南京郵電大學(xué)《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁南京郵電大學(xué)《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》

2023-2024學(xué)年第一學(xué)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(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、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)，不考慮其對系統(tǒng)的影響2、在單片機(jī)的程序設(shè)計(jì)中，算法的選擇和優(yōu)化對系統(tǒng)性能有很大影響。假設(shè)我們正在編寫一個(gè)單片機(jī)控制的實(shí)時(shí)圖像識別程序，要求在有限的資源和時(shí)間內(nèi)完成復(fù)雜的圖像分析。以下關(guān)于算法選擇和優(yōu)化的策略，哪一項(xiàng)是最為關(guān)鍵的？（）A.優(yōu)先選擇復(fù)雜的高級算法，以獲得最好的識別效果，不考慮單片機(jī)的計(jì)算能力和資源限制B.根據(jù)單片機(jī)的性能和資源，選擇簡單高效的算法，并進(jìn)行針對性的優(yōu)化，如減少計(jì)算量、優(yōu)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、利用硬件特性等，以滿足實(shí)時(shí)性要求C.不進(jìn)行算法優(yōu)化，認(rèn)為單片機(jī)的性能足以應(yīng)對圖像識別任務(wù)D.完全依賴現(xiàn)成的程序庫，不考慮其對系統(tǒng)資源的占用和性能影響3、在單片機(jī)的中斷系統(tǒng)中，中斷的響應(yīng)和處理機(jī)制是保障系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和可靠性的重要環(huán)節(jié)。假設(shè)我們有一個(gè)單片機(jī)控制的智能家電系統(tǒng)，需要及時(shí)響應(yīng)各種外部事件，如傳感器信號、用戶操作等。對于中斷優(yōu)先級的設(shè)置，以下哪種理解是最恰當(dāng)?shù)?？（）A.所有中斷具有相同的優(yōu)先級，按照先來先服務(wù)的原則進(jìn)行響應(yīng)和處理B.可以為不同的中斷設(shè)置不同的優(yōu)先級，高優(yōu)先級的中斷可以打斷低優(yōu)先級中斷的處理過程，確保關(guān)鍵事件得到及時(shí)響應(yīng)C.中斷優(yōu)先級只在同時(shí)發(fā)生多個(gè)中斷時(shí)才有意義，平時(shí)對系統(tǒng)性能沒有影響D.中斷優(yōu)先級的設(shè)置非常復(fù)雜，會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能，應(yīng)盡量避免使用4、考慮單片機(jī)的中斷向量表，以下關(guān)于其作用和配置的描述，哪一個(gè)是不正確的？（）A.中斷向量表存儲(chǔ)了各個(gè)中斷服務(wù)程序的入口地址，當(dāng)中斷發(fā)生時(shí)，單片機(jī)根據(jù)中斷向量表跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷服務(wù)程序執(zhí)行B.中斷向量表的位置通常是固定的，在單片機(jī)的存儲(chǔ)空間中有特定的區(qū)域用于存放中斷向量C.用戶可以修改中斷向量表中的內(nèi)容，將中斷服務(wù)程序的入口地址指向自定義的函數(shù)D.中斷向量表的配置非常復(fù)雜，需要深入了解單片機(jī)的底層架構(gòu)和匯編語言，一般不建議用戶進(jìn)行修改5、單片機(jī)的外部中斷觸發(fā)方式通常有邊沿觸發(fā)和電平觸發(fā)兩種。假設(shè)我們需要檢測一個(gè)外部按鍵的按下動(dòng)作，按鍵按下時(shí)產(chǎn)生低電平。以下關(guān)于中斷觸發(fā)方式的選擇，哪一項(xiàng)是最合適的？（）A.選擇邊沿觸發(fā)，檢測下降沿B.選擇邊沿觸發(fā)，檢測上升沿C.選擇電平觸發(fā)，檢測低電平D.以上觸發(fā)方式都可以，沒有區(qū)別6、單片機(jī)的ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換）功能常用于采集外部模擬信號。假設(shè)一個(gè)ADC的分辨率為8位，輸入電壓范圍為0-5V，當(dāng)ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果為0x80時(shí)，對應(yīng)的輸入電壓約為：（）A.2.0VB.1.6VC.2.5VD.1.28V7、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(huì)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(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8、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(shí)器/計(jì)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?yàn)轭l率越高，輸出的精度和穩(wěn)定性就越高9、單片機(jī)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)通常包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。假設(shè)我們正在使用一款單片機(jī)開發(fā)一個(gè)復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理應(yīng)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(chǔ)和讀取，以下哪種存儲(chǔ)器的訪問速度通常更快？（）A.內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器B.外部擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器C.程序存儲(chǔ)器D.以上速度相同10、在單片機(jī)的UART（通用異步收發(fā)器）通信中，以下描述錯(cuò)誤的是：（）A.UART是一種異步串行通信接口，常用于單片機(jī)與計(jì)算機(jī)、其他單片機(jī)或設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸B.UART通信的數(shù)據(jù)格式包括起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)位和停止位，其中數(shù)據(jù)位的長度可以是5位、6位、7位或8位C.在UART通信中，發(fā)送方和接收方不需要使用相同的波特率，只要數(shù)據(jù)格式相同即可正確通信D.UART通信通常需要使用兩根信號線：發(fā)送線（TXD）和接收線（RXD）11、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，對實(shí)際的測量結(jié)果沒有影響。