北京體育大學(xué)《單片機原理及接口技術(shù)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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2023-2024學(xué)年第二學(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批閱人一、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中，只有一項是符合題目要求的．）1、在單片機的指令系統(tǒng)中，假設(shè)我們要執(zhí)行一系列復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算和邏輯操作。不同的指令具有不同的執(zhí)行周期和功能。如果要在有限的時間內(nèi)完成大量的計算任務(wù)，以下哪種指令通常具有更高的執(zhí)行效率？（）A.復(fù)雜的多功能指令B.簡單的基本指令C.特定的專用指令D.所有指令執(zhí)行效率相同2、在8051單片機中，若要擴展外部存儲器，其地址總線的寬度通常為（）位。A.8B.16C.32D.643、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(shè)我們正在設(shè)計一個由電池供電的便攜式單片機設(shè)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(shè)備始終以最大功率運行B.采用動態(tài)電源管理技術(shù)，根據(jù)設(shè)備的工作狀態(tài)（如待機、運行、低負(fù)載、高負(fù)載等）實時調(diào)整電源供應(yīng)，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(guān)閉所有不必要的功能模塊，以降低功耗，不考慮對設(shè)備功能的影響4、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.EA5、單片機的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)計一個基于單片機的聲音采集系統(tǒng)，需要將模擬聲音信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進行處理。對于ADC的分辨率和采樣率的選擇，以下哪種考慮是最為恰當(dāng)?shù)?？（）A.選擇最高分辨率和采樣率的ADC，不考慮系統(tǒng)的實際需求和資源限制B.根據(jù)聲音信號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，以簡化設(shè)計和降低成本D.不考慮聲音信號的特點，隨機選擇ADC的參數(shù)6、在單片機的PWM（脈沖寬度調(diào)制）輸出應(yīng)用中，假設(shè)我們需要控制一個直流電機的轉(zhuǎn)速。以下關(guān)于PWM占空比和電機轉(zhuǎn)速的關(guān)系，哪一項是正確的？（）A.占空比越大，電機轉(zhuǎn)速越快B.占空比越小，電機轉(zhuǎn)速越快C.占空比與電機轉(zhuǎn)速無關(guān)D.電機轉(zhuǎn)速只與電壓有關(guān)，與PWM占空比無關(guān)7、單片機的EEPROM（電可擦可編程只讀存儲器）常用于存儲需要掉電保存的數(shù)據(jù)。假設(shè)我們要在單片機系統(tǒng)中存儲一些用戶設(shè)置和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。對于EEPROM的讀寫操作，以下哪種方法是最為可靠和高效的？（）A.頻繁地對EEPROM進行讀寫操作，不考慮其壽命和性能B.合理規(guī)劃數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)，減少讀寫次數(shù)，采用錯誤檢測和糾錯機制，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性，同時注意EEPROM的壽命和讀寫限制C.只進行寫入操作，不進行讀取操作，以延長EEPROM的壽命D.不使用EEPROM，選擇其他存儲方式替代8、單片機的外部中斷觸發(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)需要對一個短暫的外部信號進行準(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，沒有區(qū)別D.以上都不合適9、在單片機的中斷系統(tǒng)中，關(guān)于中斷優(yōu)先級的設(shè)置和處理，以下哪種說法是恰當(dāng)?shù)?？（）A.中斷優(yōu)先級決定了多個中斷同時發(fā)生時的響應(yīng)順序，高優(yōu)先級的中斷總是能夠打斷低優(yōu)先級的中斷服務(wù)程序。并且，中斷優(yōu)先級一旦設(shè)置就不能更改B.中斷優(yōu)先級可以分為多個級別，相同優(yōu)先級的中斷不能嵌套，但可以同時響應(yīng)。在系統(tǒng)運行過程中，用戶可以動態(tài)地調(diào)整中斷優(yōu)先級C.中斷優(yōu)先級只影響中斷的響應(yīng)順序，對于中斷服務(wù)程序的執(zhí)行時間沒有影響。而且，單片機通常只有一個固定的中斷優(yōu)先級設(shè)置，無法進行修改D.中斷優(yōu)先級的概念在簡單的單片機系統(tǒng)中并不重要，因為很少會出現(xiàn)多個中斷同時請求的情況10、單片機的ADC采樣精度不僅取決于ADC本身的性能，還與外部電路有關(guān)。假設(shè)我們要提高ADC的采樣精度，以下哪種外部電路的改進措施可能是有效的？（）A.增加輸入信號的濾波電容B.提高參考電壓的穩(wěn)定性C.優(yōu)化信號源的輸出阻抗D.