長(zhǎng)沙理工大學(xué)城南學(xué)院《單片機(jī)原理及應(yīng)用A》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密自覺(jué)遵守考場(chǎng)紀(jì)律如考試作弊此答卷無(wú)效密封線(xiàn)第1頁(yè)，共3頁(yè)長(zhǎng)沙理工大學(xué)城南學(xué)院

《單片機(jī)原理及應(yīng)用A》2022-2023學(xué)年第一學(xué)期期末試卷院(系)_______班級(jí)_______學(xué)號(hào)_______姓名_______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、對(duì)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(gè)是錯(cuò)誤的？（）A.UART是一種異步串行通信接口，通信線(xiàn)路簡(jiǎn)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(xiàn)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(méi)有差異，可以根據(jù)個(gè)人喜好隨意選擇使用2、單片機(jī)的通信接口（如UART、SPI、I2C等）在與外部設(shè)備交互中至關(guān)重要。假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)與多個(gè)傳感器和執(zhí)行器通信的工業(yè)控制系統(tǒng)。在選擇通信接口和協(xié)議時(shí)，以下哪種考慮是最為全面和重要的？（）A.只根據(jù)通信速度選擇接口和協(xié)議，不考慮設(shè)備的兼容性和成本B.綜合考慮設(shè)備的數(shù)量、通信距離、數(shù)據(jù)量、實(shí)時(shí)性要求、成本等因素，選擇合適的通信接口和協(xié)議，并進(jìn)行相應(yīng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件編程，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠通信C.隨意選擇一種通信接口和協(xié)議，不進(jìn)行任何評(píng)估和測(cè)試D.只選擇自己熟悉的通信接口和協(xié)議，不考慮其是否適合當(dāng)前項(xiàng)目3、在單片機(jī)的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，硬件抗干擾措施是保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。對(duì)于電源干擾，以下哪種方法效果較好？（）A.增加電源濾波電容B.提高電源電壓C.減少電源負(fù)載D.頻繁開(kāi)關(guān)電源4、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5、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(gè)單片機(jī)控制的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)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(xiàng)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(diǎn)和執(zhí)行周期，選擇簡(jiǎn)潔高效的指令，并合理安排指令順序，減少指令執(zhí)行時(shí)間和資源消耗C.隨意選擇指令，不考慮其執(zhí)行效率和對(duì)系統(tǒng)性能的影響D.只使用基本指令，避免使用高級(jí)指令，以降低編程難度6、對(duì)于單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)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(cuò)誤的？（）A.單片機(jī)的I/O口驅(qū)動(dòng)能力有限，在連接外部負(fù)載時(shí)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(dòng)負(fù)載，否則可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)工作不穩(wěn)定B.可以通過(guò)使用三極管、場(chǎng)效應(yīng)管等器件來(lái)提高單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)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(jì)中考慮，軟件編程中不需要關(guān)注D.合理的驅(qū)動(dòng)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(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命7、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?wèn)題。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(wú)需關(guān)心D.SPI通信不需要考慮時(shí)鐘和數(shù)據(jù)的同步8、8051單片機(jī)的指令“MOVCA,@A+PC”中，PC的值在取指后會(huì)（）。A.加1B.加2C.加3D.不變9、8051單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作在方式2時(shí)，是（）位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。