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12、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)行任何評估和測試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13、考慮單片機(jī)的輸入輸出接口（I/O口），以下關(guān)于其工作方式和特點(diǎn)的描述，哪一個(gè)是不準(zhǔn)確的？（）A.I/O口可以配置為輸入、輸出或雙向模式，其工作方式的選擇取決于具體的應(yīng)用需求。在輸入模式下，可以通過上拉電阻或下拉電阻來設(shè)置默認(rèn)的輸入電平B.某些單片機(jī)的I/O口具有復(fù)用功能，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)字輸入輸出和模擬信號的輸入。但這種復(fù)用功能可能會(huì)導(dǎo)致端口的驅(qū)動(dòng)能力下降C.I/O口的輸出電流和灌電流能力通常是相同的，所以在連接外部設(shè)備時(shí)不需要考慮電流的方向和大小D.單片機(jī)的I/O口在進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，可能會(huì)受到端口帶寬和信號完整性的限制，需要采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣硖岣邆鬏斝阅?4、在單片機(jī)的EEPROM（電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器）使用中，以下關(guān)于其特點(diǎn)和應(yīng)用的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.EEPROM可以在單片機(jī)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行字節(jié)級的擦除和寫入操作，數(shù)據(jù)保存時(shí)間長，常用于存儲(chǔ)需要頻繁修改但掉電不丟失的數(shù)據(jù)，如設(shè)備參數(shù)、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)等B.EEPROM的寫入速度比Flash存儲(chǔ)器快，因此在需要快速存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的場合應(yīng)優(yōu)先選擇EEPROMC.EEPROM的容量通常比Flash存儲(chǔ)器大，可以存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)D.EEPROM不需要進(jìn)行擦除操作就可以直接寫入數(shù)據(jù)，使用非常方便15、單片機(jī)的串行通信是常見的數(shù)據(jù)傳輸方式，例如UART（通用異步收發(fā)器）。假設(shè)我們要實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與另一設(shè)備之間9600波特率的異步串行通信。以下關(guān)于波特率設(shè)置和數(shù)據(jù)格式的選擇，哪一項(xiàng)是恰當(dāng)?shù)?？（）A.根據(jù)時(shí)鐘頻率和公式計(jì)算出波特率寄存器的值，設(shè)置數(shù)據(jù)位為8位、停止位為1位B.波特率固定為9600，無需設(shè)置，數(shù)據(jù)位和停止位可以隨意選擇C.串行通信只能使用固定的波特率和數(shù)據(jù)格式D.以上選項(xiàng)都不正確，無法實(shí)現(xiàn)9600波特率的串行通信16、對于單片機(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.可以通過使用三極管、場效應(yīng)管等器件來提高單片機(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，延長系統(tǒng)的使用壽命17、在單片機(jī)系統(tǒng)中，中斷是一種重要的機(jī)制，用于處理突發(fā)事件和提高系統(tǒng)的響應(yīng)能力。假設(shè)一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)正在執(zhí)行一個(gè)耗時(shí)的任務(wù)，此時(shí)外部發(fā)生了一個(gè)緊急事件并產(chǎn)生中斷請求。在中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢后，單片機(jī)通常會(huì)：（）A.繼續(xù)執(zhí)行被中斷的任務(wù)B.重新開始執(zhí)行整個(gè)程序C.隨機(jī)選擇一個(gè)任務(wù)執(zhí)行D.進(jìn)入待機(jī)模式，等待新的指令18、在單片機(jī)的系統(tǒng)調(diào)試過程中，使用邏輯分析儀可以幫助我們分析信號。假設(shè)我們懷疑某個(gè)I/O端口的輸出信號存在異常，以下關(guān)于邏輯分析儀的使用，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.設(shè)置觸發(fā)條件，捕獲特定時(shí)刻的信號狀態(tài)B.直接連接到端口，無需任何設(shè)置即可獲取信號C.邏輯分析儀只能分析數(shù)字信號，不能分析模擬信號D.以上選項(xiàng)都不正確，邏輯分析儀對I/O端口信號分析沒有幫助19、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20、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)測試。以下哪種測試方法可以全面地檢驗(yàn)系統(tǒng)的功能和性能？（）A.單元測試B.集成測試C.系統(tǒng)測試D.以上測試方法結(jié)合使用二、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)的硬件看門狗和軟件看門狗的區(qū)別。2、（本題5分）說明單片機(jī)在智能玩具中的創(chuàng)新應(yīng)用。3、（本題5分）單片機(jī)如何實(shí)現(xiàn)智能電梯控制？4、（本題5分）簡述單片機(jī)在智能家電中的應(yīng)用。5、（本題5分）解釋單片機(jī)在智能電力夸克計(jì)算系統(tǒng)中的工作。三、編程題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一個(gè)智能血糖儀，測量血糖值并記錄。2、（本題5分）用單片機(jī)控制一個(gè)RGB彩燈，實(shí)現(xiàn)不同顏色的切換。3、（本題5分）編寫程序，讓單片機(jī)與Wi-Fi模塊通信，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。4、（本題5分）編寫程序，使用單片機(jī)的CAN接口接收和發(fā)送數(shù)據(jù)幀。5、（本題5分）利用單片機(jī)和流量傳感器，測量液