生成代碼的效率C.軟件的價格D.編譯器的界面美觀程度6、在單片機(jī)的ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）和DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）中，以下描述不準(zhǔn)確的是（）A.ADC用于將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，DAC用于將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號B.ADC的分辨率和轉(zhuǎn)換速度是其重要的性能指標(biāo)，分辨率越高，轉(zhuǎn)換速度越快，性能越好C.在使用ADC進(jìn)行模擬信號采樣時，需要考慮采樣定理，以保證采樣后的數(shù)字信號能夠準(zhǔn)確還原原始模擬信號D.DAC的輸出精度和線性度是其關(guān)鍵性能參數(shù)，輸出精度越高，線性度越好，輸出的模擬信號質(zhì)量越高7、在單片機(jī)的鍵盤接口設(shè)計中，行列式鍵盤相比于獨(dú)立式鍵盤的主要優(yōu)點(diǎn)是：（）A.編程簡單B.占用I/O口少C.可靠性高D.響應(yīng)速度快8、對于單片機(jī)的加密和安全機(jī)制，以下關(guān)于其作用和實(shí)現(xiàn)方式的描述，哪一個是錯誤的？（）A.單片機(jī)的加密和安全機(jī)制可以防止程序被非法讀取、復(fù)制和篡改，保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)和系統(tǒng)的安全性。常見的實(shí)現(xiàn)方式有代碼加密、硬件加密和認(rèn)證機(jī)制等B.加密和安全機(jī)制會增加單片機(jī)系統(tǒng)的成本和開發(fā)難度，而且在大多數(shù)應(yīng)用中沒有必要，因?yàn)閱纹瑱C(jī)系統(tǒng)的安全性威脅較小C.即使采用了加密和安全機(jī)制，也不能完全保證單片機(jī)系統(tǒng)的絕對安全，還需要結(jié)合其他安全措施來提高整體安全性D.隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，單片機(jī)的加密和安全機(jī)制變得越來越重要，尤其是在涉及敏感數(shù)據(jù)和關(guān)鍵應(yīng)用的場景中9、對于單片機(jī)的看門狗（Watchdog）技術(shù)，以下說法正確的是：（）A.看門狗是一種用于監(jiān)測單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的機(jī)制，如果系統(tǒng)在規(guī)定的時間內(nèi)沒有對看門狗進(jìn)行“喂狗”操作，看門狗將產(chǎn)生復(fù)位信號，使系統(tǒng)重新啟動，防止系統(tǒng)出現(xiàn)死機(jī)或程序跑飛的情況B.看門狗定時器的超時時間是固定的，不能進(jìn)行調(diào)整C.一旦啟用了看門狗，就不能再關(guān)閉，否則會導(dǎo)致系統(tǒng)異常D.看門狗只在系統(tǒng)出現(xiàn)硬件故障時起作用，對于軟件錯誤無法進(jìn)行監(jiān)測和處理10、單片機(jī)的實(shí)時操作系統(tǒng)（RTOS）在復(fù)雜應(yīng)用中可以提高系統(tǒng)的管理效率。假設(shè)我們正在開發(fā)一個多任務(wù)的智能家居控制單片機(jī)系統(tǒng)，需要同時處理多個不同的任務(wù)。在選擇和使用RTOS時，以下哪種因素是最需要關(guān)注的？（）A.只考慮RTOS的功能豐富性，不考慮其對單片機(jī)資源的占用B.綜合考慮RTOS的內(nèi)核大小、任務(wù)調(diào)度算法、內(nèi)存管理機(jī)制、中斷響應(yīng)時間等因素，選擇適合單片機(jī)性能和應(yīng)用需求的RTOS，并進(jìn)行合理的配置和優(yōu)化，以提高系統(tǒng)的實(shí)時性和可靠性C.不使用RTOS，通過自己編寫任務(wù)調(diào)度代碼來實(shí)現(xiàn)多任務(wù)管理D.隨意選擇一個RTOS，不進(jìn)行任何定制和優(yōu)化11、在單片機(jī)的低功耗設(shè)計中，需要從多個方面入手降低系統(tǒng)能耗。假設(shè)我們正在設(shè)計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)動態(tài)調(diào)整功耗，最大限度延長電池續(xù)航時間C.只降低單片機(jī)的工作電壓，不考慮其他因素對功耗的影響D.選擇低功耗的單片機(jī)型號，但不進(jìn)行其他方面的優(yōu)化12、單片機(jī)的指令MOVCA,@A+DPTR中，操作數(shù)的尋址方式是（）A.變址尋址B.相對尋址C.位尋址D.以上都不是13、對于單片機(jī)的串行通信接口（如UART、SPI、I2C等），以下關(guān)于它們的特點(diǎn)和適用范圍的描述，哪一個是錯誤的？