A.8B.13C.16D.3210、單片機(jī)與上位機(jī)進(jìn)行通信時(shí)，常用的通信協(xié)議有很多種。對(duì)于短距離、高速率的數(shù)據(jù)傳輸，以下哪種通信協(xié)議比較適合？（）A.RS232B.RS485C.USBD.CAN11、單片機(jī)在驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示時(shí)，常用的顯示方式有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。動(dòng)態(tài)顯示相比于靜態(tài)顯示的主要優(yōu)點(diǎn)是：（）A.顯示亮度高B.占用I/O口少C.程序編寫(xiě)簡(jiǎn)單D.顯示穩(wěn)定，無(wú)閃爍12、在單片機(jī)的數(shù)字濾波算法中，假設(shè)我們要對(duì)一個(gè)受到噪聲干擾的輸入信號(hào)進(jìn)行濾波處理，以獲得更準(zhǔn)確的測(cè)量值。以下哪種數(shù)字濾波算法在去除高頻噪聲方面可能表現(xiàn)更優(yōu)？（）A.算術(shù)平均濾波B.中值濾波C.滑動(dòng)平均濾波D.低通濾波13、8051單片機(jī)的指令MOVCA,@A+DPTR屬于（）尋址方式。A.寄存器尋址B.變址尋址C.相對(duì)尋址D.位尋址14、單片機(jī)的外部中斷觸發(fā)方式有多種，比如電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)。假設(shè)我們的系統(tǒng)需要對(duì)一個(gè)短暫的外部信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確響應(yīng)，以下哪種觸發(fā)方式可能更合適？（）A.電平觸發(fā)B.邊沿觸發(fā)C.兩者均可，沒(méi)有區(qū)別D.以上都不合適15、在8051單片機(jī)中，若要使定時(shí)器0停止計(jì)數(shù)，應(yīng)將（）位清0。A.TR0B.TF0C.GATED.C/T16、單片機(jī)的ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）在數(shù)據(jù)采集方面具有重要作用。假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的聲音采集系統(tǒng)，需要將模擬聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理。對(duì)于A(yíng)DC的分辨率和采樣率的選擇，以下哪種考慮是最為恰當(dāng)?shù)模浚ǎ〢.選擇最高分辨率和采樣率的ADC，不考慮系統(tǒng)的實(shí)際需求和資源限制B.根據(jù)聲音信號(hào)的頻率范圍和精度要求，合理選擇ADC的分辨率和采樣率，在滿(mǎn)足系統(tǒng)性能的前提下，盡量降低資源消耗和成本C.選擇最低分辨率和采樣率的ADC，以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和降低成本D.不考慮聲音信號(hào)的特點(diǎn)，隨機(jī)選擇ADC的參數(shù)17、在單片機(jī)的指令系統(tǒng)中，關(guān)于指令的執(zhí)行周期和尋址方式，以下哪種說(shuō)法是準(zhǔn)確的？（）A.不同的指令具有不同的執(zhí)行周期，復(fù)雜的指令通常需要更多的時(shí)鐘周期來(lái)完成。尋址方式?jīng)Q定了指令如何獲取操作數(shù)的地址，常見(jiàn)的尋址方式有直接尋址、間接尋址、立即尋址等B.指令的執(zhí)行周期與單片機(jī)的時(shí)鐘頻率無(wú)關(guān)，只取決于指令的復(fù)雜程度。尋址方式對(duì)指令的執(zhí)行效率沒(méi)有影響C.單片機(jī)的指令執(zhí)行周期是固定的，不受指令類(lèi)型和尋址方式的影響。而且，尋址方式的選擇對(duì)程序的存儲(chǔ)空間沒(méi)有影響D.為了提高程序的執(zhí)行效率，應(yīng)該盡量使用復(fù)雜的尋址方式和長(zhǎng)執(zhí)行周期的指令18、在單片機(jī)的PWM（脈沖寬度調(diào)制）應(yīng)用中，常用于控制電機(jī)速度、燈光亮度等。假設(shè)我們要設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。對(duì)于PWM信號(hào)的參數(shù)設(shè)置，以下哪種方法是最為有效的？（）A.隨意設(shè)置PWM的占空比和頻率，不考慮電機(jī)的特性和調(diào)速要求B.根據(jù)電機(jī)的參數(shù)和調(diào)速范圍，精確計(jì)算和調(diào)整PWM的占空比和頻率，實(shí)現(xiàn)平滑、精確的電機(jī)調(diào)速，同時(shí)考慮電磁兼容性和噪聲抑制C.只使用固定的PWM參數(shù)，不進(jìn)行任何調(diào)整D.不使用PWM調(diào)速，采用其他復(fù)雜的控制方法19、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20、考慮單片機(jī)的無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)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(wèn)題?？梢酝ㄟ^(guò)優(yōu)化電源管理、選擇合適的天線(xiàn)和通信協(xié)議來(lái)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)B.無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)通信模塊的工作效果沒(méi)有影響，只要選擇高性能的無(wú)線(xiàn)通信模塊，就能保證良好的通信質(zhì)量D.