2025年单片机原理及其接口技术期末考试试卷练习题(含参考答案)

2025年单片机原理及其接口技术期末考试试卷练习题(含参考答案)一、单项选择题（每小题2分，共20分）1.以下关于8051单片机CPU组成的描述，错误的是（）。A.包含算术逻辑单元（ALU）B.控制器由程序计数器（PC）、指令寄存器等组成C.内部数据总线为8位，地址总线为16位D.片内RAM与ROM统一编址2.STC89C52单片机中，用于存储当前指令执行后状态信息的特殊功能寄存器是（）。A.SPB.DPTRC.PSWD.ACC3.若单片机晶振频率为11.0592MHz，则一个机器周期的时间为（）。A.1μsB.1.085μsC.2μsD.12μs4.以下中断源中，8051单片机默认优先级最高的是（）。A.外部中断0（INT0）B.定时器0中断（T0）C.外部中断1（INT1）D.串行口中断（RI/TI）5.当8051单片机P0口作为通用I/O口使用时，需要外接上拉电阻的原因是（）。A.P0口内部无上拉电阻，高电平输出时需外部上拉B.P0口内部下拉电阻过大，需外部上拉增强驱动C.P0口作为地址/数据总线时已内置上拉，作为I/O口时需外接D.防止端口短路6.若定时器T0工作在模式1（16位定时器模式），晶振频率为12MHz，要实现50ms定时，初值应设置为（）。A.0x3CB0B.0x15A0C.0xFC66D.0x00007.关于8051单片机的程序存储器（ROM），以下说法正确的是（）。A.片内ROM与片外ROM地址空间重叠时，优先访问片外B.8051的ROM地址范围为0000H~FFFFH，共64KBC.程序计数器（PC）始终指向片内ROMD.复位后PC的值为0003H8.串行通信中，若采用方式1（10位异步通信），波特率由（）决定。A.定时器T0的溢出率B.定时器T1的溢出率C.晶振频率直接分频D.专用波特率发生器9.以下关于A/D转换的描述，错误的是（）。A.ADC0809是8位逐次逼近型A/D转换器B.8051单片机通过P0口与ADC0809的D0~D7连接时，需分时复用地址/数据总线C.A/D转换的启动信号由单片机的WR引脚控制D.转换完成后，ADC0809的EOC引脚会输出高电平通知单片机10.8051单片机执行“MOVA,30H”指令后，以下说法正确的是（）。A.将片内RAM30H单元的内容送累加器AB.将立即数30H送累加器AC.将寄存器A的内容送片内RAM30H单元D.将寄存器A的内容与30H进行逻辑与操作二、填空题（每空1分，共15分）1.8051单片机的程序计数器（PC）是____位寄存器，复位后其值为____。2.PSW寄存器中，CY是____标志位，AC是____标志位。3.8051的中断系统中，同一优先级的中断源若同时请求，默认响应顺序为：INT0→T0→INT1→T1→____。4.定时器T0的模式2是____（填“13位”“16位”或“自动重装8位”）定时器/计数器模式，适用于____（填“长定时”或“短定时且需重复计数”）场景。5.P3口的第二功能中，P3.2是____，P3.5是____。6.若单片机晶振为12MHz，机器周期为____μs；执行一条双周期指令需要____个机器周期，耗时____μs。7.8051的片内数据存储器（RAM）中，00H~1FH是____区，20H~2FH是____区。8.串行通信中，若波特率为9600bps，晶振为11.0592MHz，定时器T1工作在模式2时，初值应设置为____（保留十六进制）。三、简答题（每小题6分，共24分）1.简述哈佛结构与冯诺依曼结构的主要区别，并说明8051单片机采用的存储结构类型。2.说明机器周期、状态周期与时钟周期的关系，并计算晶振频率为6MHz时，机器周期的时间。3.分析P0口作为通用I/O口和地址/数据总线时的工作特性差异。4.简述单片机中断响应的必要条件（至少列出3个）。四、分析题（每小题10分，共20分）1.阅读以下8051汇编程序，分析其功能并计算循环次数。```assemblyMOVR2,20LOOP:MOVA,R2DECAMOVR2,ACJNEA,0,LOOPSJMP$```2.某单片机系统使用定时器T0模式1（16位定时器）实现10ms延时，晶振频率为12MHz。（1）计算定时器初值（要求写出计算过程）；（2）若需要实现1秒延时，说明如何通过软件扩展实现（需给出关键步骤）。五、综合应用题（21分）设计一个基于8051单片机的温度监控系统，要求：（1）硬件部分：使用DS18B20数字温度传感器（单总线接口）、LED（P1.0控制，高电平点亮）、蜂鸣器（P2.1控制，高电平报警）；（2）软件部分：每1秒采集一次温度，若温度超过30℃，则点亮LED并启动蜂鸣器；若低于等于30℃，则关闭LED和蜂鸣器；（3）要求画出简化的硬件连接图（文字描述即可），并编写主程序的核心代码（C语言）。