东北大学《单片机原理与接口技术》2023-2024学年第一学期期末试卷

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《单片机原理与接口技术》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、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2、单片机的看门狗（Watchdog）技术用于防止程序跑飞或陷入死循环。当看门狗超时未被清零时，单片机通常会：（）A.自动重新启动B.继续执行当前程序C.进入待机模式D.停止运行3、单片机的指令MOVA,#30H中，源操作数的寻址方式是（）A.立即寻址B.直接寻址C.寄存器寻址D.寄存器间接寻址4、对于单片机的复位电路，以下关于其作用和实现方式的描述，哪一个是不准确的？（）A.复位电路用于在单片机上电或系统出现异常时，将单片机的内部状态恢复到初始值，确保系统能够正常启动和运行。常见的复位方式有上电复位、手动复位和看门狗复位等B.上电复位是通过电容充电实现的，手动复位通常使用按键，看门狗复位则是通过监测程序运行状态来实现C.复位电路的设计越复杂越好，以确保复位的可靠性，即使在极端情况下也能正常工作D.合理设计复位电路可以避免单片机出现死机或程序跑飞的情况，提高系统的稳定性5、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6、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7、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.0x508、单片机的EEPROM（电可擦可编程只读存储器）常用于存储需要掉电保存且经常修改的数据。假设我们需要频繁地写入和读取EEPROM中的数据，以下哪个因素对EEPROM的使用寿命影响较大？（）A.写入次数B.读取次数C.存储的数据量D.数据的类型9、单片机的软件调试是开发过程中的重要环节。在调试过程中，使用在线仿真器可以：（）A.实时查看程序的执行流程和变量值B.直接修改硬件电路的连接C.自动优化程序代码D.跳过错误代码继续执行10、单片机的显示驱动接口有多种，比如液晶显示（LCD）和发光二极管显示（LED）。假设我们需要在一个低功耗的系统中显示简单的文本和图形信息，以下哪种显示接口可能更适合？（）A.LCD接口B.LED接口C.两者均可，没有区别D.以上都不适合11、在单片机的指令系统中，不同的指令具有不同的执行效率和功能。假设我们正在优化一个单片机控制的机器人运动程序，以提高其响应速度和执行效率。以下关于指令选择和使用的策略，哪一项是最为有效的？（）A.优先使用复杂的指令，认为它们能够完成更多的功能，提高编程效率B.深入了解单片机的指令特点和执行周期，选择简洁高效的指令，并合理安排指令顺序，减少指令执行时间和资源消耗C.随意选择指令，不考虑其执行效率和对系统性能的影响D.只使用基本指令，避免使用高级指令，以降低编程难度12、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13、单片机的低功耗模式在电池供电的应用中非常重要。假设我们设计的一个便携式设备需要在待机状态下最大限度地延长电池寿命。在这种情况下，以下哪种低功耗模式的选择可能是最合适的？（）A.睡眠模式B.停机模式C.空闲模式D.正常运行模式14、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，提高系统的实时性和可靠性B.在使用RTOS时，需要将应用程序划分为多个任务，并为每个任务分配优先级和资源C.RTOS会增加单片机系统的开销，因此只适用于资源丰富、性能较高的单片机D.选择合适的RTOS并进行合理的配置，可以大大简化单片机系统的开发和维护工作15、单片机的复位电路在系统启动时起到重要作用。假设我们设计的单片机系统在工作过程中可能会受到强烈的电磁干扰，导致系统意外死机。为了确保系统能够在这种情况下可靠地复位，以下哪种复位电路的设计可能是最优的？（）A.上电复位电路B.手动复位电路C.看门狗复位电路D.以上效果相同16、关于单片机的看门狗定时器（WatchdogTimer），以下说法错误的是：（）A.看门狗定时器用于监测单片机系统的运行状态，防止程序跑飞或陷入死循环B.程序需要在规定的时间间隔内对看门狗定时器进行清零操作，否则看门狗定时器将触发系统复位C.看门狗定时器的超时时间可以通过编程进行设置，以适应不同的应用场景D.看门狗定时器只会在程序出现错误时起作用，正常运行时不会对系统性能产生任何影响17、在单片机的中断系统中，中断优先级可以通过编程设置。当多个中断同时发生时，以下哪种情况会优先响应？（）A.优先级高的中断B.先发生的中断C.占用资源少的中断D.随机选择一个中断响应18、在单片机的PWM（脉冲宽度调制）应用中，常用于控制电机速度、灯光亮度等。假设我们要设计一个基于单片机的直流电机调速系统。对于PWM信号的参数设置，以下哪种方法是最为有效的？（）A.随意设置PWM的占空比和频率，不考虑电机的特性和调速要求B.根据电机的参数和调速范围，精确计算和调整PWM的占空比和频率，实现平滑、精确的电机调速，同时考虑电磁兼容性和噪声抑制C.只使用固定的PWM参数，不进行任何调整D.不使用PWM调速，采用其他复杂的控制方法19、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.EA20、单片机的系统时钟对于整个系统的运行至关重要。假设我们正在优化一个单片机系统的性能，发现系统在处理某些高实时性任务时存在延迟。在这种情况下，调整系统时钟可能会带来以下哪种效果？（）A.提高系统的运行速度，但可能增加功耗B.降低系统的功耗，但可能降低运行速度C.对系统性能没有影响D.导致系统不稳定21、在单片机的指令时序中，假设我们需要精确控制单片机与外部设备之间的通信时序。以下哪种方式可以帮助我们更好地理解和掌握指令执行的时间特性？（）A.查阅单片机的数据手册，了解指令周期B.通过实验测量指令执行时间C.参考其他类似系统的时序设置D.以上方法结合使用22、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23、在单片机的通信接口中，I2C（Inter-IntegratedCircuit）总线是一种常用的两线式串行总线。I2C总线上的主设备通过发送以下哪种信号来启动数据传输？（）A.起始信号B.停止信号C.应答信号D.非应答信号24、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25、单片机在控制电机时，需要考虑电机的启动、停止和调速等操作。假设我们使用PWM控制直流电机的启动和停止。以下关于PWM占空比设置的描述，哪一项是正确的？（）A.启动时占空比逐渐增大，停止时占空比逐渐减小B.启动和停止时占空比都保持不变C.启动时占空比为0，停止时占空比为100%D.以上描述都不正确，PWM无法控制电机启动和停止二、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I2C通信协议及其特点。2、（本题5分）简述单片机的中央处理器（CPU）的功能。3、（本题5分）简述单片机在智能穿戴设备中的应用。4、（本题5分）简述单片机的无线传感器网络节点设计。三、编程题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）利用单片机和温度传感器，读取当前环境温度并在数码管上显示。2、（本题5分）在单片机中控制一个语音模块，实现语音播报功能。3、（本题5分）编写程序，让单片机控制一个电子指南针，指示方向。4、（本题5分）在单片机中读取一个光照传感器的值，控制室内灯光亮度。5、（本题5分）通过单片机实现一个智能烤箱，具备童锁和安全保护功能。四、论述题（本大题共3个小题，共30分)1、（本题10分）论述单片机在智能交通系统中的应用，比如交通信号灯控制、车辆监测与识别以及路况信息采集等。分析在交通领域中，单片机需要处理的大量实时数据和复杂的算法，以及如何保证系统在各种恶劣天气和电磁干扰条件下的稳定运行。字数不少于300字。2、（本题10分）全面论述单片机在智能空气质量监测系统中的数据采集与分析。智能空气质量监测系统利用单片机采集多种污染物浓度数据，并进行分析和评估。请分析单片机如何连接各类空气质量传感器，如PM2.5、二氧化