學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號學(xué)校________________班級____________姓名____________考場____________準(zhǔn)考證號…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁邵陽學(xué)院《單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計》

2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷題號一二三四總分得分一、單選題（本大題共20個小題，每小題1分，共20分．在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的．）1、單片機的代碼優(yōu)化對于提高系統(tǒng)性能和降低資源消耗非常重要。假設(shè)我們的程序中存在大量的循環(huán)操作，以下哪種優(yōu)化方法可能對提高程序執(zhí)行效率最有幫助？（）A.減少循環(huán)次數(shù)B.優(yōu)化循環(huán)體內(nèi)的代碼C.使用更高效的算法D.以上方法綜合使用2、在單片機的UART（通用異步收發(fā)器）通信中，以下描述錯誤的是：（）A.UART是一種異步串行通信接口，常用于單片機與計算機、其他單片機或設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸B.UART通信的數(shù)據(jù)格式包括起始位、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位，其中數(shù)據(jù)位的長度可以是5位、6位、7位或8位C.在UART通信中，發(fā)送方和接收方不需要使用相同的波特率，只要數(shù)據(jù)格式相同即可正確通信D.UART通信通常需要使用兩根信號線：發(fā)送線（TXD）和接收線（RXD）3、對于一個需要實時響應(yīng)多個外部中斷的單片機系統(tǒng)，為了避免中斷嵌套導(dǎo)致的混亂，通常會采取以下哪種措施？（）A.關(guān)閉所有中斷，處理完當(dāng)前中斷后再打開B.設(shè)置中斷優(yōu)先級，高優(yōu)先級中斷可以打斷低優(yōu)先級中斷C.限制中斷響應(yīng)時間，超時則忽略中斷請求D.只允許一個中斷源產(chǎn)生中斷請求4、在單片機的軟件開發(fā)過程中，使用C語言編程具有很多優(yōu)勢。假設(shè)我們需要實現(xiàn)一個對時間要求非常精確的操作，以下關(guān)于C語言在單片機編程中的局限性，哪一項是需要考慮的？（）A.C語言的執(zhí)行效率可能不如匯編語言高B.C語言無法實現(xiàn)底層硬件的直接控制C.C語言的代碼可讀性差，不利于維護(hù)D.以上選項都不正確，C語言在單片機編程中沒有局限性5、在單片機的I2C（集成電路總線）通信中，以下敘述不準(zhǔn)確的是：（）A.I2C是一種兩線制的串行通信協(xié)議，只需要兩根信號線：串行數(shù)據(jù)線（SDA）和串行時鐘線（SCL）B.I2C通信采用主從模式，主機負(fù)責(zé)發(fā)起通信和控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓?jié)奏，從機根據(jù)主機的指令進(jìn)行響應(yīng)C.I2C通信支持多主多從架構(gòu)，可以多個主機同時與多個從機進(jìn)行通信，不會發(fā)生沖突D.在I2C通信中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾适枪潭ǖ?，不能根?jù)實際需求進(jìn)行調(diào)整6、單片機的Bootloader（引導(dǎo)加載程序）用于系統(tǒng)的升級和更新。假設(shè)我們要通過串口實現(xiàn)單片機程序的遠(yuǎn)程更新，以下關(guān)于Bootloader的設(shè)計和實現(xiàn)，哪一項是關(guān)鍵的？（）A.確保串口通信的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的正確性B.盡量減少Bootloader占用的存儲空間C.忽略程序更新過程中的錯誤，繼續(xù)更新D.以上選項都不是，通過串口無法實現(xiàn)程序更新7、在單片機的程序調(diào)試過程中，假設(shè)我們遇到了一個難以復(fù)現(xiàn)的錯誤，以下哪種調(diào)試工具或方法可能有助于快速定位問題？（）A.單步調(diào)試B.斷點調(diào)試C.輸出調(diào)試信息D.