2025年單片機(jī)練習(xí)試題附答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下關(guān)于51單片機(jī)PSW寄存器的描述，正確的是（）A.CY位為奇偶校驗(yàn)位B.OV位為溢出標(biāo)志位，僅在無符號(hào)數(shù)運(yùn)算時(shí)有效C.AC位為輔助進(jìn)位標(biāo)志位，用于低四位向高四位的進(jìn)位判斷D.P位為進(jìn)位標(biāo)志位，反映累加器A中1的個(gè)數(shù)的奇偶性2.STM32F103系列單片機(jī)中，若使用內(nèi)部8MHz晶振，通過PLL鎖相環(huán)倍頻至72MHz系統(tǒng)時(shí)鐘，其PLL倍頻系數(shù)應(yīng)設(shè)置為（）A.6B.8C.9D.123.51單片機(jī)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.自動(dòng)重裝8位4.以下關(guān)于I2C總線的描述，錯(cuò)誤的是（）A.采用漏極開路輸出，需上拉電阻B.數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，SCL為高電平期間SDA必須保持穩(wěn)定C.總線上每個(gè)設(shè)備有唯一7位或10位地址D.支持多主設(shè)備競爭，通過SDA線仲裁5.STM32的ADC模塊若配置為12位分辨率，參考電壓為3.3V，則其最小量化單位為（）A.0.805mVB.1.61mVC.3.22mVD.4.02mV6.51單片機(jī)串行口工作在模式1時(shí)，其波特率由（）決定A.定時(shí)器0的溢出率B.定時(shí)器1的溢出率C.內(nèi)部時(shí)鐘直接分頻D.外部晶振頻率7.STM32的GPIO引腳配置為推挽輸出模式時(shí)，以下說法正確的是（）A.高電平輸出時(shí)引腳為高阻態(tài)B.適合連接容性負(fù)載或需要更大驅(qū)動(dòng)能力的場景C.無法直接連接I2C總線D.低電平輸出時(shí)電流由外部上拉提供8.以下關(guān)于中斷優(yōu)先級(jí)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.51單片機(jī)中，外部中斷0優(yōu)先級(jí)高于定時(shí)器0中斷B.STM32的NVIC支持搶占優(yōu)先級(jí)和子優(yōu)先級(jí)分級(jí)C.當(dāng)高優(yōu)先級(jí)中斷正在執(zhí)行時(shí)，低優(yōu)先級(jí)中斷無法打斷D.同一優(yōu)先級(jí)的中斷按硬件固定順序響應(yīng)9.若需用STM32的TIM3定時(shí)器實(shí)現(xiàn)1ms定時(shí)中斷，系統(tǒng)時(shí)鐘為72MHz，預(yù)分頻器（PSC）設(shè)置為71，則自動(dòng)重裝寄存器（ARR）的值應(yīng)為（）A.999B.1000C.7199D.720010.51單片機(jī)中，當(dāng)外部中斷0設(shè)置為邊沿觸發(fā)方式時(shí)，觸發(fā)條件為（）A.引腳電平由高變低B.引腳電平由低變高C.引腳持續(xù)高電平D.引腳持續(xù)低電平二、填空題（每空2分，共20分）1.STM32F103的RCC模塊中，HSI表示______，HSE表示______。2.51單片機(jī)中，累加器A的地址為______，程序計(jì)數(shù)器PC的寬度為______位。3.I2C總線的起始信號(hào)是______，停止信號(hào)是______。4.STM32的ADC轉(zhuǎn)換完成后，數(shù)據(jù)可通過______寄存器讀取，若使用DMA傳輸，需配置______通道。5.51單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作模式中，模式______為8位自動(dòng)重裝模式，適合需要頻繁定時(shí)的場景。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述51單片機(jī)與STM32單片機(jī)在中斷處理機(jī)制上的主要差異。2.說明如何配置STM32的UART串口實(shí)現(xiàn)9600bps通信（系統(tǒng)時(shí)鐘72MHz，無流控），需列出關(guān)鍵寄存器或HAL庫函數(shù)。