2025年單片機(jī)原理與應(yīng)用試題(含參考答案)一、單項(xiàng)選擇題（每小題2分，共20分）1.8051單片機(jī)CPU的核心部件是（）。A.運(yùn)算器和控制器B.累加器和寄存器組C.程序計(jì)數(shù)器和堆棧指針D.數(shù)據(jù)指針和地址鎖存器2.以下關(guān)于8051單片機(jī)PSW寄存器的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.CY為進(jìn)位標(biāo)志位B.AC為輔助進(jìn)位標(biāo)志位C.OV為奇偶校驗(yàn)標(biāo)志位D.P為累加器A的奇偶標(biāo)志位3.若8051單片機(jī)晶振頻率為11.0592MHz，則其機(jī)器周期為（）。A.1μsB.1.085μsC.2μsD.12μs4.8051單片機(jī)中，用于存儲(chǔ)程序的只讀存儲(chǔ)器是（）。A.內(nèi)部RAMB.外部RAMC.內(nèi)部ROMD.特殊功能寄存器5.當(dāng)8051單片機(jī)執(zhí)行MOVXA，@DPTR指令時(shí)，涉及的總線是（）。A.僅數(shù)據(jù)總線B.地址總線和數(shù)據(jù)總線C.控制總線和數(shù)據(jù)總線D.地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線6.8051單片機(jī)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作于模式2時(shí)，其最大計(jì)數(shù)次數(shù)為（）。A.256B.65536C.128D.81927.以下哪種中斷源在8051單片機(jī)中優(yōu)先級(jí)最高？（）A.外部中斷0B.定時(shí)器0溢出中斷C.外部中斷1D.串行口中斷8.ADC0809是8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器，其分辨率為（）。A.1/256B.1/128C.1/64D.1/10249.8051單片機(jī)中，堆棧操作遵循（）。A.先進(jìn)先出原則B.后進(jìn)先出原則C.隨機(jī)訪問原則D.順序訪問原則10.若要使8051單片機(jī)的P1口作為輸入口使用，需先向P1口寫入（）。A.00HB.FFHC.55HD.AAH二、填空題（每空1分，共20分）1.8051單片機(jī)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）低128字節(jié)可分為______、______和______三個(gè)區(qū)域。2.8051單片機(jī)的程序計(jì)數(shù)器（PC）是______位寄存器，其作用是______。3.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的四種工作模式中，______模式為16位自動(dòng)重裝初值模式，______模式可將定時(shí)器0拆分為兩個(gè)8位定時(shí)器。4.8051單片機(jī)的中斷系統(tǒng)中，中斷允許寄存器IE的字節(jié)地址為______，其中EA位是______。5.若晶振頻率為12MHz，定時(shí)器0工作于模式1，則其最大定時(shí)時(shí)間為______μs；若需定時(shí)10ms，應(yīng)設(shè)置初值為______（請(qǐng)用十六進(jìn)制表示）。6.串行口工作于方式1時(shí)，一幀數(shù)據(jù)包含______位，其中______位為起始位，______位為停止位。7.8051單片機(jī)擴(kuò)展外部RAM時(shí)，ALE引腳的作用是______，WR引腳的作用是______。8.若某DAC轉(zhuǎn)換器的分辨率為0.01V，參考電壓為5V，則其位數(shù)為______位（取整數(shù)）。三、簡答題（每小題6分，共30分）1.簡述哈佛結(jié)構(gòu)與馮諾依曼結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別，并說明8051單片機(jī)采用哪種結(jié)構(gòu)。2.說明8051單片機(jī)中程序狀態(tài)字寄存器（PSW）各主要標(biāo)志位的含義（至少列出4個(gè)）。3.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的“定時(shí)”與“計(jì)數(shù)”功能有何本質(zhì)區(qū)別？分別舉例說明其應(yīng)用場景。4.簡述8051單片機(jī)中斷響應(yīng)的過程（需包含中斷標(biāo)志清除的規(guī)則）。5.說明A/D轉(zhuǎn)換的主要步驟，并列舉兩種常見的A/D轉(zhuǎn)換類型。四、分析題（每小題10分，共20分）1.閱讀以下8051匯編程序，分析其功能并說明執(zhí)行后的結(jié)果：```assemblyMOVA,35HMOVB,04HMULABMOVR0,20HMOV@R0,AINCR0MOV@R0,B```2.某8051單片機(jī)系統(tǒng)使用定時(shí)器1（模式2）產(chǎn)生100μs定時(shí)中斷，晶振頻率為6MHz。（1）計(jì)算定時(shí)器1的初值（要求寫出計(jì)算過程）；（2）寫出定時(shí)器1的初始化程序（包括中斷允許和模式設(shè)置）。五、綜合設(shè)計(jì)題（20分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于8051單片機(jī)的溫度監(jiān)控系統(tǒng)，要求實(shí)現(xiàn)以下功能：-使用DS18B20數(shù)字溫度傳感器采集環(huán)境溫度；-通過LCD1602顯示當(dāng)前溫度（格式：“TEMP:25.6℃”）；-當(dāng)溫度超過35℃時(shí)，控制蜂鳴器發(fā)出報(bào)警（頻率1kHz，持續(xù)鳴叫）。要求：（1）畫出簡化的硬件連接圖（標(biāo)出單片機(jī)、DS18B20、LCD1602、蜂鳴器的關(guān)鍵引腳連接）；（2）說明軟件主流程（可用流程圖或文字描述）；（3）編寫關(guān)鍵部分的C51代碼（包括傳感器初始化、溫度讀取、顯示更新、報(bào)警判斷）。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.A2.C3.B4.C5.D6.A7.A8.A9.B10.B二、填空題1.