山東理工職業(yè)學(xué)院《單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

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《單片機(jī)原理及嵌入式系統(tǒng)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分一、單選題（本大題共25個(gè)小題，每小題1分，共25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)的系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)中，假設(shè)我們的系統(tǒng)工作在惡劣的環(huán)境中，可能會(huì)受到電磁干擾和電源波動(dòng)的影響。為了提高系統(tǒng)的可靠性，以下哪種措施可能是必要的？（）A.增加電源濾波電路B.采用屏蔽措施減少電磁干擾C.進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)D.以上都是2、在單片機(jī)的EEPROM（電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器）存儲(chǔ)中，以下描述不正確的是：（）A.EEPROM可以在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行字節(jié)級(jí)的擦除和寫(xiě)入操作，方便數(shù)據(jù)的修改和保存B.與Flash存儲(chǔ)器相比，EEPROM的寫(xiě)入速度較慢，但擦寫(xiě)次數(shù)更多C.單片機(jī)可以通過(guò)特定的指令和時(shí)序?qū)EPROM進(jìn)行讀寫(xiě)操作D.EEPROM的存儲(chǔ)容量通常比Flash存儲(chǔ)器大，可以存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)3、單片機(jī)在驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示時(shí)，常用的顯示方式有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。動(dòng)態(tài)顯示相比于靜態(tài)顯示的主要優(yōu)點(diǎn)是：（）A.顯示亮度高B.占用I/O口少C.程序編寫(xiě)簡(jiǎn)單D.顯示穩(wěn)定，無(wú)閃爍4、在單片機(jī)的指令系統(tǒng)中，關(guān)于指令的執(zhí)行周期和尋址方式，以下哪種說(shuō)法是準(zhǔn)確的？（）A.不同的指令具有不同的執(zhí)行周期，復(fù)雜的指令通常需要更多的時(shí)鐘周期來(lái)完成。尋址方式?jīng)Q定了指令如何獲取操作數(shù)的地址，常見(jiàn)的尋址方式有直接尋址、間接尋址、立即尋址等B.指令的執(zhí)行周期與單片機(jī)的時(shí)鐘頻率無(wú)關(guān)，只取決于指令的復(fù)雜程度。尋址方式對(duì)指令的執(zhí)行效率沒(méi)有影響C.單片機(jī)的指令執(zhí)行周期是固定的，不受指令類型和尋址方式的影響。而且，尋址方式的選擇對(duì)程序的存儲(chǔ)空間沒(méi)有影響D.為了提高程序的執(zhí)行效率，應(yīng)該盡量使用復(fù)雜的尋址方式和長(zhǎng)執(zhí)行周期的指令5、單片機(jī)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）模塊用于提供準(zhǔn)確的時(shí)間信息。假設(shè)我們的系統(tǒng)需要在掉電情況下仍然保持時(shí)間的準(zhǔn)確，以下關(guān)于RTC電源和備份的措施，哪一項(xiàng)是必要的？（）A.使用備用電池為RTC供電B.將RTC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在Flash中C.依靠系統(tǒng)電源為RTC供電D.以上選項(xiàng)都不正確，掉電后無(wú)法保持時(shí)間準(zhǔn)確6、關(guān)于單片機(jī)的看門(mén)狗定時(shí)器（WatchdogTimer），以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（）A.看門(mén)狗定時(shí)器用于監(jiān)測(cè)單片機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)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(shí)間間隔內(nèi)對(duì)看門(mén)狗定時(shí)器進(jìn)行清零操作，否則看門(mén)狗定時(shí)器將觸發(fā)系統(tǒng)復(fù)位C.看門(mén)狗定時(shí)器的超時(shí)時(shí)間可以通過(guò)編程進(jìn)行設(shè)置，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景D.看門(mén)狗定時(shí)器只會(huì)在程序出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)起作用，正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生任何影響7、單片機(jī)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(jìn)措施可能是有效的？（）A.增加輸入信號(hào)的濾波電容B.提高參考電壓的穩(wěn)定性C.優(yōu)化信號(hào)源的輸出阻抗D.以上都是8、對(duì)于單片機(jī)的指令周期、機(jī)器周期和時(shí)鐘周期的關(guān)系，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是：（）A.