湖北师范大学文理学院《单片机原理与应用》2022-2023学年第一学期期末试卷

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《单片机原理与应用》2022-2023学年第一学期期末试卷题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共20个小题，每小题1分，共20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、对于单片机的ADC采样精度提高方法，以下关于其技术和策略的描述，哪一项是错误的？（）A.可以通过增加ADC的位数、采用过采样和均值滤波等技术来提高采样精度B.提高参考电压的稳定性和精度可以有效提升ADC的采样精度C.降低采样频率可以减少噪声的影响，从而提高采样精度D.对输入信号进行前置放大和滤波处理，能够改善ADC的采样精度2、在单片机系统中，时钟信号起着至关重要的作用。假设我们使用的单片机需要一个精确的10MHz时钟信号来保证系统的正常运行。以下关于时钟源的选择和配置，哪一项是正确的？（）A.直接使用内部振荡器，其精度可以满足要求B.外接一个石英晶体振荡器，通过配置相关寄存器来设定频率C.使用外部RC振荡器，成本低且容易实现D.以上方法都不可行，无法获得10MHz的时钟信号3、在8051单片机中，若要使T0工作于方式1，定时模式，则TMOD的值应设置为（）。A.0x01B.0x05C.0x10D.0x504、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5、在单片机的程序下载方式中，假设我们需要频繁地更新单片机中的程序，并且要求下载过程简单快捷。以下哪种程序下载方式可能是最方便的？（）A.通过编程器下载B.通过在线调试器下载C.通过串口下载D.通过USB下载6、在单片机的EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）使用中，以下关于其特点和应用的描述，哪一项是正确的？（）A.EEPROM可以在单片机运行时进行字节级的擦除和写入操作，数据保存时间长，常用于存储需要频繁修改但掉电不丢失的数据，如设备参数、校准数据等B.EEPROM的写入速度比Flash存储器快，因此在需要快速存储数据的场合应优先选择EEPROMC.EEPROM的容量通常比Flash存储器大，可以存储大量的数据D.EEPROM不需要进行擦除操作就可以直接写入数据，使用非常方便7、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8、单片机的实时操作系统（RTOS）在复杂应用中可以提高系统的管理效率。假设我们正在开发一个多任务的智能家居控制单片机系统，需要同时处理多个不同的任务。在选择和使用RTOS时，以下哪种因素是最需要关注的？（）A.只考虑RTOS的功能丰富性，不考虑其对单片机资源的占用B.综合考虑RTOS的内核大小、任务调度算法、内存管理机制、中断响应时间等因素，选择适合单片机性能和应用需求的RTOS，并进行合理的配置和优化，以提高系统的实时性和可靠性C.不使用RTOS，通过自己编写任务调度代码来实现多任务管理D.随意选择一个RTOS，不进行任何定制和优化9、在单片机的传感器接口设计中，假设我们要连接一个模拟输出的温度传感器。为了将传感器的输出信号准确地转换为数字值，以下哪个环节是关键的？（）A.选择合适的ADC通道B.设置ADC的采样频率C.对ADC的输出进行校准D.以上都是10、单片机的指令系统对程序的编写和执行效率有重要影响。假设我们需要执行一个频繁的循环操作，以下关于指令选择和优化的考虑，哪一项是正确的？（）A.选择简洁、执行周期短的指令来提高效率B.指令的选择对执行效率影响不大，随意选择即可C.复杂的指令总是能提高程序的执行速度D.以上选项都不正确，指令系统对循环操作效率没有影响11、在8051单片机的定时/计数器中，若要启动定时器1，应将（）位置1。A.TR0B.TR1C.TF0D.TF112、单片机的复位电路在系统启动时起到重要作用。假设我们设计的单片机系统在工作过程中可能会受到强烈的电磁干扰，导致系统意外死机。为了确保系统能够在这种情况下可靠地复位，以下哪种复位电路的设计可能是最优的？（）A.上电复位电路B.