無人機(jī)控制系統(tǒng)中的單片機(jī)編程技巧試題及答案

姓名：__________考號(hào)：__________題號(hào)一二三四五總分評(píng)分一、單選題(共10題)1.在編寫無人機(jī)控制系統(tǒng)的單片機(jī)程序時(shí)，中斷服務(wù)程序(ISR)應(yīng)該遵循的原則是什么？()A.盡量簡(jiǎn)單，減少執(zhí)行時(shí)間B.盡可能復(fù)雜，以提高系統(tǒng)性能C.必須包含所有可能的處理邏輯D.只處理必要任務(wù)，避免副作用2.在單片機(jī)中，以下哪種方式是設(shè)置外部中斷觸發(fā)方式的方法？()A.通過定時(shí)器中斷設(shè)置B.通過串口中斷設(shè)置C.通過IO口配置觸發(fā)方式D.通過波特率設(shè)置3.在單片機(jī)程序中，如何使用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)延時(shí)的功能？()A.使用for循環(huán)等待B.使用while循環(huán)等待C.使用定時(shí)器中斷D.以上都不對(duì)4.在無人機(jī)控制系統(tǒng)中，如果需要讀取多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)，以下哪種方法是效率最高的？()A.單個(gè)傳感器依次讀取B.所有傳感器同時(shí)讀取C.按照一定順序讀取D.使用DMA（直接內(nèi)存訪問）5.在單片機(jī)編程中，使用全局變量可能導(dǎo)致哪些問題？()A.減少程序可讀性B.增加程序運(yùn)行速度C.降低程序穩(wěn)定性D.以上都是6.在單片機(jī)中，以下哪種方式可以防止按鍵抖動(dòng)？()A.在程序中添加延時(shí)B.使用去抖動(dòng)算法C.提高單片機(jī)的時(shí)鐘頻率D.以上都可以7.在單片機(jī)中，如何設(shè)置I/O口為輸出模式？()A.通過設(shè)置TRIS寄存器B.通過設(shè)置PORT寄存器C.通過設(shè)置PUD寄存器D.以上都可以8.在單片機(jī)編程中，中斷優(yōu)先級(jí)是如何設(shè)置的？()A.通過中斷向量表設(shè)置B.通過中斷服務(wù)程序設(shè)置C.通過優(yōu)先級(jí)寄存器設(shè)置D.通過系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置9.在無人機(jī)控制系統(tǒng)中，如何實(shí)現(xiàn)PID控制算法？()A.使用查表法實(shí)現(xiàn)B.使用軟件積分器實(shí)現(xiàn)C.使用中斷定時(shí)器實(shí)現(xiàn)D.以上都可以10.在單片機(jī)編程中，以下哪種方法可以提高程序的運(yùn)行效率？()A.使用寄存器變量B.使用全局變量C.使用數(shù)組變量D.使用浮點(diǎn)數(shù)二、多選題(共5題)11.在無人機(jī)控制系統(tǒng)中，以下哪些是單片機(jī)中斷處理中需要注意的事項(xiàng)？()A.中斷服務(wù)程序(ISR)的執(zhí)行時(shí)間應(yīng)盡可能短B.中斷服務(wù)程序中不應(yīng)進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算C.中斷服務(wù)程序中可以調(diào)用其他子程序D.中斷服務(wù)程序不應(yīng)改變?nèi)肿兞康闹?2.以下哪些方法可以用來處理單片機(jī)程序中的按鍵抖動(dòng)問題？()A.使用軟件延時(shí)B.使用硬件去抖動(dòng)電路C.在軟件中檢測(cè)按鍵穩(wěn)定狀態(tài)D.以上都是13.在單片機(jī)編程中，以下哪些是提高代碼可讀性的方法？()A.使用有意義的變量名和函數(shù)名B.使用注釋說明代碼功能C.適當(dāng)?shù)拇a格式化D.避免使用全局變量14.在無人機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，以下哪些是常用的傳感器及其作用？()A.加速度計(jì)-用于測(cè)量加速度B.