(2025年)單片機(jī)原理和應(yīng)用綜合習(xí)題和答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.以下關(guān)于8051單片機(jī)CPU結(jié)構(gòu)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.包含算術(shù)邏輯單元（ALU）和控制器B.程序計(jì)數(shù)器（PC）是16位寄存器，用于存儲(chǔ)下一條要執(zhí)行指令的地址C.累加器A是8位寄存器，所有運(yùn)算結(jié)果必須經(jīng)A中轉(zhuǎn)D.通用寄存器組R0-R7位于片內(nèi)RAM的00H-1FH區(qū)域，可通過(guò)PSW的RS1、RS0選擇工作區(qū)答案：C（部分運(yùn)算可直接在寄存器間進(jìn)行，如MOVR1,R2）2.某單片機(jī)系統(tǒng)采用12MHz晶振，若定時(shí)器T0工作于模式1（16位定時(shí)器），要產(chǎn)生1ms定時(shí)中斷，其初值應(yīng)為（）（機(jī)器周期=12/晶振頻率）A.0xFC66HB.0x039AHC.0x0000HD.0xFF9CH答案：A（機(jī)器周期=1μs，1ms=1000μs，初值=65536-1000=64536=0xFC66H）3.8051單片機(jī)的P0口作為通用I/O口使用時(shí)，需外接上拉電阻的原因是（）A.P0口內(nèi)部無(wú)上拉電阻，高電平輸出時(shí)需外部提供驅(qū)動(dòng)B.P0口是開(kāi)漏輸出，必須外接上拉才能正確輸出高電平C.P0口作為地址/數(shù)據(jù)總線時(shí)需上拉，作為I/O口時(shí)不需要D.外接上拉電阻可提高端口的抗干擾能力答案：B（P0口內(nèi)部為漏極開(kāi)路結(jié)構(gòu)，輸出高電平時(shí)需外部上拉）4.以下關(guān)于中斷優(yōu)先級(jí)的描述，正確的是（）A.8051單片機(jī)默認(rèn)優(yōu)先級(jí)從高到低為：外部中斷0、定時(shí)器0、外部中斷1、定時(shí)器1、串口中斷B.可通過(guò)IP寄存器設(shè)置中斷優(yōu)先級(jí)，每個(gè)中斷源可獨(dú)立設(shè)置為高或低優(yōu)先級(jí)C.低優(yōu)先級(jí)中斷正在響應(yīng)時(shí)，高優(yōu)先級(jí)中斷無(wú)法打斷D.同一優(yōu)先級(jí)的中斷源按查詢順序響應(yīng)，外部中斷0優(yōu)先級(jí)最高答案：A（B選項(xiàng)中8051僅支持兩級(jí)優(yōu)先級(jí)，同一級(jí)內(nèi)按固定順序；C選項(xiàng)高優(yōu)先級(jí)可打斷低優(yōu)先級(jí)；D選項(xiàng)同一優(yōu)先級(jí)內(nèi)順序固定）5.單片機(jī)串行通信中，若采用方式1（10位異步通信），波特率由（）決定A.定時(shí)器T1的溢出率和SMOD位B.定時(shí)器T0的溢出率C.晶振頻率直接分頻D.專用波特率發(fā)生器答案：A（方式1波特率=（2^SMOD/32）×（定時(shí)器T1溢出率））6.某單片機(jī)系統(tǒng)需擴(kuò)展外部RAM，其地址總線由（）提供A.P0口（低8位）和P2口（高8位）B.P1口和P3口C.P0口（高8位）和P2口（低8位）D.僅P0口答案：A（P0口分時(shí)復(fù)用為低8位地址和數(shù)據(jù)總線，P2口提供高8位地址）7.ADC0809與單片機(jī)接口時(shí)，若采用查詢方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果，需檢測(cè)的引腳是（）A.EOC（轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)）B.ALE（地址鎖存允許）C.START（啟動(dòng)轉(zhuǎn)換）D.OE（輸出允許）答案：A（查詢EOC是否變高以判斷轉(zhuǎn)換完成）8.以下關(guān)于低功耗模式的描述，錯(cuò)誤的是（）A.空閑模式下CPU停止工作，定時(shí)器、中斷系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行B.掉電模式下所有時(shí)鐘停止，RAM數(shù)據(jù)保持C.退出掉電模式需復(fù)位或外部中斷D.