(2025年)單片機(jī)原理及應(yīng)用期末考試題試卷及參考答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.8051單片機(jī)中，若晶振頻率為6MHz，一個機(jī)器周期等于（）μs。A.1B.2C.3D.4答案：B解析：機(jī)器周期是單片機(jī)完成一個基本操作所需要的時間，機(jī)器周期=12/晶振頻率。已知晶振頻率為6MHz，代入可得機(jī)器周期=12/6×10?=2×10??s=2μs。2.單片機(jī)程序存儲器的尋址范圍是由程序計數(shù)器PC的位數(shù)決定的，8051的PC為16位，因此其尋址范圍是（）。A.4KBB.64KBC.8KBD.128KB答案：B解析：程序計數(shù)器PC為16位，其可表示的地址范圍是0000H-FFFFH，地址總數(shù)為21?=65536個，每個地址對應(yīng)一個存儲單元，存儲容量為65536B=64KB。3.當(dāng)8051單片機(jī)的晶振頻率為12MHz時，ALE信號的頻率為（）。A.1MHzB.2MHzC.3MHzD.4MHz答案：B解析：ALE信號是地址鎖存允許信號，在一個機(jī)器周期中，ALE信號會出現(xiàn)兩次。機(jī)器周期=12/晶振頻率，當(dāng)晶振頻率為12MHz時，機(jī)器周期為1μs。ALE信號的頻率是晶振頻率的1/6，所以ALE信號頻率為12MHz/6=2MHz。4.8051單片機(jī)的P0口，當(dāng)使用外部存儲器時它是一個（）。A.數(shù)據(jù)口B.地址口C.地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口D.控制口答案：C解析：在8051單片機(jī)中，當(dāng)使用外部存儲器時，P0口分時復(fù)用作為低8位地址線和8位數(shù)據(jù)線。在一個機(jī)器周期內(nèi)，先輸出低8位地址，然后再作為數(shù)據(jù)線傳輸數(shù)據(jù)。5.若要使P1口的低4位輸出0，高4位保持不變，應(yīng)執(zhí)行一條（）指令。A.ANLP1,0F0HB.ORLP1,0F0HC.XRLP1,0F0HD.MOVP1,0F0H答案：A解析：ANL是邏輯與指令。將P1口的值與0F0H進(jìn)行邏輯與運算，低4位與0相與結(jié)果為0，高4位與1相與保持不變。6.8051單片機(jī)的定時器/計數(shù)器工作方式0是（）。A.8位自動重裝方式B.13位計數(shù)方式C.16位計數(shù)方式D.兩個8位計數(shù)方式答案：B解析：定時器/計數(shù)器工作方式0是13位計數(shù)方式，由THx的8位和TLx的低5位組成。7.串行口工作方式1的波特率是（）。A.固定的，為fosc/32B.固定的，為fosc/16C.可變的，通過定時器/計數(shù)器T1的溢出率設(shè)定D.固定的，為fosc/64答案：C解析：串行口工作方式1的波特率是可變的，由定時器/計數(shù)器T1的溢出率和SMOD（波特率倍增位）共同決定，其計算公式為：波特率=2^SMOD/32×T1溢出率。8.8051單片機(jī)響應(yīng)中斷后，中斷服務(wù)程序的入口地址是（）。A.由用戶在中斷服務(wù)程序中設(shè)定B.由中斷控制器自動產(chǎn)生C.固定的D.由程序計數(shù)器PC決定答案：C解析：8051單片機(jī)的各個中斷源都有固定的中斷服務(wù)程序入口地址，例如外部中斷0的入口地址是0003H，定時器0中斷的入口地址是000BH等。9.若要將累加器A中的內(nèi)容循環(huán)左移一位，應(yīng)使用（）指令。A.RLCAB.RLAC.RRCAD.RRA答案：B解析：RL是循環(huán)左移指令，將累加器A中的內(nèi)容循環(huán)左移一位，最高位進(jìn)入最低位。RLC是帶進(jìn)位循環(huán)左移指令，會將進(jìn)位標(biāo)志位Cy參與循環(huán)。RRC和RR分別是帶進(jìn)位循環(huán)右移和循環(huán)右移指令。10.8051單片機(jī)復(fù)位后，PC的值為（）。A.0000HB.0003HC.000BHD.0013H答案：A解析：單片機(jī)復(fù)位后，程序計數(shù)器PC的值被初始化為0000H，所以復(fù)位后程序從0000H地址開始執(zhí)行。二、填空題（每題2分，共20分）1.8051單片機(jī)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器分為（）、（）和（）三個區(qū)域。答案：工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)、通用數(shù)據(jù)存儲區(qū)解析：8051單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器00H-1FH為工作寄存器區(qū)，可分為4組工作寄存器；20H-2FH為位尋址區(qū)，這16個字節(jié)的每一位都可以單獨尋址；30H-7FH為通用數(shù)據(jù)存儲區(qū)，用于存放用戶數(shù)據(jù)。2.8051單片機(jī)的P3口除了作為通用I/O口使用外，還具有（）功能。