单片机考试题及答案2025年

单片机考试题及答案2025年一、单项选择题（每小题2分，共30分）1.某新型单片机采用Cortex-M55内核，其指令集架构为（）。A.CISCB.RISC-VC.ARMv8-MD.MIPS答案：C2.若8位单片机中，PSW寄存器的RS1=1、RS0=0，则当前工作寄存器组为（）。A.0组（00H-07H）B.1组（08H-0FH）C.2组（10H-17H）D.3组（18H-1FH）答案：C3.某单片机ADC模块支持12位转换，参考电压为3.3V，其最小分辨率约为（）。A.0.8mVB.1.6mVC.3.3mVD.6.6mV答案：A（计算：3.3V/(2^12-1)≈0.8mV）4.以下关于I2C总线的描述，错误的是（）。A.采用漏极开路输出，需上拉电阻B.数据传输时，SCL为高电平期间SDA必须保持稳定C.标准模式速率为100kbps，高速模式可达3.4MbpsD.总线上从机通过唯一的6位地址被寻址答案：D（I2C从机地址通常为7位或10位）5.单片机执行“MOVA,30H”后，若A原内容为50H，则执行后A的值为（）。A.30HB.50HC.80HD.00H答案：A6.某单片机定时器/计数器工作在模式2（自动重装模式），若晶振频率为11.0592MHz，要求定时100μs，则初值应为（）。（机器周期=12/晶振频率）A.256-100B.256-(100×11.0592)/12C.65536-(100×11.0592)/12D.256-(100×12)/11.0592答案：D（机器周期=12/(11.0592×10^6)=1.085μs，定时100μs需100/1.085≈92个周期，初值=256-92=164=0xA4）7.以下哪种中断触发方式更适合抗干扰设计？（）A.低电平触发B.高电平触发C.下降沿触发D.任意边沿触发答案：C（边沿触发仅在跳变时响应，可避免电平抖动干扰）8.某单片机FLASH存储器的擦除操作必须按（）进行。A.字节B.半字C.页（扇区）D.任意大小答案：C（FLASH擦除通常以页或扇区为单位）9.若需要单片机通过UART发送ASCII码字符'A'（0x41），则发送缓冲区应写入（）。A.0x41B.0x61C.0x21D.0x31答案：A10.以下关于DMA（直接存储器访问）的描述，正确的是（）。A.DMA传输需CPU全程参与B.DMA可实现外设与存储器间的高速数据传输C.DMA仅支持单字节传输D.DMA只能在单片机内部使用，不能与外部设备通信答案：B11.某单片机系统需检测外部按键的短按（<500ms）和长按（≥500ms）事件，最优方案是（）。A.查询方式扫描按键，通过延时函数判断时间B.中断方式检测按键按下，启动定时器中断计数C.使用外部硬件定时器芯片测量时间D.通过ADC读取按键分压值判断时间答案：B（中断+定时器可避免阻塞CPU）12.为降低单片机系统功耗，以下措施无效的是（）。A.关闭未使用的外设时钟B.降低系统时钟频率C.使用推挽输出替代开漏输出D.进入低功耗睡眠模式时保留必要中断答案：C（推挽输出功耗通常高于开漏输出+上拉）13.某32位单片机的地址总线为30位，其最大可寻址空间为（）。A.1GBB.2GBC.4GBD.8GB答案：A（2^30=1,073,741,824=1GB）14.以下关于CAN总线的描述，错误的是（）。A.采用差分信号传输，抗干扰能力强B.支持多主通信，节点无固定地址C.波特率最高可达1Mbps（标准CAN）D.数据帧中的CRC校验覆盖全部数据位答案：D（CRC校验覆盖仲裁段、控制段和数据段）15.单片机程序中，“__attribute__((section(".mysection")))”的作用是（）。A.定义中断服务函数B.指定变量存储到特定内存段C.开启编译器优化D.设置寄存器位操作答案：B二、填空题（每空1分，共20分）1.单片机的三总线结构包括______总线、______总线和控制总线。答案：地址；数据2.8051单片机中，______寄存器用于选择当前工作寄存器组，其______位和______位（填写位名称）决定组号。答案：PSW；RS1；RS03.定时器/计数器的四种工作模式中，______模式适用于长时间定时，______模式为自动重装初值模式。答案：模式1（16位定时器）；模式2（8位自动重装）4.I2C总线的起始信号是______时______由高变低；停止信号是______时______由低变高。答案：SCL高电平；SDA；SCL高电平；SDA5.单片机程序中，______指令用于绝对跳转（跳转范围2KB），______指令用于长跳转（跳转范围64KB）。答案：AJMP；LJMP6.ADC的转换步骤通常包括采样、______、量化和______。答案：保持；编码7.若SPI总线工作在模式3（CPOL=1，CPHA=1），则SCK空闲时为______电平，数据在SCK的______沿采样。答案：高；下降8.单片机低功耗模式一般包括______模式（仅关闭CPU）、______模式（关闭部分外设时钟）和停机模式（关闭所有时钟）。答案：睡眠；待机9.某单片机Flash容量为512KB，若每个程序块大小为256字节，则最多可划分______个块。答案：2048（512×1024/256=2048）10.