2025年细选《单片机原理及应用》试题库附答案

2025年细选《单片机原理及应用》试题库附答案一、选择题（每题2分，共30分）1.以下关于单片机哈佛结构的描述中，正确的是（）A.程序存储器与数据存储器共享地址空间B.指令和数据分别存储在不同的存储器中C.采用统一的地址总线和数据总线D.仅适用于8位单片机答案：B2.STC89C52单片机中，若晶振频率为11.0592MHz，设置定时器1为模式2（8位自动重装）作为UART波特率发生器，当波特率为9600时，定时器初值应为（）（已知波特率计算公式：波特率=晶振频率/(32×12×(256-初值))）A.0xFDB.0xFAC.0xFBD.0xFE答案：A（计算过程：9600=11059200/(32×12×(256-X))，解得X=253=0xFD）3.在C51编程中，定义变量“unsignedcharcodetable[10]={0x3F,0x06,...}”，该变量存储在（）A.内部RAM的idata区B.外部RAM的xdata区C.程序存储器的code区D.特殊功能寄存器SFR区答案：C4.8051单片机响应外部中断0（INT0）时，默认的中断入口地址是（）A.0003HB.000BHC.0013HD.001BH答案：A5.以下哪条指令属于寄存器间接寻址（）A.MOVA,R0B.MOVA,@R0C.MOVA,30HD.MOVA,30H答案：B6.若PSW寄存器中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：C7.I2C总线通信中，主设备发送起始信号后，首先传输的是（）A.从设备地址（7位）+读写位（1位）B.数据字节C.应答信号（ACK/NACK）D.停止信号答案：A8.单片机ADC模块的分辨率为10位，参考电压为3.3V，当输入电压为1.65V时，转换结果的数字量约为（）A.512B.341C.1023D.682答案：A（1.65V/3.3V×1024≈512）9.以下关于单片机掉电模式的描述，错误的是（）A.关闭CPU时钟，保留RAM数据B.可通过外部中断或复位唤醒C.所有I/O端口保持最后状态D.定时器和串口继续工作答案：D10.在设计单片机最小系统时，必须包含的电路是（）A.键盘接口电路B.晶振电路和复位电路C.LCD显示电路D.ADC采样电路答案：B11.若要将P1口的第3位（P1.2）置1，其余位保持不变，应使用的指令是（）（假设使用C51）A.P1|=0x04B.P1&=0xFBC.P1^=0x04D.P1=0x04答案：A（0x04对应二进制00000100，按位或可置位P1.2）12.以下哪种通信协议支持多主设备竞争（）A.UARTB.SPIC.I2CD.单总线（1-Wire）答案：C（I2C通过仲裁机制支持多主）13.STM32单片机与传统8051单片机的主要区别之一是（）A.8051采用RISC架构，STM32采用CISC架构B.STM32集成更多外设（如DMA、FSMC）C.8051支持硬件浮点运算D.STM32仅支持汇编语言编程答案：B14.定时器/计数器工作在计数模式时，计数脉冲来自（）A.内部时钟周期B.内部机器周期C.外部引脚输入的脉冲D.外部晶振频率答案：C15.若单片机程序运行中出现“跑飞”，最有效的解决方法是（）A.增加程序存储空间B.使用看门狗（WDT）定时器C.提高晶振频率D.减少I/O端口负载答案：B二、填空题（每空1分，共20分）1.8051单片机的P0口作为通用I/O口使用时，需要外接______电阻。答案：上拉2.中断优先级寄存器IP中，PT0位用于设置______的优先级。答案：定时器03.单片机程序中，____关键字用于定义程序存储器中的常量（如字库表）。答案：code4.若晶振频率为12MHz，单片机的机器周期为______μs。答案：1（机器周期=12/晶振频率=12/12MHz=1μs）5.SPI总线的四根信号线是______、MISO、SCK和NSS。答案：MOSI6.51单片机中，______寄存器用于存放当前指令的地址。