邵阳学院《单片机应用系统设计》2021-2022学年第一学期期末试卷

学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号学校________________班级____________姓名____________考场____________准考证号…………密…………封…………线…………内…………不…………要…………答…………题…………第1页，共3页邵阳学院《单片机应用系统设计》

2021-2022学年第一学期期末试卷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、单片机的代码优化对于提高系统性能和降低资源消耗非常重要。假设我们的程序中存在大量的循环操作，以下哪种优化方法可能对提高程序执行效率最有帮助？（）A.减少循环次数B.优化循环体内的代码C.使用更高效的算法D.以上方法综合使用2、在单片机的UART（通用异步收发器）通信中，以下描述错误的是：（）A.UART是一种异步串行通信接口，常用于单片机与计算机、其他单片机或设备之间的数据传输B.UART通信的数据格式包括起始位、数据位、奇偶校验位和停止位，其中数据位的长度可以是5位、6位、7位或8位C.在UART通信中，发送方和接收方不需要使用相同的波特率，只要数据格式相同即可正确通信D.UART通信通常需要使用两根信号线：发送线（TXD）和接收线（RXD）3、对于一个需要实时响应多个外部中断的单片机系统，为了避免中断嵌套导致的混乱，通常会采取以下哪种措施？（）A.关闭所有中断，处理完当前中断后再打开B.设置中断优先级，高优先级中断可以打断低优先级中断C.限制中断响应时间，超时则忽略中断请求D.只允许一个中断源产生中断请求4、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5、在单片机的I2C（集成电路总线）通信中，以下叙述不准确的是：（）A.I2C是一种两线制的串行通信协议，只需要两根信号线：串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）B.I2C通信采用主从模式，主机负责发起通信和控制数据传输的节奏，从机根据主机的指令进行响应C.I2C通信支持多主多从架构，可以多个主机同时与多个从机进行通信，不会发生冲突D.在I2C通信中，数据传输的速率是固定的，不能根据实际需求进行调整6、单片机的Bootloader（引导加载程序）用于系统的升级和更新。假设我们要通过串口实现单片机程序的远程更新，以下关于Bootloader的设计和实现，哪一项是关键的？（）A.确保串口通信的稳定性和数据的正确性B.尽量减少Bootloader占用的存储空间C.忽略程序更新过程中的错误，继续更新D.以上选项都不是，通过串口无法实现程序更新7、在单片机的程序调试过程中，假设我们遇到了一个难以复现的错误，以下哪种调试工具或方法可能有助于快速定位问题？（）A.单步调试B.断点调试C.输出调试信息D.以上方法综合使用8、关于单片机的PWM（脉冲宽度调制）技术，以下说法不正确的是：（）A.PWM是一种通过改变脉冲宽度来控制输出信号平均电压的技术，常用于电机调速、灯光亮度控制等领域B.PWM的占空比是指高电平在一个周期中所占的比例，通过改变占空比可以实现对输出电压或功率的调节C.单片机的定时器/计数器可以用于生成PWM信号，通过设置相关寄存器来控制脉冲的周期和占空比D.PWM信号的频率越高越好，因为这样可以提高控制的精度和响应速度9、考虑单片机的中断向量表，以下关于其作用和配置的描述，哪一个是不正确的？（）A.中断向量表存储了各个中断服务程序的入口地址，当中断发生时，单片机根据中断向量表跳转到相应的中断服务程序执行B.中断向量表的位置通常是固定的，在单片机的存储空间中有特定的区域用于存放中断向量C.用户可以修改中断向量表中的内容，将中断服务程序的入口地址指向自定义的函数D.中断向量表的配置非常复杂，需要深入了解单片机的底层架构和汇编语言，一般不建议用户进行修改10、8051单片机的程序状态字PSW中的RS1、RS0位用于（）。A.选择工作寄存器区B.选择定时器/计数器C.选择中断优先级D.选择串行口工作方式11、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12、在单片机的体系结构中，关于哈佛结构与冯·诺依曼结构的区别，以下说法正确的是：（）A.