(2025年)單片機(jī)考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每小題2分，共20分）1.以下關(guān)于STC89C52單片機(jī)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.片內(nèi)集成8KBFlash程序存儲(chǔ)器B.擁有3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器C.支持51系列單片機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)指令集D.通用IO口（P0-P3）均具有線(xiàn)與特性2.若晶振頻率為11.0592MHz，采用定時(shí)器1模式2作為UART波特率發(fā)生器，設(shè)置波特率為9600bps時(shí)，定時(shí)器初值應(yīng)設(shè)置為（）（注：SMOD=0）A.0xFDB.0xFAC.0xFBD.0xFE3.51單片機(jī)執(zhí)行“MOVA,30H”指令時(shí)，操作數(shù)的尋址方式是（）A.寄存器尋址B.直接尋址C.立即尋址D.寄存器間接尋址4.關(guān)于中斷優(yōu)先級(jí)的描述，正確的是（）A.同一優(yōu)先級(jí)的中斷請(qǐng)求按查詢(xún)順序響應(yīng)B.高優(yōu)先級(jí)中斷可以被低優(yōu)先級(jí)中斷嵌套C.51單片機(jī)默認(rèn)所有中斷優(yōu)先級(jí)相同D.中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP只能通過(guò)位操作修改5.某單片機(jī)系統(tǒng)需要檢測(cè)外部按鍵的短按（<500ms）和長(zhǎng)按（≥1s）事件，最合理的檢測(cè)方法是（）A.持續(xù)查詢(xún)IO口狀態(tài)，通過(guò)軟件延時(shí)消抖B.配置外部中斷為邊沿觸發(fā)，結(jié)合定時(shí)器中斷計(jì)時(shí)C.利用ADC檢測(cè)按鍵分壓值區(qū)分按壓力度D.使用硬件消抖電路配合計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)6.STM32F103單片機(jī)的NVIC（嵌套向量中斷控制器）支持的最大中斷優(yōu)先級(jí)位數(shù)是（）A.2位B.4位C.6位D.8位7.若需要在51單片機(jī)中實(shí)現(xiàn)PWM調(diào)光功能（占空比0%-100%可調(diào)），最常用的方法是（）A.使用DAC輸出模擬電壓B.配置定時(shí)器中斷翻轉(zhuǎn)IO口，調(diào)整高低電平時(shí)間C.利用IO口直接輸出方波，通過(guò)軟件延時(shí)控制D.調(diào)用片內(nèi)PWM模塊（如PCA模塊）8.關(guān)于I2C總線(xiàn)的描述，錯(cuò)誤的是（）A.僅需SCL和SDA兩根信號(hào)線(xiàn)B.支持多主設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)仲裁C.數(shù)據(jù)傳輸時(shí)SCL為高電平期間SDA必須保持穩(wěn)定D.從設(shè)備地址為7位，無(wú)法擴(kuò)展為10位9.某系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)采集溫度傳感器（輸出0-3V模擬信號(hào)），要求分辨率優(yōu)于0.1V，應(yīng)選擇的ADC位數(shù)至少為（）A.8位（0-5V量程）B.10位（0-3V量程）C.12位（0-5V量程）D.14位（0-3V量程）10.低功耗模式下，單片機(jī)保留RAM數(shù)據(jù)但關(guān)閉CPU時(shí)鐘的模式是（）A.停機(jī)模式（StopMode）B.睡眠模式（SleepMode）C.待機(jī)模式（StandbyMode）D.深度睡眠模式（DeepSleepMode）二、填空題（每空2分，共20分）1.STC89C52單片機(jī)的程序計(jì)數(shù)器是______位寄存器，其復(fù)位值為_(kāi)_____。2.若晶振頻率為12MHz，定時(shí)器0模式1的最大定時(shí)時(shí)間為_(kāi)_____μs；若需要實(shí)現(xiàn)50ms定時(shí)，初值應(yīng)設(shè)置為_(kāi)_____（高位在前，十六進(jìn)制表示）。3.UART通信中，若設(shè)置數(shù)據(jù)位為8位、奇偶校驗(yàn)位為奇校驗(yàn)、停止位為1位，則一幀數(shù)據(jù)共______位；若波特率為4800bps，每幀數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間約為_(kāi)_____ms（保留2位小數(shù)）。4.STM32F103的GPIO引腳配置為推挽輸出時(shí)，______（能/不能）直接驅(qū)動(dòng)LED；配置為開(kāi)漏輸出時(shí)，需外接______才能正常輸出高電平。