梧州职业学院《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、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2、在单片机的程序存储空间有限的情况下，假设我们需要实现一个复杂的功能但代码量较大。以下关于代码优化和存储空间节省的方法，哪一项是有效的？（）A.减少函数调用，使用内联函数B.增加注释和空行，提高代码可读性C.尽量使用全局变量，减少局部变量D.以上方法都不能有效节省存储空间3、8051单片机的定时器/计数器工作在方式2时，是（）位的定时器/计数器。A.8B.13C.16D.324、在单片机的I2C（集成电路总线）通信中，以下叙述不准确的是：（）A.I2C是一种两线制的串行通信协议，只需要两根信号线：串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）B.I2C通信采用主从模式，主机负责发起通信和控制数据传输的节奏，从机根据主机的指令进行响应C.I2C通信支持多主多从架构，可以多个主机同时与多个从机进行通信，不会发生冲突D.在I2C通信中，数据传输的速率是固定的，不能根据实际需求进行调整5、在单片机的实时操作系统（RTOS）应用中，假设我们有多个任务需要同时执行，并且对任务的响应时间有严格要求。以下关于任务调度和优先级设置的策略，哪一项是最合理的？（）A.采用基于优先级的抢占式调度，高优先级任务优先执行B.采用时间片轮转调度，平均分配CPU时间C.随机调度任务，不考虑优先级D.以上策略都不合理，RTOS不适合多任务环境6、在单片机的软件开发过程中，使用C语言编程具有很多优势。假设我们需要实现一个对时间要求非常精确的操作，以下关于C语言在单片机编程中的局限性，哪一项是需要考虑的？（）A.C语言的执行效率可能不如汇编语言高B.C语言无法实现底层硬件的直接控制C.C语言的代码可读性差，不利于维护D.以上选项都不正确，C语言在单片机编程中没有局限性7、单片机的串行通信在数据传输中起着重要作用。假设我们要设计一个单片机与上位机进行远程数据通信的系统，例如环境监测站将采集的数据发送到远程服务器。在选择串行通信协议时，以下哪种因素是最需要优先考虑的？（）A.只考虑通信速度，选择速度最快的协议，不考虑其他因素B.综合考虑通信距离、数据量、可靠性、成本等因素，选择最适合应用场景的串行通信协议，如UART、SPI或I2C等，并合理设置通信参数，如波特率、数据位、停止位等C.随意选择一种串行通信协议，不进行任何参数设置D.认为串行通信不可靠，采用并行通信方式替代8、单片机在驱动数码管显示时，常用的显示方式有静态显示和动态显示。动态显示相比于静态显示的主要优点是：（）A.显示亮度高B.占用I/O口少C.程序编写简单D.显示稳定，无闪烁9、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10、单片机的Flash存储器编程在系统升级和数据存储方面经常用到。假设我们要对一个已经投入使用的单片机设备进行软件升级，需要更新Flash中的程序代码。在进行Flash编程时，以下哪种方法是最为安全和可靠的？（）A.直接在运行时对Flash进行编程，不考虑数据备份和错误处理B.在编程前备份重要数据，设置合适的编程算法和参数，进行严格的错误检测和处理，确保编程过程的可靠性和数据的完整性，编程完成后进行校验和验证C.不进行任何准备工作，直接进行Flash编程，出现问题时再进行处理D.避免对Flash进行编程，认为这样会带来风险11、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.CAN12、在单片机的系统开发中，硬件和软件的协同设计至关重要。假设我们在设计初期发现硬件资源无法满足软件功能的需求，以下关于解决方法的选择，哪一项是合理的？（）A.优化软件算法，减少对硬件资源的需求B.立即更换更强大的单片机型号C.放弃部分软件功能D.以上选项都不正确，硬件和软件的不匹配无法解决13、单片机的硬件资源有限，在进行算法设计时需要考虑效率和资源占用。假设我们需要在单片机上实现一个快速排序算法，以下关于算法优化和资源利用的考虑，哪一项是最重要的？（）A.减少内存使用，优化算法的时间复杂度B.优先考虑代码的简洁性，不关注资源占用C.尽量使用复杂的数据结构提高算法效率D.以上选项都不是，快速排序算法不适合在单片机上实现14、在单片机的低功耗设计中，需要从多个方面入手降低系统能耗。假设我们正在设计一款使用电池供电的便携式单片机设备，如智能手表。以下关于低功耗设计的措施，哪一项是最为关键的？（）A.不采取任何低功耗措施，让设备正常运行B.关闭不必要的外设和功能模块，降低工作频率，采用睡眠模式和电源管理芯片等多种手段，根据设备的工作状态动态调整功耗，最大限度延长电池续航时间C.只降低单片机的工作电压，不考虑其他因素对功耗的影响D.选择低功耗的单片机型号，但不进行其他方面的优化15、单片机的看门狗定时器（WatchdogTimer）用于监测系统的正常运行。假设系统在运行过程中由于软件故障陷入死循环，以下关于看门狗定时器的作用，哪一项是准确的？（）A.看门狗定时器超时会触发系统复位，重新启动B.看门狗定时器会自动修复软件故障C.看门狗定时器对死循环没有任何作用D.以上选项都不正确，看门狗定时器与系统故障无关16、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17、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18、在单片机的系统设计中，需要考虑电磁兼容性（EMC）问题。以下哪种方法对减少电磁干扰效果不明显？（）A.增加屏蔽层B.缩短信号线长度C.提高电源电压D.合理布线19、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20、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、单片机的系统总线包括地址总线、数据总线和控制总线。假设我们要扩展外部存储器，以下哪个总线的宽度决定了可扩展存储器的最大容量？（）A.地址总线B.数据总线C.控制总线D.以上总线共同决定23、在8051单片机的定时/计数器中，若要启动定时器1，应将（）位置1。A.TR0B.TR1C.TF0D.TF124、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25、关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可以提高单片机系统的资源利用率和任务调度效率，使系统更加可靠和稳定B.在单片机上使用RTOS可以方便地实现多任务并发执行和任务间的通信与同步C.常见的单片机RTOS有FreeRTOS、RTX、μC/OS等D.单片机的性能较低，不适合使用RTOS，会增加系统的开销和复杂度二、简答题（本大题共4个小题，共20分)1、（本题5分）简述单片机的汇编语言和C语言编程的优缺点。2、（本题5分）阐述单片机在智能电力雾计算系统中的功能。3、（本题5分）解释单片机的机器人视觉处理。4、（本题5分）解释单片机在智能停车场管理系统中的实现。三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）编写单片机程序，控制一个激光测距仪，测量距离并显示。2、（本题5分）利用单片机和压力传感器，测量压力值并通过串口发送。3、（本题5分）编写程序，使单片机控制一个智能电饭煲，具备米种选择功能，根据米种自动调整烹饪参数。4、（本题5分）用单片机控制一个智能灯光系统，根据环境光自动调节亮度和颜色。5、（本题5分）设计单片机程序，实现对外部ADC芯片的通道切换和数据采集。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冰箱控制系统中的应用，包括温度控制、湿度调节、食