2025年單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)試題題庫(kù)含答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共40分）1.以下關(guān)于單片機(jī)（MCU）的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.單片機(jī)是將CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口等集成在單一芯片上的微型計(jì)算機(jī)B.8位單片機(jī)的典型代表是51系列，32位單片機(jī)的典型代表是STM32系列C.單片機(jī)的程序必須存儲(chǔ)在RAM中才能運(yùn)行D.單片機(jī)的最小系統(tǒng)通常包括電源、時(shí)鐘、復(fù)位電路答案：C（程序通常存儲(chǔ)在Flash中，運(yùn)行時(shí)加載到RAM）2.51單片機(jī)中，用于存儲(chǔ)當(dāng)前指令地址的寄存器是（）。A.PSW（程序狀態(tài)字寄存器）B.PC（程序計(jì)數(shù)器）C.SP（堆棧指針）D.DPTR（數(shù)據(jù)指針）答案：B（PC用于存放當(dāng)前要執(zhí)行的指令地址）3.STM32F103系列單片機(jī)的通用寄存器R0-R15中，R13通常作為（）。A.鏈接寄存器（LR）B.程序計(jì)數(shù)器（PC）C.堆棧指針（SP）D.狀態(tài)寄存器（PSR）答案：C（R13固定為堆棧指針）4.51單片機(jī)中，P0口作為通用I/O口使用時(shí)，需要外接上拉電阻的原因是（）。A.P0口內(nèi)部無上拉電阻，高電平輸出時(shí)無法驅(qū)動(dòng)負(fù)載B.P0口內(nèi)部下拉電阻過強(qiáng)，需要外部上拉平衡C.P0口僅支持開漏輸出，必須外接上拉D.P0口是復(fù)用功能口，默認(rèn)狀態(tài)需要上拉答案：A（P0口內(nèi)部無上拉，作為I/O時(shí)需外接上拉電阻才能輸出高電平）5.以下不屬于51單片機(jī)中斷源的是（）。A.外部中斷0（INT0）B.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0溢出中斷C.ADC轉(zhuǎn)換完成中斷D.串行口發(fā)送/接收中斷答案：C（51單片機(jī)無內(nèi)置ADC，故無ADC轉(zhuǎn)換完成中斷）6.STM32的通用定時(shí)器（TIMx）中，若要產(chǎn)生PWM信號(hào)，需配置的工作模式是（）。A.輸入捕獲模式B.輸出比較模式C.編碼器接口模式D.單脈沖模式答案：B（輸出比較模式可配置為PWM模式）7.UART通信中，若波特率為9600bps，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位，無校驗(yàn)位，則每秒最多傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)約為（）。A.960B.872C.1200D.600答案：B（每字節(jié)需10位（8數(shù)據(jù)+1起始+1停止），9600/10=960字節(jié)/秒，但實(shí)際因協(xié)議開銷略低，約872）8.以下關(guān)于SPI通信的描述，正確的是（）。A.SPI是全雙工、同步通信協(xié)議B.SPI僅支持1主1從模式C.SPI的數(shù)據(jù)線包括SDA和SCLD.SPI的通信速率通常低于I2C答案：A（SPI支持全雙工同步，可1主多從，數(shù)據(jù)線為MOSI、MISO、SCK、CS）9.51單片機(jī)中，若晶振頻率為11.0592MHz，定時(shí)器T0工作在模式1（16位定時(shí)器），要產(chǎn)生1ms的定時(shí)中斷，其初值應(yīng)為（）。（機(jī)器周期=12/晶振頻率）A.0xFC66B.0x039AC.0xFFFFD.0x8000答案：A（機(jī)器周期=12/(11.0592×10^6)=1.085μs；1ms=1000μs，需計(jì)數(shù)次數(shù)=1000/1.085≈921；初值=65536-921=64615=0xFC66）10.STM32的NVIC（嵌套向量中斷控制器）中，若設(shè)置某中斷的搶占優(yōu)先級(jí)為2，子優(yōu)先級(jí)為3（總優(yōu)先級(jí)位數(shù)4位，搶占2位、子2位），則其優(yōu)先級(jí)編碼為（）。