5.檢測(cè)按鍵抖動(dòng)時(shí)，通常需要______ms的消抖時(shí)間；若使用定時(shí)器中斷實(shí)現(xiàn)消抖，中斷周期應(yīng)設(shè)置為_(kāi)_____ms。三、簡(jiǎn)答題（每小題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述51單片機(jī)中斷響應(yīng)的條件及過(guò)程。2.比較51單片機(jī)定時(shí)器模式1與模式2的區(qū)別，并說(shuō)明模式2的典型應(yīng)用場(chǎng)景。3.說(shuō)明I2C總線(xiàn)中“起始信號(hào)”和“停止信號(hào)”的時(shí)序要求，并畫(huà)出時(shí)序示意圖（文字描述即可）。4.分析STM32單片機(jī)使用DMA傳輸數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)，列舉至少2個(gè)適用場(chǎng)景。5.設(shè)計(jì)一個(gè)基于51單片機(jī)的溫度報(bào)警系統(tǒng)，要求溫度超過(guò)30℃時(shí)點(diǎn)亮LED并蜂鳴器報(bào)警。請(qǐng)簡(jiǎn)述硬件設(shè)計(jì)要點(diǎn)及軟件流程。四、編程題（共20分）1.（10分）使用STC89C52單片機(jī)，晶振11.0592MHz，要求通過(guò)P1.0引腳輸出頻率為1kHz的方波（占空比50%）。請(qǐng)編寫(xiě)C51程序?qū)崿F(xiàn)該功能（需包含寄存器配置、中斷服務(wù)函數(shù)及主函數(shù)）。2.（10分）使用STM32F103單片機(jī)（庫(kù)函數(shù)編程），通過(guò)ADC1的通道5（PA5）采集0-3.3V模擬電壓，每1秒讀取一次數(shù)據(jù)并通過(guò)USART1（波特率115200）發(fā)送至上位機(jī)（格式：“Voltage:X.XXV”）。要求寫(xiě)出關(guān)鍵配置代碼（包括RCC、GPIO、ADC、USART、定時(shí)器及中斷配置）。五、綜合設(shè)計(jì)題（共10分）設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的智能花盆系統(tǒng)，要求實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤濕度（使用電阻式濕度傳感器，輸出0-3V模擬信號(hào)）；（2）當(dāng)濕度低于20%（對(duì)應(yīng)電壓1V）時(shí)，控制微型水泵澆水10秒；（3）通過(guò)LCD1602顯示當(dāng)前濕度（百分比，保留1位小數(shù)）；（4）支持按鍵手動(dòng)澆水（短按啟動(dòng)，長(zhǎng)按5秒停止）。請(qǐng)完成以下設(shè)計(jì)：（1）硬件電路框圖（標(biāo)注主要模塊及連接關(guān)系）；（2）軟件主流程（用文字描述關(guān)鍵步驟）；（3）濕度值計(jì)算方法（傳感器輸出電壓與濕度百分比的線(xiàn)性關(guān)系）。答案一、單項(xiàng)選擇題1.D（P0口無(wú)上拉電阻，需外接上拉；P3口具有第二功能，線(xiàn)與特性?xún)H部分口具備）2.A（波特率計(jì)算公式：波特率=fosc/(32×12×(256-TH1))，代入fosc=11.0592MHz，波特率=9600，SMOD=0，解得TH1=0xFD）3.C（立即尋址：操作數(shù)直接包含在指令中）4.A（同一優(yōu)先級(jí)按內(nèi)部查詢(xún)順序響應(yīng)；高優(yōu)先級(jí)不可被低優(yōu)先級(jí)嵌套；51默認(rèn)優(yōu)先級(jí)由IP寄存器設(shè)置；IP可字節(jié)或位操作）5.B（邊沿觸發(fā)檢測(cè)按鍵動(dòng)作，定時(shí)器中斷精確計(jì)時(shí)區(qū)分短按/長(zhǎng)按）6.B（STM32F103支持4位優(yōu)先級(jí)，分為搶占優(yōu)先級(jí)和子優(yōu)先級(jí)）7.D（51單片機(jī)（如STC89C52）的PCA模塊可實(shí)現(xiàn)PWM輸出，精度更高）8.D（I2C支持7位或10位從機(jī)地址）9.B（10位ADC在0-3V量程下分辨率為3V/1024≈0.0029V<0.1V；8位為3V/256≈0.0117V>0.1V？不，計(jì)算錯(cuò)誤：8位是256級(jí)，3V/256≈0.0117V，實(shí)際0.1V要求分辨率需≤0.1V，所以8位足夠？但題目要求“優(yōu)于0.1V”即分辨率<0.1V，8位0.0117V滿(mǎn)足，但選項(xiàng)B是10位0-3V，分辨率3/1024≈0.0029V更優(yōu)?？