慣性測(cè)量單元(IMU)-用于測(cè)量角速度和加速度C.溫度傳感器-用于測(cè)量溫度D.磁力計(jì)-用于測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度15.在單片機(jī)程序設(shè)計(jì)中，以下哪些是使用定時(shí)器需要注意的問題？()A.定時(shí)器的時(shí)鐘源選擇B.定時(shí)器的預(yù)分頻器設(shè)置C.定時(shí)器溢出中斷的處理D.定時(shí)器計(jì)數(shù)溢出后的處理三、填空題(共5題)16.在無人機(jī)控制系統(tǒng)中，單片機(jī)的中斷優(yōu)先級(jí)通常是通過配置哪個(gè)寄存器來設(shè)置的？17.當(dāng)單片機(jī)的GPIO（通用輸入輸出）口用作模擬輸入時(shí)，通常需要設(shè)置哪個(gè)位使其能夠進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換？18.在編寫中斷服務(wù)程序時(shí)，通常需要在中斷服務(wù)程序的開頭保存哪些寄存器的值？19.在單片機(jī)程序設(shè)計(jì)中，用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的常用方法是什么？20.在無人機(jī)控制系統(tǒng)中，用于實(shí)現(xiàn)位置和速度控制的算法是什么？四、判斷題(共5題)21.在單片機(jī)編程中，使用全局變量可以提高程序的運(yùn)行效率。()A.正確B.錯(cuò)誤22.在中斷服務(wù)程序中，可以隨意改變?nèi)肿兞康闹怠?)A.正確B.錯(cuò)誤23.在無人機(jī)控制系統(tǒng)中，PID控制算法只能用于位置控制。()A.正確B.錯(cuò)誤24.單片機(jī)的外部中斷可以通過軟件來禁用和啟用。()A.正確B.錯(cuò)誤25.在單片機(jī)編程中，所有的變量都可以定義為靜態(tài)變量。()A.正確B.錯(cuò)誤五、簡(jiǎn)單題(共5題)26.在無人機(jī)控制系統(tǒng)中，為什么需要使用中斷服務(wù)程序(ISR)？27.在編寫中斷服務(wù)程序時(shí)，應(yīng)該注意哪些問題？28.在單片機(jī)程序中，如何實(shí)現(xiàn)去抖動(dòng)算法來處理按鍵輸入？29.在無人機(jī)控制系統(tǒng)中，如何使用PID控制算法實(shí)現(xiàn)飛行動(dòng)態(tài)的穩(wěn)定控制？30.在單片機(jī)編程中，如何優(yōu)化程序以提高運(yùn)行效率？

無人機(jī)控制系統(tǒng)中的單片機(jī)編程技巧試題及答案一、單選題(共10題)1.【答案】A【解析】ISR應(yīng)該盡量簡(jiǎn)單，減少執(zhí)行時(shí)間，以保證系統(tǒng)響應(yīng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。2.【答案】C【解析】單片機(jī)中設(shè)置外部中斷觸發(fā)方式通常通過IO口配置觸發(fā)方式來實(shí)現(xiàn)。3.【答案】C【解析】在單片機(jī)程序中，通常使用定時(shí)器中斷來實(shí)現(xiàn)延時(shí)的功能，因?yàn)檫@樣可以精確控制延時(shí)時(shí)間。4.【答案】D【解析】使用DMA（直接內(nèi)存訪問）可以最高效地讀取多個(gè)傳感器數(shù)據(jù)，因?yàn)樗鼫p少了CPU的負(fù)載。5.【答案】D【解析】使用全局變量會(huì)減少程序可讀性，增加程序復(fù)雜性，降低程序穩(wěn)定性，并且可能影響運(yùn)行速度。6.【答案】B【解析】使用去抖動(dòng)算法是防止按鍵抖動(dòng)的常用方法，因?yàn)樗軌蜃R(shí)別并消除按鍵抖動(dòng)產(chǎn)生的誤信號(hào)。7.【答案】A【解析】在單片機(jī)中，通過設(shè)置TRIS寄存器可以將I/O口設(shè)置為輸入或輸出模式。8.【答案】C【解析】中斷優(yōu)先級(jí)是通過優(yōu)先級(jí)寄存器設(shè)置的，不同單片機(jī)有不同的優(yōu)先級(jí)寄存器名稱和配置方法。