空閑模式下可通過(guò)任意中斷或復(fù)位喚醒答案：C（掉電模式僅能通過(guò)復(fù)位喚醒，部分單片機(jī)支持外部中斷喚醒）9.編寫單片機(jī)C51程序時(shí)，若定義變量“unsignedchardataa;”，則變量a存儲(chǔ)于（）A.片內(nèi)RAM的直接尋址區(qū)（00H-7FH）B.片內(nèi)RAM的間接尋址區(qū)（00H-7FH）C.片外RAM的低256字節(jié)D.特殊功能寄存器區(qū)（80H-FFH）答案：A（data關(guān)鍵字指定片內(nèi)直接尋址RAM）10.某按鍵通過(guò)P3.2（INT0）接單片機(jī)，采用邊沿觸發(fā)中斷。若按鍵抖動(dòng)時(shí)間約10ms，為消除抖動(dòng)，以下措施無(wú)效的是（）A.在中斷服務(wù)程序中延時(shí)15ms后再次檢測(cè)按鍵狀態(tài)B.硬件上并聯(lián)0.1μF電容到地C.在中斷觸發(fā)后立即清除中斷標(biāo)志D.使用軟件計(jì)數(shù)器記錄按鍵持續(xù)時(shí)間答案：C（清除中斷標(biāo)志不影響抖動(dòng)，需延時(shí)或硬件濾波）二、填空題（每空1分，共20分）1.8051單片機(jī)的片內(nèi)RAM中，（）單元（地址范圍）既可位尋址又可字節(jié)尋址。答案：20H-2FH2.指令“MOVCA,@A+DPTR”的尋址方式是（），用于訪問(wèn)（）存儲(chǔ)器。答案：變址尋址；程序（ROM）3.定時(shí)器T0工作于模式2（自動(dòng)重裝初值）時(shí)，其寄存器TH0和TL0的關(guān)系是（），該模式適用于（）場(chǎng)景。答案：TH0為重裝值，TL0計(jì)數(shù)溢出后自動(dòng)從TH0重裝；精確波特率發(fā)生器或固定頻率脈沖輸出4.串口控制寄存器SCON中，REN位的作用是（），TI位的作用是（）。答案：允許串行接收；發(fā)送中斷標(biāo)志5.若晶振頻率為11.0592MHz，定時(shí)器T1工作于模式2，SMOD=1，要實(shí)現(xiàn)9600bps的波特率，T1的初值應(yīng)為（）（計(jì)算式：波特率=（2^SMOD/32）×（fosc/(12×(256-X))））。答案：0xFD（代入公式：9600=(2/32)×(11059200/(12×(256-X)))，解得X=253=0xFD）6.單片機(jī)擴(kuò)展8位D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832時(shí)，若采用單緩沖方式，需將（）和（）引腳同時(shí)接高電平，使兩個(gè)寄存器同時(shí)選通。答案：ILE；XFER7.若P1口輸出“10101010B”，外接8只共陽(yáng)極LED（正極接VCC），則點(diǎn)亮的LED對(duì)應(yīng)P1口的（）位（填“0”或“1”）。答案：0（共陽(yáng)極LED低電平點(diǎn)亮）8.訪問(wèn)片外RAM的指令是（）和（），其操作數(shù)通過(guò)（）口傳輸。答案：MOVXA,@DPTR；MOVX@DPTR,A；P09.單片機(jī)復(fù)位后，PC=（），SP=（），P0-P3口的初始狀態(tài)為（）。答案：0000H；07H；全高電平10.若要使能外部中斷1（INT1）并設(shè)置為低電平觸發(fā)，需設(shè)置IE寄存器的（）位和（）位，同時(shí)設(shè)置TCON寄存器的（）位為0。答案：EA（總中斷）；EX1（外部中斷1允許）；IT1（觸發(fā)方式）三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述哈佛結(jié)構(gòu)與馮諾依曼結(jié)構(gòu)的區(qū)別，并說(shuō)明單片機(jī)為何多采用哈佛結(jié)構(gòu)。答案：哈佛結(jié)構(gòu)將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開(kāi)，有獨(dú)立的地址總線和數(shù)據(jù)總線，可同時(shí)訪問(wèn)程序和數(shù)據(jù)；馮諾依曼結(jié)構(gòu)程序和數(shù)據(jù)共用存儲(chǔ)器及總線。單片機(jī)需頻繁取指令和讀寫數(shù)據(jù)，哈佛結(jié)構(gòu)通過(guò)并行訪問(wèn)提高效率，且程序存儲(chǔ)器（ROM）和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）特性不同（如ROM需掉電保存），分開(kāi)設(shè)計(jì)更合理。