江西工業(yè)貿易職業(yè)技術學院《單片機課程設計》2023-2024學年第一學期期末試卷

學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號學校________________班級____________姓名____________考場____________準考證號…………密…………封…………線…………內…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁江西工業(yè)貿易職業(yè)技術學院

《單片機課程設計》2023-2024學年第一學期期末試卷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1分，共20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、單片機的指令系統(tǒng)對程序的編寫和執(zhí)行效率有重要影響。假設我們需要執(zhí)行一個頻繁的循環(huán)操作，以下關于指令選擇和優(yōu)化的考慮，哪一項是正確的？（）A.選擇簡潔、執(zhí)行周期短的指令來提高效率B.指令的選擇對執(zhí)行效率影響不大，隨意選擇即可C.復雜的指令總是能提高程序的執(zhí)行速度D.以上選項都不正確，指令系統(tǒng)對循環(huán)操作效率沒有影響2、單片機的Bootloader（引導加載程序）用于系統(tǒng)的升級和更新。假設我們要通過串口實現(xiàn)單片機程序的遠程更新，以下關于Bootloader的設計和實現(xiàn)，哪一項是關鍵的？（）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占用的存儲空間C.忽略程序更新過程中的錯誤，繼續(xù)更新D.以上選項都不是，通過串口無法實現(xiàn)程序更新3、單片機的定時器/計數(shù)器是常用的功能模塊。對于一個需要精確定時1毫秒的應用場景，已知單片機的系統(tǒng)時鐘頻率為12MHz，若采用方式1的16位定時器，初值應設置為：（）A.65536-1000B.65536-12000C.65536-500D.65536-100004、單片機的端口配置對于連接外部設備至關重要。假設我們要將單片機的一個端口連接到多個輸入設備，并且需要確保每個輸入設備的信號能夠準確被讀取。為了實現(xiàn)這個目標，以下哪種端口配置方式是合適的？（）A.上拉輸入B.下拉輸入C.浮空輸入D.模擬輸入5、在單片機的I/O口擴展中，使用8255可編程并行接口芯片。若將8255的A口設置為輸入，B口設置為輸出，控制字應為：（）A.90HB.98HC.81HD.88H6、在單片機的ADC（模數(shù)轉換器）和DAC（數(shù)模轉換器）中，以下描述不準確的是（）A.ADC用于將模擬信號轉換為數(shù)字信號，DAC用于將數(shù)字信號轉換為模擬信號B.ADC的分辨率和轉換速度是其重要的性能指標，分辨率越高，轉換速度越快，性能越好C.在使用ADC進行模擬信號采樣時，需要考慮采樣定理，以保證采樣后的數(shù)字信號能夠準確還原原始模擬信號D.DAC的輸出精度和線性度是其關鍵性能參數(shù)，輸出精度越高，線性度越好，輸出的模擬信號質量越高7、對于單片機的實時操作系統(tǒng)（RTOS）應用，以下說法不正確的是：（）A.RTOS可以為單片機系統(tǒng)提供任務調度、資源管理、時間管理等功能，提高系統(tǒng)的可靠性和實時性B.在使用RTOS時，需要將系統(tǒng)的功能分解為多個任務，并為每個任務分配優(yōu)先級和資源C.RTOS會增加系統(tǒng)的開銷和復雜度，因此只有在復雜的系統(tǒng)中才有必要使用，對于簡單的應用可以不用D.一旦在單片機中引入RTOS，就不能再使用傳統(tǒng)的前后臺系統(tǒng)開發(fā)方式，必須完全基于RTOS進行開發(fā)8、單片機的電源管理模塊對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性和功耗控制至關重要。假設我們的系統(tǒng)在不同工作模式下對電源電壓的要求有所變化。為了確保系統(tǒng)在各種情況下都能正常工作，以下哪種電源管理策略可能是最有效的？（）A.使用固定的電源芯片B.采用動態(tài)電壓調節(jié)技術C.增加電源濾波電容D.不進行電源管理9、在單片機的串口通信中，設置波特率為9600bps，系統(tǒng)時鐘為11.0592MHz，若采用定時器1作為波特率發(fā)生器，工作在方式2下，定時器初值應為：（）A.0xFDB.0xFAC.0xFED.0xFB10、單片機的代碼優(yōu)化對于提高系統(tǒng)性能和降低資源消耗非常重要。假設我們的程序中存在大量的循環(huán)操作，以下哪種優(yōu)化方法可能對提高程序執(zhí)行效率最有幫助？（）A.減少循環(huán)次數(shù)B.優(yōu)化循環(huán)體內的代碼C.使用更高效的算法D.以上方法綜合使用11、單片機的程序存儲區(qū)和數(shù)據(jù)存儲區(qū)在物理上可以分開，也可以統(tǒng)一。對于哈佛結構的單片機，其特點是：（）A.程序存儲區(qū)和數(shù)據(jù)存儲區(qū)統(tǒng)一編址B.程序存儲區(qū)和數(shù)據(jù)存儲區(qū)相互獨立C.程序存儲區(qū)和數(shù)據(jù)存儲區(qū)可以相互訪問D.程序存儲區(qū)和數(shù)據(jù)存儲區(qū)容量相同12、在單片機的應用中，經(jīng)常需要進行數(shù)據(jù)的存儲和讀取。