以上都是11、單片機的存儲結(jié)構(gòu)通常包括程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。假設(shè)我們正在使用一款單片機開發(fā)一個復(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)的存儲和讀取，以下哪種存儲器的訪問速度通常更快？（）A.內(nèi)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12、關(guān)于單片機的看門狗定時器（WatchdogTimer），以下說法錯誤的是：（）A.看門狗定時器用于監(jiān)測單片機系統(tǒng)的運行狀態(tài)，防止程序跑飛或陷入死循環(huán)B.程序需要在規(guī)定的時間間隔內(nèi)對看門狗定時器進行清零操作，否則看門狗定時器將觸發(fā)系統(tǒng)復(fù)位C.看門狗定時器的超時時間可以通過編程進行設(shè)置，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場景D.看門狗定時器只會在程序出現(xiàn)錯誤時起作用，正常運行時不會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生任何影響13、單片機的指令集結(jié)構(gòu)對編程風(fēng)格和效率有一定影響。復(fù)雜指令集（CISC）和精簡指令集（RISC）相比，以下哪項描述是不正確的？（）A.CISC指令長度不固定，RISC指令長度通常固定B.CISC指令執(zhí)行周期通常較長，RISC指令執(zhí)行周期較短C.CISC寄存器數(shù)量較多，RISC寄存器數(shù)量較少D.CISC指令功能強大，RISC指令功能相對簡單14、單片機的看門狗（Watchdog）技術(shù)用于防止程序跑飛或陷入死循環(huán)。當(dāng)看門狗超時未被清零時，單片機通常會：（）A.自動重新啟動B.繼續(xù)執(zhí)行當(dāng)前程序C.進入待機模式D.停止運行15、單片機的軟件復(fù)位和硬件復(fù)位在實現(xiàn)機制和效果上有所不同。假設(shè)我們的系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)了軟件故障，需要進行復(fù)位操作。以下關(guān)于軟件復(fù)位和硬件復(fù)位的選擇，哪種說法是正確的？（）A.優(yōu)先選擇軟件復(fù)位，因為更簡單B.優(yōu)先選擇硬件復(fù)位，因為更可靠C.兩者效果相同，可以任意選擇D.根據(jù)具體情況決定16、在8051單片機中，若要禁止所有中斷，應(yīng)將IE寄存器的值設(shè)置為（）。A.0x00B.0xFFC.0x80D.0x7F17、對于單片機的脈沖寬度調(diào)制（PWM）技術(shù)，以下關(guān)于其原理和應(yīng)用的描述，哪一項是不準(zhǔn)確的？（）A.PWM通過改變脈沖的占空比來實現(xiàn)對模擬信號的等效控制，常用于電機調(diào)速、LED亮度調(diào)節(jié)等領(lǐng)域B.PWM的頻率和占空比可以獨立調(diào)節(jié)，通過調(diào)整這兩個參數(shù)可以實現(xiàn)不同的控制效果C.PWM信號的分辨率越高，控制精度就越高，但同時也會增加系統(tǒng)的開銷D.PWM技術(shù)只能用于控制直流設(shè)備，對于交流設(shè)備無法適用18、對于單片機的看門狗定時器（WatchdogTimer），以下論述不準(zhǔn)確的是（）A.看門狗定時器用于監(jiān)測單片機程序的運行狀態(tài)，防止程序出現(xiàn)死鎖或跑飛B.當(dāng)單片機程序正常運行時，需要在規(guī)定的時間內(nèi)對看門狗定時器進行清零操作，否則看門狗定時器將產(chǎn)生復(fù)位信號C.看門狗定時器的超時時間可以通過寄存器進行設(shè)置，一般在毫秒到秒的級別D.一旦看門狗定時器產(chǎn)生復(fù)位信號，單片機將從程序的起始位置重新開始執(zhí)行，而不會保留之前的運行狀態(tài)19、單片機的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，對應(yīng)的輸入電壓約為：（）A.2.0VB.1.6VC.2.5VD.1.28V20、在單片機的系統(tǒng)開發(fā)過程中，假設(shè)我們已經(jīng)完成了硬件設(shè)計和軟件編寫，需要進行系統(tǒng)測試。以下哪種測試方法可以全面地檢驗系統(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3個小題，共15分)1、（本題5分）在單片機系統(tǒng)中，如何進行系統(tǒng)的性能評估？2、（本題5分）闡述單片機的I2C總線接口。3、（本題5分）單片機的運行速度不夠時，如何進行優(yōu)化？三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在單片機上實現(xiàn)一個簡易的門禁系統(tǒng)，通過刷卡或密碼開鎖。2、（本題5分）設(shè)計單片機程序，通過SPI接口驅(qū)動一個北斗定位模塊，獲取位置信息。3、（本題5分）編寫程序，使單片機與NFC模塊通信，進行數(shù)據(jù)讀寫。4、（本題5分）利用單片機實現(xiàn)一個智能空氣凈化器，具備濾網(wǎng)清潔提醒功能。5、（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。四、論述題（本大題共2個小題，共20分)1、（本題10分）論述單片機在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用及對農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的推動作用。探討單片機如何實現(xiàn)對農(nóng)田灌溉系統(tǒng)、溫室環(huán)境、農(nóng)產(chǎn)