陜西航空職業(yè)技術學院《單片機原理及嵌入式應用》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頁陜西航空職業(yè)技術學院《單片機原理及嵌入式應用》

2023-2024學年第一學期期末試卷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、在單片機的程序設計中，算法的選擇和優(yōu)化對系統(tǒng)性能有很大影響。假設我們正在編寫一個單片機控制的實時圖像識別程序，要求在有限的資源和時間內完成復雜的圖像分析。以下關于算法選擇和優(yōu)化的策略，哪一項是最為關鍵的？（）A.優(yōu)先選擇復雜的高級算法，以獲得最好的識別效果，不考慮單片機的計算能力和資源限制B.根據(jù)單片機的性能和資源，選擇簡單高效的算法，并進行針對性的優(yōu)化，如減少計算量、優(yōu)化數(shù)據(jù)結構、利用硬件特性等，以滿足實時性要求C.不進行算法優(yōu)化，認為單片機的性能足以應對圖像識別任務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2、單片機的實時時鐘（RTC）模塊用于提供準確的時間信息。假設我們的系統(tǒng)需要在掉電情況下仍然保持時間的準確，以下關于RTC電源和備份的措施，哪一項是必要的？（）A.使用備用電池為RTC供電B.將RTC數(shù)據(jù)存儲在Flash中C.依靠系統(tǒng)電源為RTC供電D.以上選項都不正確，掉電后無法保持時間準確3、在8051單片機中，若要使定時器1產(chǎn)生中斷，需要將（）位置1。A.ET1B.ESC.EX1D.EA4、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)的實時性和可靠性B.在使用RTOS時，需要將應用程序劃分為多個任務，并為每個任務分配優(yōu)先級和資源C.RTOS會增加單片機系統(tǒng)的開銷，因此只適用于資源豐富、性能較高的單片機D.選擇合適的RTOS并進行合理的配置，可以大大簡化單片機系統(tǒng)的開發(fā)和維護工作5、在單片機的開發(fā)過程中，代碼的可移植性是一個重要的考慮因素。為了提高代碼在不同型號單片機之間的可移植性，以下哪種做法是不合適的？（）A.使用標準的C語言語法和庫函數(shù)B.直接使用單片機特定的寄存器和指令C.將硬件相關的部分封裝成獨立的模塊D.定義統(tǒng)一的接口和配置文件6、對于單片機的串行通信接口（如UART、SPI、I2C等），以下關于它們的特點和適用范圍的描述，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、支持多設備通信等優(yōu)點，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7、在單片機的加密和安全方面，假設我們需要保護單片機中的敏感數(shù)據(jù)不被非法讀取。以下關于加密算法和實現(xiàn)方式的選擇，哪一項是有效的？（）A.使用對稱加密算法，如AES，并將密鑰存儲在單片機內部B.不進行加密，依靠單片機的物理防護C.使用簡單的異或運算進行加密D.以上選項都不正確，單片機無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)加密8、單片機的復位電路在系統(tǒng)啟動時起到重要作用。假設我們設計的單片機系統(tǒng)在工作過程中可能會受到強烈的電磁干擾，導致系統(tǒng)意外死機。為了確保系統(tǒng)能夠在這種情況下可靠地復位，以下哪種復位電路的設計可能是最優(yōu)的？（）A.上電復位電路B.手動復位電路C.看門狗復位電路D.以上效果相同9、單片機的代碼移植是將一個在特定型號單片機上運行的程序移植到另一個型號的單片機上。假設我們要進行這樣的移植工作，以下哪個方面可能需要重點關注和修改？（）A.硬件相關的寄存器配置B.不同的指令集和編譯器特性C.中斷處理方式D.以上都是10、單片機的電源管理是確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行和低功耗的重要方面。假設我們正在設計一個由電池供電的便攜式單片機設備，如手持血糖儀。