2025年大學(xué)大一（物聯(lián)網(wǎng)工程）單片機(jī)原理及應(yīng)用試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共40分）答題要求：本大題共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.單片機(jī)的核心部件是（）A.CPUB.存儲(chǔ)器C.定時(shí)器D.中斷系統(tǒng)2.8051單片機(jī)的片內(nèi)RAM中，可位尋址的單元地址范圍是（）A.00H-1FHB.20H-2FHC.30H-7FHD.80H-FFH3.單片機(jī)復(fù)位后，程序計(jì)數(shù)器PC的值為（）A.0000HB.0003HC.0013HD.0023H4.當(dāng)8051單片機(jī)的EA引腳接高電平時(shí)，程序存儲(chǔ)器的尋址范圍是（）A.片內(nèi)ROMB.片外ROMC.片內(nèi)RAMD.片外RAM5.8051單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0工作在方式2時(shí)，其計(jì)數(shù)初值的計(jì)算公式為（）A.X=M-NB.X=M-TC.X=M-fosc/12D.X=M-fosc/T6.8051單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1工作在方式1時(shí)，是（）A.8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器B.13位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器C.16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器D.24位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器7.8051單片機(jī)的中斷源中，優(yōu)先級(jí)最高的是（）A.外部中斷0B.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0中斷C.外部中斷1D.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1中斷8.8051單片機(jī)的串行通信接口工作在方式1時(shí)，是（）A.同步通信方式B.異步通信方式C.半雙工通信方式D.全雙工通信方式9.8051單片機(jī)的P0口作為通用I/O口使用時(shí)，需要外接（）A.上拉電阻B.下拉電阻C.電容D.電感10.8051單片機(jī)的P1口的每一位可驅(qū)動(dòng)（）A.4個(gè)TTL負(fù)載B.8個(gè)TTL負(fù)載C.10個(gè)TTL負(fù)載D.12個(gè)TTL負(fù)載11.8051單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器中，存放中斷服務(wù)程序入口地址的區(qū)域是（）A.0000H-0003HB.0003H-000BHC.000BH-0013HD.0013H-0023H12.8051單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0工作在方式0時(shí)，是（）A.8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器B.13位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器C.16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器D.24位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器13.8051單片機(jī)的串行通信接口工作在方式0時(shí)，是（）A.同步通信方式B.異步通信方式C.半雙工通信方式D.全雙工通信方式14.8051單片機(jī)的P2口作為通用I/O口使用時(shí)，可提供（）A.低8位地址B.高8位地址C.數(shù)據(jù)D.控制信號(hào)15.8051單片機(jī)的P3口的每一位可驅(qū)動(dòng)（）A.4個(gè)TTL負(fù)載B.8個(gè)TTL負(fù)載C.10個(gè)TTL負(fù)載D.12個(gè)TTL負(fù)載16.8051單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1工作在方式2時(shí)，是（）A.8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器B.13位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器C.16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器D.24位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器17.8051單片機(jī)的中斷源中，優(yōu)先級(jí)最低的是（）A.外部中斷0B.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0中斷C.外部中斷1D.定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1中斷18.8051單片機(jī)的串行通信接口工作在方式2時(shí)，是（）A.同步通信方式B.異步通信方式C.半雙工通信方式D.全雙工通信方式19.8051單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，可位尋址的單元地址范圍是（）A.00H-1FHB.20H-2FHC.30H-7FHD.80H-FFH20.8051單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器中，存放用戶程序的區(qū)域是（）A.0000H-0003HB.0003H-000BHC.000BH-0013HD.0030H-FFFFH第II卷（非選擇題共60分）21.（10分）簡(jiǎn)述8051單片機(jī)的中斷響應(yīng)過(guò)程。22.（10分）8051單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0工作在方式1，定時(shí)50ms，已知fosc=12MHz，求計(jì)數(shù)初值。23.（10分）簡(jiǎn)述8051單片機(jī)的串行通信工作方式1的特點(diǎn)。24.（15分）材料：某溫度控制系統(tǒng)，采用8051單片機(jī)作為控制核心，溫度傳感器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后送入單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)設(shè)定溫度與實(shí)際溫度的差值進(jìn)行PID控制算法運(yùn)算，然后通過(guò)控制加熱或制冷設(shè)備來(lái)調(diào)節(jié)溫度。問(wèn)題：請(qǐng)說(shuō)明該溫度控制系統(tǒng)中8051單片機(jī)的作用，并簡(jiǎn)述PID控制算法的基本原理。25.（15分）材料：某智能家居系統(tǒng)，通過(guò)8051單片機(jī)連接多個(gè)傳感器和執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)對(duì)家居環(huán)境的智能控制。傳感器包括光照傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器等，執(zhí)行器包括燈光、風(fēng)扇、空調(diào)等。問(wèn)題：請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的智能家居系統(tǒng)控制流程，說(shuō)明8051單片機(jī)如何根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)控制執(zhí)行器。答案：1.A2.B3.A4.A5.A6.C7.A8.B9.A10.A11.D12.B13.A14.B15.A16.A17.D18.B19.B20.D21.中斷響應(yīng)過(guò)程：首先，CPU在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2期間采樣中斷請(qǐng)求信號(hào)。若有中斷請(qǐng)求且中斷允許標(biāo)志IE相應(yīng)位為1，且當(dāng)前指令執(zhí)行完畢，CPU則響應(yīng)中斷。然后，CPU將程序計(jì)數(shù)器PC的值壓入堆棧，保護(hù)斷點(diǎn)。接著，根據(jù)中斷源的優(yōu)先級(jí)，找到對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序入口地址，將其裝入PC，開(kāi)始執(zhí)行中斷服務(wù)程序。中斷服務(wù)程序執(zhí)行完畢后，恢復(fù)斷點(diǎn)，繼續(xù)執(zhí)行主程序。22.已知fosc=12MHz，機(jī)器周期T=12/fosc=1μs。定時(shí)50ms，需要計(jì)的數(shù)N=50×1000/1=50000。方式1是16位定時(shí)器，計(jì)數(shù)初值X=M-N，M=2^16=65536，所以X=65536-50000=15536。23.方式1特點(diǎn)：是異步通信方式。波特率可變，由定時(shí)器T1溢出率決定。一幀數(shù)據(jù)包括1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位可編程位（第9數(shù)據(jù)位）、1位停止位，共11位。發(fā)送時(shí)，先發(fā)送起始位，接著發(fā)送數(shù)據(jù)位，可編程位可由用戶設(shè)置，最后發(fā)送停止位；接收時(shí)，先檢測(cè)起始位確定接收，然后接收數(shù)據(jù)位和可編程位，最后檢測(cè)停止位。24.8051單片機(jī)作用：作為系統(tǒng)控制核心，接收溫度傳感器數(shù)字信號(hào)，進(jìn)行PID控制算法運(yùn)算，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果控制加熱或制冷設(shè)備調(diào)節(jié)溫度。PID控制算法基本原理：根據(jù)設(shè)定溫度與實(shí)際溫度差值，按比例、積分、微分三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行運(yùn)算。比例環(huán)節(jié)根據(jù)偏差大小輸出控制量；積分環(huán)節(jié)累積偏差，消除穩(wěn)態(tài)誤差；微分環(huán)節(jié)根據(jù)偏差變化率提前作用，加快系統(tǒng)響應(yīng)速度，最終綜合三個(gè)環(huán)節(jié)輸出控制量調(diào)節(jié)溫度。25.控制流程：光照傳感器檢測(cè)光照強(qiáng)度，溫度傳感器檢測(cè)溫度，濕