湖北师范大学文理学院《单片机原理及应用》2021-2022学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页湖北师范大学文理学院

《单片机原理及应用》2021-2022学年第一学期期末试卷院(系)_______班级_______学号_______姓名_______题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共15个小题，每小题2分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．）1、在8051单片机中，若要对片内数据存储器进行间接寻址，应使用（）寄存器。A.R0或R1B.DPTRC.PCD.A2、在单片机的故障诊断和调试过程中，使用仿真器可以提供很大的帮助。假设我们在调试过程中发现程序运行结果与预期不符。以下关于仿真器的使用方法，哪一项是正确的？（）A.单步执行程序，观察变量和寄存器的值B.直接运行程序，查看最终结果C.忽略仿真器，通过实际硬件进行调试D.以上选项都不正确，仿真器对调试没有帮助3、在单片机的指令时序中，假设我们需要精确控制单片机与外部设备之间的通信时序。以下哪种方式可以帮助我们更好地理解和掌握指令执行的时间特性？（）A.查阅单片机的数据手册，了解指令周期B.通过实验测量指令执行时间C.参考其他类似系统的时序设置D.以上方法结合使用4、在单片机的指令系统中，不同的指令具有不同的执行效率和功能。假设我们正在优化一个单片机控制的机器人运动程序，以提高其响应速度和执行效率。以下关于指令选择和使用的策略，哪一项是最为有效的？（）A.优先使用复杂的指令，认为它们能够完成更多的功能，提高编程效率B.深入了解单片机的指令特点和执行周期，选择简洁高效的指令，并合理安排指令顺序，减少指令执行时间和资源消耗C.随意选择指令，不考虑其执行效率和对系统性能的影响D.只使用基本指令，避免使用高级指令，以降低编程难度5、在单片机的软件开发过程中，使用C语言编程具有很多优势。假设我们需要实现一个对时间要求非常精确的操作，以下关于C语言在单片机编程中的局限性，哪一项是需要考虑的？（）A.C语言的执行效率可能不如汇编语言高B.C语言无法实现底层硬件的直接控制C.C语言的代码可读性差，不利于维护D.以上选项都不正确，C语言在单片机编程中没有局限性6、在单片机的系统开发中，硬件和软件的协同设计至关重要。假设我们在设计初期发现硬件资源无法满足软件功能的需求，以下关于解决方法的选择，哪一项是合理的？（）A.优化软件算法，减少对硬件资源的需求B.立即更换更强大的单片机型号C.放弃部分软件功能D.以上选项都不正确，硬件和软件的不匹配无法解决7、在单片机的定时器/计数器应用中，假设我们需要实现一个精确的1秒定时。已知单片机的时钟频率为12MHz，以下关于定时器初值计算和配置的方法，哪一项是正确的？（）A.通过计算得出定时器初值，然后设置相关控制寄存器B.直接使用默认的定时器配置，无需计算初值C.定时器无法实现1秒的精确定时，需要外接专用芯片D.以上方法都不正确，无法完成1秒定时8、对于单片机的ADC（模数转换器）采样定理，以下说法不正确的是：（）A.采样定理指出，为了能够准确地还原模拟信号，采样频率必须至少是模拟信号最高频率的两倍B.如果采样频率低于模拟信号最高频率的两倍，会导致采样后的数字信号发生混叠，无法正确还原原始模拟信号C.在单片机的ADC采样中，必须严格遵循采样定理，否则会得到错误的转换结果D.采样定理只适用于理论分析，在实际的单片机ADC应用中，可以忽略采样定理，根据经验选择合适的采样频率9、在单片机的实时操作系统（RTOS）应用中，假设我们有多个任务需要同时执行，并且对任务的响应时间有严格要求。