2025年海量高質(zhì)量單片機(jī)原理及應(yīng)用試題答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.8051單片機(jī)中，程序計(jì)數(shù)器PC的作用是（）。A.存儲(chǔ)當(dāng)前指令的操作數(shù)B.存儲(chǔ)下一條要執(zhí)行指令的地址C.存儲(chǔ)當(dāng)前指令的地址D.存儲(chǔ)運(yùn)算結(jié)果答案：B2.執(zhí)行PUSHA指令時(shí)，堆棧指針SP會(huì)（）。A.先減1再壓入數(shù)據(jù)B.先加1再壓入數(shù)據(jù)C.直接壓入數(shù)據(jù)后減1D.直接壓入數(shù)據(jù)后加1答案：B3.8051單片機(jī)的中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP中，若PS=1、PT1=0、PX1=1、PT0=0、PX0=0，則優(yōu)先級(jí)最高的中斷源是（）。A.外部中斷1（INT1）B.串行口中斷（RI/TI）C.定時(shí)器1中斷（TF1）D.外部中斷0（INT0）答案：A（注：IP中PS控制串行口優(yōu)先級(jí)，PT1控制T1，PX1控制INT1，PT0控制T0，PX0控制INT0；1表示高優(yōu)先級(jí)，本題PS=1對(duì)應(yīng)串行口為高，但PX1=1對(duì)應(yīng)INT1也為高，需比較默認(rèn)優(yōu)先級(jí)：INT0>T0>INT1>T1>串行口，因此INT1優(yōu)先級(jí)高于串行口）4.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0工作在模式1時(shí)，其計(jì)數(shù)位數(shù)為（）。A.8位B.13位C.16位D.可自動(dòng)重裝的8位答案：C5.8051串行口工作在方式1時(shí)，其數(shù)據(jù)幀格式為（）。A.1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，無校驗(yàn)位，1位停止位B.1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位校驗(yàn)位，1位停止位C.1位起始位，9位數(shù)據(jù)位，無校驗(yàn)位，1位停止位D.1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，無校驗(yàn)位，2位停止位答案：A6.若單片機(jī)外接12位ADC，參考電壓為5V，則其分辨率為（）。A.5V/4096≈1.22mVB.5V/1024≈4.88mVC.5V/256≈19.53mVD.5V/65536≈76.3μV答案：A（12位ADC的分辨率為Vref/(2^12)=5/4096≈1.22mV）7.8051中可進(jìn)行位尋址的RAM空間是（）。A.00H-1FHB.20H-2FHC.30H-7FHD.80H-FFH答案：B8.執(zhí)行一條雙字節(jié)單周期指令時(shí)，所需的機(jī)器周期數(shù)為（）。A.1B.2C.3D.4答案：A（單周期指令無論字節(jié)數(shù)，均需1個(gè)機(jī)器周期）9.若單片機(jī)晶振頻率為12MHz，則其機(jī)器周期為（）。A.1μsB.2μsC.0.5μsD.12μs答案：A（機(jī)器周期=12/晶振頻率=12/12MHz=1μs）10.8051單片機(jī)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）的地址范圍是（）。A.0000H-0FFFHB.00H-7FH（片內(nèi)）+80H-FFH（特殊功能寄存器）C.0000H-FFFFHD.00H-1FFFH答案：B二、填空題（每空1分，共20分）1.8051單片機(jī)片內(nèi)RAM的存儲(chǔ)空間為______字節(jié)，其中可位尋址的單元是______。答案：128；20H-2FH2.8051的特殊功能寄存器（SFR）共有______個(gè)，其中可位尋址的有______個(gè)。答案：21；113.8051的中斷源共有______個(gè)，其中外部中斷有______個(gè)。答案：5；2（INT0、INT1）4.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0工作在模式2時(shí)，其最大計(jì)數(shù)次數(shù)為______，具有______功能。答案：256；自動(dòng)重裝初值5.串行口工作在方式1時(shí)，其波特率由______的溢出率決定，公式為______。