工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)、用戶RAM區(qū)2.16、存放下一條要執(zhí)行指令的地址3.模式2、模式34.A8H、全局中斷允許控制位5.65536、FC67H（計(jì)算：12MHz晶振，機(jī)器周期1μs，模式1為16位，最大定時(shí)65536μs；10ms=10000μs，初值=65536-10000=55536=FC67H）6.10、1、17.地址鎖存信號(hào)輸出、外部RAM寫控制信號(hào)8.9（計(jì)算：分辨率=Vref/(2^n-1)，0.01=5/(2^n-1)，2^n≈501，n≈9）三、簡答題1.哈佛結(jié)構(gòu)的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開，有獨(dú)立的總線；馮諾依曼結(jié)構(gòu)程序和數(shù)據(jù)共享存儲(chǔ)器及總線。8051采用哈佛結(jié)構(gòu)。2.CY（進(jìn)位標(biāo)志，運(yùn)算產(chǎn)生進(jìn)位或借位時(shí)置1）；AC（輔助進(jìn)位，低四位向高四位進(jìn)位時(shí)置1）；F0（用戶標(biāo)志位，可自定義）；RS1、RS0（工作寄存器組選擇位）；OV（溢出標(biāo)志，有符號(hào)數(shù)運(yùn)算溢出時(shí)置1）；P（奇偶標(biāo)志，累加器A中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)置1）。3.定時(shí)功能基于內(nèi)部時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)（如產(chǎn)生精確時(shí)間延遲）；計(jì)數(shù)功能基于外部脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)（如統(tǒng)計(jì)產(chǎn)品數(shù)量）。本質(zhì)區(qū)別：計(jì)數(shù)脈沖來源不同（內(nèi)部時(shí)鐘/外部引腳）。4.中斷響應(yīng)過程：檢測到中斷請(qǐng)求→檢查中斷允許（EA=1且對(duì)應(yīng)中斷允許位=1）→保護(hù)斷點(diǎn)（PC值壓棧）→清除中斷標(biāo)志（部分中斷需軟件清除）→執(zhí)行中斷服務(wù)程序→恢復(fù)斷點(diǎn)（PC值出棧）→返回主程序。5.A/D轉(zhuǎn)換步驟：采樣→保持→量化→編碼。常見類型：逐次逼近型（如ADC0809）、雙積分型（如ICL7109）。四、分析題1.功能：將35H（十進(jìn)制53）與04H（十進(jìn)制4）相乘，結(jié)果高8位存入21H單元，低8位存入20H單元。執(zhí)行結(jié)果：53×4=212=00D4H，故(20H)=D4H，(21H)=00H。2.（1）晶振6MHz，機(jī)器周期=2μs（12/6=2）。模式2為8位自動(dòng)重裝，定時(shí)時(shí)間=（256-初值）×機(jī)器周期。100μs=（256-初值）×2μs→256-初值=50→初值=206=CEH。（2）初始化程序：```cTMOD|=0x20;//定時(shí)器1模式2（高4位為10）TH1=0xCE;//初值TL1=0xCE;ET1=1;//允許定時(shí)器1中斷EA=1;//開全局中斷TR1=1;//啟動(dòng)定時(shí)器1```五、綜合設(shè)計(jì)題（1）硬件連接：-8051單片機(jī)：P1.0接DS18B20的數(shù)據(jù)引腳DQ；P2口（P2.0~P2.7）接LCD1602的DB0~DB7；P3.0接LCD1602的RS（數(shù)據(jù)/命令選擇），P3.1接RW（讀寫控制），P3.2接E（使能信號(hào)）；P3.7接蜂鳴器（通過三極管驅(qū)動(dòng)）。（2）軟件主流程：初始化（單片機(jī)、DS18B20、LCD1602）→循環(huán)執(zhí)行：①發(fā)送DS18B20溫度轉(zhuǎn)換命令；②讀取溫度數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換為實(shí)際溫度值（×0.0625）；③LCD顯示溫度值；④判斷溫度是否＞35℃：若是，P3.7輸出方波（1kHz，周期1ms，高低電平各0.5ms）；否則，P3.7置低。（3）關(guān)鍵C51代碼：```cinclude<reg51.h>include<intrins.h>sbitDQ=P1^0;//DS18B20數(shù)據(jù)引腳sbitBuzzer=P3^7;//蜂鳴器控制引腳sbitRS=P3^0;//LCDRS引腳sbitRW=P3^1;//LCDRW引腳sbitEN=P3^2;//LCDEN引腳//DS18B20初始化函數(shù)bitInit_DS18B20(){bitpresence;DQ=1;_nop_();DQ=0;delay_us(500);//拉低480~960μsDQ=1;delay_us(60);//等待響應(yīng)presence=DQ;delay_us(440);//等待恢復(fù)returnpresence;}//讀取DS18B20溫度函數(shù)floatRead_Temp(){unsignedchartempL,tempH;unsignedinttemp;floattemperature;Init_DS18B20();Write_DS18B20(0xCC);//跳過ROMWrite_DS18B20(0x44);//啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換delay_ms(750);//等待轉(zhuǎn)換完成Init_DS18B20();Write_DS18B20(0xCC);Write_DS18B20(0xBE);//讀取溫度寄存器tempL=Read_DS18B20();//低8位tempH=Read_DS18B20();//高8位temp=(tempH<<8)|tempL;temperature=temp0.0625;returntemperature;}//LCD寫命令函數(shù)voidLCD_WriteCmd(unsignedcharcmd){RS=0;RW=0;EN=0;P2=cmd;delay_ms(2);EN=1;delay_ms(2);EN=0;}//主函數(shù)voidmain(){floattemp;LCD_Init();//LCD初始化（需補(bǔ)充具體初始化代碼）while(1)