2.說(shuō)明中斷響應(yīng)的條件及過(guò)程。答案：條件：①中斷源有中斷請(qǐng)求；②總中斷允許（EA=1）；③對(duì)應(yīng)中斷允許位（如EX0）=1；④無(wú)更高優(yōu)先級(jí)中斷正在響應(yīng)；⑤當(dāng)前指令未執(zhí)行完（除RETI和訪問(wèn)IE、IP的指令）。過(guò)程：①檢測(cè)中斷請(qǐng)求；②保護(hù)斷點(diǎn)（PC值壓棧）；③清除中斷標(biāo)志（部分需軟件清除）；④跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序入口地址；⑤執(zhí)行中斷服務(wù)程序；⑥執(zhí)行RETI指令（恢復(fù)PC，開(kāi)放中斷）。3.定時(shí)器T0工作于模式1（16位定時(shí)器），晶振12MHz，要求產(chǎn)生50ms定時(shí)中斷。計(jì)算初值并說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)1秒定時(shí)（需級(jí)聯(lián)）。答案：機(jī)器周期=1μs，50ms=50000μs，初值=65536-50000=15536=0x3CB0H。1秒=1000ms，需20次50ms中斷。在中斷服務(wù)程序中設(shè)置計(jì)數(shù)器（如變量cnt），每次中斷cnt++，當(dāng)cnt=20時(shí)執(zhí)行定時(shí)任務(wù)并清零cnt。4.分析P3口的第二功能，并舉例說(shuō)明其應(yīng)用。答案：P3口各引腳第二功能：P3.0（RXD，串口接收）、P3.1（TXD，串口發(fā)送）、P3.2（INT0，外部中斷0）、P3.3（INT1，外部中斷1）、P3.4（T0，定時(shí)器0外部計(jì)數(shù)輸入）、P3.5（T1，定時(shí)器1外部計(jì)數(shù)輸入）、P3.6（WR，外部RAM寫選通）、P3.7（RD，外部RAM讀選通）。例如，P3.2作為外部中斷0輸入，可連接按鍵實(shí)現(xiàn)按鍵中斷響應(yīng)；P3.0和P3.1用于串口通信，連接RS232轉(zhuǎn)換芯片實(shí)現(xiàn)與PC通信。5.簡(jiǎn)述ADC0809與單片機(jī)的接口方法（包括硬件連接和軟件流程）。答案：硬件連接：①地址線A、B、C接單片機(jī)I/O口（如P0.0-P0.2），選擇通道；②ALE接單片機(jī)I/O口（或與START同接），鎖存地址；③START接單片機(jī)I/O口，啟動(dòng)轉(zhuǎn)換；④EOC接單片機(jī)I/O口（或中斷引腳），指示轉(zhuǎn)換完成；⑤OE接單片機(jī)I/O口，輸出允許；⑥數(shù)據(jù)總線D0-D7接單片機(jī)P0口（或其他I/O口）。軟件流程：①設(shè)置地址，輸出ALE正脈沖鎖存通道；②輸出START正脈沖啟動(dòng)轉(zhuǎn)換；③查詢EOC（或等待中斷）；④EOC變高后輸出OE高電平，讀取P0口數(shù)據(jù)；⑤處理轉(zhuǎn)換結(jié)果。四、分析題（每題10分，共20分）1.圖1為某單片機(jī)系統(tǒng)電路（略），其中P1.0接蜂鳴器（低電平觸發(fā)），P2.0-P2.3接4位撥碼開(kāi)關(guān)（高電平表示“1”，低電平表示“0”）。編寫C51程序，要求：當(dāng)撥碼開(kāi)關(guān)值（二進(jìn)制）大于5時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲（持續(xù)1秒），否則不發(fā)聲。（需包含主函數(shù)、按鍵掃描和蜂鳴器控制）答案：```cinclude<reg51.h>sbitBuzzer=P1^0;sbitSW0=P2^0;sbitSW1=P2^1;sbitSW2=P2^2;sbitSW3=P2^3;voiddelay_ms(unsignedintms){unsignedinti,j;for(i=0;i<ms;i++)for(j=0;j<123;j++);}voidmain(){unsignedcharsw_value;while(1){sw_value=(SW3<<3)|(SW2<<2)|(SW1<<1)|SW0;//讀取撥碼值if(sw_value>5){Buzzer=0;//蜂鳴器發(fā)聲delay_ms(1000);Buzzer=1;//關(guān)閉}else{Buzzer=1;}delay_ms(10);//防抖}}```2.