9.【答案】B【解析】PID控制算法通常使用軟件積分器來實(shí)現(xiàn)，以計(jì)算誤差的積分部分。10.【答案】A【解析】使用寄存器變量可以提高程序的運(yùn)行效率，因?yàn)榧拇嫫髯兞勘葍?nèi)存變量訪問速度快。二、多選題(共5題)11.【答案】ABD【解析】中斷服務(wù)程序(ISR)的執(zhí)行時(shí)間應(yīng)盡可能短，以避免對(duì)系統(tǒng)其他部分造成影響。同時(shí)，ISR中不應(yīng)進(jìn)行復(fù)雜的計(jì)算，不應(yīng)調(diào)用其他子程序，也不應(yīng)改變?nèi)肿兞康闹担苑乐節(jié)撛诘母?jìng)態(tài)條件。12.【答案】D【解析】處理按鍵抖動(dòng)問題可以采用軟件延時(shí)、硬件去抖動(dòng)電路或者在軟件中檢測(cè)按鍵穩(wěn)定狀態(tài)的方法。這些方法可以單獨(dú)使用，也可以結(jié)合使用。13.【答案】ABCD【解析】提高代碼可讀性的方法包括使用有意義的變量名和函數(shù)名、添加注釋、適當(dāng)?shù)拇a格式化以及避免使用全局變量等。這些做法有助于其他開發(fā)者理解和維護(hù)代碼。14.【答案】ABCD【解析】在無人機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，加速度計(jì)、慣性測(cè)量單元(IMU)、溫度傳感器和磁力計(jì)都是常用的傳感器。它們分別用于測(cè)量加速度、角速度、加速度和磁場(chǎng)強(qiáng)度，對(duì)于無人機(jī)控制至關(guān)重要。15.【答案】ABCD【解析】使用定時(shí)器時(shí)需要注意時(shí)鐘源選擇、預(yù)分頻器設(shè)置、定時(shí)器溢出中斷的處理以及定時(shí)器計(jì)數(shù)溢出后的處理。這些問題影響到定時(shí)器的精度和系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。三、填空題(共5題)16.【答案】中斷優(yōu)先級(jí)寄存器【解析】中斷優(yōu)先級(jí)寄存器用于設(shè)置中斷的優(yōu)先級(jí)，不同的單片機(jī)有不同的寄存器名稱，如PIC單片機(jī)中的IPR（中斷優(yōu)先級(jí)寄存器）。17.【答案】ADON位【解析】在單片機(jī)的GPIO口用作模擬輸入時(shí)，需要設(shè)置ADON（A/D轉(zhuǎn)換使能位）以使能A/D轉(zhuǎn)換功能。18.【答案】所有使用到的寄存器的值【解析】在編寫中斷服務(wù)程序時(shí)，為了防止中斷嵌套中的寄存器值被破壞，通常需要在中斷服務(wù)程序的開頭保存所有使用到的寄存器的值，并在程序結(jié)束時(shí)恢復(fù)它們。19.【答案】PWM（脈沖寬度調(diào)制）【解析】PWM（脈沖寬度調(diào)制）是單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的常用方法，通過調(diào)整PWM信號(hào)的占空比來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。20.【答案】PID控制算法【解析】PID控制算法是無人機(jī)控制系統(tǒng)中用于實(shí)現(xiàn)位置和速度控制的常用算法，通過比例（P）、積分（I）和微分（D）三個(gè)控制環(huán)節(jié)來調(diào)整控制信號(hào)。四、判斷題(共5題)21.【答案】錯(cuò)誤【解析】使用全局變量可能會(huì)降低程序的運(yùn)行效率，因?yàn)槿肿兞吭诔绦虻牟煌糠直辉L問時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致額外的查找和訪問開銷。22.【答案】錯(cuò)誤【解析】在中斷服務(wù)程序中改變?nèi)肿兞康闹悼赡軙?huì)導(dǎo)致競(jìng)態(tài)條件，因此通常建議在中斷服務(wù)程序中避免改變?nèi)肿兞?，或者采取適當(dāng)?shù)耐酱胧?3.