长沙理工大学城南学院《单片机原理及应用》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题号一二三四总分得分批阅人一、单选题（本大题共30个小题，每小题1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、8051单片机的指令“MOVCA,@A+DPTR”属于（）寻址方式。A.寄存器间接寻址B.变址寻址C.相对寻址D.位寻址2、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3、在单片机的显示驱动中，若要控制一个8×8的LED点阵显示屏，采用逐行扫描的方式，以下关于扫描频率的描述，哪一项是合理的？（）A.越高越好，以保证显示的稳定性B.越低越好，以降低系统开销C.与显示屏的亮度有关，亮度越高频率越高D.固定在一个特定值，与其他因素无关4、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5、在8051单片机中，若要禁止所有中断，应将IE寄存器的值设置为（）。A.0x00B.0xFFC.0x80D.0x7F6、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7、在单片机系统中，关于中断的概念，假设我们正在设计一个基于单片机的温度监测系统。系统需要实时响应外部温度传感器的变化，并进行相应的处理。如果要确保系统能够及时处理这种突发事件，中断机制就显得尤为重要。那么，中断的主要作用是什么？（）A.提高系统的运行速度B.实现多任务并行处理C.让系统能够暂停当前任务，优先处理紧急事件D.降低系统的功耗8、单片机的外部中断触发方式有多种，比如电平触发和边沿触发。假设我们的系统需要对一个短暂的外部信号进行准确响应，以下哪种触发方式可能更合适？（）A.电平触发B.边沿触发C.两者均可，没有区别D.以上都不合适9、在单片机的定时器/计数器功能中，以下关于其应用场景和配置方法的描述，哪一项是正确的？（）A.定时器/计数器可以用于产生精确的定时信号、测量脉冲宽度、实现软件延时等。配置时需要设置计数初值、工作模式和中断使能等参数B.定时器/计数器只能用于简单的定时任务，如控制LED的闪烁频率。而且其配置过程复杂，容易出错，在实际应用中使用较少C.定时器/计数器的工作模式一旦确定就不能更改，所以在设计之初需要仔细考虑应用需求，选择最合适的工作模式D.定时器/计数器的计数频率是固定的，不能根据需要进行调整，因此在一些对时间精度要求较高的场合可能无法满足要求10、单片机的硬件资源有限，在进行算法设计时需要考虑效率和资源占用。假设我们需要在单片机上实现一个快速排序算法，以下关于算法优化和资源利用的考虑，哪一项是最重要的？（）A.减少内存使用，优化算法的时间复杂度B.优先考虑代码的简洁性，不关注资源占用C.尽量使用复杂的数据结构提高算法效率D.以上选项都不是，快速排序算法不适合在单片机上实现11、在单片机的系统可靠性设计中，假设我们的系统工作在恶劣的环境中，可能会受到电磁干扰和电源波动的影响。为了提高系统的可靠性，以下哪种措施可能是必要的？（）A.增加电源滤波电路B.采用屏蔽措施减少电磁干扰C.进行冗余设计D.以上都是12、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、8051单片机的定时器/计数器工作在定时模式时，是对（）进行计数。A.机器周期B.指令周期C.外部脉冲D.内部脉冲14、单片机的外部中断触发方式通常有边沿触发和电平触发两种。假设我们需要检测一个外部按键的按下动作，按键按下时产生低电平。以下关于中断触发方式的选择，哪一项是最合适的？（）A.选择边沿触发，检测下降沿B.选择边沿触发，检测上升沿C.选择电平触发，检测低电平D.以上触发方式都可以，没有区别15、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16、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17、在单片机的系统时钟配置中，若需要降低系统功耗，可以采取以下哪种措施？（）A.提高时钟频率B.降低时钟频率C.增加时钟源的数量D.改变时钟的占空比18、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19、单片机的串行通信是常见的数据传输方式，例如UART（通用异步收发器）。