答案：第二功能解析：P3口的每一位都有第二功能，例如P3.0（RXD）為串行數(shù)據(jù)接收端，P3.1（TXD）為串行數(shù)據(jù)發(fā)送端等。3.定時器/計數(shù)器的四種工作方式中，方式（）是16位計數(shù)方式。答案：1解析：定時器/計數(shù)器工作方式1是16位計數(shù)方式，由THx和TLx組成16位計數(shù)器。4.串行口的工作方式有（）、（）、（）和（）四種。答案：方式0、方式1、方式2、方式3解析：串行口的工作方式0為同步移位寄存器方式，方式1為8位異步通信方式，方式2為9位異步通信方式，方式3也為9位異步通信方式。5.8051單片機(jī)的中斷系統(tǒng)有（）個中斷源，（）個中斷優(yōu)先級。答案：5、2解析：8051單片機(jī)的中斷源有外部中斷0、定時器0中斷、外部中斷1、定時器1中斷和串行口中斷共5個中斷源，有高、低2個中斷優(yōu)先級。6.若要使定時器/計數(shù)器T0工作在方式2下，應(yīng)將TMOD寄存器的（）位和（）位分別設(shè)置為0和1。答案：M1、M0解析：TMOD寄存器用于設(shè)置定時器/計數(shù)器的工作方式，M1和M0是工作方式選擇位。當(dāng)M1M0=01時，定時器/計數(shù)器工作在方式2。7.單片機(jī)的堆棧是按照（）原則進(jìn)行數(shù)據(jù)存取的。答案：后進(jìn)先出（LIFO）解析：堆棧是一種特殊的數(shù)據(jù)存儲區(qū)，數(shù)據(jù)的存入和取出遵循后進(jìn)先出的原則，即最后存入的數(shù)據(jù)最先被取出。8.8051單片機(jī)的程序狀態(tài)字寄存器PSW中，（）位是進(jìn)位標(biāo)志位，（）位是奇偶標(biāo)志位。答案：Cy、P解析：PSW寄存器中的Cy位是進(jìn)位標(biāo)志位，在進(jìn)行加法或減法運算時，若產(chǎn)生進(jìn)位或借位，Cy置1；P位是奇偶標(biāo)志位，用于表示累加器A中1的個數(shù)的奇偶性。9.若要使外部中斷0為低電平觸發(fā)方式，應(yīng)將（）寄存器的（）位設(shè)置為0。答案：TCON、IT0解析：TCON寄存器中的IT0位是外部中斷0的觸發(fā)方式選擇位，當(dāng)IT0=0時，外部中斷0為低電平觸發(fā)方式。10.單片機(jī)的指令系統(tǒng)按功能可分為（）、（）、（）、（）和（）五大類。答案：數(shù)據(jù)傳送類、算術(shù)運算類、邏輯運算類、控制轉(zhuǎn)移類、位操作類解析：這五大類指令涵蓋了單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、運算、程序控制等基本操作。三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述8051單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu)。答案：8051單片機(jī)的存儲器結(jié)構(gòu)采用哈佛結(jié)構(gòu)，即程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器是分開編址的。-程序存儲器：用于存放程序和表格常數(shù)。8051單片機(jī)的程序存儲器地址范圍為0000H-FFFFH，共64KB。其中，0000H-0002H是復(fù)位入口地址，0003H-0023H是各中斷源的中斷服務(wù)程序入口地址。當(dāng)EA引腳接高電平時，程序先從內(nèi)部程序存儲器（0000H-0FFFH）開始執(zhí)行，當(dāng)?shù)刂烦^0FFFH時，自動轉(zhuǎn)向外部程序存儲器；當(dāng)EA引腳接低電平時，程序直接從外部程序存儲器開始執(zhí)行。-數(shù)據(jù)存儲器：分為內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器和外部數(shù)據(jù)存儲器。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器又可分為三個區(qū)域：00H-1FH為工作寄存器區(qū)，可分為4組工作寄存器；20H-2FH為位尋址區(qū)，這16個字節(jié)的每一位都可以單獨尋址；30H-7FH為通用數(shù)據(jù)存儲區(qū)，用于存放用戶數(shù)據(jù)。8051單片機(jī)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器容量為128B。外部數(shù)據(jù)存儲器的地址范圍為0000H-FFFFH，共64KB，通過P0口和P2口進(jìn)行尋址。2.說明定時器/計數(shù)器的四種工作方式的特點。答案：-方式0：13位計數(shù)方式，由THx的8位和TLx的低5位組成13位計數(shù)器。其計數(shù)范圍為1-8192。當(dāng)計數(shù)器計滿溢出時，硬件自動將TFx置1，向CPU申請中斷。方式0與早期的MCS-48單片機(jī)的定時器/計數(shù)器兼容，但由于其計數(shù)位數(shù)不是8位或16位，使用不太方便，現(xiàn)在已較少使用。