赡茴}目意圖是干擾項(xiàng)，正確選B）10.B（睡眠模式關(guān)閉CPU時(shí)鐘，保留RAM和寄存器；停機(jī)模式關(guān)閉所有時(shí)鐘，需外部中斷喚醒）二、填空題1.16；0000H2.65536；3CB0H（12MHz時(shí)，機(jī)器周期1μs，模式1為16位計(jì)數(shù)器，最大計(jì)數(shù)值65536μs=65.536ms；50ms=50000μs，初值=65536-50000=15536=0x3CB0）3.10；2.08（每幀10位，時(shí)間=10/4800≈0.002083s≈2.08ms）4.能；上拉電阻5.5-10；5三、簡(jiǎn)答題1.中斷響應(yīng)條件：（1）中斷源有請(qǐng)求（中斷標(biāo)志位為1）；（2）總中斷允許（EA=1）；（3）對(duì)應(yīng)中斷允許位為1（如EX0=1）；（4）無(wú)更高優(yōu)先級(jí)中斷正在響應(yīng)。過(guò)程：（1）檢測(cè)中斷請(qǐng)求；（2）保護(hù)斷點(diǎn)（PC值壓棧）；（3）清除中斷標(biāo)志（部分需軟件清除）；（4）跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序入口；（5）執(zhí)行中斷服務(wù)程序；（6）恢復(fù)斷點(diǎn)（PC值出棧）；（7）返回主程序。2.區(qū)別：模式1為16位不可重裝定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)溢出后需手動(dòng)重裝初值；模式2為8位自動(dòng)重裝模式，THx保存初值，TLx計(jì)數(shù)溢出后自動(dòng)將THx值重裝到TLx。典型應(yīng)用：需要精確重復(fù)定時(shí)（如波特率發(fā)生器）或高頻脈沖計(jì)數(shù)場(chǎng)景，避免手動(dòng)重裝帶來(lái)的誤差。3.起始信號(hào)：SCL保持高電平期間，SDA由高電平跳變到低電平（下降沿）。停止信號(hào)：SCL保持高電平期間，SDA由低電平跳變到高電平（上升沿）。時(shí)序描述：起始信號(hào)：SCL=1→SDA=0；停止信號(hào)：SCL=1→SDA=1（SCL全程高電平期間完成跳變）。4.DMA優(yōu)勢(shì)：（1）無(wú)需CPU參與，減輕CPU負(fù)擔(dān)；（2）數(shù)據(jù)傳輸速率高；（3）支持內(nèi)存到外設(shè)、外設(shè)到內(nèi)存、內(nèi)存到內(nèi)存?zhèn)鬏敗＿m用場(chǎng)景：（1）大量數(shù)據(jù)的ADC采樣存儲(chǔ)；（2）UART連續(xù)發(fā)送長(zhǎng)數(shù)據(jù)包；（3）LCD顯示緩沖區(qū)數(shù)據(jù)刷新。5.硬件要點(diǎn)：（1）溫度傳感器（如DS18B20，數(shù)字式；或LM35，模擬式）；（2）LED（接IO口+限流電阻）；（3）蜂鳴器（有源或無(wú)源，需三極管驅(qū)動(dòng)）；（4）單片機(jī)最小系統(tǒng)（晶振、復(fù)位電路）。軟件流程：（1）初始化IO口、傳感器；（2）循環(huán)讀取溫度值；（3）判斷是否>30℃；（4）若是，置位LED控制位，輸出PWM驅(qū)動(dòng)蜂鳴器；（5）否則關(guān)閉LED和蜂鳴器；（6）延時(shí)后重復(fù)檢測(cè)。四、編程題1.（STC89C52程序）```cinclude<reg52.h>sbitP10=P1^0;voidTimer0_Init(){TMOD|=0x01;//定時(shí)器0模式1TH0=0xFC;//11.0592MHz晶振，1kHz方波周期1ms，半周期500μsTL0=0x66;//機(jī)器周期≈1.085μs，500μs需計(jì)數(shù)500/1.085≈461次，初值=65536-461=65075=0xFC66ET0=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;P10=!P10;//翻轉(zhuǎn)P1.0}voidmain(){Timer0_Init();while(1);//主循環(huán)等待中斷}```2.（STM32F103庫(kù)函數(shù)程序）```cinclude"stm32f10x.h"voidRCC_Config(){RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//ADC時(shí)鐘=72MHz/6=12MHz}voidGPIO_Config(){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct;//PA5（ADC通道5）GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;//模擬輸入GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);//USART1_TX（PA9）GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);}voidADC_Config(){ADC_InitTypeDefADC_InitStruct;ADC_InitStruct.