2025年單片機(jī)技術(shù)試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每小題2分，共20分）1.某8位單片機(jī)的晶振頻率為11.0592MHz，其機(jī)器周期為（）。A.1μsB.12μsC.1.085μsD.0.1μs2.STM32F103單片機(jī)中，用于存儲(chǔ)程序代碼的主要存儲(chǔ)器是（）。A.SRAMB.FlashC.EEPROMD.NORFlash3.51系列單片機(jī)中，當(dāng)CPU響應(yīng)外部中斷0（INT0）時(shí)，程序計(jì)數(shù)器PC會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)至（）。A.0003HB.000BHC.0013HD.001BH4.以下哪種總線協(xié)議常用于單片機(jī)與傳感器的短距離通信，且僅需一根數(shù)據(jù)線（）。A.I2CB.SPIC.UARTD.單總線（1-Wire）5.某12位ADC的參考電壓為3.3V，其最小分辨率電壓約為（）。A.0.8mVB.1.6mVC.3.3mVD.0.4mV6.單片機(jī)低功耗模式中，“停機(jī)模式”通常會(huì)關(guān)閉（）。A.CPU時(shí)鐘B.所有外設(shè)時(shí)鐘C.內(nèi)部RC振蕩器D.實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）7.以下關(guān)于定時(shí)器溢出時(shí)間的計(jì)算，正確的是（）。A.溢出時(shí)間=（2^n初值）×?xí)r鐘周期B.溢出時(shí)間=（初值2^n）×機(jī)器周期C.溢出時(shí)間=（2^n初值）×機(jī)器周期D.溢出時(shí)間=初值×?xí)r鐘周期8.若要在STM32中配置PA5引腳為推挽輸出模式，需設(shè)置GPIOx_CRL寄存器的對(duì)應(yīng)位為（）。A.0011B.0001C.0100D.10109.51單片機(jī)執(zhí)行“MOVA,30H”指令后，累加器A的內(nèi)容為（）。A.30H（十六進(jìn)制）B.48（十進(jìn)制）C.00110000B（二進(jìn)制）D.以上均正確10.以下哪項(xiàng)不是單片機(jī)程序調(diào)試的常用工具（）。A.邏輯分析儀B.J-LinkC.示波器D.函數(shù)發(fā)生器二、填空題（每空2分，共20分）1.51系列單片機(jī)的P0口作為通用I/O時(shí)，需外接______電阻以確保高電平輸出。2.STM32F103的系統(tǒng)時(shí)鐘（SYSCLK）最大可配置為_(kāi)_____MHz（基于72MHz外部晶振）。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)重裝模式（以51單片機(jī)為例）。4.UART通信中，若波特率為9600bps，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位，無(wú)校驗(yàn)位，則每秒最多可傳輸______字節(jié)數(shù)據(jù)（取整數(shù)）。5.ADC轉(zhuǎn)換完成后，51單片機(jī)可通過(guò)______（中斷/查詢）方式或讀取狀態(tài)寄存器標(biāo)志位獲取轉(zhuǎn)換結(jié)果。6.步進(jìn)電機(jī)的“半步驅(qū)動(dòng)”模式相比“整步驅(qū)動(dòng)”，其運(yùn)行精度______（更高/更低）。7.若要將51單片機(jī)的P2口全部置高，應(yīng)執(zhí)行指令______。8.STM32的通用定時(shí)器（TIMx）中，______寄存器用于設(shè)置計(jì)數(shù)初值。9.單總線設(shè)備（如DS18B20）的通信過(guò)程中，______操作是所有通信的起始步驟。10.單片機(jī)程序中，______指令（如51的LCALL）用于調(diào)用子程序并保存返回地址。三、簡(jiǎn)答題（每小題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述單片機(jī)中斷系統(tǒng)的作用，并說(shuō)明中斷優(yōu)先級(jí)的意義。2.對(duì)比51單片機(jī)定時(shí)器的工作模式1與模式2，說(shuō)明各自的特點(diǎn)及典型應(yīng)用場(chǎng)景。3.分析UART與SPI通信協(xié)議的主要區(qū)別（至少列出4點(diǎn)）。4.說(shuō)明ADC轉(zhuǎn)換中“采樣-保持”電路的作用，并解釋其對(duì)轉(zhuǎn)換精度的影響。5.設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)時(shí)，需要包含哪些基本電路？各電路的作用是什么？四、分析設(shè)計(jì)題（共20分）1.基于STM32F103單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，要求：（1）使用DHT11數(shù)字溫濕度傳感器（單總線協(xié)議）；（2）通過(guò)1602液晶顯示屏實(shí)時(shí)顯示溫度（℃）和濕度（%RH）；（3）當(dāng)濕度超過(guò)80%RH時(shí)，控制PB12引腳驅(qū)動(dòng)繼電器閉合（低電平有效）。