(2025年)單片機(jī)原理與應(yīng)用習(xí)題答案及解析一、選擇題1.單片機(jī)8051的CPU是（）位的。A.16B.4C.8D.準(zhǔn)16答案：C解析：8051單片機(jī)是典型的8位單片機(jī)，其數(shù)據(jù)總線為8位，一次能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，所以CPU是8位的。2.8051單片機(jī)的程序計數(shù)器PC是（）位的。A.8B.16C.20D.24答案：B解析：程序計數(shù)器PC用于存放下一條要執(zhí)行的指令地址。8051單片機(jī)的程序存儲器最大尋址范圍是64KB（2^16=65536），所以PC是16位的，能表示的地址范圍是0000H-FFFFH。3.8051單片機(jī)中，片內(nèi)RAM的地址范圍是（）。A.00H-7FHB.80H-FFHC.00H-FFHD.0000H-FFFFH答案：C解析：8051單片機(jī)片內(nèi)RAM共有256個字節(jié)，地址范圍是00H-FFH。其中00H-7FH為低128字節(jié)，可直接或間接尋址；80H-FFH為高128字節(jié)，對于8051只有特殊功能寄存器（SFR）占用這部分地址，只能直接尋址。4.當(dāng)8051單片機(jī)的晶振頻率為12MHz時，一個機(jī)器周期為（）。A.1μsB.2μsC.3μsD.4μs答案：A解析：機(jī)器周期是單片機(jī)執(zhí)行基本操作的最小時間單位。對于8051單片機(jī)，一個機(jī)器周期包含12個時鐘周期。已知晶振頻率f=12MHz，時鐘周期T=1/f=1/12μs，所以機(jī)器周期=12×(1/12)μs=1μs。5.8051單片機(jī)的P0口，當(dāng)作為通用I/O口使用時，（）。A.能直接驅(qū)動8個TTL負(fù)載B.必須外接上拉電阻C.能直接驅(qū)動發(fā)光二極管D.不需要外接任何元件答案：B解析：P0口作為通用I/O口使用時，是開漏輸出結(jié)構(gòu)，本身沒有上拉電阻，所以必須外接上拉電阻才能正常輸出高電平。它不能直接驅(qū)動8個TTL負(fù)載，也不能直接驅(qū)動發(fā)光二極管，需要外接上拉電阻等元件。二、填空題1.8051單片機(jī)的四個并行I/O口分別是______、______、______、______。答案：P0口、P1口、P2口、P3口解析：這四個并行I/O口是8051單片機(jī)與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的重要接口。P0口可作為地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口，也可作為通用I/O口；P1口是準(zhǔn)雙向通用I/O口；P2口可作為高8位地址線，也可作為通用I/O口；P3口除了作為通用I/O口外，還有第二功能。2.8051單片機(jī)的特殊功能寄存器SFR中，用于控制定時器/計數(shù)器的寄存器是______和______。答案：TMOD、TCON解析：TMOD是定時器/計數(shù)器的工作方式控制寄存器，用于設(shè)置定時器/計數(shù)器的工作方式和功能選擇；TCON是定時器/計數(shù)器控制寄存器，用于控制定時器/計數(shù)器的啟動、停止以及溢出標(biāo)志等。3.8051單片機(jī)的中斷源有______個，其中外部中斷源有______個。答案：5、2解析：8051單片機(jī)有5個中斷源，分別是外部中斷0（INT0）、外部中斷1（INT1）、定時器/計數(shù)器0溢出中斷、定時器/計數(shù)器1溢出中斷和串行口中斷。其中外部中斷源有2個，即INT0和INT1。4.8051單片機(jī)的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的最大尋址范圍分別是______和______。