长沙理工大学城南学院《单片机原理及应用》2023-2024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页长沙理工大学城南学院

《单片机原理及应用》2023-2024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25个小题，每小题1分，共25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、单片机的代码优化不仅可以提高执行效率，还可以节省存储空间。假设我们要优化一个计算密集型的函数，以下关于优化方法的选择，哪一项是最有效的？（）A.算法改进B.减少变量使用C.缩短函数名D.以上方法效果相同，可随意选择2、在单片机的指令集架构中，假设我们要开发一个对代码空间要求非常苛刻的应用。以下哪种指令集架构可能更有利于节省代码空间？（）A.CISC（复杂指令集计算机）B.RISC（精简指令集计算机）C.两者效果相同D.以上均不对3、在单片机的低功耗设计中，需要从多个方面入手降低系统能耗。假设我们正在设计一款使用电池供电的便携式单片机设备，如智能手表。以下关于低功耗设计的措施，哪一项是最为关键的？（）A.不采取任何低功耗措施，让设备正常运行B.关闭不必要的外设和功能模块，降低工作频率，采用睡眠模式和电源管理芯片等多种手段，根据设备的工作状态动态调整功耗，最大限度延长电池续航时间C.只降低单片机的工作电压，不考虑其他因素对功耗的影响D.选择低功耗的单片机型号，但不进行其他方面的优化4、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.35、单片机的启动代码在系统上电时负责初始化硬件和设置运行环境。假设我们需要对单片机的某些特殊寄存器进行初始化，以下哪种方式可以在启动代码中实现？（）A.使用汇编语言直接操作寄存器B.通过C语言的库函数进行初始化C.不进行特殊寄存器的初始化D.以上方法均可6、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9、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10、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11、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12、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13、考虑单片机的无线通信模块（如蓝牙、Wi-Fi等）集成，以下关于其挑战和解决方案的描述，哪一项是正确的？（）A.集成无线通信模块会增加系统的功耗、成本和设计复杂度，同时还需要解决信号干扰、数据传输稳定性等问题。可以通过优化电源管理、选择合适的天线和通信协议来应对这些挑战B.无线通信模块与单片机的接口通常是标准的，不需要进行特殊的驱动和配置，直接连接即可使用C.单片机的性能对无线通信模块的工作效果没有影响，只要选择高性能的无线通信模块，就能保证良好的通信质量D.无线通信模块的集成只需要考虑硬件设计，软件方面不需要进行任何修改和优化14、在单片机的ADC（模数转换器）模块中，以下关于其分辨率和转换速度的描述，哪一个是准确的？（）A.ADC的分辨率决定了其能够分辨的最小模拟输入变化量，转换速度则表示完成一次模数转换所需的时间。分辨率越高、转换速度越快的ADC性能越好，但成本也越高B.ADC的分辨率和转换速度是相互独立的，没有直接的关系。可以根据需要单独选择高分辨率或高转换速度的ADCC.ADC的分辨率只影响数字输出的精度，对实际的测量结果没有影响。转换速度则主要取决于单片机的时钟频率D.为了获得高精度的测量结果，应该优先选择转换速度快的ADC，而分辨率可以适当降低15、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16、在单片机与外部设备进行通信时，SPI（串行外设接口）是一种常用的同步串行通信协议。SPI通信中，主设备通过以下哪种信号控制数据的传输方向？（）A.CS（片选）信号B.MOSI（主出从入）信号C.MISO（主入从出）信号D.SCLK（时钟）信号17、以下哪种方式可以提高8051单片机的I/O口驱动能力？（）A.使用上拉电阻B.增加电源电压C.使用三极管驱动D.以上都可以18、在单片机的程序设计中，算法的选择和优化对系统性能有很大影响。假设我们正在编写一个单片机控制的实时图像识别程序，要求在有限的资源和时间内完成复杂的图像分析。以下关于算法选择和优化的策略，哪一项是最为关键的？（）A.优先选择复杂的高级算法，以获得最好的识别效果，不考虑单片机的计算能力和资源限制B.根据单片机的性能和资源，选择简单高效的算法，并进行针对性的优化，如减少计算量、优化数据结构、利用硬件特性等，以满足实时性要求C.不进行算法优化，认为单片机的性能足以应对图像识别任务D.完全依赖现成的程序库，不考虑其对系统资源的占用和性能影响19、在单片机的I/O口扩展中，使用8255可编程并行接口芯片。若将8255的A口设置为输入，B口设置为输出，控制字应为：（）A.90HB.98HC.81HD.88H20、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21、对于单片机的看门狗定时器（WatchdogTimer），以下论述不准确的是（）A.看门狗定时器用于监测单片机程序的运行状态，防止程序出现死锁或跑飞B.当单片机程序正常运行时，需要在规定的时间内对看门狗定时器进行清零操作，否则看门狗定时器将产生复位信号C.看门狗定时器的超时时间可以通过寄存器进行设置，一般在毫秒到秒的级别D.一旦看门狗定时器产生复位信号，单片机将从程序的起始位置重新开始执行，而不会保留之前的运行状态22、对于单片机的复位电路，以下关于其作用和实现方式的描述，哪一个是不准确的？（）A.复位电路用于在单片机上电或系统出现异常时，将单片机的内部状态恢复到初始值，确保系统能够正常启动和运行。常见的复位方式有上电复位、手动复位和看门狗复位等B.上电复位是通过电容充电实现的，手动复位通常使用按键，看门狗复位则是通过监测程序运行状态来实现C.复位电路的设计越复杂越好，以确保复位的可靠性，即使在极端情况下也能正常工作D.合理设计复位电路可以避免单片机出现死机或程序跑飞的情况，提高系统的稳定性23、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24、在单片机的应用系统中，为了提高系统的稳定性和可靠性，通常会在电源输入端加入稳压芯片。以下哪种稳压芯片输出电压精度较高？（）A.7805B.LM317C.AMS1117D.TL43125、在单片机的中断系统中，中断优先级可以通过编程设置。当多个中断同时发生时，以下哪种情况会优先响应？（）A.优先级高的中断B.先发生的中断C.占用资源少的中断D.随机选择一个中断响应二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）解释单片机的指令系统及其分类。2、（本题5分）解释单片机的I2S音频接口协议。3、（本题5分）解释单片机的EEPROM存储特点。4、（本题5分）说明单片机在智能电力政策制定系统中的应用。三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）设计单片机程序，实现对外部EEPROM芯片的加密读写操作。2、（本题5分）设计单片机程序，实现对外部ADC芯片的控制和数据读取。3、（本题5分）编写单片机程序，实现通过按键控制一个LED灯的亮灭。4、（本题5分）设计单片机程序，通过SPI接口驱动一个无线射频模块，实现远距离通信。5、（本题5分）用单片机控制一个智能风扇，具备风速记忆功能，下次开机保持上次设置。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）阐述单片机在汽车电子系统中的重要地位，涵盖发动机控制、制动系统管理以及车载娱乐等方面。分析汽车行驶过程中对单片机的高实时性、高可靠性和抗振动能力的要求，