無(wú)線(xiàn)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21、在8051單片機(jī)中，要進(jìn)行串行通信，應(yīng)將SCON寄存器的SM0、SM1位設(shè)置為（）。A.00B.01C.10D.1122、單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。想象一個(gè)需要頻繁更新數(shù)據(jù)并且存儲(chǔ)大量程序代碼的單片機(jī)應(yīng)用，例如一個(gè)工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。在這種情況下，關(guān)于存儲(chǔ)器的選擇和使用，以下哪種策略是最合適的？（）A.優(yōu)先使用內(nèi)部程序存儲(chǔ)器存儲(chǔ)程序代碼，使用內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，以提高訪(fǎng)問(wèn)速度B.由于外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展方便，應(yīng)盡量將程序和數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)器中C.根據(jù)程序和數(shù)據(jù)的大小、訪(fǎng)問(wèn)頻率以及成本等因素，合理選擇使用內(nèi)部存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器，例如將頻繁訪(fǎng)問(wèn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，將較大的程序代碼存儲(chǔ)在外部程序存儲(chǔ)器中D.為了簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，不考慮存儲(chǔ)器的優(yōu)化，隨機(jī)選擇存儲(chǔ)器進(jìn)行存儲(chǔ)23、對(duì)于單片機(jī)的ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）采樣定理，以下說(shuō)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(hào)，采樣頻率必須至少是模擬信號(hào)最高頻率的兩倍B.如果采樣頻率低于模擬信號(hào)最高頻率的兩倍，會(huì)導(dǎo)致采樣后的數(shù)字信號(hào)發(fā)生混疊，無(wú)法正確還原原始模擬信號(hào)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(huì)得到錯(cuò)誤的轉(zhuǎn)換結(jié)果D.采樣定理只適用于理論分析，在實(shí)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(yàn)選擇合適的采樣頻率24、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(méi)有直接的關(guān)系。可以根據(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(méi)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25、關(guān)于單片機(jī)的SPI（串行外設(shè)接口）通信協(xié)議，以下說(shuō)法錯(cuò)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(chǔ)器、傳感器等B.SPI通信需要至少四根信號(hào)線(xiàn)：時(shí)鐘線(xiàn)（SCK）、主機(jī)輸入/從機(jī)輸出線(xiàn)（MISO）、主機(jī)輸出/從機(jī)輸入線(xiàn)（MOSI）和片選線(xiàn)（CS）C.在SPI通信中，主機(jī)和從機(jī)的時(shí)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(guò)程中不會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，因此數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性無(wú)法保證二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）簡(jiǎn)述單片機(jī)在智能電力拓?fù)浣^緣體計(jì)算系統(tǒng)中的作用。2、（本題5分）說(shuō)明單片機(jī)的CAN總線(xiàn)的錯(cuò)誤處理機(jī)制。3、（本題5分）說(shuō)明單片機(jī)的UART通信中的中斷處理。4、（本題5分）單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)中如何考慮電磁兼容問(wèn)題？三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）編寫(xiě)程序，利用單片機(jī)的UART接口實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通信。2、（本題5分）利用單片機(jī)和濕度變送器，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中的濕度控制。3、（本題5分）編寫(xiě)程序，讓單片機(jī)控制一個(gè)電子指南針，指示方向。4、（本題5分）設(shè)計(jì)單片機(jī)程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部ADC芯片的雙緩沖數(shù)據(jù)采集。5、（本題5分）編寫(xiě)程序，使單片機(jī)在睡眠模式下通過(guò)外部中斷喚醒并執(zhí)行特定任務(wù)。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（