串口通信中，9600bps、8位数据位、1位停止位、无校验位的帧格式，每帧包含______位，每秒最多传输______帧（取整数）。答案：10；960（9600/10=960）三、简答题（每小题6分，共30分）1.简述单片机中中断响应的完整过程。答案：①中断源发出中断请求；②CPU检查中断允许标志（IE寄存器）和总中断允许位（EA），若允许则进入中断响应；③保护断点（PC值压栈）；④关闭当前中断（防止嵌套，部分单片机需手动关闭）；⑤清除中断标志（部分中断需软件清除）；⑥执行中断服务程序（ISR）；⑦恢复断点（PC值出栈）；⑧开中断，返回主程序。2.比较定时器/计数器的“定时”和“计数”模式的区别。答案：定时模式：计数内部机器周期（固定时间单位），用于产生精确时间延迟；计数模式：计数外部引脚（T0/T1）的下降沿信号（每个有效跳变计数+1），用于测量外部事件频率或次数。两者核心区别在于计数脉冲来源（内部时钟vs外部引脚）。3.说明如何通过软件消除按键抖动。答案：按键抖动通常持续5-10ms，可通过以下步骤消除：①检测到按键按下（电平变化）后，启动定时器延时10-20ms；②延时结束后再次检测按键电平，若仍为按下状态则确认有效；③按键释放时同理，检测到释放后延时10-20ms，再次确认后执行动作。软件消抖需结合定时器中断或延时函数实现，避免阻塞主程序。4.简述SPI总线的四种工作模式（CPOL和CPHA的组合）。答案：SPI模式由时钟极性（CPOL）和时钟相位（CPHA）定义：-模式0（CPOL=0，CPHA=0）：SCK空闲低电平，数据在SCK上升沿采样；-模式1（CPOL=0，CPHA=1）：SCK空闲低电平，数据在SCK下降沿采样；-模式2（CPOL=1，CPHA=0）：SCK空闲高电平，数据在SCK下降沿采样；-模式3（CPOL=1，CPHA=1）：SCK空闲高电平，数据在SCK上升沿采样。5.分析单片机程序中“死循环”的作用及设计注意事项。答案：作用：①作为主程序的终止点，防止程序跑飞；②等待外部事件（如中断、按键）触发；③实现持续任务（如实时数据采集）。注意事项：①避免无意义的空循环（浪费CPU资源）；②需在循环中处理必要任务（如喂狗、状态检测）；③结合低功耗模式降低功耗；④关键循环需设置超时机制，防止永久阻塞。四、编程题（每小题10分，共20分）1.基于STC89C52单片机（晶振11.0592MHz），编写程序实现：P1口控制8个LED，初始全灭；按下P3.2引脚的按键（低电平有效）后，LED从P1.0到P1.7依次点亮（间隔50ms），完成一轮后全灭，等待下一次按键。要求使用中断方式检测按键，定时器0中断实现延时（模式1）。答案：```cinclude<reg52.h>defineucharunsignedchardefineuintunsignedintsbitKEY=P3^2;//按键引脚ucharled_state=0;//LED状态计数器bitflag_50ms=0;//50ms标志位voidTimer0_Init(){TMOD|=0x01;//定时器0模式1（16位）TH0=0x3C;//50ms初值（11.0592MHz晶振，12分频）TL0=0xB0;//计算：(65536-50000/1.085)≈0x3CB0ET0=1;//使能定时器0中断TR0=1;//启动定时器}voidInt0_Init(){IT0=1;//下降沿触发EX0=1;//使能外部中断0EA=1;//开总中断}voidTimer0_ISR()interrupt1{TH0=0x3C;//重装初值TL0=0xB0;flag_50ms=1;//置50ms标志}voidInt0_ISR()interrupt0{if(KEY==0){//确认按键按下（消抖）led_state=1;//启动LED流水}}voidmain(){P1=0xFF;//初始全灭Timer0_Init();Int0_Init();while(1){if(led_state!=0&&flag_50ms){flag_50ms=0;P1=~(0xFF>>led_state);//LED左移点亮（取反因为低电平亮）led_state++;if(led_state>8){//完成一轮P1=0xFF;//全灭led_state=0;//等待下次按键}}}}```2.基于STM32F103单片机（使用标准库），编写代码实现：通过USART1（波特率115200，8位数据位，1位停止位，无校验）向上位机发送字符串“Hello,2025!”，并在接收上位机发送的单个字符后，回传该字符的ASCII码（格式：“Received:0xXX”）。