2025年細(xì)選《單片機(jī)原理及應(yīng)用》試題庫附答案一、選擇題（每題2分，共30分）1.以下關(guān)于單片機(jī)哈佛結(jié)構(gòu)的描述中，正確的是（）A.程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器共享地址空間B.指令和數(shù)據(jù)分別存儲在不同的存儲器中C.采用統(tǒng)一的地址總線和數(shù)據(jù)總線D.僅適用于8位單片機(jī)答案：B2.STC89C52單片機(jī)中，若晶振頻率為11.0592MHz，設(shè)置定時(shí)器1為模式2（8位自動(dòng)重裝）作為UART波特率發(fā)生器，當(dāng)波特率為9600時(shí)，定時(shí)器初值應(yīng)為（）（已知波特率計(jì)算公式：波特率=晶振頻率/(32×12×(256-初值))）A.0xFDB.0xFAC.0xFBD.0xFE答案：A（計(jì)算過程：9600=11059200/(32×12×(256-X))，解得X=253=0xFD）3.在C51編程中，定義變量“unsignedcharcodetable[10]={0x3F,0x06,...}”，該變量存儲在（）A.內(nèi)部RAM的idata區(qū)B.外部RAM的xdata區(qū)C.程序存儲器的code區(qū)D.特殊功能寄存器SFR區(qū)答案：C4.8051單片機(jī)響應(yīng)外部中斷0（INT0）時(shí)，默認(rèn)的中斷入口地址是（）A.0003HB.000BHC.0013HD.001BH答案：A5.以下哪條指令屬于寄存器間接尋址（）A.MOVA,R0B.MOVA,@R0C.MOVA,30HD.MOVA,30H答案：B6.若PSW寄存器中RS1=1、RS0=0，則當(dāng)前工作寄存器組為（）A.0組（00H-07H）B.1組（08H-0FH）C.2組（10H-17H）D.3組（18H-1FH）答案：C7.I2C總線通信中，主設(shè)備發(fā)送起始信號后，首先傳輸?shù)氖牵ǎ〢.從設(shè)備地址（7位）+讀寫位（1位）B.數(shù)據(jù)字節(jié)C.應(yīng)答信號（ACK/NACK）D.停止信號答案：A8.單片機(jī)ADC模塊的分辨率為10位，參考電壓為3.3V，當(dāng)輸入電壓為1.65V時(shí)，轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量約為（）A.512B.341C.1023D.682答案：A（1.65V/3.3V×1024≈512）9.以下關(guān)于單片機(jī)掉電模式的描述，錯(cuò)誤的是（）A.關(guān)閉CPU時(shí)鐘，保留RAM數(shù)據(jù)B.可通過外部中斷或復(fù)位喚醒C.所有I/O端口保持最后狀態(tài)D.定時(shí)器和串口繼續(xù)工作答案：D10.在設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)時(shí)，必須包含的電路是（）A.鍵盤接口電路B.晶振電路和復(fù)位電路C.LCD顯示電路D.ADC采樣電路答案：B11.若要將P1口的第3位（P1.2）置1，其余位保持不變，應(yīng)使用的指令是（）（假設(shè)使用C51）A.P1|=0x04B.P1&=0xFBC.P1^=0x04D.P1=0x04答案：A（0x04對應(yīng)二進(jìn)制00000100，按位或可置位P1.2）12.以下哪種通信協(xié)議支持多主設(shè)備競爭（）A.UARTB.SPIC.I2CD.單總線（1-Wire）答案：C（I2C通過仲裁機(jī)制支持多主）13.STM32單片機(jī)與傳統(tǒng)8051單片機(jī)的主要區(qū)別之一是（）A.8051采用RISC架構(gòu)，STM32采用CISC架構(gòu)B.STM32集成更多外設(shè)（如DMA、FSMC）C.8051支持硬件浮點(diǎn)運(yùn)算D.STM32僅支持匯編語言編程答案：B14.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作在計(jì)數(shù)模式時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖來自（）A.內(nèi)部時(shí)鐘周期B.內(nèi)部機(jī)器周期C.外部引腳輸入的脈沖D.外部晶振頻率答案：C15.若單片機(jī)程序運(yùn)行中出現(xiàn)“跑飛”，最有效的解決方法是（）A.增加程序存儲空間B.使用看門狗（WDT）定時(shí)器C.提高晶振頻率D.減少I/O端口負(fù)載答案：B二、填空題（每空1分，共20分）1.8051單片機(jī)的P0口作為通用I/O口使用時(shí)，需要外接______電阻。答案：上拉2.中斷優(yōu)先級寄存器IP中，PT0位用于設(shè)置______的優(yōu)先級。答案：定時(shí)器03.單片機(jī)程序中，____關(guān)鍵字用于定義程序存儲器中的常量（如字庫表）。答案：code4.若晶振頻率為12MHz，單片機(jī)的機(jī)器周期為______μs。答案：1（機(jī)器周期=12/晶振頻率=12/12MHz=1μs）5.SPI總線的四根信號線是______、MISO、SCK和NSS。答案：MOSI6.51單片機(jī)中，______寄存器用于存放當(dāng)前指令的地址。