【答案】錯(cuò)誤【解析】PID控制算法不僅可以用于位置控制，還可以用于速度控制和加速度控制，是無人機(jī)控制系統(tǒng)中的核心算法之一。24.【答案】正確【解析】單片機(jī)的外部中斷可以通過設(shè)置相應(yīng)的控制寄存器來禁用和啟用，這是單片機(jī)中斷控制的基本功能之一。25.【答案】錯(cuò)誤【解析】雖然靜態(tài)變量在程序的不同函數(shù)調(diào)用中保持其值，但并非所有變量都適合定義為靜態(tài)變量，這取決于變量的作用域和生命周期管理。五、簡(jiǎn)答題(共5題)26.【答案】中斷服務(wù)程序(ISR)能夠及時(shí)響應(yīng)外部事件或內(nèi)部事件，從而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。在無人機(jī)飛行控制中，ISR可以用于處理緊急情況，如傳感器數(shù)據(jù)異常、飛行姿態(tài)變化等，保證飛行的安全性和穩(wěn)定性?！窘馕觥恐袛喾?wù)程序(ISR)是一種特殊的中斷處理機(jī)制，它允許單片機(jī)在執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)時(shí)，能夠立即響應(yīng)外部事件或內(nèi)部事件，而不需要等待當(dāng)前任務(wù)完成。這在無人機(jī)控制系統(tǒng)中尤為重要，因?yàn)轱w行過程中可能需要實(shí)時(shí)處理各種傳感器數(shù)據(jù)和控制指令。27.【答案】編寫中斷服務(wù)程序時(shí)，應(yīng)該注意中斷的優(yōu)先級(jí)設(shè)置、中斷服務(wù)程序的執(zhí)行時(shí)間、避免使用全局變量、保存和恢復(fù)寄存器值以及防止中斷嵌套等問題?！窘馕觥恐袛喾?wù)程序(ISR)的編寫需要注意多個(gè)方面，包括確保中斷響應(yīng)的及時(shí)性，合理設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)，避免在中斷服務(wù)程序中進(jìn)行耗時(shí)操作，避免使用全局變量以及在中斷服務(wù)程序中保存和恢復(fù)使用的寄存器值，以防止中斷嵌套導(dǎo)致的問題。28.【答案】實(shí)現(xiàn)去抖動(dòng)算法通常有兩種方法：軟件去抖動(dòng)和硬件去抖動(dòng)。軟件去抖動(dòng)是通過在檢測(cè)到按鍵動(dòng)作后，引入一個(gè)短暫的延時(shí)，等待按鍵狀態(tài)穩(wěn)定；硬件去抖動(dòng)則是通過在按鍵電路中加入去抖動(dòng)電容和電阻來降低抖動(dòng)?！窘馕觥堪存I輸入時(shí)，由于機(jī)械接觸的不穩(wěn)定性，可能會(huì)產(chǎn)生抖動(dòng)。為了準(zhǔn)確檢測(cè)按鍵狀態(tài)，需要實(shí)現(xiàn)去抖動(dòng)算法。軟件去抖動(dòng)通過在檢測(cè)到按鍵動(dòng)作后引入延時(shí)，等待一段時(shí)間后再次檢測(cè)按鍵狀態(tài)，以確認(rèn)按鍵動(dòng)作是否穩(wěn)定。硬件去抖動(dòng)則通過電路設(shè)計(jì)來減少抖動(dòng)信號(hào)。29.【答案】使用PID控制算法實(shí)現(xiàn)飛行動(dòng)態(tài)的穩(wěn)定控制通常包括三個(gè)步驟：首先，根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)計(jì)算出控制誤差；其次，根據(jù)PID算法計(jì)算控制輸出；最后，將控制輸出應(yīng)用于執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，以減少誤差。【解析】PID控制算法是一種經(jīng)典的反饋控制算法，它通過比例（P）、積分（I）和微分（D）三個(gè)控制環(huán)節(jié)來調(diào)整控制信號(hào)。在無人機(jī)控制系統(tǒng)中，通過PID算法可以實(shí)時(shí)計(jì)算出控制誤差，并計(jì)算出相應(yīng)的控制輸出，從而調(diào)整執(zhí)