時(shí)鐘周期是單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)鐘的最小時(shí)間單位，通常是晶振周期的倒數(shù)B.機(jī)器周期是完成一個(gè)基本操作所需的時(shí)間，通常由若干個(gè)時(shí)鐘周期組成C.指令周期是執(zhí)行一條指令所需的時(shí)間，不同的指令其指令周期可能不同，一般由若干個(gè)機(jī)器周期組成D.指令周期、機(jī)器周期和時(shí)鐘周期之間的關(guān)系是固定不變的，不能通過(guò)設(shè)置改變它們之間的比例9、單片機(jī)的軟件調(diào)試是開(kāi)發(fā)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。在調(diào)試過(guò)程中，使用在線仿真器可以：（）A.實(shí)時(shí)查看程序的執(zhí)行流程和變量值B.直接修改硬件電路的連接C.自動(dòng)優(yōu)化程序代碼D.跳過(guò)錯(cuò)誤代碼繼續(xù)執(zhí)行10、8051單片機(jī)的指令“DJNZRn,rel”中，若Rn的內(nèi)容減1后不為0，則程序跳轉(zhuǎn)（）個(gè)字節(jié)。A.0B.1C.2D.311、在單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器功能中，以下關(guān)于其應(yīng)用場(chǎng)景和配置方法的描述，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可以用于產(chǎn)生精確的定時(shí)信號(hào)、測(cè)量脈沖寬度、實(shí)現(xiàn)軟件延時(shí)等。配置時(shí)需要設(shè)置計(jì)數(shù)初值、工作模式和中斷使能等參數(shù)B.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器只能用于簡(jiǎn)單的定時(shí)任務(wù)，如控制LED的閃爍頻率。而且其配置過(guò)程復(fù)雜，容易出錯(cuò)，在實(shí)際應(yīng)用中使用較少C.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作模式一旦確定就不能更改，所以在設(shè)計(jì)之初需要仔細(xì)考慮應(yīng)用需求，選擇最合適的工作模式D.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)頻率是固定的，不能根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，因此在一些對(duì)時(shí)間精度要求較高的場(chǎng)合可能無(wú)法滿足要求12、單片機(jī)的指令集結(jié)構(gòu)對(duì)編程風(fēng)格和效率有一定影響。復(fù)雜指令集（CISC）和精簡(jiǎn)指令集（RISC）相比，以下哪項(xiàng)描述是不正確的？（）A.CISC指令長(zhǎng)度不固定，RISC指令長(zhǎng)度通常固定B.CISC指令執(zhí)行周期通常較長(zhǎng)，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(qiáng)大，RISC指令功能相對(duì)簡(jiǎn)單13、在單片機(jī)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(yùn)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(shí)間內(nèi)完成大量的計(jì)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(jiǎn)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14、在單片機(jī)的編程開(kāi)發(fā)中，假設(shè)我們正在編寫(xiě)一個(gè)復(fù)雜的控制程序，需要對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲(chǔ)。為了提高程序的可讀性和可維護(hù)性，以下哪種編程結(jié)構(gòu)通常是推薦使用的？（）A.面向過(guò)程的編程結(jié)構(gòu)B.面向?qū)ο蟮木幊探Y(jié)構(gòu)C.函數(shù)式編程結(jié)構(gòu)D.以上均可，沒(méi)有區(qū)別15、對(duì)于單片機(jī)的加密和安全機(jī)制，以下關(guān)于其作用和實(shí)現(xiàn)方式的描述，哪一個(gè)是錯(cuò)誤的？（）A.單片機(jī)的加密和安全機(jī)制可以防止程序被非法讀取、復(fù)制和篡改，保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)和系統(tǒng)的安全性。常見(jiàn)的實(shí)現(xiàn)方式有代碼加密、硬件加密和認(rèn)證機(jī)制等B.加密和安全機(jī)制會(huì)增加單片機(jī)系統(tǒng)的成本和開(kāi)發(fā)難度，而且在大多數(shù)應(yīng)用中沒(méi)有必要，因?yàn)閱纹瑱C(jī)系統(tǒng)的安全性威脅較小C.即使采用了加密和安全機(jī)制，也不能完全保證單片機(jī)系統(tǒng)的絕對(duì)安全，還需要結(jié)合其他安全措施來(lái)提高整體安全性D.隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，單片機(jī)的加密和安全機(jī)制變得越來(lái)越重要，尤其是在涉及敏感數(shù)據(jù)和關(guān)鍵應(yīng)用的場(chǎng)景中16、單片機(jī)的指令執(zhí)行周期取決于多個(gè)因素，包括指令類型、時(shí)鐘頻率等。