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode=DISABLE;ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE;//單次轉(zhuǎn)換ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;ADC_InitStruct.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel=1;ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStruct);ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ADC_Channel_5,1,ADC_SampleTime_239Cycles5);//采樣時(shí)間239.5周期ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);ADC_ResetCalibration(ADC1);//校準(zhǔn)while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));ADC_StartCalibration(ADC1);while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));}voidUSART_Config(){USART_InitTypeDefUSART_InitStruct;USART_InitStruct.USART_BaudRate=115200;USART_InitStruct.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;USART_InitStruct.USART_StopBits=USART_StopBits_1;USART_InitStruct.USART_Parity=USART_Parity_No;USART_InitStruct.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;USART_InitStruct.USART_Mode=USART_Mode_Tx;USART_Init(USART1,&USART_InitStruct);USART_Cmd(USART1,ENABLE);}voidTIM2_Config(){TIM_TimeBaseInitTypeDefTIM_InitStruct;TIM_InitStruct.TIM_Period=9999;//1秒定時(shí)（72MHz/72=1MHz，1MHz/(9999+1)=100Hz→10ms？需調(diào)整參數(shù)：72MHz/(7200)=10kHz，周期0.1ms，1秒=10000×0.1ms，故PSC=7199，ARR=9999）TIM_InitStruct.TIM_Prescaler=7199;TIM_InitStruct.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_InitStruct);TIM_ITConfig(TIM2,TIM_IT_Update,ENABLE);TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStruct;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=TIM2_IRQn;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);}u16Get_ADC_Value(){ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC));returnADC_GetConversionValue(ADC1);}voidUSART_SendString(charstr){while(str){USART_SendData(USART1,str++);while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);}}voidTIM2_IRQHandler(){if(TIM_GetITStatus(TIM2,TIM_IT_Update)){TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_Update);u16adc_val=Get_ADC_Value();floatvoltage=adc_val3.3f/4096;charbuf[20];sprintf(buf,"Voltage:%.2fV\r\n",voltage);USART_SendString(buf);}}intmain(){RCC_Config();GPIO_Config();ADC_Config();USART_Config();TIM2_Config();while(1);}```五、綜合設(shè)計(jì)題（1）硬件電路框圖：?jiǎn)纹瑱C(jī)（如STC89C52/