山西师范大学《单片机原理及嵌入式应用》2023-2024学年第一学期期末试卷.doc

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山西师范大学
《单片机原理及嵌入式应用》2023-2024学年第一学期期末试卷
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、单片机的电源管理模块对于系统的稳定性和功耗至关重要。假设我们的系统在不同工作模式下对电源的需求不同。以下关于电源管理策略的制定，哪一项是合理的？（ ）
A. 根据工作模式动态调整电源电压 B. 始终保持电源输出最大电压 C. 关闭电源管理功能，节省设计成本 D. 以上选项都不合理，电源管理不重要

2、单片机的程序存储区和数据存储区在物理上可以分开，也可以统一。对于哈佛结构的单片机，其特点是：（ ）
A. 程序存储区和数据存储区统一编址
B. 程序存储区和数据存储区相互独立
C. 程序存储区和数据存储区可以相互访问
D. 程序存储区和数据存储区容量相同

3、单片机在低功耗应用中，需要合理控制电源模式和设备的休眠唤醒。假设我们设计的一个电池供电的设备，大部分时间处于待机状态。以下关于低功耗模式选择和唤醒机制的设置，哪一项是最合适的？（ ）
A. 选择深度休眠模式，通过外部中断唤醒 B. 保持正常运行模式，定时唤醒 C. 关闭所有功能，无法唤醒 D. 以上选项都不合适，无法实现低功耗待机

4、单片机的指令 MOVC A, @A + DPTR 中，操作数的寻址方式是（ ）
A. 变址寻址 B. 相对寻址 C. 位寻址 D. 以上都不是

5、在 8051 单片机中，若要进行外部中断的触发方式设置，应使用（ ）寄存器。
A. TCON B. IE C. IP D. SCON

6、单片机的外部中断触发方式通常有边沿触发和电平触发两种。假设我们需要检测一个外部按键的按下动作，按键按下时产生低电平。以下关于中断触发方式的选择，哪一项是最合适的？（ ）
A. 选择边沿触发，检测下降沿 B. 选择边沿触发，检测上升沿 C. 选择电平触发，检测低电平 D. 以上触发方式都可以，没有区别

7、在单片机的中断系统中，关于中断优先级的设置和处理，以下哪种说法是恰当的？（ ）
A. 中断优先级决定了多个中断同时发生时的响应顺序，高优先级的中断总是能够打断低优先级的中断服务程序。并且，中断优先级一旦设置就不能更改
B. 中断优先级可以分为多个级别，相同优先级的中断不能嵌套，但可以同时响应。在系统运行过程中，用户可以动态地调整中断优先级
C. 中断优先级只影响中断的响应顺序，对于中断服务程序的执行时间没有影响。而且，单片机通常只有一个固定的中断优先级设置，无法进行修改
D. 中断优先级的概念在简单的单片机系统中并不重要，因为很少会出现多个中断同时请求的情况

8、单片机的实时操作系统（RTOS）在复杂应用中可以提高系统的管理效率。假设我们正在开发一个多任务的智能家居控制单片机系统，需要同时处理多个不同的任务。在选择和使用 RTOS 时，以下哪种因素是最需要关注的？（ ）
A. 只考虑 RTOS 的功能丰富性，不考虑其对单片机资源的占用
B. 综合考虑 RTOS 的内核大小、任务调度算法、内存管理机制、中断响应时间等因素，选择适合单片机性能和应用需求的 RTOS，并进行合理的配置和优化，以提高系统的实时性和可靠性
C. 不使用 RTOS，通过自己编写任务调度代码来实现多任务管理
D. 随意选择一个 RTOS，不进行任何定制和优化

9、单片机的 ADC 采样精度不仅取决于 ADC 本身的性能，还与外部电路有关。假设我们要提高 ADC 的采样精度，以下哪种外部电路的改进措施可能是有效的？（ ）
A. 增加输入信号的滤波电容
B. 提高参考电压的稳定性
C. 优化信号源的输出阻抗
D. 以上都是

10、在 8051 单片机中，若要对片内数据存储器进行间接寻址，应使用（ ）寄存器。
A. R0 或 R1 B. DPTR C. PC D. A

11、8051 单片机的指令“CJNE A, #data, rel”中，若 A 的内容等于立即数 data，则程序将跳转（ ）个字节。
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3

12、单片机的端口配置对于连接外部设备至关重要。假设我们要将单片机的一个端口连接到多个输入设备，并且需要确保每个输入设备的信号能够准确被读取。为了实现这个目标，以下哪种端口配置方式是合适的？（ ）
A. 上拉输入
B. 下拉输入
C. 浮空输入
D. 模拟输入

13、在单片机的数字滤波算法应用中，假设我们从传感器采集到的数据存在噪声干扰。以下关于数字滤波算法的选择和效果，哪一项是正确的？（ ）
A. 中值滤波可以有效去除脉冲噪声 B. 均值滤波对所有类型的噪声都有很好的效果 C. 数字滤波算法会增加系统的延迟 D. 以上选项都不正确，数字滤波对去除噪声没有作用

14、在单片机的程序存储空间有限的情况下，假设我们需要实现一个复杂的功能但代码量较大。以下关于代码优化和存储空间节省的方法，哪一项是有效的？（ ）
A. 减少函数调用，使用内联函数 B. 增加注释和空行，提高代码可读性 C. 尽量使用全局变量，减少局部变量 D. 以上方法都不能有效节省存储空间

15、在单片机的故障诊断和调试过程中，使用仿真器可以提供很大的帮助。假设我们在调试过程中发现程序运行结果与预期不符。以下关于仿真器的使用方法，哪一项是正确的？（ ）
A. 单步执行程序，观察变量和寄存器的值 B. 直接运行程序，查看最终结果 C. 忽略仿真器，通过实际硬件进行调试 D. 以上选项都不正确，仿真器对调试没有帮助

二、简答题（本大题共3个小题，共15分)
1、（本题5分）解释单片机的I2C总线的多主机通信。

2、（本题5分）说明单片机的RS485通信协议的特点和应用。

3、（本题5分）简述单片机在智能穿戴设备中的应用。

三、论述题（本大题共5个小题，共25分)
1、（本题5分）详细论述单片机在可穿戴设备中的应用，包括如何实现健康监测、运动追踪、信息提醒等功能，分析其在提升用户生活便利性和健康管理方面的价值。

2、（本题5分）全面论述单片机在智能音箱语音识别系统中的应用，包括语音采集、信号处理、指令识别等。分析单片机在语音识别过程中的计算资源需求和响应速度提升，以及如何提高语音识别的准确率和适应性。

3、（本题5分）论述单片机在智能电子闹钟中的应用，比如如何实现时间显示、闹钟设置、贪睡功能、声音选择等功能，分析其在日常生活中的提醒作用。

4、（本题5分）论述单片机在智能水质监测浮标系统中的工作原理，包括多参数水质传感器集成、数据无线传输以及电源管理，分析单片机如何实现水质的实时在线监测。

5、（本题5分）深入分析单片机在智能充电桩中的工作机制，包括充电控制、计费管理、安全保护等功能的实现方式，以及其在电动汽车普及中的重要性。

四、编程题（本大题共3个小题，共30分)
1、（本题10分）设计单片机程序，实现对外部 ADC 芯片的程控增益控制。

2、（本题10分）用单片机控制一个智能车库门，实现自动开关和远程控制。

3、（本题10分）在单片机上实现一个电子秤的程序，测量物体重量。

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