(2025年)单片机期末考试试卷及答案

(2025年)单片机期末考试试卷及答案一、选择题（每题2分，共20分）1.8051单片机的P0口，当使用外部存储器时它是（）。A.数据口B.地址口C.地址/数据复用口D.控制口答案：C解析：在8051单片机中，当使用外部存储器时，P0口作为地址/数据复用口。在访问外部存储器时，先输出低8位地址，然后再作为数据口进行数据的读写操作。2.单片机的堆栈指针SP始终是（）。A.指示堆栈栈底B.指示堆栈栈顶C.指示堆栈地址D.指示堆栈长度答案：B解析：堆栈指针SP用于指示堆栈栈顶的位置。在进行数据入栈和出栈操作时，SP的值会相应地进行调整。3.若要使P1口的低4位输出0，高4位不变，应执行一条（）指令。A.ANLP1，0F0HB.ORLP1，0F0HC.XRLP1，0F0HD.MOVP1，0F0H答案：A解析：ANL是逻辑与操作指令。将P1口的数据与十六进制数0F0H进行与操作，低4位会被置为0，高4位保持不变。4.8051单片机中，若晶振频率为6MHz，一个机器周期等于（）μs。A.1B.2C.3D.4答案：B解析：机器周期的计算公式为：机器周期=12/晶振频率。已知晶振频率为6MHz，代入公式可得机器周期=12/6=2μs。5.下列指令中，不影响标志位CY的指令是（）。A.ADDA，dataB.SUBBA，R0C.INCAD.SETBC答案：C解析：INCA指令是将累加器A的内容加1，该指令不影响标志位CY。而ADDA，data和SUBBA，R0指令在执行过程中可能会影响CY标志位，SETBC指令是将进位标志位CY置1。6.若要对片外数据存储器进行读操作，其指令是（）。A.MOVXA，@DPTRB.MOVA，@R0C.MOVCA，@A+DPTRD.MOVX@DPTR，A答案：A解析：MOVXA，@DPTR指令用于从片外数据存储器中读取数据到累加器A中。MOVA，@R0是从片内数据存储器读取数据，MOVCA，@A+DPTR是从程序存储器读取数据，MOVX@DPTR，A是向片外数据存储器写入数据。7.定时器/计数器工作在方式1时，其计数位数是（）。A.8位B.13位C.16位D.2位答案：C解析：定时器/计数器的方式1是16位的计数方式，由THx和TLx两个8位寄存器组成一个16位的计数器。8.串行口工作在方式1时，其波特率（）。A.固定为fosc/32B.固定为fosc/16C.由定时器T1的溢出率决定D.由定时器T0的溢出率决定答案：C解析：串行口工作在方式1时，波特率由定时器T1的溢出率决定。其计算公式为：波特率=2SMOD/32×定时器T1的溢出率。9.在中断服务程序中，至少应有一条（）。A.传送指令B.转移指令C.加法指令D.中断返回指令答案：D解析：中断服务程序执行完后，需要通过中断返回指令（RETI）返回到主程序中原来被中断的位置继续执行。10.8051单片机复位后，PC的值为（）。A.0000HB.0003HC.000BHD.0013H答案：A解析：8051单片机复位后，程序计数器PC的值被初始化为0000H，即程序从0000H地址开始执行。二、填空题（每题2分，共20分）1.8051单片机的片内数据存储器分为______、______和______三个区域。答案：工作寄存器区、位寻址区、用户RAM区解析：8051单片机的片内数据存储器00H-1FH为工作寄存器区，20H-2FH为位寻址区，30H-7FH为用户RAM区。2.8051单片机有______个中断源，______个中断优先级。答案：5、2解析：8051单片机有5个中断源，分别是外部中断0、定时器/计数器0溢出中断、外部中断1、定时器/计数器1溢出中断和串行口中断。有2个中断优先级，可通过中断优先级寄存器IP进行设置。3.若要将P2口的第3位清零，可使用指令______。答案：ANLP2，0F7H解析：将P2口的数据与十六进制数0F7H（二进制为11110111B）进行与操作，可将第3位清零，其他位保持不变。4.定时器/计数器的四种工作方式中，方式______是自动重装初值的8位计数方式。答案：2解析：定时器/计数器的方式2是8位自动重装初值的计数方式，TLx作为计数器，THx作为初值寄存器，当TLx溢出时，THx中的初值会自动重装到TLx中。