2025年单片机原理与应用试题与答案(附解析)

2025年单片机原理与应用试题与答案(附解析)一、选择题（每题3分，共30分）1.单片机8051的片内数据存储器的地址范围是（）A.00H-7FHB.00H-FFHC.0000H-0FFFHD.0000H-FFFFH答案：A解析：8051单片机片内数据存储器分为低128字节（地址范围00H-7FH）和高128字节（地址范围80H-FFH），其中低128字节是通用的数据存储区，而高128字节是特殊功能寄存器区。所以本题选A。2.当8051单片机的晶振频率为12MHz时，一个机器周期为（）A.1μsB.2μsC.3μsD.4μs答案：A解析：机器周期是单片机完成一个基本操作所需要的时间。对于8051单片机，一个机器周期包含12个时钟周期。已知晶振频率f=12MHz，时钟周期T=1/f=1/12μs，那么机器周期=12×T=12×(1/12)μs=1μs。所以答案是A。3.8051单片机中，可使用的堆栈位于（）A.片内数据存储器B.片外数据存储器C.程序存储器D.以上都可以答案：A解析：堆栈是在内存中开辟的一个特殊区域，用于数据的临时存储和保护断点、现场等。8051单片机的堆栈通常设置在片内数据存储器中，通过堆栈指针SP来指示堆栈的栈顶位置。所以本题选A。4.若要使P1口的高4位输出0，低4位保持不变，应执行的指令是（）A.P1=P1&0x0FB.P1=P1|0x0FC.P1=P1^0x0FD.P1=P1+0x0F答案：A解析：按位与运算“&”的规则是只有当两个对应位都为1时，结果位才为1，否则为0。将P1口的值与0x0F（二进制00001111）进行按位与运算，高4位会被清零，低4位保持不变。而按位或运算“|”是只要有一个对应位为1，结果位就为1；按位异或运算“^”是相同为0，不同为1；加法运算“+”不符合本题需求。所以答案是A。5.下列指令中，不影响标志位CY的指令是（）A.ADDA,01HB.SUBBA,01HC.INCAD.RLCA答案：C解析：ADD指令是加法指令，在进行加法运算时可能会产生进位，影响CY标志位；SUBB指令是带借位减法指令，会影响CY标志位；RLC指令是带进位循环左移指令，也会对CY标志位产生影响。而INC指令是加1指令，它不影响CY标志位。所以本题选C。6.8051单片机的中断源有（）个A.3B.4C.5D.6答案：C解析：8051单片机有5个中断源，分别是外部中断0（INT0）、外部中断1（INT1）、定时器/计数器0溢出中断（TF0）、定时器/计数器1溢出中断（TF1）和串行口中断（RI或TI）。所以答案是C。7.若要使定时器T0工作在方式1，应将TMOD寄存器的值设置为（）A.0x01B.0x10C.0x20D.0x30答案：A解析：TMOD是定时器/计数器的工作方式寄存器，低4位用于控制T0，高4位用于控制T1。方式1是16位定时器/计数器模式，对于T0工作在方式1，TMOD的低4位应设置为0001，即0x01。所以本题选A。8.在8051单片机中，当CPU响应外部中断0时，程序将跳转到（）地址执行A.0003HB.000BHC.0013HD.001BH答案：A解析：8051单片机为每个中断源分配了一个固定的中断入口地址，外部中断0的中断入口地址是0003H。当CPU响应外部中断0时，程序会自动跳转到该地址开始执行中断服务程序。所以答案是A。9.8051单片机的串行口工作在方式1时，其波特率（）A.固定为晶振频率的1/12B.固定为晶振频率的1/32C.可通过定时器T1的溢出率来设定D.可通过定时器T0的溢出率来设定答案：C解析：8051单片机串行口工作在方式1时，波特率是可变的，它由定时器T1的溢出率和SMOD位共同决定。所以本题选C。10.若要将累加器A中的数据传送到片外数据存储器2000H单元，应执行的指令是（）A.MOVX2000H,AB.MOV2000H,AC.MOVX@DPTR,AD.MOVC@A+DPTR,A答案：C解析：MOVX是用于片外数据存储器读写的指令。要将累加器A中的数据传送到片外数据存储器2000H单元，需要先将地址2000H送入数据指针DPTR，然后使用MOVX@DPTR,A指令。MOV指令用于片内数据存储器操作；MOVC指令用于程序存储器查表操作。所以答案是C。二、填空题（每题3分，共30分）1.8051单片机的P0口作为通用I/O口使用时，需要外接______。答案：上拉电阻解析：P0口作为通用I/O口使用时，是开漏输出结构，本身没有上拉电阻，所以需要外接上拉电阻才能正常输出高电平。2.单片机中，程序计数器PC用于______。答案：存放CPU将要执行的下一条指令的地址解析：程序计数器PC是一个16位的寄存器，它始终指向下一条要执行的指令的地址，CPU就是根据PC的值来从程序存储器中取出指令并执行的。3.8051单片机的特殊功能寄存器SBUF用于______。答案：串行口数据的发送和接收解析：SBUF是串行口数据缓冲器，它实际上包含两个独立的寄存器，一个用于发送数据，另一个用于接收数据，通过不同的操作指令来区分是发送还是接收。4.若要使定时器T1停止工作，应将______寄存器的______位清0。答案：TCON；TR1解析：TCON是定时器/计数器控制寄存器，其中TR1是定时器T1的运行控制位，当TR1=1时，定时器T1开始工作；当TR1=0时，定时器T1停止工作。5.单片机的复位信号是______电平有效，复位后，PC的值为______。答案：高；0000H解析：8051单片机的复位信号是高电平有效，当复位引脚RST上出现持续2个机器周期以上的高电平时，单片机将进行复位操作。