對(duì)于一條單周期指令，在時(shí)鐘頻率為10MHz的情況下，執(zhí)行時(shí)間大約為：（）A.0.1μsB.0.4μsC.1μsD.0.2μs17、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(qǐng)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(kāi)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)的通信協(xié)議選擇上，需要根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)決定。假設(shè)我們要實(shí)現(xiàn)多個(gè)單片機(jī)之間的近距離、低速率、低成本通信。以下哪種通信協(xié)議是最合適的？（）A.I2CB.CANC.ZigbeeD.以上協(xié)議都不合適19、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(píng)估和測(cè)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20、單片機(jī)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21、單片機(jī)的指令系統(tǒng)對(duì)程序的編寫(xiě)和執(zhí)行效率有重要影響。假設(shè)我們需要執(zhí)行一個(gè)頻繁的循環(huán)操作，以下關(guān)于指令選擇和優(yōu)化的考慮，哪一項(xiàng)是正確的？（）A.選擇簡(jiǎn)潔、執(zhí)行周期短的指令來(lái)提高效率B.指令的選擇對(duì)執(zhí)行效率影響不大，隨意選擇即可C.復(fù)雜的指令總是能提高程序的執(zhí)行速度D.以上選項(xiàng)都不正確，指令系統(tǒng)對(duì)循環(huán)操作效率沒(méi)有影響22、8051單片機(jī)的程序狀態(tài)字PSW中的RS1、RS0位用于（）。A.選擇工作寄存器區(qū)B.選擇定時(shí)器/計(jì)數(shù)器C.選擇中斷優(yōu)先級(jí)D.選擇串行口工作方式23、在單片機(jī)系統(tǒng)中，對(duì)于時(shí)鐘信號(hào)的理解和應(yīng)用至關(guān)重要。假設(shè)我們正在設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)需要精確的定時(shí)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和傳輸。以下關(guān)于單片機(jī)時(shí)鐘源的描述，哪一項(xiàng)是最為準(zhǔn)確和關(guān)鍵的？（）A.單片機(jī)通常只具有一個(gè)固定頻率的內(nèi)部時(shí)鐘源，無(wú)法進(jìn)行調(diào)整和選擇B.單片機(jī)可以選擇內(nèi)部時(shí)鐘源或外部時(shí)鐘源，外部時(shí)鐘源通常能夠提供更高的精度和穩(wěn)定性，適用于對(duì)時(shí)鐘要求嚴(yán)格的應(yīng)用C.內(nèi)部時(shí)鐘源雖然精度較低，但由于其簡(jiǎn)單易用，在大多數(shù)情況下應(yīng)優(yōu)先使用，而避免使用復(fù)雜的外部時(shí)鐘源D.單片機(jī)的時(shí)鐘源對(duì)系統(tǒng)性能沒(méi)有顯著影響，因此在設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)需過(guò)多關(guān)注24、在單片機(jī)的傳感器接口設(shè)計(jì)中，假設(shè)我們要連接一個(gè)模擬輸出的溫度傳感器。為了將傳感器的輸出信號(hào)準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，以下哪個(gè)環(huán)節(jié)是關(guān)鍵的？（）A.選擇合適的ADC通道B.設(shè)置ADC的采樣頻率C.對(duì)ADC的輸出進(jìn)行校準(zhǔn)D.以上都是25、在8051單片機(jī)中，若要使P1口的輸出鎖存，應(yīng)將（）位置1。A.P1M0B.P1M1C.P1COND.P1LOCK二、簡(jiǎn)答題（本大題共4個(gè)小題，共20分)1、（本題5分）闡述單片機(jī)的加密和安全機(jī)制。2、（本題5分）簡(jiǎn)述單片機(jī)在智能電力人工智能系統(tǒng)中的控制。3、（本題5分）闡述單片機(jī)編程中常用的指令和操作。4、（本題5分）在單片機(jī)開(kāi)發(fā)中，如何進(jìn)行硬件和軟件的協(xié)同調(diào)試？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)智能電飯煲，控制烹飪模式和時(shí)間。2、（本題5分）通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一個(gè)智能烤箱，具備童鎖和安全保護(hù)功能。3、（本題5分）設(shè)計(jì)單片機(jī)程序，通過(guò)SPI接口驅(qū)動(dòng)一個(gè)Wi-Fi模塊，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。4、（本題5分）設(shè)計(jì)單片機(jī)程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部DAC芯片的連續(xù)輸出。5、（本題5分）利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一個(gè)智能按摩椅，具備穴位按摩功能，可根據(jù)用戶選擇進(jìn)行針對(duì)性按摩。四、論述題（本大題共3個(gè)小題，共30分)1、（本題10分）全面論述單片機(jī)在智能車位鎖控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，包括車位狀態(tài)檢測(cè)、遠(yuǎn)程控制、計(jì)費(fèi)管理等功能。分析單片機(jī)在該系統(tǒng)中的穩(wěn)