在電源管理方面，以下哪種策略是最為重要的？（）A.不考慮電源管理，讓設備始終以最大功率運行B.采用動態(tài)電源管理技術，根據(jù)設備的工作狀態(tài)（如待機、運行、低負載、高負載等）實時調整電源供應，降低功耗，延長電池壽命，同時確保系統(tǒng)性能滿足要求C.選擇大容量電池，而不進行任何電源管理優(yōu)化D.關閉所有不必要的功能模塊，以降低功耗，不考慮對設備功能的影響11、考慮單片機的輸入輸出接口（I/O口），以下關于其工作方式和特點的描述，哪一個是不準確的？（）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用需求。在輸入模式下，可以通過上拉電阻或下拉電阻來設置默認的輸入電平B.某些單片機的I/O口具有復用功能，可以同時實現(xiàn)數(shù)字輸入輸出和模擬信號的輸入。但這種復用功能可能會導致端口的驅動能力下降C.I/O口的輸出電流和灌電流能力通常是相同的，所以在連接外部設備時不需要考慮電流的方向和大小D.單片機的I/O口在進行高速數(shù)據(jù)傳輸時，可能會受到端口帶寬和信號完整性的限制，需要采取適當?shù)拇胧﹣硖岣邆鬏斝阅?2、在單片機的ADC（模擬數(shù)字轉換）模塊使用中，假設我們要測量一個0-5V的模擬電壓信號，并要求轉換精度達到10位。以下關于ADC配置和轉換結果處理的描述，哪一項是準確的？（）A.配置ADC的參考電壓為5V，通過讀取轉換結果寄存器得到數(shù)字值并進行計算B.參考電壓可以任意設置，不影響轉換精度C.ADC轉換結果無需處理，直接使用D.10位精度無法滿足要求，需要使用更高精度的ADC芯片13、對于單片機的指令周期、機器周期和時鐘周期的關系，以下說法錯誤的是：（）A.時鐘周期是單片機系統(tǒng)時鐘的最小時間單位，通常是晶振周期的倒數(shù)B.機器周期是完成一個基本操作所需的時間，通常由若干個時鐘周期組成C.指令周期是執(zhí)行一條指令所需的時間，不同的指令其指令周期可能不同，一般由若干個機器周期組成D.指令周期、機器周期和時鐘周期之間的關系是固定不變的，不能通過設置改變它們之間的比例14、在單片機的系統(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15、單片機與上位機進行通信時，常用的通信協(xié)議有很多種。對于短距離、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.CAN二、簡答題（本大題共3個小題，共15分)1、（本題5分）解釋單片機的I2C總線的上拉電阻的作用。2、（本題5分）解釋單片機在金融設備中的應用。3、（本題5分）在單片機系統(tǒng)中，如何進行代碼的版本管理？三、論述題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）全面論述單片機在智能交通系統(tǒng)中的應用，如交通信號燈控制、車輛導航、電子收費等。闡述單片機在這些應用中的實時決策和數(shù)據(jù)通信功能，以及如何保障系統(tǒng)的高效運行和安全性。以高速公路的電子收費系統(tǒng)為例，分析單片機如何實現(xiàn)車輛的快速識別和收費處理。2、（本題5分）全面論述單片機在智能門鎖系統(tǒng)中的應用，包括指紋識別、密碼驗證、刷卡開鎖和遠程控制等功能。分析單片機如何保證門鎖系統(tǒng)的安全性和可靠性，防止非法入侵。探討智能門鎖系統(tǒng)對單片機的加密技術、存儲管理和電源管理的要求，以及在實際應用中的安全風險和防范措施。3、（本題5分）論述單片機在智能路燈故障檢測與報警系統(tǒng)中的技術實現(xiàn)，包括路燈狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷算法以及報警方式選擇，分析單片機如何及時發(fā)現(xiàn)并報告路燈故障。4、（本題5分）深入探討單片機在軍事裝備中的應用，如導彈制導系統(tǒng)、雷達系統(tǒng)、通信設備等。闡述單片機在這些裝備中的高性能計算、抗干擾和加密處理功能，以及對軍事作戰(zhàn)效能的影響。以一款導彈制導系統(tǒng)為例，分析單片機如何實現(xiàn)對目標的精確跟蹤和導彈的