A.0x23B.0x32C.0x13D.0x31答案：A（搶占優(yōu)先級(jí)占高2位（2=0b10），子優(yōu)先級(jí)占低2位（3=0b11），編碼為0b1011=0x23）11.以下關(guān)于單片機(jī)Flash和RAM的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.Flash用于存儲(chǔ)程序和常量數(shù)據(jù)，掉電不丟失B.RAM用于存儲(chǔ)運(yùn)行時(shí)變量，掉電丟失C.Flash的讀寫速度通常快于RAMD.STM32的Flash支持在線編程（ICP）和在應(yīng)用編程（IAP）答案：C（RAM讀寫速度遠(yuǎn)快于Flash）12.51單片機(jī)中，若要將累加器A的內(nèi)容與立即數(shù)0x55進(jìn)行按位或操作，正確的指令是（）。A.ANLA,0x55B.ORLA,0x55C.XRLA,0x55D.ADDA,0x55答案：B（ORL為按位或指令）13.STM32的GPIO引腳配置為“推挽輸出”時(shí)，其特點(diǎn)是（）。A.高電平輸出時(shí)為高阻態(tài)，需外接上拉B.可輸出強(qiáng)高電平和強(qiáng)低電平，適合直接驅(qū)動(dòng)小功率負(fù)載C.僅支持輸入功能，無法輸出D.低電平輸出時(shí)為高阻態(tài)，需外接下拉答案：B（推挽輸出可主動(dòng)輸出高/低電平，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)）14.以下關(guān)于ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）的描述，正確的是（）。A.ADC的分辨率越高，轉(zhuǎn)換時(shí)間越短B.STM32的ADC通常為12位，可將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為0-4095的數(shù)字量（參考電壓3.3V）C.ADC的采樣頻率必須低于輸入信號(hào)最高頻率的2倍（奈奎斯特定理）D.51單片機(jī)內(nèi)置高精度ADC，無需外接模塊答案：B（12位ADC的量化等級(jí)為2^12=4096，對(duì)應(yīng)0-4095）15.單片機(jī)低功耗模式中，“停止模式”（StopMode）的特點(diǎn)是（）。A.關(guān)閉所有時(shí)鐘，僅保留SRAM和寄存器數(shù)據(jù)B.保留CPU時(shí)鐘，關(guān)閉外設(shè)時(shí)鐘C.關(guān)閉CPU和外設(shè)時(shí)鐘，但保留RTC時(shí)鐘D.完全斷電，需外部復(fù)位喚醒答案：C（STM32的停止模式關(guān)閉CPU和外設(shè)時(shí)鐘，保留RTC、LSI、LSE時(shí)鐘）16.以下關(guān)于I2C通信的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.I2C是半雙工、同步通信協(xié)議B.I2C總線上的每個(gè)設(shè)備有唯一的7位或10位從機(jī)地址C.I2C的起始信號(hào)是SCL高電平時(shí)SDA由高變低D.I2C的每個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)后必須有一個(gè)應(yīng)答位答案：A（I2C是半雙工，但通常描述為同步、串行、雙總線（SCL、SDA））17.51單片機(jī)中，若SP（堆棧指針）初始值為0x07，執(zhí)行PUSHACC指令后，SP的值變?yōu)椋ǎ?。A.0x06B.0x08C.0x07D.0x09答案：B（堆棧向上生長(zhǎng)，PUSH操作先SP+1，再壓入數(shù)據(jù)，故0x07+1=0x08）18.STM32的系統(tǒng)時(shí)鐘（SYSCLK）可由以下哪個(gè)時(shí)鐘源提供？