南京邮电大学《单片机应用技术》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页南京邮电大学《单片机应用技术》

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、在单片机的看门狗（Watchdog）机制应用中，它可以有效地防止系统死机和异常。假设我们正在开发一个对可靠性要求极高的工业控制单片机系统。关于看门狗的配置和使用，以下哪种方式是最为合适的？（）A.不启用看门狗功能，认为系统不会出现异常情况B.启用看门狗功能，但设置不合理的超时时间，无法有效检测系统故障C.合理设置看门狗的超时时间，并在程序正常运行时及时喂狗，当系统出现异常时能够及时复位，提高系统的可靠性和稳定性D.随意设置看门狗参数，不考虑其对系统的影响2、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3、在单片机的中断系统中，中断的响应和处理机制是保障系统实时性和可靠性的重要环节。假设我们有一个单片机控制的智能家电系统，需要及时响应各种外部事件，如传感器信号、用户操作等。对于中断优先级的设置，以下哪种理解是最恰当的？（）A.所有中断具有相同的优先级，按照先来先服务的原则进行响应和处理B.可以为不同的中断设置不同的优先级，高优先级的中断可以打断低优先级中断的处理过程，确保关键事件得到及时响应C.中断优先级只在同时发生多个中断时才有意义，平时对系统性能没有影响D.中断优先级的设置非常复杂，会严重影响系统性能，应尽量避免使用4、考虑单片机的中断向量表，以下关于其作用和配置的描述，哪一个是不正确的？（）A.中断向量表存储了各个中断服务程序的入口地址，当中断发生时，单片机根据中断向量表跳转到相应的中断服务程序执行B.中断向量表的位置通常是固定的，在单片机的存储空间中有特定的区域用于存放中断向量C.用户可以修改中断向量表中的内容，将中断服务程序的入口地址指向自定义的函数D.中断向量表的配置非常复杂，需要深入了解单片机的底层架构和汇编语言，一般不建议用户进行修改5、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6、单片机的ADC（模数转换）功能常用于采集外部模拟信号。假设一个ADC的分辨率为8位，输入电压范围为0-5V，当ADC转换结果为0x80时，对应的输入电压约为：（）A.2.0VB.1.6VC.2.5VD.1.28V7、对于单片机的ADC（模数转换器）采样定理，以下说法不正确的是：（）A.采样定理指出，为了能够准确地还原模拟信号，采样频率必须至少是模拟信号最高频率的两倍B.如果采样频率低于模拟信号最高频率的两倍，会导致采样后的数字信号发生混叠，无法正确还原原始模拟信号C.在单片机的ADC采样中，必须严格遵循采样定理，否则会得到错误的转换结果D.采样定理只适用于理论分析，在实际的单片机ADC应用中，可以忽略采样定理，根据经验选择合适的采样频率8、在单片机的PWM（脉冲宽度调制）技术中，以下叙述不正确的是：（）A.PWM技术通过改变脉冲的宽度来控制输出信号的平均电压或功率B.PWM信号的占空比决定了输出的等效电压或功率大小C.单片机可以通过定时器/计数器方便地生成PWM信号，用于电机调速、灯光亮度控制等应用D.PWM信号的频率越高越好，因为频率越高，输出的精度和稳定性就越高9、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10、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）11、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12、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13、考虑单片机的输入输出接口（I/O口），以下关于其工作方式和特点的描述，哪一个是不准确的？（）A.I/O口可以配置为输入、输出或双向模式，其工作方式的选择取决于具体的应用需求。在输入模式下，可以通过上拉电阻或下拉电阻来设置默认的输入电平B.某些单片机的I/O口具有复用功能，可以同时实现数字输入输出和模拟信号的输入。但这种复用功能可能会导致端口的驱动能力下降C.I/O口的输出电流和灌电流能力通常是相同的，所以在连接外部设备时不需要考虑电流的方向和大小D.单片机的I/O口在进行高速数据传输时，可能会受到端口带宽和信号完整性的限制，需要采取适当的措施来提高传输性能14、在单片机的EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）使用中，以下关于其特点和应用的描述，哪一项是正确的？（）A.EEPROM可以在单片机运行时进行字节级的擦除和写入操作，数据保存时间长，常用于存储需要频繁修改但掉电不丢失的数据，如设备参数、校准数据等B.EEPROM的写入速度比Flash存储器快，因此在需要快速存储数据的场合应优先选择EEPROMC.EEPROM的容量通常比Flash存储器大，可以存储大量的数据D.EEPROM不需要进行擦除操作就可以直接写入数据，使用非常方便15、单片机的串行通信是常见的数据传输方式，例如UART（通用异步收发器）。假设我们要实现单片机与另一设备之间9600波特率的异步串行通信。以下关于波特率设置和数据格式的选择，哪一项是恰当的？（）A.根据时钟频率和公式计算出波特率寄存器的值，设置数据位为8位、停止位为1位B.波特率固定为9600，无需设置，数据位和停止位可以随意选择C.串行通信只能使用固定的波特率和数据格式D.以上选项都不正确，无法实现9600波特率的串行通信16、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17、在单片机系统中，中断是一种重要的机制，用于处理突发事件和提高系统的响应能力。假设一个单片机系统正在执行一个耗时的任务，此时外部发生了一个紧急事件并产生中断请求。在中断服务程序执行完毕后，单片机通常会：（）A.继续执行被中断的任务B.重新开始执行整个程序C.随机选择一个任务执行D.进入待机模式，等待新的指令18、在单片机的系统调试过程中，使用逻辑分析仪可以帮助我们分析信号。假设我们怀疑某个I/O端口的输出信号存在异常，以下关于逻辑分析仪的使用，哪一项是正确的？（）A.设置触发条件，捕获特定时刻的信号状态B.直接连接到端口，无需任何设置即可获取信号C.逻辑分析仪只能分析数字信号，不能分析模拟信号D.以上选项都不正确，逻辑分析仪对I/O端口信号分析没有帮助19、在单片机的开发过程中，代码的可移植性是一个重要的考虑因素。为了提高代码在不同型号单片机之间的可移植性，以下哪种做法是不合适的？（）A.使用标准的C语言语法和库函数B.直接使用单片机特定的寄存器和指令C.将硬件相关的部分封装成独立的模块D.定义统一的接口和配置文件20、在单片机的系统开发过程中，假设我们已经完成了硬件设计和软件编写，需要进行系统测试。以下哪种测试方法可以全面地检验系统的功能和性能？（）A.单元测试B.集成测试C.系统测试D.以上测试方法结合使用二、简答题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）解释单片机的硬件看门狗和软件看门狗的区别。2、（本题5分）说明单片机在智能玩具中的创新应用。3、（本题5分）单片机如何实现智能电梯控制？4、（本题5分）简述单片机在智能家电中的应用。5、（本题5分）解释单片机在智能电力夸克计算系统中的工作。三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）利用单片机实现一个智能血糖仪，测量血糖值并记录。2、（本题5分）用单片机控制一个RGB彩灯，实现不同颜色的切换。3、（本题5分）编写程序，让单片机与Wi-Fi模块通信，实现远程控制。4、（本题5分）编写程序，使用单片机的CAN接口接收和发送数据帧。5、（本题5分）利用单片机和流量传感器，测量液