答案：PC（程序計(jì)數(shù)器）7.ADC轉(zhuǎn)換的四個(gè)步驟是采樣、保持、______和編碼。答案：量化8.在C51中，bit類型變量存儲在______區(qū)（填寫存儲類型）。答案：bit9.若要使能外部中斷1（INT1）并設(shè)置為下降沿觸發(fā)，需設(shè)置TCON寄存器的______位為1（IT1），并設(shè)置IE寄存器的______位為1（EX1）。答案：IT1；EX110.定時(shí)器模式2的主要特點(diǎn)是______，適用于______場景（如UART波特率發(fā)生器）。答案：8位自動(dòng)重裝；需要精確重復(fù)定時(shí)11.I2C總線的標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率為______，高速模式可達(dá)3.4Mbps。答案：100Kbps12.單片機(jī)最小系統(tǒng)中，復(fù)位電路的作用是使CPU和外設(shè)進(jìn)入______狀態(tài)。答案：初始（或默認(rèn)）13.在匯編語言中，“MOVCA,@A+DPTR”指令用于從______存儲器讀取數(shù)據(jù)。答案：程序（或ROM）14.若PSW中的CY=1，OV=0，說明加法運(yùn)算結(jié)果______（有/無）進(jìn)位，______（有/無）溢出。答案：有；無15.單片機(jī)低功耗模式通常包括空閑模式、______模式和深度睡眠模式。答案：掉電（或停機(jī)）三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述8051單片機(jī)中斷響應(yīng)的過程。答案：中斷響應(yīng)過程包括：（1）檢測中斷請求標(biāo)志；（2）若中斷允許且無更高優(yōu)先級中斷，CPU停止當(dāng)前程序；（3）保護(hù)斷點(diǎn)（PC值壓入堆棧）；（4）清除中斷請求標(biāo)志（部分中斷需軟件清除）；（5）跳轉(zhuǎn)至對應(yīng)中斷入口地址（如INT0為0003H）執(zhí)行中斷服務(wù)程序；（6）執(zhí)行完畢后恢復(fù)斷點(diǎn)（彈出PC值），返回主程序。2.比較定時(shí)器模式1和模式2的區(qū)別，并說明各自的應(yīng)用場景。答案：模式1是16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)范圍0-65535，溢出后需手動(dòng)重裝初值，適用于定時(shí)時(shí)間較長的場景（如測量10ms以上的信號）；模式2是8位自動(dòng)重裝模式，計(jì)數(shù)范圍0-255，溢出后自動(dòng)將初值從THx重裝到TLx，適用于需要精確重復(fù)定時(shí)的場景（如UART波特率發(fā)生器、固定頻率脈沖輸出）。3.說明C51中idata、xdata、pdata三種存儲類型的區(qū)別。答案：idata：內(nèi)部RAM的可直接尋址區(qū)（00H-7FH），訪問速度快，容量?。ㄗ畲?28字節(jié)）；xdata：外部RAM（0000H-FFFFH），需通過DPTR或@Ri間接訪問，容量大（最大64KB），訪問速度較慢；pdata：外部RAM的分頁尋址區(qū)（00H-FFH），通過@Ri訪問，僅能訪問256字節(jié)的頁，適用于小容量外部RAM的快速訪問。4.設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的溫度報(bào)警系統(tǒng)，需實(shí)現(xiàn)：當(dāng)溫度超過30℃時(shí)，LED閃爍報(bào)警。請列出所需的硬件模塊和軟件流程。答案：硬件模塊：單片機(jī)（如STC89C52）、溫度傳感器（如DS18B20）、LED及驅(qū)動(dòng)電路、電源電路。軟件流程：（1）初始化單片機(jī)（定時(shí)器、I/O口）；（2）初始化溫度傳感器（發(fā)送復(fù)位脈沖，讀取ROM指令）；（3）循環(huán)讀取溫度數(shù)據(jù)（發(fā)送轉(zhuǎn)換指令，讀取溫度值）；（4）判斷溫度是否>30℃：若是，啟動(dòng)定時(shí)器中斷控制LED閃爍（如每500ms取反一次）；否則關(guān)閉LED。5.解釋SPI總線的主從模式通信過程，并說明CS（片選）信號的作用。答案：主設(shè)備控制SCK時(shí)鐘，通過MOSI向從設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，從設(shè)備通過MISO回傳數(shù)據(jù)。通信前主設(shè)備拉低從設(shè)備的CS信號（選中從設(shè)備），通信結(jié)束后拉高CS。CS的作用是：（1）指定通信對象（多從機(jī)時(shí)選擇目標(biāo)）；（2）同步數(shù)據(jù)傳輸（CS低電平期間數(shù)據(jù)有效）；（3）標(biāo)識一次完整的通信周期（CS上升沿表示傳輸結(jié)束）。四、分析題（每題8分，共16分）1.閱讀以下C51代碼，分析其功能并指出潛在問題。