5.串行口的四种工作方式中，方式______是同步移位寄存器方式。答案：0解析：串行口的方式0是同步移位寄存器方式，主要用于扩展并行I/O口。6.若要使单片机进入低功耗的空闲模式，可执行指令______。答案：ORLPCON，01H解析：PCON是电源控制寄存器，其中IDL位（PCON.0）用于控制空闲模式。将PCON的第0位置1（ORLPCON，01H）可使单片机进入空闲模式。7.8051单片机的指令系统按功能可分为______、______、______、______和控制转移指令五大类。答案：数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、位操作指令解析：这是8051单片机指令系统的基本分类方式，不同类型的指令用于完成不同的操作。8.若晶振频率为12MHz，定时器/计数器工作在方式0时，其最大定时时间为______μs。答案：8192解析：方式0是13位计数方式，最大计数值为2^13=8192。机器周期=12/晶振频率=12/12=1μs，所以最大定时时间=8192×1=8192μs。9.外部中断0的中断入口地址是______。答案：0003H解析：8051单片机各个中断源都有固定的中断入口地址，外部中断0的中断入口地址是0003H。10.若要对片内数据存储器30H单元进行操作，可使用指令______。答案：MOVA，30H（读操作）；MOV30H，A（写操作）解析：MOVA，30H可将30H单元的数据读取到累加器A中，MOV30H，A可将累加器A中的数据写入到30H单元。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述8051单片机的中断响应过程。答案：8051单片机的中断响应过程如下：（1）中断请求：当某个中断源有中断请求时，会将相应的中断请求标志位置1。例如，外部中断0请求时，IE0标志位置1；定时器/计数器0溢出中断请求时，TF0标志位置1等。（2）中断查询：CPU在每个机器周期的S5P2期间查询各中断源的中断请求标志位。如果有中断请求且满足中断响应条件，CPU会响应中断。（3）中断响应条件判断：-中断源的中断允许位必须置1，例如EX0（外部中断0允许位）、ET0（定时器/计数器0中断允许位）等。-总中断允许位EA必须置1。-无同级或高级中断正在服务。（4）保护断点：当CPU响应中断时，会将当前程序计数器PC的值（即断点地址）压入堆栈保存，以便中断服务程序执行完后能返回到原来的位置继续执行。（5）中断向量跳转：CPU根据中断源的不同，跳转到相应的中断入口地址执行中断服务程序。例如，外部中断0的中断入口地址是0003H，定时器/计数器0溢出中断的中断入口地址是000BH等。（6）执行中断服务程序：在中断入口地址处开始执行中断服务程序，完成相应的中断处理任务。（7）中断返回：中断服务程序执行完后，执行中断返回指令RETI，将堆栈中保存的断点地址弹出到PC中，CPU返回到原来被中断的位置继续执行主程序。2.说明定时器/计数器的四种工作方式的特点和应用场景。答案：（1）方式0：-特点：13位计数方式，由THx的高8位和TLx的低5位组成一个13位的计数器。当TLx的低5位溢出时，会向THx进位，当THx溢出时，标志位TFx置1，产生中断请求。-应用场景：由于其计数位数有限，适用于对定时时间要求不高，且计数范围较小的场合，例如一些简单的定时控制。（2）方式1：-特点：16位计数方式，由THx和TLx两个8位寄存器组成一个16位的计数器。计数范围较大，最大计数值为2^16=65536。-应用场景：适用于需要较长定时时间或较大计数范围的场合，如精确的定时控制、脉冲计数等。（3）方式2：-特点：8位自动重装初值的计数方式，TLx作为计数器，THx作为初值寄存器。当TLx溢出时，标志位TFx置1，同时THx中的初值会自动重装到TLx中，继续进行计数。-应用场景：由于其自动重装初值的特点，适用于需要精确重复定时或计数的场合，如波特率发生器。（4）方式3：-特点：仅适用于定时器/计数器T0。