閱讀以下8051匯編程序，說(shuō)明其功能，并分析執(zhí)行后累加器A和PSW中CY、AC、OV標(biāo)志位的狀態(tài)。```asmMOVA,0ABHADDA,59H```答案：功能：將十六進(jìn)制數(shù)0ABH（十進(jìn)制171）與59H（十進(jìn)制89）相加，結(jié)果存入累加器A。計(jì)算過(guò)程：0ABH+59H=00H（低位）+1（進(jìn)位）=00H+100H=100H，實(shí)際A=00H，CY=1（最高位進(jìn)位）。AC標(biāo)志：低4位相加（0BH+09H=14H），產(chǎn)生進(jìn)位（AC=1）。OV標(biāo)志：補(bǔ)碼運(yùn)算中，兩正數(shù)相加結(jié)果溢出（171+89=260>127），OV=1。最終狀態(tài)：A=00H，CY=1，AC=1，OV=1。五、應(yīng)用題（20分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于8051單片機(jī)的溫度采集系統(tǒng)，要求：使用DS18B20數(shù)字溫度傳感器，通過(guò)單總線接口與單片機(jī)連接；每5秒采集一次溫度，超過(guò)30℃時(shí)點(diǎn)亮LED（P1.0），否則熄滅；通過(guò)串口（9600bps，8位數(shù)據(jù)，1位停止位）將溫度值上傳至PC。（需說(shuō)明硬件連接、軟件流程及關(guān)鍵代碼）答案：硬件連接：-DS18B20的數(shù)據(jù)總線DQ接單片機(jī)P3.7（單總線需上拉電阻4.7kΩ到VCC）；-LED陽(yáng)極接VCC，陰極通過(guò)1kΩ電阻接P1.0；-串口通過(guò)MAX232芯片轉(zhuǎn)換電平，TXD（P3.1）接MAX232的T1IN，RXD（P3.0）接MAX232的R1OUT，MAX232的T1OUT接PC的COM口。軟件流程：1.初始化：設(shè)置串口（SCON=0x50，定時(shí)器T1模式2，初值0xFD，SMOD=0，啟動(dòng)T1；EA=1，ES=1）；初始化DS18B20（發(fā)送復(fù)位脈沖，檢測(cè)應(yīng)答）。2.主循環(huán)：每5秒執(zhí)行一次：a.啟動(dòng)DS18B20溫度轉(zhuǎn)換（發(fā)送跳過(guò)ROM指令0xCC，轉(zhuǎn)換指令0x44）；b.等待轉(zhuǎn)換完成（檢測(cè)DQ引腳狀態(tài)）；c.讀取溫度寄存器（發(fā)送讀寄存器指令0xBE，讀取2字節(jié)數(shù)據(jù)）；d.處理溫度值（高字節(jié)符號(hào)位，低字節(jié)右移4位得整數(shù)部分，如0x0190H=25.0℃）；e.比較溫度：若>30℃，P1.0=0（LED亮），否則P1.0=1；f.通過(guò)串口發(fā)送溫度值（將溫度轉(zhuǎn)換為ASCII字符串，調(diào)用發(fā)送函數(shù)）。關(guān)鍵代碼（C51）：```cinclude<reg51.h>include<intrins.h>defineucharunsignedchardefineuintunsignedintsbitDQ=P3^7;//DS18B20數(shù)據(jù)口sbitLED=P1^0;//串口初始化（9600bps，11.0592MHz晶振）voidUART_Init(){SCON=0x50;//方式1，允許接收TMOD|=0x20;//T1模式2TH1=TL1=0xFD;//初值TR1=1;//啟動(dòng)T1EA=1;//開(kāi)總中斷ES=1;//開(kāi)串口中斷}//DS18B20復(fù)位voidDS18B20_Reset(){DQ=0;delay_us(480);//拉低480μsDQ=1;delay_us(60);//釋放，等待應(yīng)答}//讀DS18B20一位bitRead_Bit(){DQ=0;_nop_();//稍作延遲DQ=1;delay_us(10);returnDQ;}//讀DS18B20一字節(jié)ucharRead_Byte(){uchari,dat=0;for(i=0;i<8;i++){dat>>=1;if(Read_Bit())dat|=0x80;delay_us(50);}returndat;}//主函數(shù)voidmain(){uc