甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷

學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)學(xué)校________________班級(jí)____________姓名____________考場(chǎng)____________準(zhǔn)考證號(hào)…………密…………封…………線…………內(nèi)…………不…………要…………答…………題…………第1頁，共3頁甘肅鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院

《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)》2023-2024學(xué)年第二學(xué)期期末試卷題號(hào)一二三四總分得分批閱人一、單選題（本大題共15個(gè)小題，每小題2分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的．）1、在單片機(jī)的系統(tǒng)開發(fā)過程中，假設(shè)我們已經(jīng)完成了硬件設(shè)計(jì)和軟件編寫，需要進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試。以下哪種測(cè)試方法可以全面地檢驗(yàn)系統(tǒng)的功能和性能？（）A.單元測(cè)試B.集成測(cè)試C.系統(tǒng)測(cè)試D.以上測(cè)試方法結(jié)合使用2、在單片機(jī)的顯示驅(qū)動(dòng)中，若要控制一個(gè)8×8的LED點(diǎn)陣顯示屏，采用逐行掃描的方式，以下關(guān)于掃描頻率的描述，哪一項(xiàng)是合理的？（）A.越高越好，以保證顯示的穩(wěn)定性B.越低越好，以降低系統(tǒng)開銷C.與顯示屏的亮度有關(guān)，亮度越高頻率越高D.固定在一個(gè)特定值，與其他因素?zé)o關(guān)3、對(duì)于單片機(jī)的看門狗（Watchdog）功能，以下描述恰當(dāng)?shù)氖牵海ǎ〢.看門狗功能會(huì)增加單片機(jī)的負(fù)擔(dān)，影響性能B.它用于監(jiān)測(cè)單片機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)程序出現(xiàn)異?；蛳萑胨姥h(huán)時(shí)，能夠自動(dòng)復(fù)位單片機(jī)，提高系統(tǒng)的可靠性C.看門狗的定時(shí)時(shí)間是固定的，不能修改D.單片機(jī)只要正常運(yùn)行，看門狗就不會(huì)起作用4、對(duì)于單片機(jī)的脈沖寬度調(diào)制（PWM）技術(shù)，以下關(guān)于其原理和應(yīng)用的描述，哪一項(xiàng)是不準(zhǔn)確的？（）A.PWM通過改變脈沖的占空比來實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬信號(hào)的等效控制，常用于電機(jī)調(diào)速、LED亮度調(diào)節(jié)等領(lǐng)域B.PWM的頻率和占空比可以獨(dú)立調(diào)節(jié)，通過調(diào)整這兩個(gè)參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同的控制效果C.PWM信號(hào)的分辨率越高，控制精度就越高，但同時(shí)也會(huì)增加系統(tǒng)的開銷D.PWM技術(shù)只能用于控制直流設(shè)備，對(duì)于交流設(shè)備無法適用5、8051單片機(jī)的指令“CJNEA,#data,rel”中，若A的內(nèi)容等于立即數(shù)data，則程序?qū)⑻D(zhuǎn)（）個(gè)字節(jié)。A.0B.1C.2D.36、單片機(jī)的代碼優(yōu)化不僅可以提高執(zhí)行效率，還可以節(jié)省存儲(chǔ)空間。假設(shè)我們要優(yōu)化一個(gè)計(jì)算密集型的函數(shù)，以下關(guān)于優(yōu)化方法的選擇，哪一項(xiàng)是最有效的？（）A.算法改進(jìn)B.減少變量使用C.縮短函數(shù)名D.以上方法效果相同，可隨意選擇7、在8051單片機(jī)中，要進(jìn)行串行通信，應(yīng)將SCON寄存器的SM0、SM1位設(shè)置為（）。A.00B.01C.10D.118、單片機(jī)的軟件調(diào)試是開發(fā)過程中的重要環(huán)節(jié)。在調(diào)試過程中，使用在線仿真器可以：（）A.實(shí)時(shí)查看程序的執(zhí)行流程和變量值B.直接修改硬件電路的連接C.自動(dòng)優(yōu)化程序代碼D.跳過錯(cuò)誤代碼繼續(xù)執(zhí)行9、單片機(jī)的程序存儲(chǔ)區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)在物理上可以分開，也可以統(tǒng)一。對(duì)于哈佛結(jié)構(gòu)的單片機(jī)，其特點(diǎn)是：（）A.程序存儲(chǔ)區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)統(tǒng)一編址B.程序存儲(chǔ)區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)相互獨(dú)立C.程序存儲(chǔ)區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)可以相互訪問D.程序存儲(chǔ)區(qū)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)容量相同10、在單片機(jī)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(chǔ)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(chǔ)和讀取，而馮·諾依曼結(jié)構(gòu)則將指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在同一存儲(chǔ)空間。