河北工程大学《单片机原理与接口技术》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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河北工程大学
《单片机原理与接口技术》2023-2024学年第一学期期末试卷
题号
一
二
三
四
总分
得分

一、单选题（本大题共30个小题，每小题1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、在单片机的 ADC （模拟数字转换）模块使用中，假设我们要测量一个 0 - 5V 的模拟电压信号，并要求转换精度达到 10 位。以下关于 ADC 配置和转换结果处理的描述，哪一项是准确的？（ ）
A. 配置 ADC 的参考电压为 5V ，通过读取转换结果寄存器得到数字值并进行计算 B. 参考电压可以任意设置，不影响转换精度 C. ADC 转换结果无需处理，直接使用 D. 10 位精度无法满足要求，需要使用更高精度的 ADC 芯片

2、在单片机的 EEPROM （电可擦除可编程只读存储器）使用中，以下关于其特点和应用的描述，哪一项是正确的？（ ）
A. EEPROM 可以在单片机运行时进行字节级的擦除和写入操作，数据保存时间长，常用于存储需要频繁修改但掉电不丢失的数据，如设备参数、校准数据等
B. EEPROM 的写入速度比 Flash 存储器快，因此在需要快速存储数据的场合应优先选择 EEPROM
C. EEPROM 的容量通常比 Flash 存储器大，可以存储大量的数据
D. EEPROM 不需要进行擦除操作就可以直接写入数据，使用非常方便

3、在单片机的 ADC（模数转换器）和 DAC（数模转换器）中，以下描述不准确的是（ ）
A. ADC 用于将模拟信号转换为数字信号，DAC 用于将数字信号转换为模拟信号
B. ADC 的分辨率和转换速度是其重要的性能指标，分辨率越高，转换速度越快，性能越好
C. 在使用 ADC 进行模拟信号采样时，需要考虑采样定理，以保证采样后的数字信号能够准确还原原始模拟信号
D. DAC 的输出精度和线性度是其关键性能参数，输出精度越高，线性度越好，输出的模拟信号质量越高

4、当 8051 单片机的 P1 口外接 8 个发光二极管时，要使其中某一个发光二极管点亮，应向 P1 口写入（ ）。
A. 0 B. 1 C. 0xFF D. 0x00

5、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

6、单片机在处理模拟信号时，需要进行滤波操作。对于一个含有高频噪声的模拟信号，以下哪种滤波器效果较好？（ ）
A. 低通滤波器
B. 高通滤波器
C. 带通滤波器
D. 带阻滤波器

7、8051 单片机的指令“MOVC A, @A + DPTR”属于（ ）寻址方式。
A. 寄存器间接寻址 B. 变址寻址 C. 相对寻址 D. 位寻址

8、在单片机的 ADC（模数转换器）模块中，以下关于其分辨率和转换速度的描述，哪一个是准确的？（ ）
A. ADC 的分辨率决定了其能够分辨的最小模拟输入变化量，转换速度则表示完成一次模数转换所需的时间。分辨率越高、转换速度越快的 ADC 性能越好，但成本也越高
B. ADC 的分辨率和转换速度是相互独立的，没有直接的关系。可以根据需要单独选择高分辨率或高转换速度的 ADC
C. ADC 的分辨率只影响数字输出的精度，对实际的测量结果没有影响。转换速度则主要取决于单片机的时钟频率
D. 为了获得高精度的测量结果，应该优先选择转换速度快的 ADC ，而分辨率可以适当降低

9、在单片机系统中，对于时钟信号的理解和应用至关重要。假设我们正在设计一个基于单片机的温度监测系统，该系统需要精确的定时来进行数据采集和传输。以下关于单片机时钟源的描述，哪一项是最为准确和关键的？（ ）
A. 单片机通常只具有一个固定频率的内部时钟源，无法进行调整和选择
B. 单片机可以选择内部时钟源或外部时钟源，外部时钟源通常能够提供更高的精度和稳定性，适用于对时钟要求严格的应用
C. 内部时钟源虽然精度较低，但由于其简单易用，在大多数情况下应优先使用，而避免使用复杂的外部时钟源
D. 单片机的时钟源对系统性能没有显著影响，因此在设计时无需过多关注

