華南理工大學《單片機原理及應用》2019-2020學年第一學期期末試卷

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頁華南理工大學

《單片機原理及應用》2019-2020學年第一學期期末試卷院(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、在單片機的傳感器接口設計中，假設我們要連接一個模擬輸出的溫度傳感器。為了將傳感器的輸出信號準確地轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，以下哪個環(huán)節(jié)是關鍵的？（）A.選擇合適的ADC通道B.設置ADC的采樣頻率C.對ADC的輸出進行校準D.以上都是2、在單片機的中斷系統(tǒng)中，中斷的響應和處理機制是保障系統(tǒng)實時性和可靠性的重要環(huán)節(jié)。假設我們有一個單片機控制的智能家電系統(tǒng)，需要及時響應各種外部事件，如傳感器信號、用戶操作等。對于中斷優(yōu)先級的設置，以下哪種理解是最恰當?shù)?？（）A.所有中斷具有相同的優(yōu)先級，按照先來先服務的原則進行響應和處理B.可以為不同的中斷設置不同的優(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，確保關鍵事件得到及時響應C.中斷優(yōu)先級只在同時發(fā)生多個中斷時才有意義，平時對系統(tǒng)性能沒有影響D.中斷優(yōu)先級的設置非常復雜，會嚴重影響系統(tǒng)性能，應盡量避免使用3、在單片機的體系結(jié)構(gòu)中，關于哈佛結(jié)構(gòu)與馮·諾依曼結(jié)構(gòu)的區(qū)別，以下說法正確的是：（）A.哈佛結(jié)構(gòu)和馮·諾依曼結(jié)構(gòu)在指令和數(shù)據(jù)的存儲與讀取方式上沒有明顯區(qū)別，只是名稱不同B.哈佛結(jié)構(gòu)將程序指令和數(shù)據(jù)分開存儲和讀取，而馮·諾依曼結(jié)構(gòu)則將指令和數(shù)據(jù)存儲在同一存儲空間。這使得哈佛結(jié)構(gòu)在處理指令和數(shù)據(jù)時能夠并行進行，提高了運行效率，但硬件成本相對較高；馮·諾依曼結(jié)構(gòu)則具有簡單的結(jié)構(gòu)和較低的成本，但在指令和數(shù)據(jù)的讀取上可能存在沖突C.馮·諾依曼結(jié)構(gòu)比哈佛結(jié)構(gòu)更先進，能適應更復雜的應用場景，哈佛結(jié)構(gòu)已逐漸被淘汰D.哈佛結(jié)構(gòu)和馮·諾依曼結(jié)構(gòu)只在大型計算機系統(tǒng)中有區(qū)別，在單片機中沒有實際意義詳細解釋兩種結(jié)構(gòu)的特點、差異、優(yōu)缺點以及在單片機中的應用和影響，從而判斷每個選項的正確性4、單片機的Flash存儲器編程在系統(tǒng)升級和數(shù)據(jù)存儲方面經(jīng)常用到。假設我們要對一個已經(jīng)投入使用的單片機設備進行軟件升級，需要更新Flash中的程序代碼。在進行Flash編程時，以下哪種方法是最為安全和可靠的？（）A.直接在運行時對Flash進行編程，不考慮數(shù)據(jù)備份和錯誤處理B.在編程前備份重要數(shù)據(jù)，設置合適的編程算法和參數(shù)，進行嚴格的錯誤檢測和處理，確保編程過程的可靠性和數(shù)據(jù)的完整性，編程完成后進行校驗和驗證C.不進行任何準備工作，直接進行Flash編程，出現(xiàn)問題時再進行處理D.避免對Flash進行編程，認為這樣會帶來風險5、單片機在驅(qū)動數(shù)碼管顯示時，常用的顯示方式有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。動態(tài)顯示相比于靜態(tài)顯示的主要優(yōu)點是：（）A.顯示亮度高B.占用I/O口少C.程序編寫簡單D.顯示穩(wěn)定，無閃爍6、在單片機的EEPROM（電可擦可編程只讀存儲器）存儲中，以下描述不正確的是：（）A.EEPROM可以在系統(tǒng)運行時進行字節(jié)級的擦除和寫入操作，方便數(shù)據(jù)的修改和保存B.與Flash存儲器相比，EEPROM的寫入速度較慢，但擦寫次數(shù)更多C.單片機可以通過特定的指令和時序?qū)EPROM進行讀寫操作D.EEPROM的存儲容量通常比Flash存儲器大，可以存儲大量的數(shù)據(jù)7、在單片機的系統(tǒng)擴展方面，需要考慮多種外設和接口的連接。假設我們要為一個單片機系統(tǒng)添加更多的存儲設備、通信接口和傳感器。對于系統(tǒng)擴展的規(guī)劃和實現(xiàn)，以下哪種策略是最為重要的？（）A.盲目地添加各種外設和接口，不考慮系統(tǒng)的兼容性和資源分配B.充分評估系統(tǒng)的需求和資源，選擇合適的擴展芯片和接口標準，合理規(guī)劃地址空間和中斷資源，確保擴展后的系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、性能優(yōu)化C.只選擇最便宜的擴展方案，不考慮其性能和質(zhì)量D.不進行系統(tǒng)擴展，認為原有的資源已經(jīng)足夠滿足需求8、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(nèi)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(jié)構(gòu)、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9、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(diào)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10、在單片機的通信接口中，比如串行通信和并行通信。