這使得哈佛結(jié)構(gòu)在處理指令和數(shù)據(jù)時(shí)能夠并行進(jìn)行，提高了運(yùn)行效率，但硬件成本相對(duì)較高；馮·諾依曼結(jié)構(gòu)則具有簡(jiǎn)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(chǎng)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)中有區(qū)別，在單片機(jī)中沒有實(shí)際意義詳細(xì)解釋兩種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、差異、優(yōu)缺點(diǎn)以及在單片機(jī)中的應(yīng)用和影響，從而判斷每個(gè)選項(xiàng)的正確性11、對(duì)于單片機(jī)的加密和安全機(jī)制，以下關(guān)于其作用和實(shí)現(xiàn)方式的描述，哪一個(gè)是錯(cuò)誤的？（）A.單片機(jī)的加密和安全機(jī)制可以防止程序被非法讀取、復(fù)制和篡改，保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)和系統(tǒng)的安全性。常見的實(shí)現(xiàn)方式有代碼加密、硬件加密和認(rèn)證機(jī)制等B.加密和安全機(jī)制會(huì)增加單片機(jī)系統(tǒng)的成本和開發(fā)難度，而且在大多數(shù)應(yīng)用中沒有必要，因?yàn)閱纹瑱C(jī)系統(tǒng)的安全性威脅較小C.即使采用了加密和安全機(jī)制，也不能完全保證單片機(jī)系統(tǒng)的絕對(duì)安全，還需要結(jié)合其他安全措施來提高整體安全性D.隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，單片機(jī)的加密和安全機(jī)制變得越來越重要，尤其是在涉及敏感數(shù)據(jù)和關(guān)鍵應(yīng)用的場(chǎng)景中12、8051單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作在方式2時(shí)，是（）位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。A.8B.13C.16D.3213、單片機(jī)在低功耗應(yīng)用中，需要合理控制電源模式和設(shè)備的休眠喚醒。假設(shè)我們?cè)O(shè)計(jì)的一個(gè)電池供電的設(shè)備，大部分時(shí)間處于待機(jī)狀態(tài)。以下關(guān)于低功耗模式選擇和喚醒機(jī)制的設(shè)置，哪一項(xiàng)是最合適的？（）A.選擇深度休眠模式，通過外部中斷喚醒B.保持正常運(yùn)行模式，定時(shí)喚醒C.關(guān)閉所有功能，無法喚醒D.以上選項(xiàng)都不合適，無法實(shí)現(xiàn)低功耗待機(jī)14、在單片機(jī)的系統(tǒng)時(shí)鐘源選擇中，以下關(guān)于內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘的特點(diǎn)和適用情況的描述，哪一項(xiàng)是準(zhǔn)確的？（）A.內(nèi)部時(shí)鐘由單片機(jī)內(nèi)部的振蕩器產(chǎn)生，精度較低但使用方便，適用于對(duì)時(shí)鐘精度要求不高的場(chǎng)合。外部時(shí)鐘源精度高、穩(wěn)定性好，適用于對(duì)時(shí)鐘要求嚴(yán)格的應(yīng)用B.外部時(shí)鐘總是優(yōu)于內(nèi)部時(shí)鐘，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量使用外部時(shí)鐘源C.內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘可以同時(shí)使用，以提高系統(tǒng)的時(shí)鐘性能D.內(nèi)部時(shí)鐘的頻率可以隨意調(diào)整，而外部時(shí)鐘的頻率是固定的15、單片機(jī)的指令執(zhí)行周期取決于多個(gè)因素，包括指令類型、時(shí)鐘頻率等。對(duì)于一條單周期指令，在時(shí)鐘頻率為10MHz的情況下，執(zhí)行時(shí)間大約為：（）A.0.1μsB.0.4μsC.1μsD.0.2μs二、簡(jiǎn)答題（本大題共3個(gè)小題，共15分)1、（本題5分）說明單片機(jī)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組建和通信。2、（本題5分）解釋單片機(jī)的基本組成結(jié)構(gòu)。3、（本題5分）說明單片機(jī)在智能電力超導(dǎo)體計(jì)算系統(tǒng)中的應(yīng)用。三、論述題（本大題共5個(gè)小題，共25分)1、（本題5分）詳細(xì)論述單片機(jī)在智能電力巡檢機(jī)器人中的關(guān)鍵作用和故障檢測(cè)技術(shù)。分析單片機(jī)如何控制機(jī)器人的行走路徑、檢測(cè)設(shè)備操作、數(shù)據(jù)采集與分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的自動(dòng)巡檢和故障診斷，探討在高壓電力環(huán)境和復(fù)雜設(shè)備結(jié)構(gòu)下，單片機(jī)對(duì)機(jī)器人的絕緣性能、檢測(cè)精度和抗干擾能力的技術(shù)保障和發(fā)展方向。2、（本題5分）詳細(xì)論述單片機(jī)在智能水質(zhì)凈化系統(tǒng)中的運(yùn)用，比如水質(zhì)監(jiān)測(cè)傳感器數(shù)據(jù)處理、凈化設(shè)備控制以及運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，探討單片機(jī)如何保障水質(zhì)凈化效果和系統(tǒng)穩(wěn)定性。3、（本題5分）深入分析單片機(jī)在智能儀器儀表中的應(yīng)用，包括測(cè)量精度的提高、功能的擴(kuò)展、數(shù)據(jù)處理和通信能力等方面。探討單片機(jī)如何與各種傳感器和執(zhí)行器集成，以實(shí)現(xiàn)智能儀器儀表的自動(dòng)化和智能化操作。研究在復(fù)雜的工業(yè)測(cè)量環(huán)境中，單片機(jī)如何克服干擾和誤差，保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。分析智能儀器儀表行業(yè)的發(fā)展對(duì)單片機(jī)性能和功能的不斷提升的需求。4、（本題5分）論述單片機(jī)在智能家電節(jié)能控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，包括電器功率監(jiān)測(cè)、待機(jī)模式控制以及節(jié)能模式切換策略，分析單片機(jī)如何實(shí)現(xiàn)家電的節(jié)能減排。5、（本題5分）深入分析單片機(jī)在智能安防攝像頭中的工作原理和功能，包括圖像采