答案：PC（程序计数器）7.ADC转换的四个步骤是采样、保持、______和编码。答案：量化8.在C51中，bit类型变量存储在______区（填写存储类型）。答案：bit9.若要使能外部中断1（INT1）并设置为下降沿触发，需设置TCON寄存器的______位为1（IT1），并设置IE寄存器的______位为1（EX1）。答案：IT1；EX110.定时器模式2的主要特点是______，适用于______场景（如UART波特率发生器）。答案：8位自动重装；需要精确重复定时11.I2C总线的标准传输速率为______，高速模式可达3.4Mbps。答案：100Kbps12.单片机最小系统中，复位电路的作用是使CPU和外设进入______状态。答案：初始（或默认）13.在汇编语言中，“MOVCA,@A+DPTR”指令用于从______存储器读取数据。答案：程序（或ROM）14.若PSW中的CY=1，OV=0，说明加法运算结果______（有/无）进位，______（有/无）溢出。答案：有；无15.单片机低功耗模式通常包括空闲模式、______模式和深度睡眠模式。答案：掉电（或停机）三、简答题（每题6分，共30分）1.简述8051单片机中断响应的过程。答案：中断响应过程包括：（1）检测中断请求标志；（2）若中断允许且无更高优先级中断，CPU停止当前程序；（3）保护断点（PC值压入堆栈）；（4）清除中断请求标志（部分中断需软件清除）；（5）跳转至对应中断入口地址（如INT0为0003H）执行中断服务程序；（6）执行完毕后恢复断点（弹出PC值），返回主程序。2.比较定时器模式1和模式2的区别，并说明各自的应用场景。答案：模式1是16位定时器/计数器，计数范围0-65535，溢出后需手动重装初值，适用于定时时间较长的场景（如测量10ms以上的信号）；模式2是8位自动重装模式，计数范围0-255，溢出后自动将初值从THx重装到TLx，适用于需要精确重复定时的场景（如UART波特率发生器、固定频率脉冲输出）。3.说明C51中idata、xdata、pdata三种存储类型的区别。答案：idata：内部RAM的可直接寻址区（00H-7FH），访问速度快，容量小（最大128字节）；xdata：外部RAM（0000H-FFFFH），需通过DPTR或@Ri间接访问，容量大（最大64KB），访问速度较慢；pdata：外部RAM的分页寻址区（00H-FFH），通过@Ri访问，仅能访问256字节的页，适用于小容量外部RAM的快速访问。4.设计一个基于单片机的温度报警系统，需实现：当温度超过30℃时，LED闪烁报警。请列出所需的硬件模块和软件流程。答案：硬件模块：单片机（如STC89C52）、温度传感器（如DS18B20）、LED及驱动电路、电源电路。软件流程：（1）初始化单片机（定时器、I/O口）；（2）初始化温度传感器（发送复位脉冲，读取ROM指令）；（3）循环读取温度数据（发送转换指令，读取温度值）；（4）判断温度是否>30℃：若是，启动定时器中断控制LED闪烁（如每500ms取反一次）；否则关闭LED。5.解释SPI总线的主从模式通信过程，并说明CS（片选）信号的作用。答案：主设备控制SCK时钟，通过MOSI向从设备发送数据，从设备通过MISO回传数据。通信前主设备拉低从设备的CS信号（选中从设备），通信结束后拉高CS。CS的作用是：（1）指定通信对象（多从机时选择目标）；（2）同步数据传输（CS低电平期间数据有效）；（3）标识一次完整的通信周期（CS上升沿表示传输结束）。四、分析题（每题8分，共16分）1.阅读以下C51代码，分析其功能并指出潜在问题。```cinclude<reg52.h>sbitLED=P1^0;voiddelay_ms(unsignedintms){unsignedinti,j;for(i=0;i<ms;i++)for(j=0;j<123;j++);}voidmain(){IT0=1;//INT0下降沿触发EX0=1;//使能INT0EA=1;//总中断允许while(1){LED=~LED;delay_ms(500);}}voidint0_isr()interrupt0{LED=0;//按下按键时LED熄灭}```答案：功能：主程序控制LED每500ms闪烁一次，外部中断0（INT0）触发时LED熄灭。