哈爾濱信息工程學院《單片機技術(shù)及應(yīng)用》2023-2024學年第二學期期末試卷

自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密自覺遵守考場紀律如考試作弊此答卷無效密封線第1頁，共3頁哈爾濱信息工程學院《單片機技術(shù)及應(yīng)用》

2023-2024學年第二學期期末試卷院(系)_______班級_______學號_______姓名_______題號一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共25個小題，每小題1分，共25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(shè)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(nèi)的代碼C.使用更高效的算法D.以上方法綜合使用2、在單片機的通信接口中，I2C（Inter-IntegratedCircuit）總線是一種常用的兩線式串行總線。I2C總線上的主設(shè)備通過發(fā)送以下哪種信號來啟動數(shù)據(jù)傳輸？（）A.起始信號B.停止信號C.應(yīng)答信號D.非應(yīng)答信號3、對于單片機的驅(qū)動能力和負載匹配，以下關(guān)于其重要性和實現(xiàn)方法的描述，哪一項是錯誤的？（）A.單片機的I/O口驅(qū)動能力有限，在連接外部負載時需要考慮負載的電流、電壓要求，確保單片機能夠正常驅(qū)動負載，否則可能會導致系統(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的驅(qū)動能力，實現(xiàn)負載匹配C.負載匹配只需要在硬件設(shè)計中考慮，軟件編程中不需要關(guān)注D.合理的驅(qū)動能力和負載匹配可以保護單片機和外部設(shè)備，延長系統(tǒng)的使用壽命4、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?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5、單片機的系統(tǒng)時鐘對于整個系統(tǒng)的運行至關(guān)重要。假設(shè)我們正在優(yōu)化一個單片機系統(tǒng)的性能，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)在處理某些高實時性任務(wù)時存在延遲。在這種情況下，調(diào)整系統(tǒng)時鐘可能會帶來以下哪種效果？（）A.提高系統(tǒng)的運行速度，但可能增加功耗B.降低系統(tǒng)的功耗，但可能降低運行速度C.對系統(tǒng)性能沒有影響D.導致系統(tǒng)不穩(wěn)定6、單片機的指令MOVA,#30H中，源操作數(shù)的尋址方式是（）A.立即尋址B.直接尋址C.寄存器尋址D.寄存器間接尋址7、在單片機的軟件開發(fā)工具選擇上，有多種選項可供選擇。假設(shè)我們是初學者，對編程環(huán)境的易用性要求較高。以下關(guān)于開發(fā)工具的選擇，哪一項是最合適的？（）A.Keil集成開發(fā)環(huán)境B.純文本編輯器+命令行編譯工具C.在線編程平臺D.以上選項都不合適，初學者不適合進行單片機開發(fā)8、在8051單片機中，要進行串行通信，應(yīng)將SCON寄存器的SM0、SM1位設(shè)置為（）。A.00B.01C.10D.119、在8051單片機中，若要將累加器A的內(nèi)容傳送到外部數(shù)據(jù)存儲器，應(yīng)使用（）指令。A.MOVX@DPTR,AB.MOVXA,@DPTRC.MOV@R0,AD.MOVA,@R010、在單片機的存儲器體系中，包括程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。假設(shè)我們正在開發(fā)一個需要大量數(shù)據(jù)存儲和快速讀取的應(yīng)用。以下關(guān)于存儲器類型和使用的選擇，哪一項是最合適的？（）A.使用內(nèi)部Flash存儲器存儲程序和數(shù)據(jù)B.使用外部EEPROM存儲器存儲數(shù)據(jù)，內(nèi)部SRAM存儲器用于臨時數(shù)據(jù)處理C.完全依賴外部SD卡存儲所有數(shù)據(jù)D.以上選項都不能滿足需求11、在8051單片機中，若要使P1口的輸出鎖存，應(yīng)將（）位置1。A.P1M0B.P1M1C.P1COND.P1LOCK12、在單片機的加密保護方面，假設(shè)我們開發(fā)的產(chǎn)品涉及重要的知識產(chǎn)權(quán)和商業(yè)機密。為了防止程序被非法讀取和復制，以下哪種加密方式可能提供更高的安全性？（）A.軟件加密B.硬件加密C.不進行加密D.簡單的密碼保護13、單片機的外部中斷觸發(fā)方式通常有邊沿觸發(fā)和電平觸發(fā)兩種。假設(shè)我們需要檢測一個外部按鍵的按下動作，按鍵按下時產(chǎn)生低電平。以下關(guān)于中斷觸發(fā)方式的選擇，哪一項是最合適的？（）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14、在單片機系統(tǒng)中，中斷是一種重要的機制，用于處理突發(fā)事件和提高系統(tǒng)的響應(yīng)能力。假設(shè)一個單片機系統(tǒng)正在執(zhí)行一個耗時的任務(wù)，此時外部發(fā)生了一個緊急事件并產(chǎn)生中斷請求。在中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢后，單片機通常會：（）A.繼續(xù)執(zhí)行被中斷的任務(wù)B.重新開始執(zhí)行整個程序C.隨機選擇一個任務(wù)執(zhí)行D.進入待機模式，等待新的指令15、在單片機的系統(tǒng)復位過程中，需要對一些關(guān)鍵寄存器和狀態(tài)進行初始化。假設(shè)系統(tǒng)由于電源波動導致意外復位，以下關(guān)于復位后的處理措施，哪一項是必要的？（）A.重新配置所有的寄存器和變量B.