T0被拆分成两个独立的8位计数器TL0和TH0。TL0使用T0的控制位和标志位，可工作在方式0、1、2；TH0固定为8位定时器，使用T1的控制位TR1和溢出标志位TF1。-应用场景：当需要同时使用两个独立的8位定时器/计数器时，可以使用T0的方式3。3.简述8051单片机串行口的四种工作方式及其特点。答案：（1）方式0：-特点：同步移位寄存器方式，数据传输速率固定为fosc/12。串行数据通过RXD输入或输出，同步移位脉冲通过TXD输出。主要用于扩展并行I/O口。-工作过程：发送时，将数据写入SBUF寄存器，数据从RXD引脚逐位输出，同时TXD引脚输出同步移位脉冲；接收时，RXD引脚接收串行数据，当接收完8位数据后，RI标志位置1。（2）方式1：-特点：异步通信方式，10位数据帧（1位起始位、8位数据位、1位停止位）。波特率可变，由定时器T1的溢出率决定。-工作过程：发送时，将数据写入SBUF寄存器，单片机自动添加起始位和停止位，从TXD引脚发送出去；接收时，RXD引脚接收数据，当检测到起始位后，开始接收8位数据和1位停止位，接收完后RI标志位置1。（3）方式2：-特点：异步通信方式，11位数据帧（1位起始位、8位数据位、1位可编程位、1位停止位）。波特率固定为fosc/64或fosc/32，由SMOD位决定。-工作过程：发送时，数据写入SBUF寄存器，单片机自动添加起始位、可编程位和停止位，从TXD引脚发送出去；接收时，RXD引脚接收数据，根据可编程位的状态进行相应的处理，接收完后RI标志位置1。（4）方式3：-特点：异步通信方式，11位数据帧（1位起始位、8位数据位、1位可编程位、1位停止位）。波特率可变，由定时器T1的溢出率决定。-工作过程：与方式2类似，只是波特率的设置方式与方式1相同，由定时器T1的溢出率决定。四、编程题（每题15分，共30分）1.利用定时器/计数器T0工作在方式1，实现10ms的定时，在P1.0引脚上输出周期为20ms的方波。已知晶振频率为12MHz。```cinclude<reg51.h>sbitP1_0=P1^0;voidmain(){TMOD=0x01;//设置定时器T0工作在方式1TH0=(65536-10000)/256;//计算定时器初值的高8位TL0=(65536-10000)%256;//计算定时器初值的低8位ET0=1;//允许定时器T0中断EA=1;//开总中断TR0=1;//启动定时器T0while(1);}voidtimer0_isr()interrupt1{TH0=(65536-10000)/256;//重新加载定时器初值TL0=(65536-10000)%256;P1_0=~P1_0;//取反P1.0引脚的电平}```解析：-首先，将定时器T0的工作方式设置为方式1（TMOD=0x01）。-计算10ms定时所需的定时器初值，由于晶振频率为12MHz，机器周期为1μs，10ms对应的计数值为10000，定时器的最大计数值为65536，所以初值为65536-10000。-分别将初值的高8位和低8位赋给TH0和TL0。-允许定时器T0中断（ET0=1），开总中断（EA=1），启动定时器T0（TR0=1）。-在定时器T0的中断服务程序中，重新加载定时器初值，并将P1.0引脚的电平取反，从而实现周期为20ms的方波输出。2.编写一个程序，实现单片机通过串行口与PC机进行通信。要求：串行口工作在方式1，波特率为9600bps，晶振频率为11.0592MHz。当单片机接收到PC机发送的数据后，将数据加1后再发送回PC机。```cinclude<reg51.h>voidinit_serial(){TMOD=0x20;//设置定时器T1工作在方式2TH1=0xFD;//计算波特率为9600bps时的定时器初值TL1=0xFD;SCON=0x50;//设置串行口工作在方式1，允许接收PCON=0x00;//SMOD=0TR1=1;//启动定时器T1ES=1;//允许串行口中断EA=1;//开总中断}voidmain(){init_serial();while(1);}voidserial_isr()interrupt4{if(RI){//判断是否为接收中断RI=0;//