中国地质大学（武汉）《地热能开发与应用》2022-2023学年第一学期期末试卷

自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密自觉遵守考场纪律如考试作弊此答卷无效密封线第1页，共3页中国地质大学（武汉）《地热能开发与应用》

2022-2023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、单片机与外部存储器进行数据交互时，可能会受到数据总线宽度的限制。假设单片机的数据总线为8位，而外部存储器的数据宽度为16位。以下关于数据传输的处理方式，哪一项是正确的？（）A.分两次读取16位数据B.直接读取，忽略数据宽度差异C.使用特殊的接口芯片进行转换D.以上选项都不正确，无法进行数据交互2、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.88H3、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4、单片机的中断向量表在中断处理中起着关键作用。假设我们正在开发一个对响应速度要求极高的单片机安全监控系统。关于中断向量表的配置和使用，以下哪种做法是最为恰当的？（）A.不配置中断向量表，依靠默认设置处理中断B.合理配置中断向量表，将关键中断的优先级设置为最高，并确保中断服务程序的短小精悍、执行迅速，以满足系统的实时性要求C.随意更改中断向量表的内容，不考虑其对系统稳定性的影响D.忽略中断向量表，认为中断处理不会影响系统性能5、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6、在单片机系统的抗干扰设计中，以下关于硬件和软件抗干扰措施的描述，哪一项是错误的？（）A.硬件抗干扰措施包括电源滤波、信号隔离、添加去耦电容等，可以有效减少外部干扰对单片机系统的影响B.软件抗干扰措施如数字滤波、软件陷阱、指令冗余等，可以提高系统的稳定性和可靠性C.硬件抗干扰措施能够完全消除干扰，因此在设计中只需要关注硬件部分，软件抗干扰措施作用不大D.硬件和软件抗干扰措施相结合，可以更好地应对复杂的干扰环境，提高单片机系统的鲁棒性7、单片机的数字滤波算法在数据处理中用于去除噪声和干扰。假设我们有一个单片机采集的传感器数据，其中包含大量的噪声。在选择数字滤波算法时，以下哪种考虑是最为关键的？（）A.选择计算量最大、滤波效果最好的算法，不考虑单片机的计算能力B.根据传感器数据的特点、噪声类型和单片机的性能，选择合适的数字滤波算法，如中值滤波、均值滤波、卡尔曼滤波等，并优化算法实现，以在去除噪声的同时保证实时性C.不进行滤波处理，直接使用原始数据D.随机选择一种滤波算法，不进行任何分析和优化8、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9、在单片机的数字滤波算法中，假设我们要对一个受到噪声干扰的输入信号进行滤波处理，以获得更准确的测量值。以下哪种数字滤波算法在去除高频噪声方面可能表现更优？（）A.算术平均滤波B.中值滤波C.滑动平均滤波D.低通滤波10、在8051单片机中，若要扩展外部存储器，其地址总线的宽度通常为（）位。A.8B.16C.32D.6411、单片机的通信接口（如UART、SPI、I2C等）在与外部设备交互中至关重要。假设我们正在设计一个单片机与多个传感器和执行器通信的工业控制系统。在选择通信接口和协议时，以下哪种考虑是最为全面和重要的？（）A.只根据通信速度选择接口和协议，不考虑设备的兼容性和成本B.综合考虑设备的数量、通信距离、数据量、实时性要求、成本等因素，选择合适的通信接口和协议，并进行相应的硬件设计和软件编程，确保系统的稳定可靠通信C.随意选择一种通信接口和协议，不进行任何评估和测试D.只选择自己熟悉的通信接口和协议，不考虑其是否适合当前项目12、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13、单片机与上位机进行通信时，常用的通信协议有很多种。对于短距离、高速率的数据传输，以下哪种通信协议比较适合？（）A.RS232B.RS485C.USBD.CAN14、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.SCON15、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16、对于单片机的加密和安全机制，以下关于其作用和实现方式的描述，哪一个是错误的？（）A.单片机的加密和安全机制可以防止程序被非法读取、复制和篡改，保护知识产权和系统的安全性。常见的实现方式有代码加密、硬件加密和认证机制等B.加密和安全机制会增加单片机系统的成本和开发难度，而且在大多数应用中没有必要，因为单片机系统的安全性威胁较小C.即使采用了加密和安全机制，也不能完全保证单片机系统的绝对安全，还需要结合其他安全措施来提高整体安全性D.随着物联网的发展，单片机的加密和安全机制变得越来越重要，尤其是在涉及敏感数据和关键应用的场景中17、8051单片机的指令MOVCA,@A+DPTR属于（）寻址方式。A.寄存器寻址B.变址寻址C.相对寻址D.位寻址18、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19、对于单片机的看门狗（Watchdog）技术，以下说法正确的是：（）A.看门狗是一种用于监测单片机系统运行状态的机制，如果系统在规定的时间内没有对看门狗进行“喂狗”操作，看门狗将产生复位信号，使系统重新启动，防止系统出现死机或程序跑飞的情况B.看门狗定时器的超时时间是固定的，不能进行调整C.一旦启用了看门狗，就不能再关闭，否则会导致系统异常D.看门狗只在系统出现硬件故障时起作用，对于软件错误无法进行监测和处理20、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21、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.21622、在单片机的EEPROM（电可擦可编程只读存储器）存储中，以下描述不正确的是：（）A.EEPROM可以在系统运行时进行字节级的擦除和写入操作，方便数据的修改和保存B.与Flash存储器相比，EEPROM的写入速度较慢，但擦写次数更多C.单片机可以通过特定的指令和时序对EEPROM进行读写操作D.EEPROM的存储容量通常比Flash存储器大，可以存储大量的数据23、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24、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25、在8051单片机中，若要使定时器1产生中断，需要将（）位置1。A.ET1B.ESC.EX1D.EA二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）说明单片机的UART通信中的数据帧格式。2、（本题5分）简述单片机在智能电力离子计算系统中的控制。3、（本题5分）说明单片机的CAN总线的远程帧。4、（本题5分）解释单片机的I2S音频接口协议。三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）用单片机控制一个指纹识别模块，进行指纹录入和识别。2、（本题5分）编写程序，利用单片机的PWM功能控制LED灯的亮度渐变。3、（本题5分）设计单片机程序，通过矩阵键盘输入数字，并在数码管上显示。4、（本题5分）编写程序，使单片机在睡眠模式下通过外部中断唤醒并执行特定任务。5、（本题5分）设计单片机程序，实现对外部DAC芯片的电流输出控制。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）详细论述单片机在智能玩具中的创意应用和儿童教育价值。智能玩具通过单片机实现互动、学习、娱乐等功能，给儿童带来全新的体验。阐述单片机如何控制玩具的动作、声音、灯光等效果，如何与儿童进行交互和反馈。研究单片机在智能玩具中如何融入教育元素，如