答案：64KB、64KB解析：8051單片機(jī)的程序計數(shù)器PC是16位的，所以程序存儲器的最大尋址范圍是2^16=65536字節(jié)=64KB；數(shù)據(jù)存儲器通過數(shù)據(jù)指針DPTR（16位）來尋址，其最大尋址范圍也是64KB。5.若要將8051單片機(jī)的定時器/計數(shù)器0設(shè)置為工作方式1，應(yīng)將TMOD寄存器的值設(shè)置為______。答案：01H解析：TMOD寄存器的低4位用于控制定時器/計數(shù)器0，工作方式1對應(yīng)的二進(jìn)制編碼是0001B，所以應(yīng)將TMOD寄存器的值設(shè)置為01H。三、簡答題1.簡述8051單片機(jī)的主要組成部分。答：8051單片機(jī)主要由以下幾個部分組成：（1）中央處理器（CPU）：是單片機(jī)的核心，負(fù)責(zé)指令的執(zhí)行和數(shù)據(jù)的處理，包括運算器和控制器。運算器主要完成算術(shù)運算和邏輯運算；控制器負(fù)責(zé)取指令、譯碼和發(fā)出各種控制信號。（2）程序存儲器（ROM）：用于存放程序和固定數(shù)據(jù)。8051單片機(jī)的程序存儲器最大尋址范圍是64KB，對于8051內(nèi)部有4KB的ROM，8031則沒有內(nèi)部ROM。（3）數(shù)據(jù)存儲器（RAM）：用于存放臨時數(shù)據(jù)和中間結(jié)果。片內(nèi)RAM有256個字節(jié)，分為低128字節(jié)和高128字節(jié)，低128字節(jié)可直接或間接尋址，高128字節(jié)主要用于特殊功能寄存器。（4）并行I/O口：有P0、P1、P2、P3四個8位并行I/O口，可用于與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入和輸出。（5）定時器/計數(shù)器：有兩個16位定時器/計數(shù)器T0和T1，可用于定時或?qū)ν獠棵}沖進(jìn)行計數(shù)。（6）串行口：用于實現(xiàn)單片機(jī)與外部設(shè)備之間的串行通信，有四種工作方式。（7）中斷系統(tǒng)：有5個中斷源，可實現(xiàn)中斷嵌套，提高單片機(jī)的實時處理能力。2.說明8051單片機(jī)P3口的第二功能。答：8051單片機(jī)P3口除了作為通用I/O口使用外，還有以下第二功能：（1）P3.0：RXD（串行數(shù)據(jù)接收端），用于接收串行通信的數(shù)據(jù)。（2）P3.1：TXD（串行數(shù)據(jù)發(fā)送端），用于發(fā)送串行通信的數(shù)據(jù)。（3）P3.2：INT0（外部中斷0請求輸入端），當(dāng)該引腳出現(xiàn)低電平或負(fù)跳變時，觸發(fā)外部中斷0。（4）P3.3：INT1（外部中斷1請求輸入端），當(dāng)該引腳出現(xiàn)低電平或負(fù)跳變時，觸發(fā)外部中斷1。（5）P3.4：T0（定時器/計數(shù)器0外部計數(shù)脈沖輸入端），用于輸入外部計數(shù)脈沖。（6）P3.5：T1（定時器/計數(shù)器1外部計數(shù)脈沖輸入端），用于輸入外部計數(shù)脈沖。（7）P3.6：WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸出端），低電平有效，用于控制向外部數(shù)據(jù)存儲器寫數(shù)據(jù)。（8）P3.7：RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸出端），低電平有效，用于控制從外部數(shù)據(jù)存儲器讀數(shù)據(jù)。3.簡述8051單片機(jī)定時器/計數(shù)器的四種工作方式及特點。答：8051單片機(jī)定時器/計數(shù)器有四種工作方式，具體如下：（1）工作方式0：13位定時器/計數(shù)器。由THx的8位和TLx的低5位組成13位計數(shù)器。