假设我们要实现单片机与另一设备之间9600波特率的异步串行通信。以下关于波特率设置和数据格式的选择，哪一项是恰当的？（）A.根据时钟频率和公式计算出波特率寄存器的值，设置数据位为8位、停止位为1位B.波特率固定为9600，无需设置，数据位和停止位可以随意选择C.串行通信只能使用固定的波特率和数据格式D.以上选项都不正确，无法实现9600波特率的串行通信20、在单片机的应用中，有时需要对外部脉冲进行计数。若使用单片机的计数器功能，以下哪种方式可以提高计数精度？（）A.增加计数器的位数B.提高系统时钟频率C.采用边沿触发方式D.降低计数频率21、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22、在单片机的系统时钟源选择中，以下关于内部时钟和外部时钟的特点和适用情况的描述，哪一项是准确的？（）A.内部时钟由单片机内部的振荡器产生，精度较低但使用方便，适用于对时钟精度要求不高的场合。外部时钟源精度高、稳定性好，适用于对时钟要求严格的应用B.外部时钟总是优于内部时钟，因此在设计中应尽量使用外部时钟源C.内部时钟和外部时钟可以同时使用，以提高系统的时钟性能D.内部时钟的频率可以随意调整，而外部时钟的频率是固定的23、在单片机的加密和安全方面，假设我们需要保护单片机中的敏感数据不被非法读取。以下关于加密算法和实现方式的选择，哪一项是有效的？（）A.使用对称加密算法，如AES，并将密钥存储在单片机内部B.不进行加密，依靠单片机的物理防护C.使用简单的异或运算进行加密D.以上选项都不正确，单片机无法实现数据加密24、关于单片机的SPI（串行外设接口）通信协议，以下说法错误的是：（）A.SPI是一种高速、全双工的串行通信协议，常用于连接单片机与外部设备，如Flash存储器、传感器等B.SPI通信需要至少四根信号线：时钟线（SCK）、主机输入/从机输出线（MISO）、主机输出/从机输入线（MOSI）和片选线（CS）C.在SPI通信中，主机和从机的时钟极性和相位可以根据需要进行配置，以适应不同的设备D.SPI通信的数据传输是同步的，但在传输过程中不会进行数据校验，因此数据的准确性无法保证25、单片机的实时时钟（RTC）模块用于提供准确的时间信息。假设我们的系统需要在掉电情况下仍然保持时间的准确，以下关于RTC电源和备份的措施，哪一项是必要的？（）A.使用备用电池为RTC供电B.将RTC数据存储在Flash中C.依靠系统电源为RTC供电D.以上选项都不正确，掉电后无法保持时间准确26、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27、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28、单片机的系统时钟对于整个系统的运行至关重要。假设我们正在优化一个单片机系统的性能，发现系统在处理某些高实时性任务时存在延迟。在这种情况下，调整系统时钟可能会带来以下哪种效果？（）A.提高系统的运行速度，但可能增加功耗B.降低系统的功耗，但可能降低运行速度C.对系统性能没有影响D.导致系统不稳定29、在单片机的中断服务程序中，假设我们需要在处理中断的同时，不影响主程序的正常执行。以下哪种编程技巧可能是有用的？（）A.尽量缩短中断服务程序的执行时间B.使用全局变量在中断和主程序之间传递数据C.关闭其他中断，专注处理当前中断D.以上方法综合使用30、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下载二、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）深入论述单片机在通信领域的应用，例如在基站设备、路由器中的具体功能，探讨单片机如何适应高速数据传输和复杂通信协议的要求。2、（本题5分）论述单片机在智能家电智能睡眠辅助系统中的应用，包括环境参数监测、睡眠模式设置以及唤醒功能实现，分析单片机如何改善用户的睡眠质量。3、（本题5分）详细论述单片机在医疗设备中的重要性和应用场景。分析单片机如何在医疗器械如血糖仪、血压计、心电图仪等设备中实现精确测量和数据处理，探讨医疗领域对单片机的精度、稳定性和安全性的严格要求，以及相关的技术保障措施。4、（本题5分）详细论述单片机在智能卷发棒中的应用，包括温度调节、卷发直径选择、自动断电、负离子护发等方面的工作原理，以及其对发型塑造的效果。5、（本题5分）论述单片机在智能电梯轿厢内环境控制系统中的应用，包括空气质量检测、通风