以下关于任务调度和优先级设置的策略，哪一项是最合理的？（）A.采用基于优先级的抢占式调度，高优先级任务优先执行B.采用时间片轮转调度，平均分配CPU时间C.随机调度任务，不考虑优先级D.以上策略都不合理，RTOS不适合多任务环境10、单片机在工业控制领域有广泛应用，需要具备较高的可靠性和稳定性。假设我们设计的单片机控制系统工作在恶劣的电磁环境中，以下关于提高系统抗干扰能力的措施，哪一项是关键的？（）A.增加电源滤波电路，提高电源稳定性B.优化软件算法，减少计算错误C.提高单片机的工作频率D.以上选项都不是，恶劣环境下无法保证系统正常工作11、在单片机的通信接口中，比如串行通信和并行通信。假设我们需要在两个距离较远的单片机系统之间进行高速、大量数据的传输。在这种情况下，以下哪种通信方式可能更适合？（）A.串行通信，因为其线路简单B.并行通信，因为其传输速度快C.串行通信，因为其抗干扰能力强D.并行通信，因为其成本低12、单片机的I/O端口配置是实现与外部设备通信的关键。假设我们要将一个I/O端口设置为输入模式，并且具有上拉电阻功能。以下关于端口配置寄存器的设置，哪一项是正确的？（）A.将相应的位设置为0，同时使能上拉电阻B.将相应的位设置为1，同时使能上拉电阻C.只需要将相应的位设置为0，上拉电阻会自动启用D.只需要将相应的位设置为1，上拉电阻会自动启用13、在单片机的PWM（脉冲宽度调制）技术中，以下叙述不正确的是：（）A.PWM技术通过改变脉冲的宽度来控制输出信号的平均电压或功率B.PWM信号的占空比决定了输出的等效电压或功率大小C.单片机可以通过定时器/计数器方便地生成PWM信号，用于电机调速、灯光亮度控制等应用D.PWM信号的频率越高越好，因为频率越高，输出的精度和稳定性就越高14、在单片机的ADC（模数转换）功能中，假设我们需要测量一个变化范围较大的模拟信号，并且要求有较高的测量精度。为了达到这个要求，以下哪个因素对ADC的性能影响最为关键？（）A.ADC的分辨率B.ADC的转换速度C.ADC的参考电压D.单片机的工作频率15、单片机的I/O口扩展在需要连接大量外部设备时是必要的。假设我们的系统需要连接超过单片机本身I/O口数量的设备，以下哪种I/O口扩展方式可能具有较高的性价比？（）A.使用专用的I/O扩展芯片B.通过并行接口扩展C.通过串行接口扩展D.减少设备连接数量，不进行扩展二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）说明单片机在智能电力引力波计算系统中的应用。2、（本题5分）阐述单片机在能源管理中的应用。3、（本题5分）解释单片机在智能电力科研系统中的工作。三、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）全面论述单片机在物流配送中的应用，如仓储管理系统、货物跟踪设备、分拣机器人等。阐述单片机在这些物流环节中的货物识别、位置跟踪和作业调度功能，以及对物流效率和准确性的保障。以一个电商仓储中心的货物分拣系统为例，说明单片机如何实现对货物的快速准确分拣。2、（本题5分）论述单片机在智能窗帘控制系统中的应用，比如如何实现窗帘的开合控制、定时操作、光线感应等功能，分析其对室内采光和隐私保护的作用。3、（本题5分）论述单片机在智能血糖仪中的应用，比如如何实现血糖测量、数据记录、异常报警等功能，分析其在糖尿病患者自我管理中的重要性。4、（本题5分）详细阐述单片机在无人机飞行控制系统中的应用，涵盖姿态控制、导航定位、数据传输和任务管理等方面。分析单片机如何处理来自各种传感器的信息，实现无人机的稳定飞行和精确控制。探讨无人机飞行控制系统对单片机的计算能力、重量和体积的限制，以及相应的优化策略和解决方案。5、（本题5分）论述单片机在环境监测系统中的应用，涵盖空气质量监测、水