當(dāng)計數(shù)器計滿溢出時，TFx標(biāo)志置1，向CPU發(fā)出中斷請求。其最大計數(shù)值為2^13=8192。這種工作方式與早期的MCS-48單片機(jī)兼容，但使用起來不太方便，現(xiàn)在較少使用。（2）工作方式1：16位定時器/計數(shù)器。由THx和TLx組成16位計數(shù)器，最大計數(shù)值為2^16=65536。該工作方式計數(shù)范圍大，使用較為廣泛。（3）工作方式2：自動重裝初值的8位定時器/計數(shù)器。TLx作為8位計數(shù)器，THx作為初值寄存器。當(dāng)TLx計滿溢出時，TFx標(biāo)志置1，同時將THx中的初值自動重裝到TLx中，繼續(xù)計數(shù)。這種工作方式適用于需要精確定時的場合，如波特率發(fā)生器。（4）工作方式3：只適用于定時器/計數(shù)器0。將定時器/計數(shù)器0拆分成兩個獨立的8位計數(shù)器TL0和TH0。TL0可以作為定時器或計數(shù)器使用，使用定時器/計數(shù)器0的控制位；TH0只能作為定時器使用，借用定時器/計數(shù)器1的控制位。這種工作方式增加了一個8位定時器，提高了單片機(jī)的定時資源利用率。四、編程題1.編寫一個8051單片機(jī)的程序，使P1.0引腳輸出周期為2ms的方波，晶振頻率為12MHz。解：根據(jù)晶振頻率12MHz可知，機(jī)器周期為1μs。要產(chǎn)生周期為2ms的方波，即高、低電平各持續(xù)1ms。采用定時器/計數(shù)器T0工作方式1來實現(xiàn)定時。定時器初值計算：設(shè)初值為X，定時時間t=1ms，機(jī)器周期T=1μs，根據(jù)公式t=(2^16-X)×T，可得1000=(65536-X)×1，解得X=65536-1000=64536=FC18H。以下是匯編語言程序：```asmORG0000HLJMPMAINORG000BH;定時器/計數(shù)器0中斷服務(wù)程序入口LJMPINT_T0ORG0100HMAIN:MOVTMOD,01H;設(shè)置T0為工作方式1MOVTH0,0FCH;定時器初值高8位MOVTL0,18H;定時器初值低8位SETBET0;允許T0中斷SETBEA;全局中斷允許SETBTR0;啟動T0SJMP$;主程序原地循環(huán)INT_T0:MOVTH0,0FCH;重裝初值MOVTL0,18HCPLP1.0;取反P1.0引腳電平RETI;中斷返回END```以下是C語言程序：```cinclude<reg51.h>sbitP1_0=P1^0;voidmain(){TMOD=0x01;//設(shè)置T0為工作方式1TH0=0xFC;//定時器初值高8位TL0=0x18;//定時器初值低8位ET0=1;//允許T0中斷EA=1;//全局中斷允許TR0=1;//啟動T0while(1);//主程序循環(huán)}voidtimer0()interrupt1{TH0=0xFC;//重裝初值TL0=0x18;P1_0=!P1_0;//取反P1.0引腳電平}```2.編寫一個8051單片機(jī)的程序，將片內(nèi)RAM中30H-3FH單元的數(shù)據(jù)傳送到片外RAM的2000H-200FH單元中。解：以下是匯編語言程序：```asmORG0000HLJMPMAINORG0100HMAIN:MOVR0,30H;片內(nèi)RAM數(shù)據(jù)起始地址MOVDPTR,2000H;片外RAM目標(biāo)地址MOVR7,16;數(shù)據(jù)個數(shù)LOOP:MOVA,@R0;從片內(nèi)RAM取數(shù)據(jù)MOVX@DPTR,A;寫入片外RAMINCR0;片內(nèi)地址加1INCDPTR;片外地址加1DJNZR7,LOOP;數(shù)據(jù)未傳完，繼續(xù)循環(huán)SJMP$;程序結(jié)束END```以下是C語言程序：```cinclude<reg51.h>include<absacc.