請(qǐng)完成以下任務(wù)：（a）畫出關(guān)鍵硬件連接示意圖（標(biāo)注單片機(jī)引腳、傳感器、液晶、繼電器的連接關(guān)系）；（b）描述DHT11的通信時(shí)序（包括起始信號(hào)、響應(yīng)信號(hào)、數(shù)據(jù)讀取的關(guān)鍵步驟）；（c）給出軟件設(shè)計(jì)的主流程（用文字或流程圖表示，需包含初始化、數(shù)據(jù)采集、顯示更新、報(bào)警判斷模塊）。答案一、單項(xiàng)選擇題1.C（機(jī)器周期=12/晶振頻率=12/(11.0592×10^6)≈1.085μs）2.B（STM32的程序代碼存儲(chǔ)于Flash中）3.A（51單片機(jī)中斷向量表中，INT0對(duì)應(yīng)0003H）4.D（單總線僅需一根數(shù)據(jù)線，如DS18B20）5.A（分辨率=3.3V/(2^12-1)≈0.8mV）6.A（停機(jī)模式關(guān)閉CPU時(shí)鐘，保留外設(shè)狀態(tài)）7.C（定時(shí)器溢出時(shí)間=（2^n初值）×機(jī)器周期）8.A（PA5為端口低寄存器（CRL）的第20-23位，推挽輸出50MHz對(duì)應(yīng)0011）9.D（30H的十六進(jìn)制、十進(jìn)制48、二進(jìn)制00110000均正確）10.D（函數(shù)發(fā)生器用于信號(hào)提供，非調(diào)試工具）二、填空題1.上拉2.723.模式24.960（9600/(8+1+1)=960字節(jié)/秒）5.中斷6.更高7.MOVP2,0FFH8.ARR（自動(dòng)重裝寄存器）9.初始化（復(fù)位）10.調(diào)用三、簡(jiǎn)答題1.中斷系統(tǒng)的作用：使單片機(jī)能夠?qū)崟r(shí)響應(yīng)外部或內(nèi)部事件，提高CPU效率。中斷優(yōu)先級(jí)的意義：當(dāng)多個(gè)中斷同時(shí)請(qǐng)求時(shí)，優(yōu)先級(jí)高的中斷優(yōu)先處理，確保關(guān)鍵任務(wù)及時(shí)響應(yīng)，避免沖突。2.模式1為16位定時(shí)器（無(wú)自動(dòng)重裝），計(jì)數(shù)范圍0-65535，適用于較長(zhǎng)定時(shí)場(chǎng)景（如秒級(jí)定時(shí)）；模式2為8位自動(dòng)重裝模式（高8位保存初值，低8位計(jì)數(shù)溢出后自動(dòng)重裝），適用于需要重復(fù)精確短定時(shí)的場(chǎng)景（如波特率發(fā)生器）。3.區(qū)別：①UART為異步通信（需同步時(shí)鐘），SPI為同步通信（主設(shè)備提供SCK）；②UART為全雙工但僅2線（TX/RX），SPI為全雙工3-4線（SCK、MOSI、MISO、CS）；③UART數(shù)據(jù)格式含起始/停止位，SPI為連續(xù)字節(jié)傳輸；④UART適合長(zhǎng)距離（需電平轉(zhuǎn)換），SPI適合短距離高速（最高數(shù)Mbps）。4.采樣-保持電路的作用：在ADC轉(zhuǎn)換期間保持輸入信號(hào)穩(wěn)定，避免因信號(hào)變化導(dǎo)致轉(zhuǎn)換誤差。其影響：采樣時(shí)間不足會(huì)導(dǎo)致信號(hào)未穩(wěn)定即開(kāi)始轉(zhuǎn)換，降低精度；保持電容漏電會(huì)使電壓緩慢下降，需設(shè)計(jì)高輸入阻抗的緩沖電路。5.最小系統(tǒng)電路：①電源電路（提供穩(wěn)定3.3V/5V）；②時(shí)鐘電路（晶振+電容，為CPU提供基準(zhǔn)時(shí)鐘）；③復(fù)位電路（上電復(fù)位/手動(dòng)復(fù)位，確保初始狀態(tài)正確）；④調(diào)試接口（如SWD，用于程序下載與調(diào)試）。四、分析設(shè)計(jì)題（a）硬件連接示意圖：STM32F103的PA0引腳連接DHT11的數(shù)據(jù)引腳（DATA）；1602液晶的RS引腳接PB0，RW接PB1，E接PB2，D0-D7接PC0-PC7；繼電器控制端接PB12，另一端接VCC（低電平觸發(fā)）；所有器件共地，電源端接3.3V（DHT11需上拉電阻至3.3V）。（b）DHT11通信時(shí)序：①起始信號(hào)：?jiǎn)纹瑱C(jī)拉低DATA線≥18ms，然后拉高20-40μs；②響應(yīng)信號(hào)：DHT11檢測(cè)到起始信號(hào)后，拉低DATA線80μs（響應(yīng)信號(hào)），再拉高80μs；③數(shù)據(jù)讀?。篋HT11輸出40位數(shù)據(jù)（濕度高8位、濕度低8位、溫度高8位、溫度低8位、校驗(yàn)位），每位數(shù)據(jù)以50μs低電平起始，高電平時(shí)間決定數(shù)據(jù)位（26-28μs為0，70μs為1）。（c）軟件主流程：初始化：配置GPIO（PA0輸入、PB0-PB2輸出、PC0-PC7輸出、PB12輸出）；初始化1602液晶（發(fā)送初始化指令，清屏）；啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)鐘。循環(huán)流程：1.發(fā)送DHT11起始信號(hào)，等待響應(yīng)；2.讀取40位數(shù)據(jù)，校驗(yàn)校驗(yàn)位（前4