以上方法綜合使用8、關(guān)于單片機的PWM（脈沖寬度調(diào)制）技術(shù)，以下說法不正確的是：（）A.PWM是一種通過改變脈沖寬度來控制輸出信號平均電壓的技術(shù)，常用于電機調(diào)速、燈光亮度控制等領(lǐng)域B.PWM的占空比是指高電平在一個周期中所占的比例，通過改變占空比可以實現(xiàn)對輸出電壓或功率的調(diào)節(jié)C.單片機的定時器/計數(shù)器可以用于生成PWM信號，通過設(shè)置相關(guān)寄存器來控制脈沖的周期和占空比D.PWM信號的頻率越高越好，因為這樣可以提高控制的精度和響應(yīng)速度9、考慮單片機的中斷向量表，以下關(guān)于其作用和配置的描述，哪一個是不正確的？（）A.中斷向量表存儲了各個中斷服務(wù)程序的入口地址，當(dāng)中斷發(fā)生時，單片機根據(jù)中斷向量表跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷服務(wù)程序執(zhí)行B.中斷向量表的位置通常是固定的，在單片機的存儲空間中有特定的區(qū)域用于存放中斷向量C.用戶可以修改中斷向量表中的內(nèi)容，將中斷服務(wù)程序的入口地址指向自定義的函數(shù)D.中斷向量表的配置非常復(fù)雜，需要深入了解單片機的底層架構(gòu)和匯編語言，一般不建議用戶進(jìn)行修改10、8051單片機的程序狀態(tài)字PSW中的RS1、RS0位用于（）。A.選擇工作寄存器區(qū)B.選擇定時器/計數(shù)器C.選擇中斷優(yōu)先級D.選擇串行口工作方式11、在單片機系統(tǒng)中，時鐘信號起著至關(guān)重要的作用。假設(shè)我們使用的單片機需要一個精確的10MHz時鐘信號來保證系統(tǒng)的正常運行。以下關(guān)于時鐘源的選擇和配置，哪一項是正確的？（）A.直接使用內(nèi)部振蕩器，其精度可以滿足要求B.外接一個石英晶體振蕩器，通過配置相關(guān)寄存器來設(shè)定頻率C.使用外部RC振蕩器，成本低且容易實現(xiàn)D.以上方法都不可行，無法獲得10MHz的時鐘信號12、在單片機的體系結(jié)構(gòu)中，關(guān)于哈佛結(jié)構(gòu)與馮·諾依曼結(jié)構(gòu)的區(qū)別，以下說法正確的是：（）A.哈佛結(jié)構(gòu)和馮·諾依曼結(jié)構(gòu)在指令和數(shù)據(jù)的存儲與讀取方式上沒有明顯區(qū)別，只是名稱不同B.哈佛結(jié)構(gòu)將程序指令和數(shù)據(jù)分開存儲和讀取，而馮·諾依曼結(jié)構(gòu)則將指令和數(shù)據(jù)存儲在同一存儲空間。這使得哈佛結(jié)構(gòu)在處理指令和數(shù)據(jù)時能夠并行進(jìn)行，提高了運行效率，但硬件成本相對較高；馮·諾依曼結(jié)構(gòu)則具有簡單的結(jié)構(gòu)和較低的成本，但在指令和數(shù)據(jù)的讀取上可能存在沖突C.馮·諾依曼結(jié)構(gòu)比哈佛結(jié)構(gòu)更先進(jìn)，能適應(yīng)更復(fù)雜的應(yīng)用場景，哈佛結(jié)構(gòu)已逐漸被淘汰D.哈佛結(jié)構(gòu)和馮·諾依曼結(jié)構(gòu)只在大型計算機系統(tǒng)中有區(qū)別，在單片機中沒有實際意義詳細(xì)解釋兩種結(jié)構(gòu)的特點、差異、優(yōu)缺點以及在單片機中的應(yīng)用和影響，從而判斷每個選項的正確性13、在單片機的低功耗設(shè)計中，以下哪種方法可以有效降低系統(tǒng)的待機電流？（）A.關(guān)閉未使用的外設(shè)B.提高系統(tǒng)的工作頻率C.增加程序的運行時間D.減少電源的濾波電容14、單片機的指令集結(jié)構(gòu)對編程風(fēng)格和效率有一定影響。復(fù)雜指令集（CISC）和精簡指令集（RISC）相比，以下哪項描述是不正確的？（）A.CISC指令長度不固定，RISC指令長度通常固定B.CISC指令執(zhí)行周期通常較長，RISC指令執(zhí)行周期較短C.CISC寄存器數(shù)量較多，RISC寄存器數(shù)量較少D.CISC指令功能強大，RISC指令功能相對簡單15、在單片機的實時操作系統(tǒng)（RTOS）應(yīng)用中，假設(shè)我們有多個任務(wù)需要同時執(zhí)行，并且對任務(wù)的響應(yīng)時間有嚴(yán)格要求。以下關(guān)于任務(wù)調(diào)度和優(yōu)先級設(shè)置的策略，哪一項是最合理的？（）A.采用基于優(yōu)先級的搶占式調(diào)度，高優(yōu)先級任務(wù)優(yōu)先執(zhí)行B.采用時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度，平均分配CPU時間C.隨機調(diào)度任務(wù)，不考慮優(yōu)先級D.