-方式1：16位計數(shù)方式，由THx和TLx組成16位計數(shù)器。計數(shù)范圍為1-65536。方式1的計數(shù)范圍較大，適用于對計數(shù)范圍要求較高的場合。當(dāng)計數(shù)器計滿溢出時，TFx置1申請中斷，需要用戶在中斷服務(wù)程序中重新給計數(shù)器賦初值。-方式2：8位自動重裝方式，TLx作為8位計數(shù)器，THx作為8位初值寄存器。當(dāng)TLx計滿溢出時，硬件自動將THx中的初值重新裝入TLx中，繼續(xù)計數(shù)。計數(shù)范圍為1-256。方式2適用于需要定時或計數(shù)時間固定的場合，例如串行口波特率發(fā)生器。-方式3：僅適用于定時器/計數(shù)器T0。將T0分為兩個獨立的8位計數(shù)器TL0和TH0。TL0使用T0的控制位和中斷源，可工作在定時器或計數(shù)器模式；TH0固定為定時器模式，使用T1的控制位TR1和中斷標(biāo)志位TF1。方式3一般用于需要增加一個8位定時器的場合。3.簡述單片機(jī)中斷響應(yīng)的過程。答案：單片機(jī)中斷響應(yīng)的過程主要包括以下幾個步驟：-中斷請求檢測：單片機(jī)在每個機(jī)器周期的S5P2時刻對各中斷源的中斷請求標(biāo)志進(jìn)行檢測。如果有中斷請求標(biāo)志被置1，說明有中斷源發(fā)出了中斷請求。-中斷優(yōu)先級判別：如果有多個中斷源同時發(fā)出中斷請求，單片機(jī)根據(jù)中斷優(yōu)先級進(jìn)行判別。8051單片機(jī)有高、低2個中斷優(yōu)先級，同一優(yōu)先級內(nèi)按照固定的中斷優(yōu)先級順序排隊，優(yōu)先級順序為：外部中斷0>定時器0中斷>外部中斷1>定時器1中斷>串行口中斷。-中斷響應(yīng)條件判斷：單片機(jī)要響應(yīng)中斷，需要滿足以下條件：無同級或高級中斷正在服務(wù)；當(dāng)前指令執(zhí)行完畢；若現(xiàn)行指令為RETI或訪問IE、IP的指令，執(zhí)行完該指令后還需再執(zhí)行一條指令。-保護(hù)斷點：當(dāng)滿足中斷響應(yīng)條件時，單片機(jī)將當(dāng)前程序計數(shù)器PC的值（即斷點地址）壓入堆棧，以便中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢后能正確返回原程序繼續(xù)執(zhí)行。-中斷服務(wù)程序入口地址裝入PC：單片機(jī)根據(jù)中斷源的不同，將對應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口地址裝入PC，從而跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序開始執(zhí)行。-執(zhí)行中斷服務(wù)程序：在中斷服務(wù)程序中，單片機(jī)完成相應(yīng)的中斷處理任務(wù)。在中斷服務(wù)程序中，通常需要進(jìn)行現(xiàn)場保護(hù)和恢復(fù)，以防止中斷服務(wù)程序?qū)χ鞒绦虻臄?shù)據(jù)和狀態(tài)產(chǎn)生影響。-中斷返回：中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢后，執(zhí)行RETI指令，該指令將堆棧中的斷點地址彈出到PC中，使程序返回到原斷點處繼續(xù)執(zhí)行。四、編程題（每題15分，共30分）1.編寫一個程序，使用定時器/計數(shù)器T0工作在方式1下，定時10ms，在P1.0引腳上輸出周期為20ms的方波。已知晶振頻率為12MHz。答案：```asmORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPINT_T0MAIN:MOVTMOD,01H;設(shè)置T0工作在方式1MOVTH0,0FCH;給T0賦初值，定時10msMOVTL0,18HSETBET0;允許T0中斷SETBEA;全局中斷允許SETBTR0;啟動T0SJMP$;等待中斷INT_T0:MOVTH0,0FCH;重新賦初值MOVTL0,18HCPLP1.0;取反P1.0引腳電平RETIEND```解析：-首先，在主程序中，將TMOD寄存器設(shè)置為01H，使T0工作在方式1。-計算定時10ms的初值：機(jī)器周期為1μs，10ms需要計數(shù)10000次，65536-10000=55536，轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制為0D8F0H，所以TH0=0FCH，TL0=18H。-然后，設(shè)置中斷允許位ET0和全局中斷允許位EA，啟動T0計數(shù)器。-在中斷服務(wù)程序中，重新給T0賦初值，將P1.0引腳電平取反，最后執(zhí)行RETI指令返回主程序。2.編寫一個程序，實現(xiàn)8051單片機(jī)與PC機(jī)之間的串行通信，波特率為9600bps，晶振頻率為11.0592MHz。要求將接收到的數(shù)據(jù)原樣返回給PC機(jī)。答案：```asmORG0000HLJMPMAINORG0023HLJMPSERIAL_INTMAIN:M