3.分析51單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的四種工作模式，指出各自適用場景。4.比較SPI、I2C、UART三種串行通信協(xié)議的特點(diǎn)（從線數(shù)、同步/異步、速率、主從關(guān)系等方面）。5.設(shè)計(jì)一個(gè)基于STM32的溫度采集系統(tǒng)，使用DS18B20數(shù)字溫度傳感器，簡述硬件連接和軟件流程。四、編程題（每題10分，共20分）1.基于51單片機(jī)（晶振11.0592MHz），編寫程序?qū)崿F(xiàn)：通過P1.0引腳輸出周期為2ms的方波（占空比50%），要求使用定時(shí)器1的模式2（自動(dòng)重裝）實(shí)現(xiàn)。2.基于STM32F103（系統(tǒng)時(shí)鐘72MHz），使用HAL庫編寫代碼，配置TIM2的通道1（PA0）輸出PWM波，頻率1kHz，占空比30%，并在主循環(huán)中逐步增加占空比至80%后循環(huán)。答案一、單項(xiàng)選擇題1.C2.C3.C4.D5.A6.B7.B8.A9.A10.A二、填空題1.內(nèi)部高速時(shí)鐘；外部高速時(shí)鐘2.0E0H；163.SCL高電平期間SDA由高變低；SCL高電平期間SDA由低變高4.DR（數(shù)據(jù)寄存器）；ADC對(duì)應(yīng)的DMA5.2三、簡答題1.主要差異：-51單片機(jī)中斷源固定（5-8個(gè)），優(yōu)先級(jí)固定（2級(jí)），無嵌套；STM32中斷源豐富（數(shù)十個(gè)），支持搶占優(yōu)先級(jí)和子優(yōu)先級(jí)（4位分組），可嵌套。-51中斷響應(yīng)后需軟件清除標(biāo)志位（部分需手動(dòng)）；STM32通過NVIC自動(dòng)管理中斷標(biāo)志。-51中斷入口地址固定（如外部中斷0為0003H）；STM32通過向量表跳轉(zhuǎn)，支持重定向。2.配置步驟：-使能USART1和GPIOA時(shí)鐘（RCC_APB2PeriphClockCmd）。-配置PA9（TX）為復(fù)用推挽輸出，PA10（RX）為浮空輸入（GPIO_Init）。-初始化USART參數(shù)：波特率9600，數(shù)據(jù)位8，停止位1，無校驗(yàn)（USART_InitStruct）。-計(jì)算波特率分頻值：波特率=72MHz/(16×USARTDIV)，USARTDIV=72e6/(16×9600)=468.75，對(duì)應(yīng)BRR=0x1D4C（整數(shù)部分468=0x1D4，小數(shù)部分0.75×16=12=0xC）。-使能USART（USART_Cmd(ENABLE)）。-HAL庫函數(shù)示例：HAL_UART_Init(&huart1)，其中huart1.Init.BaudRate=9600，Mode=UART_MODE_TX_RX等。3.51定時(shí)器四種模式：-模式0：13位計(jì)數(shù)器（THx高8位+TLx低5位），兼容早期單片機(jī)，現(xiàn)少用。-模式1：16位計(jì)數(shù)器（THx和TLx各8位），適合長時(shí)間定時(shí)（如1ms以上），但需軟件重裝初值。-模式2：8位自動(dòng)重裝（TLx計(jì)數(shù)，THx保存初值），適合固定周期場景（如波特率發(fā)生器）。-模式3：僅定時(shí)器0可用，拆分為兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器（T0和T1部分功能失效），用于需要兩個(gè)獨(dú)立計(jì)數(shù)器的簡單場景。4.協(xié)議比較：-線數(shù)：SPI（SCLK、MOSI、MISO、NSS，4線）；I2C（SCL、SDA，2線）；UART（TX、RX，2線，可選RTS/CTS）。-同步/異步：SPI、I2C為同步（帶時(shí)鐘線）；UART為異步（無時(shí)鐘，靠波特率同步）。-速率：SPI最高（可達(dá)數(shù)十Mbps）；I2C標(biāo)準(zhǔn)模式100kbps，快速模式400kbps；UART通?！?15200bps（部分可達(dá)數(shù)Mbps）。-主從關(guān)系：SPI支持單主多從（NSS片選）；I2C支持多主多從（地址識(shí)別）；UART通常為主從或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)。