答案：定時(shí)器T1；波特率=(2^SMOD/32)×(fosc/(12×(256-TH1)))6.ADC0809的分辨率為______位，其轉(zhuǎn)換時(shí)間約為______μs（假設(shè)時(shí)鐘頻率為640kHz）。答案：8；100（640kHz時(shí)鐘下，64個(gè)時(shí)鐘周期完成轉(zhuǎn)換，64/640kHz=100μs）7.8051中，位地址00H對(duì)應(yīng)的字節(jié)地址是______，位序號(hào)是______。答案：20H；0（20H字節(jié)的D0位）8.指令MOVXA,@DPTR用于訪問______存儲(chǔ)器，其操作數(shù)地址范圍是______。答案：外部數(shù)據(jù)；0000H-FFFFH9.ALE信號(hào)的作用是______，其頻率為晶振頻率的______。答案：鎖存低8位地址；1/610.程序計(jì)數(shù)器PC的位數(shù)為______位，因此8051的程序存儲(chǔ)器最大尋址空間為______KB。答案：16；64三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述單片機(jī)最小系統(tǒng)的組成及各部分作用。答：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)由CPU、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路和電源電路組成。CPU是核心，負(fù)責(zé)指令執(zhí)行和數(shù)據(jù)處理；時(shí)鐘電路提供同步信號(hào)（通常由晶振和電容構(gòu)成，產(chǎn)生基本時(shí)序）；復(fù)位電路用于初始化單片機(jī)狀態(tài)（上電復(fù)位或手動(dòng)復(fù)位，通過RC電路或?qū)Ｓ眯酒瑢?shí)現(xiàn)）；電源電路提供穩(wěn)定工作電壓（如5V或3.3V）。2.說明立即尋址與直接尋址的區(qū)別，并舉例說明。答：立即尋址的操作數(shù)直接包含在指令中，作為指令的一部分（如MOVA,55H，55H是立即數(shù)）；直接尋址的操作數(shù)存放在內(nèi)存單元中，指令中給出該單元的地址（如MOVA,55H，55H是片內(nèi)RAM地址）。兩者的關(guān)鍵區(qū)別是操作數(shù)的來源：立即尋址的操作數(shù)在指令代碼中，直接尋址的操作數(shù)在存儲(chǔ)單元中。3.簡(jiǎn)述中斷響應(yīng)的條件及過程。答：中斷響應(yīng)需滿足三個(gè)條件：①中斷源有中斷請(qǐng)求（如INT0引腳低電平或下降沿觸發(fā)）；②總中斷允許（EA=1）；③對(duì)應(yīng)中斷的中斷允許位被置1（如EX0=1允許外部中斷0）。此外，若當(dāng)前有更高優(yōu)先級(jí)中斷正在執(zhí)行，或當(dāng)前指令未執(zhí)行完畢（如乘法、除法指令需2個(gè)機(jī)器周期），則需等待。響應(yīng)過程為：保護(hù)斷點(diǎn)（PC值壓入堆棧）、清除中斷標(biāo)志（部分中斷需軟件清除）、跳轉(zhuǎn)至中斷服務(wù)程序入口（如外部中斷0入口為0003H）、執(zhí)行中斷服務(wù)程序、恢復(fù)斷點(diǎn)（POPPC）、返回主程序。4.分析定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0工作在模式2的特點(diǎn)及適用場(chǎng)景。答：模式2是8位自動(dòng)重裝初值模式。其特點(diǎn)為：①計(jì)數(shù)寄存器TL0為8位，TH0為初值寄存器（保存初始值）；②當(dāng)TL0溢出時(shí)，TH0的內(nèi)容自動(dòng)重裝到TL0，無需軟件干預(yù)；③最大計(jì)數(shù)次數(shù)為256（2^8）。適用場(chǎng)景：需要周期性定時(shí)或固定頻率脈沖輸出的場(chǎng)合（如串行口波特率發(fā)生器、精確延時(shí)），避免重復(fù)設(shè)置初值的開銷。5.比較并行通信與串行通信的優(yōu)缺點(diǎn)，并說明單片機(jī)中串行通信的應(yīng)用場(chǎng)景。答：并行通信優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)多位同時(shí)傳輸，速度快；缺點(diǎn)：需要多根數(shù)據(jù)線（如8位并行需8根數(shù)據(jù)線），成本高，抗干擾能力差，傳輸距離短（通常小于10米）。串行通信優(yōu)點(diǎn)：僅需1-2根數(shù)據(jù)線（如UART的TXD/RXD），成本低，抗干擾能力強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)（可達(dá)千米級(jí)）；缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)逐位傳輸，速度較慢。