手动复位电路C.看门狗复位电路D.以上效果相同13、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14、单片机的串行通信在数据传输中起着重要作用。假设我们要设计一个单片机与上位机进行远程数据通信的系统，例如环境监测站将采集的数据发送到远程服务器。在选择串行通信协议时，以下哪种因素是最需要优先考虑的？（）A.只考虑通信速度，选择速度最快的协议，不考虑其他因素B.综合考虑通信距离、数据量、可靠性、成本等因素，选择最适合应用场景的串行通信协议，如UART、SPI或I2C等，并合理设置通信参数，如波特率、数据位、停止位等C.随意选择一种串行通信协议，不进行任何参数设置D.认为串行通信不可靠，采用并行通信方式替代15、在单片机系统的抗干扰设计中，以下关于硬件和软件抗干扰措施的描述，哪一项是错误的？（）A.硬件抗干扰措施包括电源滤波、信号隔离、添加去耦电容等，可以有效减少外部干扰对单片机系统的影响B.软件抗干扰措施如数字滤波、软件陷阱、指令冗余等，可以提高系统的稳定性和可靠性C.硬件抗干扰措施能够完全消除干扰，因此在设计中只需要关注硬件部分，软件抗干扰措施作用不大D.硬件和软件抗干扰措施相结合，可以更好地应对复杂的干扰环境，提高单片机系统的鲁棒性16、单片机的软件复位和硬件复位在实现机制和效果上有所不同。假设我们的系统在运行过程中出现了软件故障，需要进行复位操作。以下关于软件复位和硬件复位的选择，哪种说法是正确的？（）A.优先选择软件复位，因为更简单B.优先选择硬件复位，因为更可靠C.两者效果相同，可以任意选择D.根据具体情况决定17、对于单片机的EEPROM（电可擦除可编程只读存储器），以下说法恰当的是：（）A.EEPROM可以多次擦写，用于存储需要在掉电后仍能保存的数据，如系统参数、校准数据等。读写EEPROM需要特定的时序和指令B.EEPROM的读写速度与Flash存储器相同C.EEPROM的容量通常比Flash存储器大D.EEPROM不需要进行数据备份，其数据不会丢失18、在8051单片机中，要进行串行通信，应将SCON寄存器的SM0、SM1位设置为（）。A.00B.01C.10D.1119、单片机的电源管理是确保系统稳定运行和低功耗的重要方面。假设我们正在设计一个由电池供电的便携式单片机设备，如手持血糖仪。在电源管理方面，以下哪种策略是最为重要的？（）A.不考虑电源管理，让设备始终以最大功率运行B.采用动态电源管理技术，根据设备的工作状态（如待机、运行、低负载、高负载等）实时调整电源供应，降低功耗，延长电池寿命，同时确保系统性能满足要求C.选择大容量电池，而不进行任何电源管理优化D.关闭所有不必要的功能模块，以降低功耗，不考虑对设备功能的影响20、在单片机的代码移植过程中，由于不同型号的单片机可能具有不同的寄存器和硬件特性。假设我们要将一个基于某型号单片机的程序移植到另一型号上，以下关于移植过程中的注意事项，哪一项是最重要的？（）A.仔细对比两个型号单片机的手册，修改相关寄存器配置B.直接编译原代码，期望能在新单片机上正常运行C.只关注功能实现，不考虑硬件差异D.以上选项都不正确，单片机代码无法移植二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释单片机在智能电力虚拟现实系统中的工作。2、（本题5分）解释单片机的内部集成模块（如ADC、DAC等）的精度和误差。3、（本题5分）简述单片机在物联网中的应用。4、（本题5分）说明单片机的以太网通信的实现方法。5、（本题5分）说明单片机的USBHost和USBDevice的区别。三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）通过单片机实现一个智能烤箱，能自动预热和多段温度控制。2、（本题5分）设计单片机程序，实现对外部ADC芯片的通道切换和数据采集。3、（本题5分）编写程序，使单片机通过以太网接口实现文件传输功能。4、（本题5分）利用单片机和超声波传感器，实现避障功能。5、（本题5分）用单片机实现一个智能烤箱，控制温度和时间。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）论述单片机在仪器仪表中的应用，例如示波器、频谱分析仪等，分析单片机如何提高仪器的测量精度和自动化