参考答案一、单项选择题1.D2.C3.B4.A5.A6.A7.B8.B9.C10.B二、填空题1.16；0000H2.进位；辅助进位（半进位）3.串行口中断（RI/TI）4.自动重装8位；短定时且需重复计数5.INT0（外部中断0输入）；T1（定时器1外部计数输入）6.1；2；27.工作寄存器；位寻址8.0xFD（计算：波特率=晶振/(12×32×(256-初值))，代入数据得初值=256-11059200/(12×32×9600)=253=0xFD）三、简答题1.区别：哈佛结构中程序存储器与数据存储器分开编址，使用独立的总线；冯诺依曼结构中程序与数据共享同一存储空间和总线。8051采用哈佛结构（程序存储器与数据存储器独立）。2.时钟周期=1/晶振频率；状态周期=2个时钟周期；机器周期=12个时钟周期（或6个状态周期）。晶振6MHz时，时钟周期≈166.67ns，机器周期=12×(1/6MHz)=2μs。3.P0口作为I/O口时，内部无上拉电阻，输出低电平时需外接上拉电阻才能输出高电平；作为地址/数据总线时，内部自动切换为推挽输出，无需外接上拉，可直接输出地址或数据信号。4.必要条件：①中断源有中断请求；②中断总允许（EA=1）；③对应中断源的中断允许位（如EX0、ET0等）置1；④无更高优先级中断正在执行（或当前中断优先级不低于正在执行的中断）。四、分析题1.功能：将R2寄存器的值从20递减到0，循环结束后停止。循环次数：20次（初始R2=20，每次DECA后判断是否为0，当A=0时退出循环，共执行20次LOOP内指令）。2.（1）晶振12MHz，机器周期=1μs。10ms=10000μs，需计数10000次。初值=65536-10000=55536=0xD8F0（十六进制）。（2）软件扩展方法：使用定时器T0模式1产生10ms定时，在中断服务函数中设置一个计数器（如变量cnt），每次中断cnt加1，当cnt=100时（10ms×100=1s），执行温度采集和判断操作，并将cnt清零。五、综合应用题硬件连接：-DS18B20的DQ引脚接单片机P3.7（单总线接口）；-LED阳极通过限流电阻接VCC，阴极接P1.0；-蜂鸣器正极接P2.1，负极接地（或通过三极管驱动，P2.1控制基极）；-单片机电源、晶振（如11.0592MHz）、复位电路（典型RC复位）连接。核心C代码（STC89C52）：```cinclude<reg52.h>include<intrins.h>sbitDQ=P3^7;//DS18B20数据引脚sbitLED=P1^0;//LED控制引脚sbitBuzzer=P2^1;//蜂鸣器控制引脚unsignedchartemp_L,temp_H;//存储温度低8位、高8位floattemperature;//实际温度值unsignedintcnt=0;//1秒计时计数器//DS18B20初始化函数（省略详细时序，仅示意）bitInit_DS18B20(){bitpresence;DQ=0;delay_us(500);//拉低总线500μsDQ=1;delay_us(60);//释放总线，等待响应presence=DQ;//检测存在脉冲delay_us(440);//等待初始化完成returnpresence;}//读取温度函数（简化）voidRead_Temperature(){Init_DS18B20();Write_DS18B20(0xCC);//跳过ROM匹配Write_DS18B20(0x44);//启动温度转换delay_ms(750);//等待转换完成Init_DS18B20();Write_DS18B20(0xCC);Write_DS18B20(0xBE);//读取温度寄存器temp_L=Read_DS18B20();//低8位temp_H=Read_DS18B20();//高8位temperature=(temp_H<<8|temp_L)0.0625;//转换为实际温度}//定时器0初始化（10ms中断）voidTimer0_Init(){TMOD|=0x01;//模式1（16位定时器）TH0=0xD8;//初值0xD8F0（10ms）TL0=0xF0;ET0=1;//允许T0中断EA=1;//总中断允许TR0=1;//启动T0}//定时器0中断服务函数voidTimer0_ISR()interrupt1{TH0=0xD8;//重装初值TL0=0xF0;cnt++;if(cnt>=100){//10ms×100=1scnt=0;Read_Temperature();//每秒采集温度if(temperature>30.0){LED