哈佛结构和冯·诺依曼结构在指令和数据的存储与读取方式上没有明显区别，只是名称不同B.哈佛结构将程序指令和数据分开存储和读取，而冯·诺依曼结构则将指令和数据存储在同一存储空间。这使得哈佛结构在处理指令和数据时能够并行进行，提高了运行效率，但硬件成本相对较高；冯·诺依曼结构则具有简单的结构和较低的成本，但在指令和数据的读取上可能存在冲突C.冯·诺依曼结构比哈佛结构更先进，能适应更复杂的应用场景，哈佛结构已逐渐被淘汰D.哈佛结构和冯·诺依曼结构只在大型计算机系统中有区别，在单片机中没有实际意义详细解释两种结构的特点、差异、优缺点以及在单片机中的应用和影响，从而判断每个选项的正确性13、在单片机的低功耗设计中，以下哪种方法可以有效降低系统的待机电流？（）A.关闭未使用的外设B.提高系统的工作频率C.增加程序的运行时间D.减少电源的滤波电容14、单片机的指令集结构对编程风格和效率有一定影响。复杂指令集（CISC）和精简指令集（RISC）相比，以下哪项描述是不正确的？（）A.CISC指令长度不固定，RISC指令长度通常固定B.CISC指令执行周期通常较长，RISC指令执行周期较短C.CISC寄存器数量较多，RISC寄存器数量较少D.CISC指令功能强大，RISC指令功能相对简单15、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16、关于单片机的看门狗定时器（WatchdogTimer），以下说法错误的是：（）A.看门狗定时器用于监测单片机系统的运行状态，防止程序跑飞或陷入死循环B.程序需要在规定的时间间隔内对看门狗定时器进行清零操作，否则看门狗定时器将触发系统复位C.看门狗定时器的超时时间可以通过编程进行设置，以适应不同的应用场景D.看门狗定时器只会在程序出现错误时起作用，正常运行时不会对系统性能产生任何影响17、在单片机的系统调试过程中，使用逻辑分析仪可以帮助我们分析信号。假设我们怀疑某个I/O端口的输出信号存在异常，以下关于逻辑分析仪的使用，哪一项是正确的？（）A.设置触发条件，捕获特定时刻的信号状态B.直接连接到端口，无需任何设置即可获取信号C.逻辑分析仪只能分析数字信号，不能分析模拟信号D.以上选项都不正确，逻辑分析仪对I/O端口信号分析没有帮助18、在单片机的看门狗（Watchdog）技术中，以下描述不准确的是：（）A.看门狗是一种用于监测单片机系统运行状态的机制，防止系统出现死机或程序跑飞的情况B.单片机在正常运行时需要定期对看门狗进行“喂狗”操作，否则看门狗会触发系统复位C.看门狗的超时时间可以通过编程进行设置，一般根据系统的稳定性和实时性要求来确定D.一旦看门狗触发了系统复位，单片机就无法恢复正常工作，需要重新上电启动19、在单片机的中断优先级设置中，假设我们的系统同时存在多个中断源，且它们的重要性不同。如果要确保最重要的中断能够及时得到响应，以下哪种方式是正确的？（）A.为每个中断源设置相同的优先级B.按照中断源的发生频率设置优先级C.根据中断源的重要性设置不同的优先级D.随机设置中断优先级20、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二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述单片机在智能电力客服系统中的作用。2、（本题5分）说明单片机在智能电力规范场论计算系统中的应用。3、（本题5分）解释单片机的智能卡接口。4、（本题5分）简述单片机的无人机飞行控制。5、（本题5分）简述单片机在汽车电子中的应用。三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）利用单片机和超声波传感器，实现避障功能。2、（本题5分）编写程序，利用单片机的I2C接口与RTC芯片进行时钟校准。3、（本题5分）设计单片机程序，实现对外部DAC芯片的控制，输出模拟信号。4、（本题5分）编写单片机程序，通过传感器检测室内人员活动情况，自动控制灯光和电器的开关。5、（本题5分）用单片机控制一个电子日历，显示年月日和星期。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）详细分析单片机在农业自动化中的应用，例如农田灌溉控制、温室环境调节以及农产品质量检测等。探讨在广阔的农田环境中，单片机系统如何实现远程监控和低功耗运行，以及如何应对复杂的土壤和气候条件对系统的影响。同时，研究农业现代化进程中，单片机如何与其他新兴技术