對于一個需要掉電不丟失數(shù)據(jù)的應用場景，以下哪種存儲方式最合適？（）A.內部RAMB.外部RAMC.內部Flash存儲器D.外部EPROM13、在單片機的指令集架構中，假設我們要開發(fā)一個對代碼空間要求非?？量痰膽?。以下哪種指令集架構可能更有利于節(jié)省代碼空間？（）A.CISC（復雜指令集計算機）B.RISC（精簡指令集計算機）C.兩者效果相同D.以上均不對14、在單片機的實時操作系統(tǒng)（RTOS）應用中，假設我們的系統(tǒng)需要同時處理多個任務，且對任務的響應時間有嚴格要求。以下哪個特點是RTOS在這種情況下的主要優(yōu)勢？（）A.任務調度的靈活性B.系統(tǒng)資源的高效利用C.降低軟件開發(fā)難度D.以上都是15、在單片機的系統(tǒng)開發(fā)中，硬件抗干擾措施是保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要環(huán)節(jié)。對于電源干擾，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.減少電源負載D.頻繁開關電源16、關于單片機的PWM（脈沖寬度調制）技術，以下說法不正確的是：（）A.PWM是一種通過改變脈沖寬度來控制輸出信號平均電壓的技術，常用于電機調速、燈光亮度控制等領域B.PWM的占空比是指高電平在一個周期中所占的比例，通過改變占空比可以實現(xiàn)對輸出電壓或功率的調節(jié)C.單片機的定時器/計數(shù)器可以用于生成PWM信號，通過設置相關寄存器來控制脈沖的周期和占空比D.PWM信號的頻率越高越好，因為這樣可以提高控制的精度和響應速度17、單片機在工業(yè)控制領域有廣泛應用，需要具備較高的可靠性和穩(wěn)定性。假設我們設計的單片機控制系統(tǒng)工作在惡劣的電磁環(huán)境中，以下關于提高系統(tǒng)抗干擾能力的措施，哪一項是關鍵的？（）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18、在單片機的存儲器擴展中，若要擴展8KB的外部數(shù)據(jù)存儲器，使用6264芯片（8K×8位），則需要的地址線數(shù)量至少為：（）A.10根B.13根C.16根D.8根19、對于單片機的加密和安全機制，以下關于其作用和實現(xiàn)方式的描述，哪一個是錯誤的？（）A.單片機的加密和安全機制可以防止程序被非法讀取、復制和篡改，保護知識產(chǎn)權和系統(tǒng)的安全性。常見的實現(xiàn)方式有代碼加密、硬件加密和認證機制等B.加密和安全機制會增加單片機系統(tǒng)的成本和開發(fā)難度，而且在大多數(shù)應用中沒有必要，因為單片機系統(tǒng)的安全性威脅較小C.即使采用了加密和安全機制，也不能完全保證單片機系統(tǒng)的絕對安全，還需要結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，單片機的加密和安全機制變得越來越重要，尤其是在涉及敏感數(shù)據(jù)和關鍵應用的場景中20、單片機的存儲結構通常包括程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。假設我們正在使用一款單片機開發(fā)一個復雜的數(shù)據(jù)處理應用，需要頻繁地讀寫大量的數(shù)據(jù)。在這種情況下，對于數(shù)據(jù)的存儲和讀取，以下哪種存儲器的訪問速度通常更快？（）A.內部數(shù)據(jù)存儲器B.外部擴展的數(shù)據(jù)存儲器C.程序存儲器D.以上速度相同二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）闡述單片機在智能公交站牌中的功能。2、（本題5分）簡述單片機在智能燃氣監(jiān)測中的應用。3、（本題5分）簡述單片機在智能電力圈量子引力計算系統(tǒng)中的控制。4、（本題5分）解釋單片機在智能電力市場交易系統(tǒng)中的工作。5、（本題5分）闡述單片機在智能電力資產(chǎn)管理系統(tǒng)中的功能。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）用單片機實現(xiàn)一個簡單的定時器，定時1秒讓LED燈閃爍。2、（本題5分）編寫程序，使單片機在工作模式和低功耗模式之間切換。3、（本題5分）利用單片機實現(xiàn)一個智能跑步機，控制速度和坡度。4、（本題5分）在單片機上控制一個智能凈水器，具備水質實時監(jiān)測功能。5、（本題5分）利用單片機實現(xiàn)一個智能除濕器，根據(jù)濕度和溫度綜合控制工作。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）全面論述單片機在智能垃圾桶自動壓縮與分類系統(tǒng)中的應用實現(xiàn)和環(huán)保意義。智能垃圾桶通過單片機實現(xiàn)自動壓縮垃圾和分類功能，有助于提高垃圾處理效率和環(huán)保水平。請分析單片機如何控制壓縮裝置和分類機構的動作，如何識別垃圾類型和判斷是否需要壓縮。研究單片機在智能垃圾桶系統(tǒng)中的節(jié)能設計和故障自診斷功能，以及該系統(tǒng)對減少垃圾體積、優(yōu)化資源回收、改善環(huán)境衛(wèi)生的重要作用。2、（本題10分）詳細闡述單片機在無人機飛行控制系統(tǒng)中的應用，如姿態(tài)穩(wěn)定、航線規(guī)劃、高度控制等。論述單片機在這些系統(tǒng)中的飛行姿態(tài)解算、導航算法實