烟台大学《单片机原理及应用课程设计》2023-2024学年第二学期期末试卷

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2023-2024学年第二学期期末试卷院(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15个小题，每小题2分，共30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2、8051单片机的指令“MOVCA,@A+PC”中，PC的值在取指后会（）。A.加1B.加2C.加3D.不变3、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4、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5、单片机的代码优化不仅可以提高执行效率，还可以节省存储空间。假设我们要优化一个计算密集型的函数，以下关于优化方法的选择，哪一项是最有效的？（）A.算法改进B.减少变量使用C.缩短函数名D.以上方法效果相同，可随意选择6、在单片机的数字输入端口读取外部信号时，可能会由于噪声导致误判。假设我们要读取一个不稳定的数字信号。以下关于消除噪声影响的方法，哪一项是可行的？（）A.设置软件滤波B.增加硬件滤波电路C.提高端口的输入电压D.以上方法都不可行，无法消除噪声影响7、单片机的看门狗定时器（WatchdogTimer）用于监测系统的运行状态。假设系统在运行过程中由于软件故障进入了死循环，看门狗定时器会采取以下哪种动作？（）A.自动重启系统B.发送报警信号C.停止系统运行D.忽略异常，继续运行8、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9、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.1.28V10、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11、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12、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13、在单片机的加密和安全方面，假设我们需要保护单片机中的敏感数据不被非法读取。以下关于加密算法和实现方式的选择，哪一项是有效的？（）A.使用对称加密算法，如AES，并将密钥存储在单片机内部B.不进行加密，依靠单片机的物理防护C.使用简单的异或运算进行加密D.以上选项都不正确，单片机无法实现数据加密14、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15、单片机在进行数字信号处理时，经常需要用到移位操作。对于一个8位二进制数0x55，执行右移2位操作后，结果为：（）A.0x15B.0x05C.0xAAD.0x5A二、简答题（本大题共3个小题，共15分)1、（本题5分）说明单片机的UART通信中的奇偶校验。2、（本题5分）解释单片机的寻址方式及其应用场景。3、（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、论述题（本大题共5个小题，共25分)1、（本题5分）全面论述单片机在电动自行车控制系统中的关键功能和安全性保障措施。电动自行车的速度控制、电池管理、刹车系统等都由单片机进行控制。请分析单片机如何实现对电机的驱动控制、电池状态监测和保护、刹车信号处理，如何保障骑行过程中的安全性和稳定性。探讨随着电动自行车技术的发展，单片机在提高性能、增加功能、符合法规要求等方面的应对策略，以及对绿色出行的促进作用。2、（本题5分）论述单片机在智能跑步机中的应用，比如如何实现速度调节、坡度控制、心率监测、运动数据记录等功能，分析其对健身效果的影响。3、（本题5分）阐述单片机在智能仓储物流机器人中的作用，如路径规划、货物搬运和避障等。探讨在仓库环境中，单片机如何实现机器人的高效导航和精准操作，以及如何应对货物的多样性和环境的动态变化。研究随着仓储物流行业的自动化升级，智能仓储物流机器人对单片机的运算速度和感知能力的提升需求。字数不少于1600字。4、（本题5分）详细阐述单片机在智能血压计中的应用，如血压测量、数据存储、健康分析等。论述单片机在这些血压计中的压力传感器控制、数据处理算法和用户界面设计，以及对血压测量准确性和用户健康管理的支持。以一款家用智能血压计为例，分析单片机如何实现对血压的准确测量和健康数据的分析。5、（本题5分）论述单片机在智能路灯节能监控系统中的工作原理，包括路灯亮度自动调节、故障检