潜在问题：（1）中断服务程序未保护现场（如PSW、A等寄存器），可能导致主程序运行错误；（2）按键未去抖动，可能因机械抖动导致多次触发中断；（3）中断服务程序中直接操作LED，若主程序同时修改LED状态可能导致竞争（需加互斥机制）。2.已知8051单片机晶振为12MHz，编写定时器0模式1的中断服务程序，实现每隔50ms产生一次中断，并在中断中累加变量cnt（初始值0），当cnt=20时，将P2口取反。要求计算定时器初值并写出完整代码（包括初始化和中断函数）。答案：（1）计算初值：机器周期=1μs，50ms=50000μs。模式1为16位定时器，最大计数值65536，初值X=65536-50000=15536=0x3CB0。（2）代码：```cinclude<reg52.h>unsignedcharcnt=0;voidtimer0_init(){TMOD|=0x01;//定时器0模式1TH0=0x3C;//初值高8位TL0=0xB0;//初值低8位ET0=1;//使能定时器0中断EA=1;//总中断允许TR0=1;//启动定时器}voidtimer0_isr()interrupt1{TH0=0x3C;//重装初值TL0=0xB0;cnt++;if(cnt>=20){P2=~P2;cnt=0;}}voidmain(){P2=0xFF;timer0_init();while(1);}```五、综合应用题（14分）设计一个基于STC89C52单片机的光照强度监测系统，要求：（1）使用光敏电阻（串联固定电阻分压）和ADC0809实现光照检测；（2）通过1602LCD显示光照值（单位：lux，范围0-1000）；（3）当光照低于200lux时，蜂鸣器报警。请完成以下任务：（1）画出硬件连接示意图（标出关键引脚）；（2）写出软件主流程；（3）给出ADC初始化和数据读取的关键代码。答案：（1）硬件连接：-单片机P2口连接ADC0809的D0-D7（数据总线）；-单片机P3.0（WR）连接ADC0809的START和ALE（启动转换和地址锁存）；-单片机P3.1（RD）连接ADC0809的OE（输出使能）；-单片机P3.2（INT0）连接ADC0809的EOC（转换结束信号，下降沿触发中断）；-光敏电阻与10kΩ固定电阻串联接5V，分压点接ADC0809的IN0；-1602LCD的RS接P1.0，RW接P1.1，E接P1.2，D0-D7接P0口；-蜂鸣器接P1.3（低电平触发）。（2）软件主流程：①初始化LCD（发送指令：清屏、设置显示模式）；②初始化ADC0809（设置IN0通道，配置EOC为中断触发）；③启动第一次ADC转换（P3.0输出负脉冲）；④进入循环等待中断；⑤中断触发（EOC下降沿）：读取ADC数据（P3.1输出负脉冲使能OE，读取P2口数据）；⑥转换为光照值（公式：光照=（ADC值/255）×1000）；⑦LCD显示光照值；⑧判断是否<200lux：若是，P1.3=0（蜂鸣器响）；否则P1.3=1；⑨再次启动ADC转换，重复步骤⑤-⑨。（3）关键代码（C51）：```cinclude<reg52.h>include<intrins.h>defineucharunsignedchardefineuintunsignedintsbitRS=P1^0;sbitRW=P1^1;sbitE=P1^2;sbitBuzzer=P1^3;sbitEOC=P3^2;ucharadc_value;//存储ADC转换结果//LCD写指令函数voidlcd_wcmd(ucharcmd){RS=0;RW=0;P0=cmd;E=1;_nop_();E=0;}//ADC初始化（配置IN0通道）voidadc_init(){IT0=1;//INT0下降沿触发EX0=1;//使能INT0