江西工业贸易职业技术学院《单片机课程设计》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《单片机课程设计》2023-2024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、单片机的指令系统对程序的编写和执行效率有重要影响。假设我们需要执行一个频繁的循环操作，以下关于指令选择和优化的考虑，哪一项是正确的？（）A.选择简洁、执行周期短的指令来提高效率B.指令的选择对执行效率影响不大，随意选择即可C.复杂的指令总是能提高程序的执行速度D.以上选项都不正确，指令系统对循环操作效率没有影响2、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3、单片机的定时器/计数器是常用的功能模块。对于一个需要精确定时1毫秒的应用场景，已知单片机的系统时钟频率为12MHz，若采用方式1的16位定时器，初值应设置为：（）A.65536-1000B.65536-12000C.65536-500D.65536-100004、单片机的端口配置对于连接外部设备至关重要。假设我们要将单片机的一个端口连接到多个输入设备，并且需要确保每个输入设备的信号能够准确被读取。为了实现这个目标，以下哪种端口配置方式是合适的？（）A.上拉输入B.下拉输入C.浮空输入D.模拟输入5、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.88H6、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7、对于单片机的实时操作系统（RTOS）应用，以下说法不正确的是：（）A.RTOS可以为单片机系统提供任务调度、资源管理、时间管理等功能，提高系统的可靠性和实时性B.在使用RTOS时，需要将系统的功能分解为多个任务，并为每个任务分配优先级和资源C.RTOS会增加系统的开销和复杂度，因此只有在复杂的系统中才有必要使用，对于简单的应用可以不用D.一旦在单片机中引入RTOS，就不能再使用传统的前后台系统开发方式，必须完全基于RTOS进行开发8、单片机的电源管理模块对于系统的稳定性和功耗控制至关重要。假设我们的系统在不同工作模式下对电源电压的要求有所变化。为了确保系统在各种情况下都能正常工作，以下哪种电源管理策略可能是最有效的？（）A.使用固定的电源芯片B.采用动态电压调节技术C.增加电源滤波电容D.不进行电源管理9、在单片机的串口通信中，设置波特率为9600bps，系统时钟为11.0592MHz，若采用定时器1作为波特率发生器，工作在方式2下，定时器初值应为：（）A.0xFDB.0xFAC.0xFED.0xFB10、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11、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12、在单片机的应用中，经常需要进行数据的存储和读取。对于一个需要掉电不丢失数据的应用场景，以下哪种存储方式最合适？（）A.内部RAMB.外部RAMC.内部Flash存储器D.外部EPROM13、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14、在单片机的实时操作系统（RTOS）应用中，假设我们的系统需要同时处理多个任务，且对任务的响应时间有严格要求。以下哪个特点是RTOS在这种情况下的主要优势？（）A.任务调度的灵活性B.系统资源的高效利用C.降低软件开发难度D.以上都是15、在单片机的系统开发中，硬件抗干扰措施是保证系统稳定运行的重要环节。对于电源干扰，以下哪种方法效果较好？（）A.增加电源滤波电容B.提高电源电压C.减少电源负载D.频繁开关电源16、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17、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18、在单片机的存储器扩展中，若要扩展8KB的外部数据存储器，使用6264芯片（8K×8位），则需要的地址线数量至少为：（）A.10根B.13根C.16根D.8根19、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20、单片机的存储结构通常包括程序存储器和数据存储器。假设我们正在使用一款单片机开发一个复杂的数据处理应用，需要频繁地读写大量的数据。在这种情况下，对于数据的存储和读取，以下哪种存储器的访问速度通常更快？（）A.内部数据存储器B.外部扩展的数据存储器C.程序存储器D.以上速度相同二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）阐述单片机在智能公交站牌中的功能。2、（本题5分）简述单片机在智能燃气监测中的应用。3、（本题5分）简述单片机在智能电力圈量子引力计算系统中的控制。4、（本题5分）解释单片机在智能电力市场交易系统中的工作。5、（本题5分）阐述单片机在智能电力资产管理系统中的功能。三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）用单片机实现一个简单的定时器，定时1秒让LED灯闪烁。2、（本题5分）编写程序，使单片机在工作模式和低功耗模式之间切换。3、（本题5分）利用单片机实现一个智能跑步机，控制速度和坡度。4、（本题5分）在单片机上控制一个智能净水器，具备水质实时监测功能。5、（本题5分）利用单片机实现一个智能除湿器，根据湿度和温度综合控制工作。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）全面论述单片机在智能垃圾桶自动压缩与分类系统中的应用实现和环保意义。智能垃圾桶通过单片机实现自动压缩垃圾和分类功能，有助于提高垃圾处理效率和环保水平。请分析单片机如何控制压缩装置和分类机构的动作，如何识别垃圾类型和判断是否需要压缩。研究单片机在智能垃圾桶系统中的节能设计和故障自诊断功能，以及该系统对减少垃圾体积、优化资源回收、改善环境卫生的重要作用。2、（本题10分）详细阐述单片机在无人机飞行控制系统中的应用，如姿态稳定、航线规划、高度控制等。论述单片机在这些系统中的飞行姿态解算、导航算法实