(2025年)单片机原理及应用考试试卷及答案

(2025年)单片机原理及应用考试试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.单片机8051的CPU是（）位的。A.16B.4C.8D.准16答案：C。8051单片机是经典的8位单片机，其数据总线宽度为8位，能处理8位二进制数据。2.8051单片机中，唯一一个用户可使用的16位寄存器是（）。A.PSWB.DPTRC.ACCD.SP答案：B。DPTR（数据指针寄存器）是一个16位的专用寄存器，主要用于存放16位地址，可对外部数据存储器进行间接寻址。PSW是程序状态字寄存器，为8位；ACC是累加器，8位；SP是堆栈指针，8位。3.单片机的程序计数器PC用来（）。A.存放指令B.存放正在执行的指令地址C.存放下一条要执行的指令地址D.存放上一条已执行的指令地址答案：C。程序计数器PC是一个16位的计数器，其内容是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指令并执行。4.当8051单片机的晶振频率为6MHz时，一个机器周期的时间为（）。A.1μsB.2μsC.3μsD.4μs答案：B。机器周期是单片机执行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=6MHz，则时钟周期T=1/f=1/6μs，机器周期=12×T=12×(1/6)μs=2μs。5.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。逻辑与运算ANL可以用于清0操作。将P1口与十六进制数0F0H（二进制11110000）进行与运算，低4位会被清0，高4位保持不变。6.8051单片机的定时器/计数器工作于计数方式时，外部输入的计数脉冲的最高频率为晶振频率的（）。A.1/12B.1/24C.1/48D.1/72答案：B。当8051单片机的定时器/计数器工作于计数方式时，外部输入的计数脉冲的最高频率为晶振频率的1/24。7.8051单片机串行口工作在方式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.可变，由定时器T1的溢出率决定D.固定为晶振频率的1/64答案：C。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（波特率倍增位）共同决定。8.执行中断返回指令，要从堆栈弹出断点地址，以便去执行被中断了的主程序，从堆栈弹出的断点地址送给（）。A.AB.CYC.PCD.DPTR答案：C。中断返回指令RETI执行时，会从堆栈中弹出断点地址，将其送回到程序计数器PC中，从而使CPU回到被中断的主程序继续执行。9.8051单片机中，若要将P3.2引脚作为外部中断0的输入引脚，则应将（）寄存器的相应位置1。A.TCONB.SCONC.IED.IP答案：C。要使能外部中断0，需要将中断允许寄存器IE中的EX0位置1。TCON用于控制定时器/计数器和外部中断的触发方式；SCON是串行口控制寄存器；IP是中断优先级寄存器。10.在8051单片机中，访问外部数据存储器应采用的寻址方式是（）。A.寄存器间接寻址B.直接寻址C.立即寻址D.寄存器寻址答案：A。访问外部数据存储器时，通常使用DPTR或R0、R1作为间接地址寄存器，采用寄存器间接寻址方式。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（）区、（）区和（）区三个部分。答案：工作寄存器、位寻址、用户RAM。8051单片机片内数据存储器的低128字节可分为三个区域，其中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单片机的P0口作为通用I/O口使用时，需要外接（）；作为地址/数据总线使用时，（）外接上拉电阻。答案：上拉电阻、不需要。P0口内部没有上拉电阻，作为通用I/O口输出时，需要外接上拉电阻才能有高电平输出；当作为地址/数据总线使用时，内部有驱动电路，不需要外接上拉电阻。3.8051单片机的定时器/计数器有（）种工作方式，其中方式（）是16位定时器/计数器。答案：4、1。8051单片机的定时器/计数器有4种工作方式，方式1是16位定时器/计数器，由THx和TLx两个8位寄存器组成一个16位的计数器。4.8051单片机串行口工作在方式0时，其数据传输是（）位的，主要用于（）扩展。答案：8、并行I/O口。串行口工作在方式0时，是8位数据传输，常用于通过外接移位寄存器来扩展并行I/O口。5.8051单片机的中断系统中有（）个中断源，（）个中断优先级。答案：5、2。8051单片机的中断系统有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来设置各中断源的优先级。6.若要将累加器A中的内容与立即数0FH进行异或运算，可使用的指令是（）。答案：XRLA，0FH。异或运算指令XRL用于将两个操作数进行异或操作，该指令将累加器A中的内容与立即数0FH进行异或运算。7.8051单片机复位后，PC的值为（），SP的值为（）。答案：0000H、07H。