5.硬件連接：DS18B20的DQ引腳接STM32的任意GPIO（如PA1），VCC接3.3V，GND接地，需外接4.7kΩ上拉電阻。軟件流程：-初始化GPIO為開漏輸出/輸入模式。-發(fā)送復(fù)位脈沖（拉低DQ≥480μs，釋放后等待15-60μs，檢測DS18B20的存在脈沖）。-發(fā)送ROM命令（如SKIPROM0xCC，跳過地址匹配）。-發(fā)送功能命令（如CONVERTT0x44，啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換）。-等待轉(zhuǎn)換完成（通過讀取DQ狀態(tài)或延時(shí)750ms）。-再次復(fù)位，發(fā)送讀寄存器命令（READSCRATCHPAD0xBE）。-讀取9字節(jié)暫存器，前兩字節(jié)為溫度數(shù)據(jù)（低8位和高8位）。-解析溫度值（符號(hào)位+數(shù)值位，轉(zhuǎn)換為實(shí)際溫度=（高字節(jié)<<8|低字節(jié)）×0.0625℃）。四、編程題1.51單片機(jī)程序（晶振11.0592MHz，周期2ms方波，占空比50%）：```cinclude<reg51.h>sbitP1_0=P1^0;voidTimer1_Init(){TMOD|=0x20;//定時(shí)器1模式2（自動(dòng)重裝）TH1=0xFD;//定時(shí)1ms初值：機(jī)器周期=12/11.0592MHz≈1.085μs，1ms/1.085μs≈921，256-921=0xFD（注：實(shí)際計(jì)算應(yīng)為：初值=256-(1ms×11.0592MHz)/12=256-(1000×11.0592)/12=256-921.6≈0xFD）TL1=0xFD;ET1=1;//使能定時(shí)器1中斷TR1=1;//啟動(dòng)定時(shí)器1EA=1;//總中斷使能}voidTimer1_ISR()interrupt3{P1_0=~P1_0;//翻轉(zhuǎn)P1.0，周期2ms（1ms翻轉(zhuǎn)一次）}voidmain(){Timer1_Init();while(1);//主循環(huán)等待中斷}```2.STM32HAL庫程序（TIM2通道1，PA0，1kHzPWM，占空比30%→80%循環(huán)）：```cinclude"stm32f1xx_hal.h"TIM_HandleTypeDefhtim2;voidTIM2_PWM_Init(){TIM_OC_InitTypeDefsConfigOC;__HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct={0};GPIO_InitStruct.Pin=GPIO_PIN_0;GPIO_InitStruct.Mode=GPIO_MODE_AF_PP;//復(fù)用推挽輸出GPIO_InitStruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);htim2.Instance=TIM2;htim2.Init.Prescaler=71;//72MHz/(71+1)=1MHz時(shí)鐘htim2.Init.CounterMode=TIM_COUNTERMODE_UP;htim2.Init.Period=999;//1MHz/1000=1kHz頻率（ARR=999）htim2.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;HAL_TIM_PWM_Init(&htim2);sConfigOC.OCMode=TIM_OCMODE_PWM1;sConfigOC.Pulse=300;//初始占空比30%（300/1000）sConfigOC.OCPolarity=TIM_OCPOLARITY_HIGH;sConfigOC.OCFastMode=TIM_OCFAST_DISABLE;HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim2,&sConfigOC,TIM_CHANNEL_1);HAL_TIM_PWM_Start(&htim2,TIM_CHANNEL_1);//啟動(dòng)PWM輸出}intmain(void){HAL_Init();TIM2_PWM_Init();uint16_tduty=30