华中农业大学《单片机原理与应用》2021-2022学年第一学期期末试卷

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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、在单片机的看门狗定时器（WatchdogTimer）中，以下描述确切的是：（）A.看门狗定时器用于监测单片机系统的运行状态，如果系统在规定的时间内没有对看门狗定时器进行清零操作，看门狗定时器将产生复位信号，使单片机系统重新启动，以防止系统死机或出现异常B.看门狗定时器的定时时间是固定的，不能进行调整C.一旦看门狗定时器启动，就不能被关闭D.看门狗定时器只在单片机系统出现软件故障时起作用，对于硬件故障无效2、在单片机的指令系统中，假设我们要执行一系列复杂的数学运算和逻辑操作。不同的指令具有不同的执行周期和功能。如果要在有限的时间内完成大量的计算任务，以下哪种指令通常具有更高的执行效率？（）A.复杂的多功能指令B.简单的基本指令C.特定的专用指令D.所有指令执行效率相同3、单片机在智能家居系统中的应用越来越广泛。假设我们要设计一个基于单片机的智能灯光控制系统，能够根据环境光强度自动调节灯光亮度。以下关于传感器选择和控制策略的考虑，哪一项是关键的？（）A.选择高精度的环境光传感器，并采用PID控制算法B.使用普通的光敏电阻，通过简单的比较判断调节亮度C.不考虑环境光变化，固定灯光亮度D.以上选项都不正确，单片机不适合用于智能灯光控制4、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5、单片机在驱动数码管显示时，常用的显示方式有静态显示和动态显示。动态显示相比于静态显示的主要优点是：（）A.显示亮度高B.占用I/O口少C.程序编写简单D.显示稳定，无闪烁6、单片机在控制步进电机时，需要按照特定的时序发送脉冲信号。对于四相步进电机，采用单四拍工作方式，以下哪个时序是正确的？（）A.A-B-C-DB.AB-BC-CD-DAC.A-AB-B-BC-C-CD-D-DAD.A-C-B-D7、在单片机的系统复位过程中，需要对一些关键寄存器和状态进行初始化。假设系统由于电源波动导致意外复位，以下关于复位后的处理措施，哪一项是必要的？（）A.重新配置所有的寄存器和变量B.只检查关键寄存器，其他保持不变C.等待一段时间后再进行操作，以确保系统稳定D.系统复位后不需要任何处理，直接继续运行8、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9、当8051单片机响应外部中断0时，程序应转移到的地址是（）。A.0000HB.0003HC.0013HD.0023H10、单片机的定时器中断可以用于实现定时任务。假设我们需要每隔10ms产生一次中断。以下关于定时器初值计算和中断服务程序执行时间的考虑，哪一项是正确的？（）A.精确计算定时器初值，确保中断间隔准确，中断服务程序执行时间尽量短B.初值可以估算，中断服务程序执行时间不受限制C.不需要计算初值，由系统自动调整，中断服务程序可以执行较长时间D.以上选项都不正确，无法实现10ms的定时中断11、单片机的软件调试是开发过程中的重要环节。在调试过程中，使用在线仿真器可以：（）A.实时查看程序的执行流程和变量值B.直接修改硬件电路的连接C.自动优化程序代码D.跳过错误代码继续执行12、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13、8051单片机的指令“DJNZRn,rel”中，若Rn的内容减1后不为0，则程序跳转（）个字节。A.0B.1C.2D.314、在单片机的模拟信号采集过程中，可能会受到干扰导致采集结果不准确。假设我们使用ADC采集一个缓慢变化的模拟信号，以下关于提高采集精度和抗干扰能力的方法，哪一项是有效的？（）A.增加采样次数并取平均值B.提高ADC的转换速度C.降低ADC的参考电压D.以上选项都不正确，无法提高采集精度和抗干扰能力15、在单片机的ADC（模数转换器）和DAC（数模转换器）中，以下描述不准确的是（）A.ADC用于将模拟信号转换为数字信号，DAC用于将数字信号转换为模拟信号B.ADC的分辨率和转换速度是其重要的性能指标，分辨率越高，转换速度越快，性能越好C.在使用ADC进行模拟信号采样时，需要考虑采样定理，以保证采样后的数字信号能够准确还原原始模拟信号D.DAC的输出精度和线性度是其关键性能参数，输出精度越高，线性度越好，输出的模拟信号质量越高16、单片机的看门狗定时器（WatchdogTimer）用于监测系统的正常运行。假设系统在运行过程中由于软件故障陷入死循环，以下关于看门狗定时器的作用，哪一项是准确的？（）A.看门狗定时器超时会触发系统复位，重新启动B.看门狗定时器会自动修复软件故障C.看门狗定时器对死循环没有任何作用D.以上选项都不正确，看门狗定时器与系统故障无关17、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18、8051单片机的定时器/计数器T1工作在方式2时，其最大计数值是（）A.256B.65536C.8192D.21619、在单片机的系统扩展方面，需要考虑多种外设和接口的连接。假设我们要为一个单片机系统添加更多的存储设备、通信接口和传感器。对于系统扩展的规划和实现，以下哪种策略是最为重要的？（）A.盲目地添加各种外设和接口，不考虑系统的兼容性和资源分配B.充分评估系统的需求和资源，选择合适的扩展芯片和接口标准，合理规划地址空间和中断资源，确保扩展后的系统稳定可靠、性能优化C.只选择最便宜的扩展方案，不考虑其性能和质量D.不进行系统扩展，认为原有的资源已经足够满足需求20、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，其数据不会丢失二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）在单片机系统中，如何进行系统的可靠性测试？2、（本题5分）阐述单片机在智能公交站牌中的功能。3、（本题5分）在单片机系统中，如何进行系统的负载测试？4、（本题5分）说明单片机在智能电力审计系统中的应用。5、（本题5分）说明单片机的时钟电路的工作原理。三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）利用单片机和水位传感器，检测水位高度并控制水泵工作。2、（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。3、（本题5分）设计单片机程序，通过SPI接口驱动一个指纹识别模块，进行身份验证。4、（本题5分）设计单片机程序，实现对外部ADC芯片的程控增益控制。5、（本题5分）设计单片机程序，通过SPI总线与外部设备进行通信。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）全面探讨单片机在工业机器人手臂控制系统中的算法优化，包括运动轨迹规划、力控制算法、速度控制算法等。分析算法优化对机器人手臂精度和效率的提升作用，以及在单片机有限资源下如何实现高效的算法运算。2、（本题10分）深入分析单片机在水质监测系统中的应用，涵盖对水温、酸碱度、溶解氧等参数的检测和数据处