（）A.UART是一種異步串行通信接口，通信線路簡單，適用于短距離、低速的數(shù)據(jù)傳輸B.SPI是一種同步串行通信接口，傳輸速度快，支持多從機(jī)通信，但需要較多的引腳C.I2C是一種雙線式串行通信接口，具有節(jié)省引腳、支持多設(shè)備通信等優(yōu)點(diǎn)，但數(shù)據(jù)傳輸速率較低D.這三種串行通信接口在功能和性能上沒有差異，可以根據(jù)個人喜好隨意選擇使用14、關(guān)于單片機(jī)的SPI（串行外設(shè)接口）通信協(xié)議，以下說法錯誤的是：（）A.SPI是一種高速、全雙工的串行通信協(xié)議，常用于連接單片機(jī)與外部設(shè)備，如Flash存儲器、傳感器等B.SPI通信需要至少四根信號線：時鐘線（SCK）、主機(jī)輸入/從機(jī)輸出線（MISO）、主機(jī)輸出/從機(jī)輸入線（MOSI）和片選線（CS）C.在SPI通信中，主機(jī)和從機(jī)的時鐘極性和相位可以根據(jù)需要進(jìn)行配置，以適應(yīng)不同的設(shè)備D.SPI通信的數(shù)據(jù)傳輸是同步的，但在傳輸過程中不會進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，因此數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性無法保證15、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.使用對稱加密算法，如AES，并將密鑰存儲在單片機(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16、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)我們要為一個單片機(jī)系統(tǒng)添加更多的存儲設(shè)備、通信接口和傳感器。對于系統(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17、在單片機(jī)的系統(tǒng)時鐘配置中，若需要降低系統(tǒng)功耗，可以采取以下哪種措施？（）A.提高時鐘頻率B.降低時鐘頻率C.增加時鐘源的數(shù)量D.改變時鐘的占空比18、對于單片機(jī)的驅(qū)動能力和負(fù)載匹配，以下關(guān)于其重要性和實(shí)現(xiàn)方法的描述，哪一項(xiàng)是錯誤的？（）A.單片機(jī)的I/O口驅(qū)動能力有限，在連接外部負(fù)載時需要考慮負(fù)載的電流、電壓要求，確保單片機(jī)能夠正常驅(qū)動負(fù)載，否則可能會導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定B.可以通過使用三極管、場效應(yīng)管等器件來提高單片機(jī)的驅(qū)動能力，實(shí)現(xiàn)負(fù)載匹配C.負(fù)載匹配只需要在硬件設(shè)計中考慮，軟件編程中不需要關(guān)注D.合理的驅(qū)動能力和負(fù)載匹配可以保護(hù)單片機(jī)和外部設(shè)備，延長系統(tǒng)的使用壽命19、單片機(jī)的指令MOVA,#30H中，立即數(shù)30H存儲在（）A.數(shù)據(jù)存儲器B.程序存儲器C.寄存器D.堆棧20、在8051單片機(jī)中，若要使定時器1產(chǎn)生中斷，需要將（）位置1。A.ET1B.ESC.EX1D.EA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)在智能電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。2、（本題5分）說明單片機(jī)的以太網(wǎng)通信的實(shí)現(xiàn)方法。3、（本題5分）解釋單片機(jī)在智能電力暗能量計算系統(tǒng)中的工作。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）利用單片機(jī)和水位傳感器，檢測水位高度并控制水泵工作。2、（本題5分）在單片機(jī)中實(shí)現(xiàn)一個智能晾衣架，具備衣物重量檢測和過載保護(hù)功能。3、（本題5分）在單片機(jī)上控制一個智能凈水器，具備水質(zhì)實(shí)時監(jiān)測功能。4、（本題5分）利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一個智能按摩椅，具備按摩力度自動調(diào)節(jié)功能，根據(jù)使用者的反饋調(diào)整。5、（本題5分）利用單片機(jī)讀取一個電位器的值，控制LED燈的亮度。四、論述題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）論述單片機(jī)在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用，包括其如何實(shí)現(xiàn)