只檢查關(guān)鍵寄存器，其他保持不變C.等待一段時間后再進行操作，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定D.系統(tǒng)復位后不需要任何處理，直接繼續(xù)運行16、8051單片機的定時器/計數(shù)器T1工作在方式2時，其最大計數(shù)值是（）A.256B.65536C.8192D.21617、在單片機的看門狗定時器（WatchdogTimer）中，以下描述確切的是：（）A.看門狗定時器用于監(jiān)測單片機系統(tǒng)的運行狀態(tài)，如果系統(tǒng)在規(guī)定的時間內(nèi)沒有對看門狗定時器進行清零操作，看門狗定時器將產(chǎn)生復位信號，使單片機系統(tǒng)重新啟動，以防止系統(tǒng)死機或出現(xiàn)異常B.看門狗定時器的定時時間是固定的，不能進行調(diào)整C.一旦看門狗定時器啟動，就不能被關(guān)閉D.看門狗定時器只在單片機系統(tǒng)出現(xiàn)軟件故障時起作用，對于硬件故障無效18、在單片機的中斷服務(wù)程序中，假設(shè)我們需要在處理中斷的同時，不影響主程序的正常執(zhí)行。以下哪種編程技巧可能是有用的？（）A.盡量縮短中斷服務(wù)程序的執(zhí)行時間B.使用全局變量在中斷和主程序之間傳遞數(shù)據(jù)C.關(guān)閉其他中斷，專注處理當前中斷D.以上方法綜合使用19、在單片機系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計中，以下關(guān)于硬件和軟件抗干擾措施的描述，哪一項是錯誤的？（）A.硬件抗干擾措施包括電源濾波、信號隔離、添加去耦電容等，可以有效減少外部干擾對單片機系統(tǒng)的影響B(tài).軟件抗干擾措施如數(shù)字濾波、軟件陷阱、指令冗余等，可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性C.硬件抗干擾措施能夠完全消除干擾，因此在設(shè)計中只需要關(guān)注硬件部分，軟件抗干擾措施作用不大D.硬件和軟件抗干擾措施相結(jié)合，可以更好地應(yīng)對復雜的干擾環(huán)境，提高單片機系統(tǒng)的魯棒性20、單片機的Flash存儲器常用于存儲程序和常量數(shù)據(jù)。假設(shè)我們需要頻繁更新程序代碼，以下哪種Flash存儲器的擦寫特性更適合這種需求？（）A.具有較高擦寫次數(shù)的Flash存儲器B.擦寫速度較快的Flash存儲器C.存儲容量較大的Flash存儲器D.價格較低的Flash存儲器21、對于單片機的看門狗定時器（WatchdogTimer），以下論述不準確的是（）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)22、單片機的程序編寫需要考慮代碼的優(yōu)化和效率。對于一個需要頻繁執(zhí)行的循環(huán)程序，為了提高執(zhí)行速度，以下哪種方法不太合適？（）A.減少函數(shù)調(diào)用，將功能代碼直接嵌入循環(huán)體B.盡量使用復雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法C.利用寄存器存儲頻繁使用的變量D.避免不必要的條件判斷23、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24、單片機的數(shù)字濾波算法在數(shù)據(jù)處理中用于去除噪聲和干擾。假設(shè)我們有一個單片機采集的傳感器數(shù)據(jù)，其中包含大量的噪聲。在選擇數(shù)字濾波算法時，以下哪種考慮是最為關(guān)鍵的？（）A.選擇計算量最大、濾波效果最好的算法，不考慮單片機的計算能力B.根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)的特點、噪聲類型和單片機的性能，選擇合適的數(shù)字濾波算法，如中值濾波、均值濾波、卡爾曼濾波等，并優(yōu)化算法實現(xiàn)，以在去除噪聲的同時保證實時性C.不進行濾波處理，直接使用原始數(shù)據(jù)D.隨機選擇一種濾波算法，不進行任何分析和優(yōu)化25、在單片機的看門狗（Watchdog）技術(shù)中，以下描述不準確的是：（）A.看門狗是一種用于監(jiān)測單片機系統(tǒng)運行狀態(tài)的機制，防止系統(tǒng)出現(xiàn)死機或程序跑飛的情況B.單片機在正常運行時需要定期對看門狗進行“喂狗”操作，否則看門狗會觸發(fā)系統(tǒng)復位C.看門狗的超時時間可以通過編程進行設(shè)置，一般根據(jù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實時性要求來確定D.一旦看門狗觸發(fā)了系統(tǒng)復位，單片機就無法恢復正常工作，需要重新上電啟動二、簡答題（本大題共4個小題，共20分)1、（本題5分）說明單片機在智能電力規(guī)范場論計算系統(tǒng)中的應(yīng)用。2、（本題5分）簡述單片機在智能電力調(diào)度系統(tǒng)中的功能。3、（本題5分）解釋單片機如何控制步進電機。4、（本題5分）說明單片機的CAN總線的遠程幀。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）通過單片機讀取一個煙霧報警器和溫度傳感器的值，綜合判斷是否發(fā)生火災并采取相應(yīng)措施。2、（本題5分）用單片機控制一個智能風扇，具備自然風模擬功能。3、（本題5分）編寫單片機程序，控制一個智能燈具，具備人體感應(yīng)自動調(diào)光功能。4、（本題5分）編寫程序，使單片機通過CAN總線與其他設(shè)備通信。5、（本題5分）利用單片機和紅外接收模塊，實現(xiàn)對紅外遙控器按鍵的解碼和響應(yīng)。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）深入探討單片機在機器人領(lǐng)域的應(yīng)用，如工業(yè)機器人、服務(wù)機器人、教育機器人等。闡述單片機在機器人中的運動控制、傳感器數(shù)據(jù)處理和人機交