（）A.HSI（內(nèi)部高速時(shí)鐘）B.LSE（外部低速時(shí)鐘）C.I2S（音頻接口時(shí)鐘）D.RTC（實(shí)時(shí)時(shí)鐘）答案：A（SYSCLK可選HSI、HSE、PLLCLK；LSE用于RTC，I2S是專用接口時(shí)鐘）19.以下關(guān)于單片機(jī)復(fù)位的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.51單片機(jī)的復(fù)位引腳（RST）需保持至少2個(gè)機(jī)器周期的高電平才能完成復(fù)位B.STM32的復(fù)位包括電源復(fù)位、軟件復(fù)位、看門狗復(fù)位等C.復(fù)位后，單片機(jī)的PC（程序計(jì)數(shù)器）通常指向0x0000D.復(fù)位會(huì)清除Flash中的程序數(shù)據(jù)答案：D（復(fù)位僅重置寄存器和狀態(tài)，不影響Flash中的程序）20.若要使用51單片機(jī)控制8位LED燈（共陽極），使其循環(huán)顯示0x01、0x02、0x04…0x80，最適合的指令是（）。A.循環(huán)左移指令RLAB.循環(huán)右移指令RRAC.帶進(jìn)位左移指令RLCAD.帶進(jìn)位右移指令RRCA答案：A（共陽極LED低電平點(diǎn)亮，初始值0xFE（0x01對(duì)應(yīng)最低位亮），左移可依次點(diǎn)亮高位）二、填空題（每空1分，共20分）1.單片機(jī)的核心部件是__________，其主要功能是執(zhí)行指令和控制外設(shè)。答案：中央處理器（CPU）2.51單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器（ROM）和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）采用__________編址方式（填“哈佛”或“馮·諾依曼”）。答案：哈佛3.STM32F103的通用定時(shí)器（如TIM2）最多支持__________位自動(dòng)重裝載寄存器（ARR）。答案：164.UART通信中，“波特率”表示__________，單位是bps（位/秒）。答案：每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)5.51單片機(jī)中，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的工作模式3會(huì)將T0拆分為兩個(gè)獨(dú)立的8位定時(shí)器，此時(shí)__________（填“T0”或“T1”）無法再作為定時(shí)器使用。答案：T16.STM32的GPIO引腳配置為“開漏輸出”時(shí)，高電平輸出為__________狀態(tài)（填“高阻”或“強(qiáng)驅(qū)動(dòng)”），需外接上拉電阻。答案：高阻7.I2C總線的最大傳輸速率在標(biāo)準(zhǔn)模式下為__________，快速模式下可達(dá)400kbps。答案：100kbps8.51單片機(jī)中，若晶振頻率為12MHz，則機(jī)器周期為__________μs。答案：1（機(jī)器周期=12/晶振頻率=12/(12×10^6)=1μs）9.STM32的NVIC支持__________級(jí)中斷嵌套（填“搶占”或“子”），可通過優(yōu)先級(jí)寄存器配置。答案：搶占10.ADC的轉(zhuǎn)換精度主要由__________決定（填“分辨率”或“轉(zhuǎn)換時(shí)間”），12位ADC的量化誤差為參考電壓的1/4096。答案：分辨率11.51單片機(jī)的中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP中，若IT0=1，表示外部中斷0的觸發(fā)方式為__________（填“上升沿”或“下降沿”）觸發(fā)。答案：下降沿12.STM32的系統(tǒng)滴答定時(shí)器（SysTick）是一個(gè)__________位遞減計(jì)數(shù)器，常用于實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)延時(shí)。