10、8051 单片机的程序状态字 PSW 中的 RS1、RS0 位用于（ ）。
A. 选择工作寄存器区 B. 选择定时器/计数器 C. 选择中断优先级 D. 选择串行口工作方式

11、单片机的定时器/计数器在许多应用中起着关键作用，比如精确的定时控制和脉冲计数。假设我们正在开发一个需要精确产生周期性信号的系统。要实现准确的定时功能，以下哪个因素对定时器的精度影响最大？（ ）
A. 单片机的时钟频率
B. 定时器的初始值设置
C. 定时器的工作模式选择
D. 系统的负载情况

12、单片机的指令 MOV A, #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

13、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

14、单片机的实时时钟（ RTC ）模块用于提供准确的时间信息。假设我们的系统需要在掉电情况下仍然保持时间的准确，以下关于 RTC 电源和备份的措施，哪一项是必要的？（ ）
A. 使用备用电池为 RTC 供电 B. 将 RTC 数据存储在 Flash 中 C. 依靠系统电源为 RTC 供电 D. 以上选项都不正确，掉电后无法保持时间准确

15、在单片机的 I2C（集成电路总线）通信中，以下叙述不准确的是：（ ）
A. I2C 是一种两线制的串行通信协议，只需要两根信号线：串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）
B. I2C 通信采用主从模式，主机负责发起通信和控制数据传输的节奏，从机根据主机的指令进行响应
C. I2C 通信支持多主多从架构，可以多个主机同时与多个从机进行通信，不会发生冲突
D. 在 I2C 通信中，数据传输的速率是固定的，不能根据实际需求进行调整

16、8051 单片机的定时器/计数器工作在方式 2 时，是（ ）位的定时器/计数器。
A. 8 B. 13 C. 16 D. 32

17、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

18、对于一个需要实时响应多个外部中断的单片机系统，为了避免中断嵌套导致的混乱，通常会采取以下哪种措施？（ ）
A. 关闭所有中断，处理完当前中断后再打开
B. 设置中断优先级，高优先级中断可以打断低优先级中断
C. 限制中断响应时间，超时则忽略中断请求
D. 只允许一个中断源产生中断请求

19、对于单片机的 EEPROM（电可擦除可编程只读存储器），以下说法恰当的是：（ ）
A. EEPROM 可以多次擦写，用于存储需要在掉电后仍能保存的数据，如系统参数、校准数据等。读写 EEPROM 需要特定的时序和指令
B. EEPROM 的读写速度与 Flash 存储器相同
C. EEPROM 的容量通常比 Flash 存储器大
D. EEPROM 不需要进行数据备份，其数据不会丢失

20、在单片机的程序下载方式中，假设我们需要频繁地更新单片机中的程序，并且要求下载过程简单快捷。以下哪种程序下载方式可能是最方便的？（ ）
A. 通过编程器下载
B. 通过在线调试器下载
C. 通过串口下载
D. 通过 USB 下载

21、在单片机的串口通信中，设置波特率为 9600bps，系统时钟为 11.0592MHz，若采用定时器 1 作为波特率发生器，工作在方式 2 下，定时器初值应为：（ ）
A. 0xFD
B. 0xFA
C. 0xFE
D. 0xFB

22、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

23、在单片机的键盘接口设计中，行列式键盘相比于独立式键盘的主要优点是：（ ）
A. 编程简单
B. 占用 I/O 口少
C. 可靠性高
D. 响应速度快

24、对于单片机的 ADC（模数转换器）采样定理，以下说法不正确的是：（ ）
A. 采样定理指出，为了能够准确地还原模拟信号，采样频率必须至少是模拟信号最高频率的两倍
B. 如果采样频率低于模拟信号最高频率的两倍，会导致采样后的数字信号发生混叠，无法正确还原原始模拟信号
C. 在单片机的 ADC 采样中，必须严格遵循采样定理，否则会得到错误的转换结果
D. 采样定理只适用于理论分析，在实际的单片机 ADC 应用中，可以忽略采样定理，根据经验选择合适的采样频率