假設我們需要在兩個距離較遠的單片機系統(tǒng)之間進行高速、大量數(shù)據(jù)的傳輸。在這種情況下，以下哪種通信方式可能更適合？（）A.串行通信，因為其線路簡單B.并行通信，因為其傳輸速度快C.串行通信，因為其抗干擾能力強D.并行通信，因為其成本低11、在單片機的低功耗設計中，以下哪種方法可以有效降低系統(tǒng)的待機電流？（）A.關閉未使用的外設B.提高系統(tǒng)的工作頻率C.增加程序的運行時間D.減少電源的濾波電容12、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用。以下關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13、當8051單片機的P1口外接8個發(fā)光二極管時，要使其中某一個發(fā)光二極管點亮，應向P1口寫入（）。A.0B.1C.0xFFD.0x0014、在8051單片機中，若要對片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器進行間接尋址，應使用（）寄存器。A.R0或R1B.DPTRC.PCD.A15、單片機的啟動代碼在系統(tǒng)上電時負責初始化硬件和設置運行環(huán)境。假設我們需要對單片機的某些特殊寄存器進行初始化，以下哪種方式可以在啟動代碼中實現(xiàn)？（）A.使用匯編語言直接操作寄存器B.通過C語言的庫函數(shù)進行初始化C.不進行特殊寄存器的初始化D.以上方法均可16、在單片機的系統(tǒng)調(diào)試過程中，使用邏輯分析儀可以幫助我們分析信號。假設我們懷疑某個I/O端口的輸出信號存在異常，以下關于邏輯分析儀的使用，哪一項是正確的？（）A.設置觸發(fā)條件，捕獲特定時刻的信號狀態(tài)B.直接連接到端口，無需任何設置即可獲取信號C.邏輯分析儀只能分析數(shù)字信號，不能分析模擬信號D.以上選項都不正確，邏輯分析儀對I/O端口信號分析沒有幫助17、在單片機的Flash存儲器編程中，以下關于編程方法和注意事項的描述，哪一項是正確的？（）A.單片機的Flash存儲器可以通過在線編程（ISP）或在系統(tǒng)編程（IAP）的方式進行寫入和擦除操作。在編程過程中，需要注意電源穩(wěn)定性和編程時序的準確性B.Flash存儲器的編程次數(shù)是無限的，可以隨意進行擦寫操作，不會影響其性能和壽命C.編程Flash存儲器時，不需要考慮數(shù)據(jù)的安全性和完整性，因為單片機系統(tǒng)會自動處理D.對于不同型號的單片機，F(xiàn)lash存儲器的編程方法和命令都是相同的，可以通用18、在單片機的PWM（脈沖寬度調(diào)制）應用中，常用于控制電機速度、燈光亮度等。假設我們要設計一個基于單片機的直流電機調(diào)速系統(tǒng)。對于PWM信號的參數(shù)設置，以下哪種方法是最為有效的？（）A.隨意設置PWM的占空比和頻率，不考慮電機的特性和調(diào)速要求B.根據(jù)電機的參數(shù)和調(diào)速范圍，精確計算和調(diào)整PWM的占空比和頻率，實現(xiàn)平滑、精確的電機調(diào)速，同時考慮電磁兼容性和噪聲抑制C.只使用固定的PWM參數(shù)，不進行任何調(diào)整D.不使用PWM調(diào)速，采用其他復雜的控制方法19、單片機的顯示驅(qū)動接口有多種，比如液晶顯示（LCD）和發(fā)光二極管顯示（LED）。假設我們需要在一個低功耗的系統(tǒng)中顯示簡單的文本和圖形信息，以下哪種顯示接口可能更適合？（）A.LCD接口B.LED接口C.兩者均可，沒有區(qū)別D.以上都不適合20、在8051單片機中，若要使P0口的某一位輸出高電平，應使用（）指令。A.SETBB.CLRC.MOVD.CPL二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）單片機的軟件開發(fā)環(huán)境有哪些？2、（本題5分）闡述單片機在智能電力金融服務系統(tǒng)中的功能。3、（本題5分）說明單片機的藍牙模塊的配對和數(shù)據(jù)傳輸。4、（本題5分）簡述單片機在智能電力分子計算系統(tǒng)中的作用。5、（本題5分）簡述單片機的無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點設計。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）在單片機中實現(xiàn)一個水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)，檢測水質(zhì)參數(shù)并報警。2、（本題5分）用單片機控制一個智能物流追蹤系統(tǒng)，實時獲取貨物位置。3、（本題5分）設計單片機程序，實現(xiàn)對外部RTC芯片的讀寫操作，獲取精確時間。4、（本題5分）利用單片機和溫度傳感器，讀取當前環(huán)境溫度并在數(shù)碼管上顯示。5、（本題5分）設計單片機程序，通過SPI接口驅(qū)動一個Flash芯片進行數(shù)據(jù)存儲。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）深入探討單片機在智能玩具飛機飛行控制系統(tǒng)中的應用，包括姿態(tài)控制、高度保持、航線規(guī)劃等。分析單片機在處理飛行數(shù)據(jù)時的實時性要求和算法復雜