郑州工业应用技术学院《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、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、在8051单片机中，若要进行外部中断的触发方式设置，应使用（）寄存器。A.TCONB.IEC.IPD.SCON4、单片机的存储器结构包括程序存储器和数据存储器。想象一个需要频繁更新数据并且存储大量程序代码的单片机应用，例如一个工业自动化控制系统。在这种情况下，关于存储器的选择和使用，以下哪种策略是最合适的？（）A.优先使用内部程序存储器存储程序代码，使用内部数据存储器存储数据，以提高访问速度B.由于外部存储器扩展方便，应尽量将程序和数据都存储在外部存储器中C.根据程序和数据的大小、访问频率以及成本等因素，合理选择使用内部存储器和外部存储器，例如将频繁访问的数据存储在内部数据存储器中，将较大的程序代码存储在外部程序存储器中D.为了简化设计，不考虑存储器的优化，随机选择存储器进行存储5、在单片机的堆栈操作中，假设我们的程序需要进行大量的函数调用和嵌套，并且要保证数据的正确存储和恢复。以下关于堆栈大小的设置，哪种做法是合理的？（）A.尽量设置较小的堆栈，以节省内存B.根据程序的复杂程度和可能的嵌套层数，合理设置堆栈大小C.将堆栈设置为最大可能的值，以避免溢出D.不考虑堆栈大小，由系统自动管理6、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7、8051单片机的定时/计数器工作在方式0时，是（）位的定时/计数器。A.8B.13C.16D.328、在单片机的ADC转换中，为了提高转换精度，可以采取以下哪种措施？（）A.增加ADC的位数B.降低输入信号的幅度C.提高ADC的转换速度D.减少参考电压的波动9、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10、在单片机的通信接口中，I2C（Inter-IntegratedCircuit）总线是一种常用的两线式串行总线。I2C总线上的主设备通过发送以下哪种信号来启动数据传输？（）A.起始信号B.停止信号C.应答信号D.非应答信号11、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12、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13、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、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16、在单片机的ADC（模数转换）功能中，假设我们需要测量一个变化范围较大的模拟信号，并且要求有较高的测量精度。为了达到这个要求，以下哪个因素对ADC的性能影响最为关键？（）A.ADC的分辨率B.ADC的转换速度C.ADC的参考电压D.单片机的工作频率17、单片机的中断系统是处理突发事件的重要机制。假设我们正在设计一个基于单片机的温度监测系统，当温度超过设定阈值时产生中断。以下关于中断优先级和嵌套的理解，哪一项是准确的？（）A.中断优先级越高，响应速度越快，并且高优先级中断可以打断低优先级中断的执行B.中断优先级只影响响应顺序，不能嵌套执行C.所有中断的优先级相同，按照先来先服务的原则响应D.中断嵌套会导致系统不稳定，应尽量避免18、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19、单片机在工业控制领域有广泛应用，需要具备较高的可靠性和稳定性。假设我们设计的单片机控制系统工作在恶劣的电磁环境中，以下关于提高系统抗干扰能力的措施，哪一项是关键的？（）A.增加电源滤波电路，提高电源稳定性B.优化软件算法，减少计算错误C.提高单片机的工作频率D.以上选项都不是，恶劣环境下无法保证系统正常工作20、单片机在低功耗应用中，需要合理控制电源模式和设备的休眠唤醒。假设我们设计的一个电池供电的设备，大部分时间处于待机状态。以下关于低功耗模式选择和唤醒机制的设置，哪一项是最合适的？（）A.选择深度休眠模式，通过外部中断唤醒B.保持正常运行模式，定时唤醒C.关闭所有功能，无法唤醒D.以上选项都不合适，无法实现低功耗待机21、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22、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.88H23、8051单片机的P0口在作为通用I/O口使用时，需要外接（）。A.上拉电阻B.下拉电阻C.电容D.电感24、在单片机的键盘接口设计中，行列式键盘相比于独立式键盘的主要优点是：（）A.编程简单B.占用I/O口少C.可靠性高D.响应速度快25、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26、单片机在进行数字信号处理时，经常需要用到移位操作。对于一个8位二进制数0x55，执行右移2位操作后，结果为：（）A.0x15B.0x05C.0xAAD.0x5A27、单片机的程序存储区和数据存储区在物理上可以分开，也可以统一。对于哈佛结构的单片机，其特点是：（）A.程序存储区和数据存储区统一编址B.程序存储区和数据存储区相互独立C.程序存储区和数据存储区可以相互访问D.程序存储区和数据存储区容量相同28、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29、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30、单片机的代码移植是将一个在特定型号单片机上运行的程序移植到另一个型号的单片机上。假设我们要进行这样的移植工作，以下哪个方面可能需要重点关注和修改？（）A.硬件相关的寄存器配置B.不同的指令集和编译器特性C.中断处理方式D.以上都是二、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）论述单片机在智能车库门控制系统中的应用，涵盖门的升降控制、障碍物检测、远程操作、安全防护等功能的实现方式，以及其对车辆停放管理的便利性。2、（本题5分）论述单片机在智能物流包裹称重计费系统中的工作原理，包括称重传感器数据采集、计费算法实现以及数据传输与存储，分析单片机如何确保包裹计费的准确性和高效性。3、（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。4、（本题5分）深入分析单片机在智能宠物喂食器中的工作机制，包括定时定量喂食、余粮监测、远程控制、宠物识别等方面的实现，以及其对宠物饲养的便利性。5、（本题5分）详细论述单片机在物联网系统中的核心地位和面临的挑战。分析单片机如何作为物联网终端设备的控制核心，实现数据采集、处理和通信功能，探讨在物联网大规模部署和多样化应用场景下，单片机在低功耗设计、网络连接稳定性、设备互操作性等方面所面