南京师范大学中北学院《单片机原理及接口技术实验》2023-2024学年第一学期期末试卷

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2023-2024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、对于单片机的驱动能力和负载匹配，以下关于其重要性和实现方法的描述，哪一项是错误的？（）A.单片机的I/O口驱动能力有限，在连接外部负载时需要考虑负载的电流、电压要求，确保单片机能够正常驱动负载，否则可能会导致系统工作不稳定B.可以通过使用三极管、场效应管等器件来提高单片机的驱动能力，实现负载匹配C.负载匹配只需要在硬件设计中考虑，软件编程中不需要关注D.合理的驱动能力和负载匹配可以保护单片机和外部设备，延长系统的使用寿命2、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3、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4、单片机的实时操作系统（RTOS）在复杂应用中可以提高系统的管理效率。假设我们正在开发一个多任务的智能家居控制单片机系统，需要同时处理多个不同的任务。在选择和使用RTOS时，以下哪种因素是最需要关注的？（）A.只考虑RTOS的功能丰富性，不考虑其对单片机资源的占用B.综合考虑RTOS的内核大小、任务调度算法、内存管理机制、中断响应时间等因素，选择适合单片机性能和应用需求的RTOS，并进行合理的配置和优化，以提高系统的实时性和可靠性C.不使用RTOS，通过自己编写任务调度代码来实现多任务管理D.随意选择一个RTOS，不进行任何定制和优化5、在单片机的系统复位和初始化过程中，需要确保系统处于正确的初始状态。假设我们正在开发一个用于医疗设备的单片机控制系统，系统的稳定性和可靠性至关重要。以下关于系统复位和初始化的要点，哪一项是最为关键的？（）A.简单地进行硬件复位，不进行软件初始化，认为硬件复位已经能够使系统处于正常状态B.在硬件复位后，进行全面的软件初始化，包括设置寄存器、初始化变量、配置外设等，确保系统在各种情况下都能正确启动和运行，同时处理可能的异常情况，如电源波动导致的复位C.忽略复位和初始化过程，认为系统会自动恢复到正常状态D.进行部分初始化，只对关键部分进行设置，其他部分使用默认值6、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.2167、在单片机的体系结构中，关于哈佛结构与冯·诺依曼结构的区别，以下说法正确的是：（）A.哈佛结构和冯·诺依曼结构在指令和数据的存储与读取方式上没有明显区别，只是名称不同B.哈佛结构将程序指令和数据分开存储和读取，而冯·诺依曼结构则将指令和数据存储在同一存储空间。这使得哈佛结构在处理指令和数据时能够并行进行，提高了运行效率，但硬件成本相对较高；冯·诺依曼结构则具有简单的结构和较低的成本，但在指令和数据的读取上可能存在冲突C.冯·诺依曼结构比哈佛结构更先进，能适应更复杂的应用场景，哈佛结构已逐渐被淘汰D.哈佛结构和冯·诺依曼结构只在大型计算机系统中有区别，在单片机中没有实际意义详细解释两种结构的特点、差异、优缺点以及在单片机中的应用和影响，从而判断每个选项的正确性8、对于单片机的脉冲宽度调制（PWM）技术，以下关于其原理和应用的描述，哪一项是不准确的？（）A.PWM通过改变脉冲的占空比来实现对模拟信号的等效控制，常用于电机调速、LED亮度调节等领域B.PWM的频率和占空比可以独立调节，通过调整这两个参数可以实现不同的控制效果C.PWM信号的分辨率越高，控制精度就越高，但同时也会增加系统的开销D.PWM技术只能用于控制直流设备，对于交流设备无法适用9、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10、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11、在单片机的温度传感器接口设计中，以下关于传感器类型和接口方式的描述，哪一个是不正确的？（）A.常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶和数字式温度传感器等，它们具有不同的测量范围、精度和接口方式B.模拟式温度传感器（如热敏电阻、热电偶）需要经过ADC转换才能被单片机读取，数字式温度传感器则可以通过串行接口（如I2C、SPI）直接与单片机通信C.温度传感器的接口方式越复杂，测量精度就越高，因此在设计中应优先选择复杂的接口方式D.选择温度传感器时，需要根据实际应用的测量范围、精度要求和成本等因素综合考虑12、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.0x7F13、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14、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15、在8051单片机中，若要使T0工作于方式1，定时模式，则TMOD的值应设置为（）。A.0x01B.0x05C.0x10D.0x5016、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17、在单片机的模拟信号采集过程中，可能会受到干扰导致采集结果不准确。假设我们使用ADC采集一个缓慢变化的模拟信号，以下关于提高采集精度和抗干扰能力的方法，哪一项是有效的？（）A.增加采样次数并取平均值B.提高ADC的转换速度C.降低ADC的参考电压D.以上选项都不正确，无法提高采集精度和抗干扰能力18、在单片机的人机交互接口设计中，以下关于按键和显示设备的选择与使用，哪一项是准确的？（）A.按键可以采用独立按键或矩阵按键的方式，根据按键数量和布局的需求进行选择。显示设备有LED、LCD等，不同的显示设备具有不同的特点和适用场合B.独立按键比矩阵按键更可靠，所以在任何情况下都应该优先选择独立按键C.LCD显示比LED显示更清晰，但成本更高，在对显示效果要求不高的场合，应选择LED显示D.按键和显示设备的接口电路设计非常复杂，需要专业的硬件知识，对于初学者来说难以实现19、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20、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21、在单片机的看门狗（Watchdog）技术中，以下描述不准确的是：（）A.看门狗是一种用于监测单片机系统运行状态的机制，防止系统出现死机或程序跑飞的情况B.单片机在正常运行时需要定期对看门狗进行“喂狗”操作，否则看门狗会触发系统复位C.看门狗的超时时间可以通过编程进行设置，一般根据系统的稳定性和实时性要求来确定D.一旦看门狗触发了系统复位，单片机就无法恢复正常工作，需要重新上电启动22、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23、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24、在单片机的看门狗（Watchdog）定时器应用中，以下关于其功能和设置的描述，哪一项是错误的？（）A.看门狗定时器用于监测单片机程序的运行状态，如果程序出现异常或跑飞，看门狗定时器超时会触发系统复位，保证系统的稳定性B.看门狗定时器的超时时间可以根据系统的需求进行设置，一般设置为略大于正常程序执行周期的时间C.在程序正常运行时，需要定期对看门狗定时器进行清零操作，以防止其超时复位D.看门狗定时器只在单片机系统启动时进行初始化，后续运行过程中不需要再进行任何操作25、单片机的Flash存储器常用于存储程序和常量数据。假设我们需要频繁更新程序代码，以下哪种Flash存储器的擦写特性更适合这种需求？（）A.具有较高擦写次数的Flash存储器B.擦写速度较快的Flash存储器C.存储容量较大的Flash存储器D.价格较低的Flash存储器二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）说明单片机与传感器的接口设计。2、（本题5分）解释单片机在智能电力相对论计算系统中的工作。3、（本题5分）解释单片机在智能电力非交换几何计算系统中的工作。4、（本题5分）阐述单片机在智能电力投资评估系统中的作用。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芯片的擦除和写入操作。2、（本题5分）编写程序，让单片机控制一个直流电机的正反转。3、（本题5分）利用单片机和红外接收模块，实现对红外遥控器按键的解码和响应。4、（本题5分）通过单片机实现一个智能烤箱，能自动预热和多段温度控制。5、（本题5分）用单片机控制一个智能车库管理系统，记录车辆进出和车位状态。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）深入探讨单片机在智能电子秤中的称重传感