以上策略都不合理，RTOS不適合多任務(wù)環(huán)境16、關(guān)于單片機的看門狗定時器（WatchdogTimer），以下說法錯誤的是：（）A.看門狗定時器用于監(jiān)測單片機系統(tǒng)的運行狀態(tài)，防止程序跑飛或陷入死循環(huán)B.程序需要在規(guī)定的時間間隔內(nèi)對看門狗定時器進(jìn)行清零操作，否則看門狗定時器將觸發(fā)系統(tǒng)復(fù)位C.看門狗定時器的超時時間可以通過編程進(jìn)行設(shè)置，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場景D.看門狗定時器只會在程序出現(xiàn)錯誤時起作用，正常運行時不會對系統(tǒng)性能產(chǎn)生任何影響17、在單片機的系統(tǒng)調(diào)試過程中，使用邏輯分析儀可以幫助我們分析信號。假設(shè)我們懷疑某個I/O端口的輸出信號存在異常，以下關(guān)于邏輯分析儀的使用，哪一項是正確的？（）A.設(shè)置觸發(fā)條件，捕獲特定時刻的信號狀態(tài)B.直接連接到端口，無需任何設(shè)置即可獲取信號C.邏輯分析儀只能分析數(shù)字信號，不能分析模擬信號D.以上選項都不正確，邏輯分析儀對I/O端口信號分析沒有幫助18、在單片機的看門狗（Watchdog）技術(shù)中，以下描述不準(zhǔn)確的是：（）A.看門狗是一種用于監(jiān)測單片機系統(tǒng)運行狀態(tài)的機制，防止系統(tǒng)出現(xiàn)死機或程序跑飛的情況B.單片機在正常運行時需要定期對看門狗進(jìn)行“喂狗”操作，否則看門狗會觸發(fā)系統(tǒng)復(fù)位C.看門狗的超時時間可以通過編程進(jìn)行設(shè)置，一般根據(jù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實時性要求來確定D.一旦看門狗觸發(fā)了系統(tǒng)復(fù)位，單片機就無法恢復(fù)正常工作，需要重新上電啟動19、在單片機的中斷優(yōu)先級設(shè)置中，假設(shè)我們的系統(tǒng)同時存在多個中斷源，且它們的重要性不同。如果要確保最重要的中斷能夠及時得到響應(yīng)，以下哪種方式是正確的？（）A.為每個中斷源設(shè)置相同的優(yōu)先級B.按照中斷源的發(fā)生頻率設(shè)置優(yōu)先級C.根據(jù)中斷源的重要性設(shè)置不同的優(yōu)先級D.隨機設(shè)置中斷優(yōu)先級20、在單片機的故障診斷和調(diào)試過程中，使用仿真器可以提供很大的幫助。假設(shè)我們在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)程序運行結(jié)果與預(yù)期不符。以下關(guān)于仿真器的使用方法，哪一項是正確的？（）A.單步執(zhí)行程序，觀察變量和寄存器的值B.直接運行程序，查看最終結(jié)果C.忽略仿真器，通過實際硬件進(jìn)行調(diào)試D.以上選項都不正確，仿真器對調(diào)試沒有幫助二、簡答題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）闡述單片機在智能電力客服系統(tǒng)中的作用。2、（本題5分）說明單片機在智能電力規(guī)范場論計算系統(tǒng)中的應(yīng)用。3、（本題5分）解釋單片機的智能卡接口。4、（本題5分）簡述單片機的無人機飛行控制。5、（本題5分）簡述單片機在汽車電子中的應(yīng)用。三、編程題（本大題共5個小題，共25分)1、（本題5分）利用單片機和超聲波傳感器，實現(xiàn)避障功能。2、（本題5分）編寫程序，利用單片機的I2C接口與RTC芯片進(jìn)行時鐘校準(zhǔn)。3、（本題5分）設(shè)計單片機程序，實現(xiàn)對外部DAC芯片的控制，輸出模擬信號。4、（本題5分）編寫單片機程序，通過傳感器檢測室內(nèi)人員活動情況，自動控制燈光和電器的開關(guān)。5、（本題5分）用單片機控制一個電子日歷，顯示年月日和星期。四、論述題（本大題共3個小題，共30分)1、（本題10分）詳細(xì)分析單片機在農(nóng)業(yè)自動化中的應(yīng)用，例如農(nóng)田灌溉控制、溫室環(huán)境調(diào)節(jié)以及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測等。探討在廣闊的農(nóng)田環(huán)境中，單片機系統(tǒng)如何實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和低功耗運行，以及如何應(yīng)對復(fù)雜的土壤和氣候條件對系統(tǒng)的影響。同時，研究農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程中，單片機如何與其他新興技術(shù)