答案：2413.SPI通信中，CS（片選）引腳的作用是__________（填“選擇從機(jī)”或“同步時(shí)鐘”）。答案：選擇從機(jī)14.51單片機(jī)中，累加器A的地址為__________（填十六進(jìn)制），是最常用的寄存器。答案：0xE015.STM32的低功耗模式包括睡眠模式、停止模式和__________模式（填“待機(jī)”或“關(guān)機(jī)”），其中待機(jī)模式功耗最低。答案：待機(jī)16.UART通信的起始位是__________電平（填“高”或“低”），用于通知接收方數(shù)據(jù)開始傳輸。答案：低17.51單片機(jī)中，若要訪問片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），需使用__________指令（填“MOV”或“MOVX”）。答案：MOVX18.STM32的Flash存儲(chǔ)器支持__________次擦寫操作（填“有限”或“無限”），實(shí)際應(yīng)用中需避免頻繁擦寫。答案：有限19.定時(shí)器的“溢出中斷”是指當(dāng)計(jì)數(shù)器值達(dá)到__________時(shí)產(chǎn)生的中斷信號(hào)。答案：自動(dòng)重裝載值（或最大值）20.I2C通信中，主機(jī)發(fā)送的從機(jī)地址包含__________位（標(biāo)準(zhǔn)模式）和1位讀寫位。答案：7三、判斷題（每題1分，共10分。正確填“√”，錯(cuò)誤填“×”）1.51單片機(jī)的P3口是多功能口，可復(fù)用為外部中斷、定時(shí)器輸入、串行口等功能。（）答案：√2.STM32的通用寄存器R15固定為程序計(jì)數(shù)器（PC），不可用于其他用途。（）答案：√3.UART通信不需要同步時(shí)鐘線，屬于異步通信；SPI需要同步時(shí)鐘線，屬于同步通信。（）答案：√4.51單片機(jī)的定時(shí)器模式2（自動(dòng)重裝模式）適合用于波特率發(fā)生器，因?yàn)槠湟绯龊罂勺詣?dòng)重裝初值。（）答案：√5.STM32的ADC轉(zhuǎn)換完成后，數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)存入通用寄存器R0中，無需軟件讀取。（）答案：×（數(shù)據(jù)存入ADC_DR寄存器，需軟件讀?。?.I2C總線上可以掛接多個(gè)從機(jī)，但同一時(shí)刻只能有一個(gè)從機(jī)與主機(jī)通信。（）答案：√7.51單片機(jī)的堆棧是向上生長(zhǎng)的，即SP的值隨壓棧操作遞增。（）答案：√8.STM32的PWM輸出占空比由比較寄存器（CCR）的值與自動(dòng)重裝載寄存器（ARR）的比值決定。（）答案：√9.單片機(jī)的復(fù)位操作會(huì)清除所有RAM中的數(shù)據(jù)，因此變量需要重新初始化。（）答案：×（復(fù)位后RAM數(shù)據(jù)不確定，需軟件初始化，但不會(huì)主動(dòng)清除）10.SPI通信的四種模式（Mode0-Mode3）由時(shí)鐘極性（CPOL）和時(shí)鐘相位（CPHA）決定，其中CPOL=0表示空閑時(shí)鐘為高電平。（）答案：×（CPOL=0表示空閑時(shí)鐘為低電平）四、簡(jiǎn)答題（每題5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。答案：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)由電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路組成。電源電路為單片機(jī)提供穩(wěn)定的工作電壓（如5V或3.3V）；時(shí)鐘電路提供系統(tǒng)時(shí)鐘（如晶振+電容），確保CPU和外設(shè)同步工作；復(fù)位電路通過復(fù)位引腳（RST）使單片機(jī)初始化（如上電復(fù)位、按鍵復(fù)位），將寄存器和PC恢復(fù)到初始狀態(tài)。2.比較51單片機(jī)和STM32單片機(jī)在架構(gòu)上的主要區(qū)別。答案：①位數(shù)：51是8位單片機(jī)，STM32是32位ARMCortex-M內(nèi)核；②總線：51采用單總線結(jié)構(gòu)，STM32采用AHB/APB高速總線；③外設(shè)：51外設(shè)簡(jiǎn)單（如基本定時(shí)器、串口），STM32集成豐富外設(shè)（如高級(jí)定時(shí)器、ADC、DAC、USB、CAN等）；④存儲(chǔ)：51的Flash和RAM容量?。ㄈ?KBFlash、128BRAM），STM32的Flash（如64KB-512KB）和RAM（如20KB-64KB）更大；⑤開發(fā)：51常用匯編或C語言，STM32需使用HAL庫(kù)或標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫(kù)，支持更復(fù)雜的實(shí)時(shí)任務(wù)。3.說明單片機(jī)中斷處理的基本流程。答案：①中斷請(qǐng)求：外設(shè)或內(nèi)部模塊向CPU發(fā)送中斷請(qǐng)求信號(hào)；②中斷響應(yīng)：CPU檢查中斷允許標(biāo)志（如IE寄存器）和優(yōu)先級(jí)，若允許則暫停當(dāng)前程序；③保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)：將PC、PSW等寄存器的值壓入堆棧，防止中斷返回后數(shù)據(jù)丟失；④執(zhí)行中斷服務(wù)程序（ISR）：處理中斷源的具體任務(wù)（如讀取傳感器數(shù)據(jù)）；⑤恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)：從堆棧中彈出PC、PSW等寄存器的值；⑥中斷返回：執(zhí)行RETI（51）或BXLR（STM32）指令，回到原程序繼續(xù)執(zhí)行。4.簡(jiǎn)述定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的兩種工作模式（定時(shí)模式和計(jì)數(shù)模式）的區(qū)別及應(yīng)用場(chǎng)景。答案：定時(shí)模式：計(jì)數(shù)器對(duì)內(nèi)部時(shí)鐘脈沖（機(jī)器周期）計(jì)數(shù)，用于產(chǎn)生精準(zhǔn)延時(shí)（如LED閃爍）、PWM信號(hào)（如電機(jī)調(diào)速）；計(jì)數(shù)模式：計(jì)數(shù)器對(duì)外部引腳（如51的T0/P3.4）的下降沿計(jì)數(shù)，用于測(cè)量外部事件頻率（如脈搏計(jì)數(shù)、轉(zhuǎn)速測(cè)量）。5.說明UART通信協(xié)議的主要參數(shù)及其含義。答案：①波特率：每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)（如9600bps）；②數(shù)據(jù)位：每個(gè)字節(jié)包含的數(shù)據(jù)位數(shù)（通常5-8位，常用8位）；③停止位：表示數(shù)據(jù)結(jié)束的位數(shù)（1位或2位，常用1位）；④校驗(yàn)位：用于檢測(cè)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤（無校驗(yàn)、奇校驗(yàn)、偶校驗(yàn)，常用無校驗(yàn)）；⑤流控制：可選硬件流控制（RTS/CTS）或軟件流控制（XON/XOFF），用于協(xié)調(diào)收發(fā)速度。6.簡(jiǎn)述STM32GPIO引腳的常見工作模式及適用場(chǎng)景。答案：①輸入模式：浮空輸入（無上下拉，用于高阻信號(hào)）、上拉輸入（默認(rèn)高電平，如按鍵檢測(cè)）、下拉輸入（默認(rèn)低電平，如按鍵檢測(cè)）；②輸出模式：推挽輸出（強(qiáng)驅(qū)動(dòng)，直接驅(qū)動(dòng)LED等小負(fù)載）、開漏輸出（需上拉，用于I2C等總線通信）；③復(fù)用模式：將GPIO復(fù)用為外設(shè)功能（如USART的TX/RX、SPI的SCK）；④模擬模式：用于ADC/DAC等模擬信號(hào)采集，關(guān)閉數(shù)字輸入輸出緩沖。五、綜合應(yīng)用題（每題10分，共20分）1.