單片機(jī)中串行通信常用于：①與PC機(jī)通信（如通過RS-232/RS-485）；②與外設(shè)（如傳感器、顯示屏）連接（如I2C、SPI、UART）；③多機(jī)系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)間通信。四、分析設(shè)計(jì)題（共30分）1.（15分）某8051系統(tǒng)外接晶振頻率為11.0592MHz，要求串行口工作在方式1，波特率為4800bps，SMOD=0。（1）計(jì)算定時(shí)器T1的工作模式（需說明理由）；（2）計(jì)算T1的初值（寫出詳細(xì)計(jì)算過程）；（3）編寫T1初始化代碼（包括模式寄存器TMOD、控制寄存器TCON、串行口控制寄存器SCON的設(shè)置）。答：（1）串行口方式1的波特率由T1的溢出率決定，T1需工作在模式2（自動(dòng)重裝初值），以保證波特率穩(wěn)定（避免重復(fù)重裝初值導(dǎo)致誤差）。（2）波特率公式：波特率=(2^SMOD/32)×(fosc/(12×(256-TH1)))。已知SMOD=0，fosc=11.0592MHz，波特率=4800bps，代入得：4800=(1/32)×(11.0592×10^6)/(12×(256-TH1))化簡(jiǎn)得：(256-TH1)=(11.0592×10^6)/(12×32×4800)=(11059200)/(1843200)=6因此，TH1=TL1=256-6=250（0FAH）。（3）初始化代碼：MOVTMOD,20H；T1模式2（高4位M1M0=10），T0無關(guān)（低4位設(shè)為0）MOVTH1,0FAH；裝入初值MOVTL1,0FAHSETBTR1；啟動(dòng)T1MOVSCON,40H；串行口方式1（SM0=0,SM1=1），REN=0（不允許接收，可根據(jù)需求修改）SETBEA；開總中斷（若需要中斷接收/發(fā)送）SETBES；開串行口中斷2.（15分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于8051單片機(jī)的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，要求：（1）使用DS18B20數(shù)字溫度傳感器（單總線接口）；（2）通過1602LCD顯示溫度值（并行接口）；（3）當(dāng)溫度超過30℃時(shí)，P1.0引腳輸出高電平驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警。要求：（1）畫出系統(tǒng)硬件連接圖（文字描述關(guān)鍵引腳連接）；（2）編寫主程序流程（包括初始化、溫度讀取、顯示、報(bào)警判斷）；（3）寫出DS18B20初始化函數(shù)的偽代碼（包括復(fù)位脈沖、應(yīng)答脈沖檢測(cè)）。答：（1）硬件連接：-DS18B20的DQ引腳接8051的P3.7（單總線數(shù)據(jù)端），VCC接+5V，GND接地（需接4.7kΩ上拉電阻）；-1602LCD的RS接P2.0，RW接P2.1，E接P2.2，D0-D7接P0口（并行數(shù)據(jù)總線）；-蜂鳴器一端接P1.0，另一端接+5V（或通過三極管驅(qū)動(dòng)，P1.0接基極，集電極接蜂鳴器，發(fā)射極接地）。（2）主程序流程：①系統(tǒng)初始化：-初始化LCD（發(fā)送功能設(shè)置、顯示開、清屏等指令）；-初始化DS18B20（發(fā)送復(fù)位脈沖，檢測(cè)應(yīng)答）；-設(shè)置P1.0為輸出模式（初始低電平）。②循環(huán)執(zhí)行：a.啟動(dòng)DS18B20溫度轉(zhuǎn)換：發(fā)送跳過ROM指令（0xCC），發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換指令（0x44）；b.等待轉(zhuǎn)換完成（延時(shí)約750ms）；c.讀取溫度數(shù)據(jù)：發(fā)送跳過ROM指令（0xCC），發(fā)送讀暫存器指令（0xBE），讀取2字節(jié)溫度值（LSB和MSB）；d.處理溫度數(shù)據(jù)：將2字節(jié)數(shù)據(jù)合并為16位整數(shù)，右移4位得到實(shí)際溫度值（DS18B20分辨率為0.0625℃，整數(shù)部分為溫度值）；e.LCD顯示：將溫度值轉(zhuǎn)換為ASCII碼，顯示在LCD第一行（如“Temp:25.5℃”）；f.報(bào)警判斷：若溫度>30℃，P1.0置高；否則置低。（3）DS18B20初始化函數(shù)偽代碼：bitInit_DS18B20(void){bitpresenc