单片机复位后，程序计数器PC被初始化为0000H，CPU从该地址开始执行程序；堆栈指针SP被初始化为07H。8.当定时器/计数器T0工作在方式2时，其计数初值的计算公式为（）。答案：X=2^8-N。方式2是8位自动重装初值的定时器/计数器模式，计数范围是0-2^8-1。设需要计数的次数为N，则计数初值X=2^8-N。9.8051单片机的中断允许寄存器IE中，EA位是（），其作用是（）。答案：中断总允许位、控制所有中断的开放或禁止。EA是中断总允许位，当EA=1时，允许所有中断源中断；当EA=0时，禁止所有中断源中断。10.在8051单片机中，若要将P2口的第3位置1，可使用的指令是（）。答案：SETBP2.3。SETB是置位指令，用于将指定的位设置为1，该指令将P2口的第3位置1。三、简答题（每题10分，共30分）1.简述8051单片机的存储器结构。答：8051单片机的存储器结构采用哈佛结构，即程序存储器和数据存储器是分开的。-程序存储器：用于存放程序和表格常数。8051单片机有64KB的程序存储器地址空间，其中低4KB（0000H-0FFFH）可以是片内程序存储器，也可以是片外程序存储器，由EA引脚控制。当EA=1时，低4KB地址指向片内程序存储器，超过4KB地址则指向片外程序存储器；当EA=0时，全部64KB地址都指向片外程序存储器。-数据存储器：分为片内数据存储器和片外数据存储器。-片内数据存储器：低128字节可分为工作寄存器区（00H-1FH）、位寻址区（20H-2FH）和用户RAM区（30H-7FH）；高128字节（80H-FFH）是特殊功能寄存器（SFR）区，其中部分SFR可以进行位寻址。-片外数据存储器：有64KB的地址空间（0000H-FFFFH），通过DPTR或R0、R1进行间接寻址访问。2.说明8051单片机定时器/计数器的四种工作方式及其特点。答：-方式0：13位定时器/计数器。由THx的8位和TLx的低5位组成一个13位的计数器。其计数范围是0-2^13-1（即0-8191）。方式0是为了与早期的单片机兼容而保留的，现在使用较少。-方式1：16位定时器/计数器。由THx和TLx两个8位寄存器组成一个16位的计数器，计数范围是0-2^16-1（即0-65535）。方式1是最常用的工作方式，适用于需要较大计数范围的场合。-方式2：8位自动重装初值的定时器/计数器。TLx作为8位计数器，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。其计数范围是0-2^8-1（即0-255）。方式2适用于需要精确定时的场合，如波特率发生器。-方式3：仅适用于定时器/计数器T0。将T0拆分成两个独立的8位计数器TL0和TH0。TL0使用T0的控制位和中断源，可作为定时器或计数器；TH0固定作为定时器，使用T1的溢出标志和中断源。方式3一般用于需要增加一个额外的8位定时器的场合。3.简述8051单片机串行口的四种工作方式及其特点。答：-方式0：同步移位寄存器方式。数据传输是8位的，低位在前，高位在后。波特率固定为晶振频率的1/12。主要用于通过外接移位寄存器来扩展并行I/O口。-方式1：8位异步通信方式。一帧数据包括1个起始位（0）、8个数据位和1个停止位（1）。波特率可变，由定时器T1的溢出率和SMOD位决定。适用于一般的异步通信场合。-方式2：9位异步通信方式。一帧数据包括1个起始位（0）、8个数据位、1个可编程的第9数据位和1个停止位（1）。波特率固定为晶振频率的1/32或1/64，由SMOD位决定。第9数据位可以作为奇偶校验位或多机通信的地址/数据标志位。-方式3：9位异步通信方式。与方式2类似，也是9位异步通信，但波特率可变，由定时器T1的溢出率和SMOD位决定。常用于多机通信系统。四、编程题（每题15分，共30分）1.编写一个程序，使8051单片机的P1.0引脚输出周期为20ms的方波，已知晶振频率为12MHz。```asmORG0000HLJMPMAINORG001BH;定时器1中断服务程序入口LJMPTIMER1_ISRORG0100HMAIN:MOVTMOD,10H;设置定时器1为方式1MOVTH1,0FCH;计算定时10ms的初值MOVTL1,18HSETBET1;使能定时器1中断SETBEA;使能总中断SETBTR1;启动定时器1SJMP$;主程序原地循环TIMER1_ISR:CPLP1.0;取反P1.0引脚电平MOVTH1,0FCH;重新装载初值MOVTL1,18HRETI;中断返回END```分析：首先，根据晶振频率12MHz，可知机器周期为1μs。要产生20ms周期的方波，需要定时10ms进行一次电平取反。定时器1工作在方式1下，16位计数器，计数初值X=2^16-10000=65536-10000=55536，转换为十六进制为0D8F0H，即TH1=0FCH，TL1=18H。在主程序中进行定时器的初始化和中断使能，启动定时器后进入原地循环。在定时器1的中断服务程序中，取反P1.0引脚电平并重新装载初值，最后返回中断。2.编写一个程序，将片内RAM中30H-3FH单元的数据传送到片外RAM的0100H-010FH单元中。```asmORG0000HLJMPMAINORG0100HMAIN:MOVR0,30H;片内RAM起始地址MOVDPTR,0100H;片外RAM起始地址MOVR7,16;数据个数LOOP: