(2025年)單片機(jī)原理及應(yīng)用期末考試試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（每小題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16位程序計(jì)數(shù)器PCB.累加器A是8位寄存器C.數(shù)據(jù)指針DPTR是16位寄存器，可拆分為DPH和DPLD.程序狀態(tài)字PSW的P位用于指示累加器A中1的個(gè)數(shù)的奇偶性2.若8051單片機(jī)晶振頻率為12MHz，則其機(jī)器周期為（）A.1μsB.2μsC.0.5μsD.12μs3.執(zhí)行指令“MOVA,30H”后，A的內(nèi)容為（）A.30H（立即數(shù)）B.地址30H單元的內(nèi)容C.寄存器30H的內(nèi)容D.累加器A的原始內(nèi)容被清除4.8051單片機(jī)中，外部中斷0的中斷入口地址是（）A.0003HB.000BHC.0013HD.001BH5.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作在模式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6.以下哪種尋址方式不能用于訪問(wèn)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（）A.寄存器間接尋址B.直接尋址C.變址尋址D.立即尋址7.若P1口作為輸出口驅(qū)動(dòng)8個(gè)LED（共陽(yáng)極），則點(diǎn)亮LED的操作是向P1口寫入（）A.全0B.全1C.對(duì)應(yīng)位為0D.對(duì)應(yīng)位為18.串行口工作在方式1時(shí)，每幀數(shù)據(jù)包含（）A.1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位B.1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位奇偶校驗(yàn)位、1位停止位C.1位起始位、9位數(shù)據(jù)位、1位停止位D.1位起始位、7位數(shù)據(jù)位、1位停止位9.ADC0809與8051接口時(shí)，通常使用（）方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果A.無(wú)條件傳送B.查詢C.中斷D.B或C10.以下關(guān)于單片機(jī)最小系統(tǒng)的描述，正確的是（）A.僅需電源和晶振電路B.包括電源、晶振、復(fù)位電路和CPUC.不需要復(fù)位電路，可通過(guò)軟件復(fù)位D.晶振頻率越高，系統(tǒng)運(yùn)行越穩(wěn)定二、填空題（每空1分，共20分）1.8051單片機(jī)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，可位尋址的空間是______，對(duì)應(yīng)的地址范圍是______。2.指令“MOVC,20H”的源操作數(shù)尋址方式是______，目的操作數(shù)是______。3.若IP寄存器內(nèi)容為08H，則優(yōu)先級(jí)最高的中斷是______。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)值為______（十進(jìn)制）。5.串行口控制寄存器SCON中，REN位的作用是______，TI位的作用是______。6.P0口作為通用IO口使用時(shí)，需要外接______；作為地址/數(shù)據(jù)總線時(shí)，______（需要/不需要）上拉電阻。7.執(zhí)行“LCALL2000H”指令時(shí)，PC的當(dāng)前值會(huì)被壓入______，指令執(zhí)行后PC的值為______。8.A/D轉(zhuǎn)換的基本步驟包括采樣、______、量化和______。9.若晶振頻率為6MHz，機(jī)器周期為______μs；若需定時(shí)1ms，定時(shí)器模式1的初值應(yīng)為______（寫出計(jì)算式即可）。10.單片機(jī)擴(kuò)展片外程序存儲(chǔ)器時(shí)，使用______引腳作為片選信號(hào)，______引腳輸出低8位地址。三、簡(jiǎn)答題（每小題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述8051單片機(jī)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，說(shuō)明片內(nèi)ROM和片外ROM的訪問(wèn)方式區(qū)別。2.說(shuō)明中斷響應(yīng)的條件及中斷響應(yīng)過(guò)程（至少列出4個(gè)步驟）。3.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的4種工作模式中，模式2有何特點(diǎn)？舉例說(shuō)明其典型應(yīng)用場(chǎng)景。4.解釋IO口“準(zhǔn)雙向”的含義，以P1口為例說(shuō)明其作為輸入口時(shí)的操作注意事項(xiàng)。5.設(shè)計(jì)一個(gè)基于8051的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（使用DS18B20傳感器），簡(jiǎn)述硬件連接的關(guān)鍵引腳（至少3個(gè)）及軟件主流程的主要步驟。四、分析題（每小題10分，共20分）1.閱讀以下C語(yǔ)言程序，分析其功能并回答問(wèn)題：```cinclude<reg51.h>sbitLED=P1^0;voidtimer0_init(){TMOD=0x01;//定時(shí)器0模式1TH0=0xFC;//初值高8位TL0=0x66;//初值低8位ET0=1;//允許定時(shí)器0中斷EA=1;//總中斷允許TR0=1;//啟動(dòng)定時(shí)器0}voidtimer0_isr()interrupt1{TH0=0xFC;//重裝初值TL0=0x66;LED=~LED;//LED取反}voidmain(){timer0_init();while(1);}```（1）定時(shí)器0的定時(shí)時(shí)間是多少？（晶振頻率12MHz）（2）程序?qū)崿F(xiàn)了什么功能？（3）若需將LED閃爍頻率提高1倍，應(yīng)如何修改初值？2.分析以下匯編程序段，說(shuō)明其功能并計(jì)算執(zhí)行后的結(jié)果：```asmMOVA,25HMOVB,04HMULABMOVR0,AMOVR1,B```五、綜合應(yīng)用題（20分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于8051單片機(jī)的智能路燈控制系統(tǒng)，要求：（1）硬件部分：使用光敏電阻（通過(guò)ADC0809采樣）檢測(cè)環(huán)境光照，當(dāng)光照強(qiáng)度低于閾值時(shí)，控制繼電器閉合點(diǎn)亮路燈；光照高于閾值時(shí)斷開繼電器。（2）軟件部分：包含主程序流程、ADC0809的查詢采樣子程序、閾值比較與繼電器控制邏輯。要求：畫出簡(jiǎn)化的硬件連接圖（用文字描述關(guān)鍵引腳連接），寫出主程序的偽代碼（或流程圖描述），并說(shuō)明ADC0809的初始化和采樣步驟。答案一、單項(xiàng)選擇題1.D2.A3.A4.A5.C6.B7.C8.A9.D10.B二、填空題1.片內(nèi)RAM的20H-2FH單元；00H-7FH（注：位尋址空間為20H-2FH，對(duì)應(yīng)位地址00H-7FH）2.位尋址；進(jìn)位標(biāo)志位C3.串行口中斷（IP=08H時(shí)，PS=1，串行口優(yōu)先級(jí)最高）4.255（模式2為8位自動(dòng)重裝，最大計(jì)數(shù)值2^8-1=255）5.允許串行接收；發(fā)送中斷標(biāo)志位6.上拉電阻；不需要7.堆棧；2000H8.保持；編碼9.2；初值=65536-(1ms/1μs)=65536-1000=64536（即0xFC66）10./PSEN；P0口（P0輸出低8位地址，P2輸出高8位地址）三、簡(jiǎn)答題1.8051采用哈佛結(jié)構(gòu)，程序存儲(chǔ)器（ROM）和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）獨(dú)立編址。片內(nèi)ROM（4KB）和片外ROM（最大64KB）統(tǒng)一編址，訪問(wèn)時(shí)通過(guò)/EA引腳控制：/EA=1時(shí)，先訪問(wèn)片內(nèi)ROM（0000H-0FFFH），超出后自動(dòng)轉(zhuǎn)向片外；/EA=0時(shí)，全部訪問(wèn)片外ROM。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器片內(nèi)（128B/256B）和片外（64KB）獨(dú)立，片內(nèi)用MOV指令，片外用MOVX指令。2.中斷響應(yīng)條件：（1）有中斷請(qǐng)求且未被屏蔽；（2）當(dāng)前指令執(zhí)行完畢；（3）若為高級(jí)中斷，需等待低級(jí)中斷處理完成；（4）不處于RETI或訪問(wèn)IE/IP指令的執(zhí)行期間。響應(yīng)過(guò)程：（1）保護(hù)斷點(diǎn)（PC值壓棧）；（2）清除中斷標(biāo)志（部分需軟件清除）；（3）跳轉(zhuǎn)到對(duì)應(yīng)中斷入口地址（如外部中斷0為0003H）；（4）執(zhí)行中斷服務(wù)程序；（5）RETI指令恢復(fù)斷點(diǎn)，返回主程序。3.模式2是8位自動(dòng)重裝模式，TLx作為計(jì)數(shù)器，THx保存初值，計(jì)數(shù)溢出時(shí)自動(dòng)將THx內(nèi)容重裝到TLx。特點(diǎn)：無(wú)需軟件重裝初值，定時(shí)精度高。典型應(yīng)用：波特率發(fā)生器（串行通信中需穩(wěn)定的時(shí)鐘）、周期性短時(shí)間定時(shí)（如ADC采樣間隔）。4.準(zhǔn)雙向IO口指每個(gè)引腳有上拉電阻，作為輸出時(shí)可直接寫0/1；作為輸入時(shí)需先寫1（使上拉電阻工作，避免外部信號(hào)被拉低），否則可能讀取錯(cuò)誤。以P1口為例，若要讀取P1.2的輸入值，需先執(zhí)行“P1|=0x04”（將P1.2置1），再讀取P1口數(shù)據(jù)，否則若P1.2之前輸出過(guò)0，內(nèi)部MOS管導(dǎo)通，會(huì)拉低引腳電平，導(dǎo)致輸入讀取錯(cuò)誤。5.硬件連接：DS18B20的DQ引腳接P3.2（外部中斷0或通用IO），VCC接+5V，GND接地；LCD1602的RS接P2.0，RW接P2.1，E接P2.2，數(shù)據(jù)總線D0-D7接P0口；單片機(jī)晶振接11.0592MHz，復(fù)位電路接RST引腳。軟件主流程：（1）初始化：LCD初始化、DS18B20初始化、定時(shí)器初始化（用于延時(shí)）；（2）循環(huán)：發(fā)送DS18B20溫度轉(zhuǎn)換命令，等待轉(zhuǎn)換完成，讀取溫度數(shù)據(jù)；（3）數(shù)據(jù)處理：將16位溫度值轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制（如0x0190對(duì)應(yīng)25.0℃）；（4）LCD顯示溫度值；（5）若溫度超過(guò)閾值（如35℃），觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警（P3.7置0）；否則關(guān)閉報(bào)警。四、分析題1.（1）晶振12MHz，機(jī)器周期1μs。模式1為16位定時(shí)器，初值0xFC66（十進(jìn)制64536），計(jì)數(shù)次數(shù)=65536-64536=1000次，定時(shí)時(shí)間=1000×1μs=1ms。（2）程序通過(guò)定時(shí)器0中斷實(shí)現(xiàn)LED（P1.0）以2ms為周期（1ms翻轉(zhuǎn)一次）閃爍。（3）閃爍頻率提高1倍，即周期變?yōu)?ms（0.5ms翻轉(zhuǎn)一次），需將定時(shí)時(shí)間改為0.5ms。計(jì)數(shù)次數(shù)=500，初值=65536-500=65036（0xFE0C），修改TH0=0xFE，TL0=0x0C。2.程序功能：將累加器A（25H=37）與寄存器B（04H=4）相乘，結(jié)果存入R0（低8位）和R1（高8位）。計(jì)算過(guò)程：37×4=148（十進(jìn)制）=0x94。A中結(jié)果為0x94（低8位），B中結(jié)果為0x00（高8位）。因此，R0=0x94，R1=0x00。五、綜合應(yīng)用題硬件連接描述：-8051單片機(jī)：P0口接ADC0809的D0-D7（數(shù)據(jù)總線）；P2.0接ADC0809的ALE（地址鎖存）和START（啟動(dòng)轉(zhuǎn)換）（或分開連接）；P3.2接EOC（轉(zhuǎn)換完成標(biāo)志）；P2.1接OE（輸出允許）；繼電器控制引腳接P1.0（經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路，如三極管）；光敏電阻與固定電阻分壓后接ADC0809的IN0通道（地址A0=0）。主程序偽代碼：```初始化：配置P0口為輸入/輸出；設(shè)置ADC0809通道（IN0，A0=0）；閾值設(shè)置（如光照閾值對(duì)應(yīng)ADC值為0x80）；主循環(huán)：調(diào)用ADC采樣子程序；比較采樣值與閾值：若采樣值<閾值（光照弱）：P1.0=0（繼電器閉合，路燈亮）；否則：P1.0=1（繼電器斷開，路燈滅）；延時(shí)1秒（防止頻繁切換）；```ADC0809初