```cinclude<reg52.h>sbitLED=P1^0;voiddelay_ms(unsignedintms){unsignedinti,j;for(i=0;i<ms;i++)for(j=0;j<123;j++);}voidmain(){IT0=1;//INT0下降沿觸發(fā)EX0=1;//使能INT0EA=1;//總中斷允許while(1){LED=~LED;delay_ms(500);}}voidint0_isr()interrupt0{LED=0;//按下按鍵時(shí)LED熄滅}```答案：功能：主程序控制LED每500ms閃爍一次，外部中斷0（INT0）觸發(fā)時(shí)LED熄滅。潛在問題：（1）中斷服務(wù)程序未保護(hù)現(xiàn)場（如PSW、A等寄存器），可能導(dǎo)致主程序運(yùn)行錯(cuò)誤；（2）按鍵未去抖動(dòng)，可能因機(jī)械抖動(dòng)導(dǎo)致多次觸發(fā)中斷；（3）中斷服務(wù)程序中直接操作LED，若主程序同時(shí)修改LED狀態(tài)可能導(dǎo)致競爭（需加互斥機(jī)制）。2.已知8051單片機(jī)晶振為12MHz，編寫定時(shí)器0模式1的中斷服務(wù)程序，實(shí)現(xiàn)每隔50ms產(chǎn)生一次中斷，并在中斷中累加變量cnt（初始值0），當(dāng)cnt=20時(shí)，將P2口取反。要求計(jì)算定時(shí)器初值并寫出完整代碼（包括初始化和中斷函數(shù)）。答案：（1）計(jì)算初值：機(jī)器周期=1μs，50ms=50000μs。模式1為16位定時(shí)器，最大計(jì)數(shù)值65536，初值X=65536-50000=15536=0x3CB0。（2）代碼：```cinclude<reg52.h>unsignedcharcnt=0;voidtimer0_init(){TMOD|=0x01;//定時(shí)器0模式1TH0=0x3C;//初值高8位TL0=0xB0;//初值低8位ET0=1;//使能定時(shí)器0中斷EA=1;//總中斷允許TR0=1;//啟動(dòng)定時(shí)器}voidtimer0_isr()interrupt1{TH0=0x3C;//重裝初值TL0=0xB0;cnt++;if(cnt>=20){P2=~P2;cnt=0;}}voidmain(){P2=0xFF;timer0_init();while(1);}```五、綜合應(yīng)用題（14分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于STC89C52單片機(jī)的光照強(qiáng)度監(jiān)測系統(tǒng)，要求：（1）使用光敏電阻（串聯(lián)固定電阻分壓）和ADC0809實(shí)現(xiàn)光照檢測；（2）通過1602LCD顯示光照值（單位：lux，范圍0-1000）；（3）當(dāng)光照低于200lux時(shí)，蜂鳴器報(bào)警。請完成以下任務(wù)：（1）畫出硬件連接示意圖（標(biāo)出關(guān)鍵引腳）；（2）寫出軟件主流程；（3）給出ADC初始化和數(shù)據(jù)讀取的關(guān)鍵代碼。答案：（1）硬件連接：-單片機(jī)P2口連接ADC0809的D0-D7（數(shù)據(jù)總線）；-單片機(jī)P3.0（WR）連接ADC0809的START和ALE（啟動(dòng)轉(zhuǎn)換和地址鎖存）；-單片機(jī)P3.1（RD）連接ADC0809的OE（輸出使能）；-單片機(jī)P3.2（INT0）連接ADC0809的EOC（轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，下降沿觸發(fā)中斷）；-光敏電阻與10kΩ固定電阻串聯(lián)接5V，分壓點(diǎn)接ADC0809的IN0；-1602LCD的RS接P1.0，RW接P1.1，E接P1.2，D0-D7接P0口；-蜂鳴器接P1.3（低電平觸發(fā)）。（2）軟件主流程：①初始化LCD（發(fā)送指令：清屏、設(shè)置顯示模式）；②初始化ADC0809（設(shè)置IN0通道，配置EOC為中斷觸發(fā)）；③啟動(dòng)第一次ADC轉(zhuǎn)換（P3.0輸出負(fù)脈沖）；④進(jìn)入循環(huán)等待中斷；⑤中斷觸發(fā)（EOC下降沿）：讀取ADC數(shù)據(jù)（P3.1輸出負(fù)脈沖使能OE，讀取P2口數(shù)據(jù)）；⑥轉(zhuǎn)換為光照值（公式：光照=（ADC值/255）×1000）；⑦LCD顯示光照值；⑧判斷是否<200lux：若是，P1.3=0（蜂鳴器響）；否則P1.3=1；⑨再次啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換，重復(fù)步驟⑤-⑨。（3）關(guān)鍵代碼（C51）：```cinclude<reg52.h>include<intrins.h>defineucharunsignedchardefineuintunsignedintsbitRS=P1^0;sbitRW=P1^1;sbitE=P1^2;sbitBuzzer=P1^3;sbitEOC=P3^2;ucharadc_value;//存儲ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果//LCD寫指令函數(shù)voidlcd_wcmd(ucharcmd){RS=0;RW=0;P0=cmd;E=1;_nop_();E=0;}//ADC初始化（配置IN0通道）voidadc_init(){IT0=1;//INT0下降沿觸發(fā)EX0=1;//使能INT0