25、在 8051 单片机中，若要使定时器 0 停止计数，应将（ ）位清 0。
A. TR0 B. TF0 C. GATE D. C/T

26、在 8051 单片机中，若要使 P1 口的输出锁存，应将（ ）位置 1。
A. P1M0 B. P1M1 C. P1CON D. P1LOCK

27、单片机的通信接口（如 UART、SPI、I2C 等）在与外部设备交互中至关重要。假设我们正在设计一个单片机与多个传感器和执行器通信的工业控制系统。在选择通信接口和协议时，以下哪种考虑是最为全面和重要的？（ ）
A. 只根据通信速度选择接口和协议，不考虑设备的兼容性和成本
B. 综合考虑设备的数量、通信距离、数据量、实时性要求、成本等因素，选择合适的通信接口和协议，并进行相应的硬件设计和软件编程，确保系统的稳定可靠通信
C. 随意选择一种通信接口和协议，不进行任何评估和测试
D. 只选择自己熟悉的通信接口和协议，不考虑其是否适合当前项目

28、在单片机的温度传感器接口设计中，以下关于传感器类型和接口方式的描述，哪一个是不正确的？（ ）
A. 常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶和数字式温度传感器等，它们具有不同的测量范围、精度和接口方式
B. 模拟式温度传感器（如热敏电阻、热电偶）需要经过 ADC 转换才能被单片机读取，数字式温度传感器则可以通过串行接口（如 I2C 、SPI ）直接与单片机通信
C. 温度传感器的接口方式越复杂，测量精度就越高，因此在设计中应优先选择复杂的接口方式
D. 选择温度传感器时，需要根据实际应用的测量范围、精度要求和成本等因素综合考虑

29、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

30、在单片机的应用系统中，为了提高系统的稳定性和可靠性，通常会在电源输入端加入稳压芯片。以下哪种稳压芯片输出电压精度较高？（ ）
A. 7805
B. LM317
C. AMS1117
D. TL431

二、论述题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）论述单片机在智能加湿器中的应用，涵盖湿度检测、喷雾控制、缺水保护等功能的实现原理，以及其对室内舒适度的调节作用。

2、（本题5分）详细阐述单片机在智能门锁系统中的应用，如指纹识别、密码输入、开锁记录等。论述单片机在这些门锁中的身份验证、权限管理和数据存储功能，以及对家庭安全和便捷性的保障。以一款家庭智能门锁为例，分析单片机如何实现对用户身份的准确识别和开锁记录的安全存储。

3、（本题5分）论述单片机在金融终端设备中的应用，如 ATM 机、POS 机和自助服务终端等。解释单片机如何保障交易的安全性、数据的加密存储和传输，以及在高并发交易场景下的稳定性和可靠性。研究随着金融科技的不断创新，单片机在金融领域如何适应新的业务需求，如移动支付和数字货币，同时应对日益严峻的网络安全威胁。字数不少于 750 字。

4、（本题5分）详细论述单片机在智能烧烤炉中的应用，包括温度控制、烧烤时间设定、火力调节、油烟处理等方面的工作流程，以及其对户外烧烤体验的提升。

5、（本题5分）详细阐述单片机在新能源领域的应用，如太阳能发电、风力发电、电动汽车等。论述单片机在这些应用中的能量管理、系统监控和优化控制功能，以及对新能源系统效率和稳定性的提升作用。以一款电动汽车的电池管理系统为例，分析单片机如何实现对电池的充放电控制和状态监测。

三、简答题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）简述单片机在智能太阳能发电系统中的控制。

2、（本题5分）解释单片机的ADC（模拟数字转换）的精度和分辨率。

3、（本题5分）简述单片机的引脚功能和配置方法。

4、（本题5分）说明单片机的无线通信模块（如蓝牙、WiFi等）的接口和编程。

5、（本题5分）说明单片机在健身设备中的控制。

四、编程题（本大题共2个小题，共20分)
1、（本题10分）用单片机控制一个智能门锁，通过密码或指纹解锁。

2、（本题10分）利用单片机实现一个智能按摩椅，具备零重力模式。

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