設(shè)計(jì)一個(gè)基于51單片機(jī)的定時(shí)控制系統(tǒng)，要求：晶振頻率11.0592MHz，使用定時(shí)器T0產(chǎn)生1秒的定時(shí)中斷，控制LED每1秒閃爍一次（LED接P1.0，低電平點(diǎn)亮）。（1）計(jì)算定時(shí)器T0的初值（工作在模式1）；（2）編寫中斷服務(wù)程序和主函數(shù)的核心代碼。答案：（1）計(jì)算初值：機(jī)器周期=12/11.0592MHz≈1.085μs；1秒=1000000μs，需計(jì)數(shù)次數(shù)=1000000/1.085≈921600次；模式1為16位定時(shí)器，最大計(jì)數(shù)65536次，因此需多次溢出：921600/65536=14次（14×65536=917504μs），剩余時(shí)間=1000000-917504=2496μs；剩余計(jì)數(shù)次數(shù)=2496/1.085≈2300次；初值=65536-2300=63236=0xF634（注：實(shí)際應(yīng)用中常用11.0592MHz晶振時(shí)，1秒定時(shí)可通過100ms中斷×10次實(shí)現(xiàn)，此處為簡(jiǎn)化計(jì)算）。（2）核心代碼：```cinclude<reg51.h>sbitLED=P1^0;unsignedcharcount=0;voidTimer0_Init(){TMOD=0x01;//T0模式1（16位定時(shí)器）TH0=0xF6;//初值高8位（0xF634）TL0=0x34;//初值低8位ET0=1;//允許T0中斷EA=1;//開總中斷TR0=1;//啟動(dòng)T0}voidTimer0_ISR()interrupt1{TH0=0xF6;//重裝初值TL0=0x34;count++;if(count>=14){//14次溢出≈1秒count=0;LED=~LED;//翻轉(zhuǎn)LED狀態(tài)}}voidmain(){Timer0_Init();while(1);//主循環(huán)等待中斷}```2.基于STM32F103單片機(jī)，使用I2C接口讀取溫濕度傳感器（如SHT20）的數(shù)據(jù)，要求：（1）簡(jiǎn)述硬件連接和軟件配置步驟；（2）編寫讀取濕度數(shù)據(jù)的偽代碼（包含起始信號(hào)、地址幀、數(shù)據(jù)幀、停止信號(hào)）。答案：（1）硬件連接：SHT20的SDA引腳接STM32的I2C_SDA（如PB7），SCL接I2C_SCL（如PB6），VCC接3.3V，GND接地；需在SDA和SCL引腳外接上拉電阻（4.7kΩ）。軟件配置步驟：①使能GPIOB和I2C1時(shí)鐘；②配置PB6、PB7為復(fù)用開漏輸出模式（I2C標(biāo)準(zhǔn)）；③初始化I2C1外設(shè)（設(shè)置時(shí)鐘頻率、占空比、最大速度）；④發(fā)送I2C起始信號(hào)；⑤發(fā)送SHT20從機(jī)地址（寫模式，7位地址+0）；⑥發(fā)送濕度測(cè)量命令（如0xE5）；⑦發(fā)送重復(fù)起始信號(hào)；⑧發(fā)送SHT20從機(jī)地址（讀模式，7位地址+1）；⑨讀取濕度數(shù)據(jù)（2字節(jié)）；⑩發(fā)送非應(yīng)答信號(hào)（NACK）；?發(fā)送停止信號(hào)；?計(jì)算濕度值（公式：濕度=(數(shù)據(jù)×125)/65536-6）。（2）讀取濕度的偽代碼：```cinclude"stm32f10x.h"defineSHT20_ADDR0x80//7位地址0x40，寫模式0x80，讀模式0x81voidI2C_Read_Humidity(){uint8_thumidity_data[2];//起始信號(hào)I2C_GenerateSTART(I2C1,ENABLE);while(!I2C_CheckEvent(I2C1,I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));//發(fā)送從機(jī)地址（寫）I2C_Send7bitAddress(I2C1,SHT20_ADDR,I2C_Direction_Transmitter);while(!I2C_CheckEvent(I2C1,I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_S