复位后，PC的值被初始化为0000H，即程序从0000H地址开始执行。6.若要使外部中断0采用边沿触发方式，应将______寄存器的______位设置为1。答案：TCON；IT0解析：TCON寄存器中的IT0位是外部中断0的触发方式控制位，当IT0=1时，外部中断0采用边沿触发方式（下降沿触发）；当IT0=0时，采用电平触发方式。7.8051单片机的片内程序存储器容量为______字节。答案：4KB解析：8051单片机片内集成了4KB的程序存储器，地址范围是0000H-0FFFH。8.在单片机中，位操作指令的操作对象是______。答案：可位寻址的位解析：单片机中有一些特殊的区域和寄存器是可以进行位操作的，位操作指令就是针对这些可位寻址的位进行操作，如置位、清零、取反等。9.若要使串行口工作在方式2，应将______寄存器的值设置为______。答案：SCON；0x80解析：SCON是串行口控制寄存器，方式2对应的SCON的值为10000000B，即0x80。10.单片机中，堆栈操作的原则是______。答案：先进后出，后进先出解析：堆栈是一种特殊的数据存储结构，数据进入堆栈时是按照顺序依次存入，而取出数据时则是最后存入的数据最先被取出，符合先进后出、后进先出的原则。三、简答题（每题10分，共20分）1.简述单片机中断系统的作用和工作过程。作用：-提高CPU的工作效率：CPU可以在执行主程序的过程中，暂停当前工作去处理紧急的事件，处理完后再返回继续执行主程序，避免了CPU一直等待某些事件的发生，从而提高了CPU的利用率。-实现实时处理：对于一些实时性要求较高的事件，如外部设备的突发请求等，中断系统可以使CPU及时响应并处理，保证系统的实时性。-故障处理：当系统出现故障时，如电源掉电、程序出错等，可以通过中断机制及时通知CPU进行相应的处理，提高系统的可靠性。工作过程：-中断请求：当有中断源发出中断请求信号时，相应的中断请求标志位会被置1，表示有中断请求发生。-中断响应：CPU在每个机器周期的S5P2时刻查询中断请求标志位，如果有中断请求且满足中断响应条件（如中断允许、无更高级别的中断正在处理等），CPU会在当前指令执行完后，响应中断。-保护断点：CPU将当前程序计数器PC的值压入堆栈，保存下一条要执行的指令的地址，以便中断处理完后能正确返回主程序。-中断服务：CPU根据中断源的不同，跳转到相应的中断入口地址，开始执行中断服务程序，完成对中断事件的处理。-恢复现场：中断服务程序执行完后，将堆栈中保存的断点地址弹出到PC中，同时恢复其他相关寄存器的值。-中断返回：执行中断返回指令RETI，CPU返回到主程序继续执行。2.说明定时器/计数器的工作原理和常用的工作方式。工作原理：定时器/计数器实际上是一个加1计数器，它可以对内部时钟脉冲进行计数，也可以对外部输入的脉冲进行计数。当计数值达到设定的终值时，会产生溢出信号，触发相应的中断或标志位。常用工作方式：-方式0：是13位定时器/计数器模式，由THx的8位和TLx的低5位组成一个13位的计数器。这种方式的计数范围相对较小。-方式1：是16位定时器/计数器模式，由THx和TLx组成一个16位的计数器，计数范围为0-65535，应用较为广泛。-方式2：是8位自动重装初值的定时器/计数器模式，TLx作为计数器，THx作为初值寄存器。当TLx计数溢出时，会自动将THx中的初值重新装入TLx中，继续计数。这种方式适用于需要精确定时的场合。-方式3：仅适用于定时器T0，将T0拆分为两个独立的8位计数器TL0和TH0。TL0可以作为定时器或计数器使用，而TH0只能作为定时器使用，并且占用了定时器T1的部分控制位。四、编程题（每题10分，共20分）1.编写程序，使P1口的8个LED灯每隔1秒闪烁一次。已知晶振频率为12MHz，使用定时器T0实现定时。```cinclude<reg51.h>//定时器初值计算defineFREQ12000000LdefineTIME1000//1秒defineTIMER0_RELOAD(65536-(FREQ/12TIME/1000))voidmain(){TMOD=0x01;//定时器T0工作在方式1TH0=(unsignedchar)(TIMER0_RELOAD>>8);TL0=(unsignedchar)TIMER0_RELOAD;ET0=1;//使能定时器T0中断EA=1;//使能总中断TR0=1;//启动定时器T0while(1);}//定时器T0中断服务程序voidtimer0_isr()interrupt1{staticunsignedintcount=0;TH0=(unsignedchar)(TIMER0_RELOAD>>8);TL0=(unsignedchar)TIMER0_RELOAD;count++;if(count>=1000){//1000次中断，即1秒P1=~P1;//取反P1口的值，实现LED闪烁count=0;}}```解析：首先将定时器T0设置为方式1，根据晶振频率和定时时间计算出定时器的初值并装入TH0和TL0。然后使能定时器T0中断和总中断，启动定时器T0。在中断服务程序中，每次中断时重新装入初值，并对中断次数进行计数，当计数达到1000次时，即经过了1秒，将P1口的值取反，实现LED灯的闪烁。2.编写程序，实现单片机通过串行口以9600bps的波特率发送字符串“Hello,World!”。已知晶振频率为11.0592MHz。```cinclude<reg51.h>include<string.h>voidinit_serial(){SCON=0x50;//串行口工作