答案：```cinclude"stm32f10x.h"include<stdio.h>voidUSART1_Init(){GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStruct;USART_InitTypeDefUSART_InitStruct;//使能时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA,ENABLE);//TX引脚（PA9）推挽输出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);//RX引脚（PA10）浮空输入GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);//USART配置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_Rx|USART_Mode_Tx;USART_Init(USART1,&USART_InitStruct);//使能接收中断USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);USART_Cmd(USART1,ENABLE);//NVIC配置NVIC_InitTypeDefNVIC_InitStruct;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel=USART1_IRQn;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=0;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority=0;NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);}voidUSART1_SendChar(charc){USART_SendData(USART1,(uint8_t)c);while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);}voidUSART1_SendString(charstr){while(str){USART1_SendChar(str++);}}voidUSART1_IRQHandler(){if(USART_GetITStatus(USART1,USART_IT_RXNE)!=RESET){charrecv_char=USART_ReceiveData(USART1);//发送响应USART1_SendString("Received:0x");//发送高4位十六进制USART1_SendChar((recv_char>>4)>9?(recv_char>>4)+'A'-10:(recv_char>>4)+'0');//发送低4位十六进制USART1_SendChar((recv_char&0x0F)>9?(recv_char&0x0F)+'A'-10:(recv_char&0x0F)+'0');USART1_SendChar('\r');USART1_SendChar('\n');USART_ClearITPendingBit(USART1,USART_IT_RXNE);}}intmain(){USART1_Init();USART1_SendString("Hello,2025!\r\n");while(1);}```五、综合应用题（20分）设计一个基于单片机的智能温室温湿度监测系统，要求如下：（1）硬件部分：使用STM32F407单片机、DHT11温湿度传感器（单总线协议）、OLED显示屏（I2C接口）、ESP8266Wi-Fi模块（UART接口）；（2）功能要求：每5秒采集一次温湿度数据，通过OLED显示（格式：“Temp:25℃Hum:60%”），并通过Wi-Fi上传至云平台（TCP协议，IP:192.168.1.100，端口:8080）；（3）画出硬件连接框图（文字描述即可），并编写主程序框架（包含传感器读取、显示、通信的关键函数调用）。答案：硬件连接框图描述：-STM32F407单片机：作为主控，提供I2C（连接OLED）、UART（连接ESP8266）、通用IO（连接DHT11数据引脚）接口；-DHT11传感器：数据引脚接STM32的PA0（推挽输出/输入复用）；-OLED显示屏（如SSD1306）：SCL接PB6（I2C1_SCL），SDA接PB7（I2C1_SDA）；-ESP8266模块：TXD接STM32的PA10（USART1_RX），RXD接STM32的PA9（USART1_TX），VCC接3.3V，GND接地。主程序框架代码：```cinclude"stm32f4xx.h"include"dht11.h"//DHT11驱动库（含DHT11_Read()函数）include"ssd1306.h"//OLED驱动库（含SSD1306_ShowString()函数）include"esp8266.h"//ESP8266驱动库（含ESP8266_SendTCP()函数）voidSystem_Init(){RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA|RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE);I2C1_Init();//初始化I2C1（OLED）USART1_Init();//初始化USART1（ESP8266，波特率115200）ESP8266_Init();//配置ESP8266为STA模式，连接Wi-FiDHT11