2025年高职单片机应用技术（传感器驱动）试题及答案

2025年高职单片机应用技术（传感器驱动）试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题，共40分）（总共8题，每题5分，每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内）w1.以下哪种传感器不属于数字传感器？（）A.光电编码器B.温度传感器DS18B20C.霍尔传感器D.超声波传感器HC-SR04w2.单片机与传感器进行通信时，若采用SPI通信协议，以下哪个引脚不是SPI接口的引脚？（）A.MOSIB.MISOC.SCKD.P0.0w3.对于电容式传感器，以下说法正确的是（）A.只能测量位移B.对湿度敏感C.可用于测量压力D..输出信号是数字信号w4.某传感器的灵敏度为2mV/℃，当温度变化5℃时，其输出电压变化为（）A.5mVB.10mVC.15mVD.20mVw5.要实现对光照强度的测量，应选用以下哪种传感器？（）A.加速度传感器B.红外传感器C.光敏电阻D.气敏传感器w6.传感器的线性度是指（）A.输出与输入成比例关系的程度B.传感器的精度C.传感器的分辨率D.传感器的响应时间w7.若要测量旋转物体的转速，可选用的传感器是（）A.应变片B.磁电式传感器C.光纤传感器D.湿度传感器w8.单片机读取传感器数据时，若传感器输出为模拟信号，首先需要进行的操作是（）A.数据存储B.数据显示C.模数转换D.数模转换第II卷（非选择题，共60分）w9.（10分）简述传感器驱动的基本概念以及其在单片机应用中的重要性。w10.（15分）某温度传感器输出的模拟电压信号范围为0-5V，对应温度范围为0-100℃。单片机的ADC分辨率为10位。（1）计算温度分辨率；（2）若ADC转换结果为300，求对应的温度值。w11.（15分）材料：现有一个超声波传感器HC-SR04，其工作原理是通过发射超声波并检测回波时间来测量距离。连接方式为：VCC接单片机的电源引脚，GND接单片机的地引脚，Trig接单片机的一个I/O口，Echo接单片机的另一个I/O口。问题：请简述利用该超声波传感器测量距离的程序设计思路（包括初始化、触发测量、读取回波时间并计算距离等步骤）。w12.（10分）材料：在工业生产中，需要对压力进行精确测量和控制。使用了压力传感器，其输出信号为4-20mA的电流信号。单片机通过ADC0809芯片来采集该信号，ADC0809的参考电压为5V。问题：已知压力传感器输出4mA时对应压力为0MPa，输出20mA时对应压力为10MPa，请计算当ADC转换结果为255时对应的压力值。w13.（20分）材料：为了实现智能农业中的环境监测，使用了多种传感器，如温度传感器DS18B20、湿度传感器SHT11、光照传感器BH1750等。这些传感器分别采集环境中的温度、湿度、光照强度数据，并通过单片机进行处理和存储。问题：（1）请设计一个简单的系统框架，说明如何将这些传感器连接到单片机，并实现数据的采集和初步处理；（2）对于采集到的数据，如何进行有效的存储和后续分析，以满足智能农业环境监测的需求？答案：w1.Bw2.Dw3.Cw4.Bw5.Cw6.Aw7.Bw8.Cw9.传感器驱动是指单片机通过特定的接口和程序来获取传感器数据的过程。在单片机应用中，传感器是获取外界信息的关键部件，只有通过有效的驱动，才能准确读取传感器数据，进而实现诸如环境监测、工业控制、智能家电等各种功能，对单片机应用系统的功能实现起着至关重要的作用。w10.（1）温度分辨率=100℃/(2^10-1)≈0.098℃（2）首先计算满量程电压对应的数字量为2^10-1=1023，则每一个数字量对应的电压为5V/1023。300对应的电压为300×(5V/1023)≈1.47V。根据线性关系，(1.47V-0V)/(5V-0V)=(T-0℃)/(100℃-0℃)，解得T≈29.4℃。w11.初始化：设置Trig引脚为输出，Echo引脚为输入。触发测量：通过Trig引脚输出一个高电平脉冲，持续时间10us左右，触发超声波发射。读取回波时间：等待Echo引脚变为高电平，开始计时，直到Echo引脚变为低电平停止计时，得到回波时间。计算距离：根据声速（通常取340m/s），距离=声速×回波时间/2。w12.首先计算电流分辨率：(20mA-4mA)/(2^8-1)≈0.0625mA。ADC转换结果为255时对应的电压为255×(5V/2^8)=4.98V。设压力为P，根据线性关系：(4.98V-4V)/(5V-4V)=(P-0MPa)/(10MPa-0MPa)，解得P=9.8MPa。w13.（1）温度传感器DS18B20的数据引脚接单片机的一个I/O口，采用单总线通信方式；湿度传感器SHT11的数据线接单片机I/O口，时钟线接另一I/O口，采用I2C通信；光照传感器BH1750的数据输出线接单片机I/O口，通过SPI通信读取数据。单片机初始化各I/O口为相应通信模式，编