(2025年)单片机原理及应用单片机的接口技术题库及答案

(2025年)单片机原理及应用单片机的接口技术题库及答案一、选择题1.单片机8051的XTAL1和XTAL2引脚是（）引脚。A.外接定时器B.外接串行口C.外接中断D.外接晶振答案：D解析：8051单片机的XTAL1和XTAL2引脚是用于外接晶振的，为单片机提供时钟信号。2.8051单片机中，唯一可供用户使用的16位寄存器是（）。A.PCB.DPTRC.ACCD.B答案：B解析：DPTR（数据指针寄存器）是8051单片机中唯一可供用户使用的16位寄存器，可用来存放16位地址。PC是程序计数器，为16位，但用户不能直接操作；ACC是累加器，为8位；B寄存器也是8位。3.当8051单片机的晶振频率为6MHz时，一个机器周期为（）。A.1μsB.2μsC.3μsD.4μs答案：B解析：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=12/6MHz=2μs。4.8051单片机的P0P3口均是（）I/O口，其中的P0口和P2口还可用来构建数据和地址总线，在访问外部存储器时，P0口传送（），P2口传送（）。A.双向，低8位地址，高8位地址B.单向，低8位地址，高8位地址C.双向，高8位地址，低8位地址D.单向，高8位地址，低8位地址答案：A解析：8051单片机的P0P3口均是双向I/O口。在访问外部存储器时，P0口分时传送低8位地址和8位数据，P2口传送高8位地址。5.若要在8051单片机的P1.0引脚上输出一个周期为20ms的方波，已知晶振频率为12MHz，采用定时器T0工作在方式1下实现，定时器的初值应为（）。A.6553610000B.6553620000C.655365000D.6553615000答案：A解析：晶振频率为12MHz，机器周期为1μs。要产生周期为20ms的方波，即定时10ms。定时器T0工作在方式1下为16位定时器，初值X=2^16定时时间/机器周期=6553610000。6.8051单片机的串行口工作在方式1时，其波特率（）。A.仅由定时器T1的溢出率决定B.仅由系统时钟频率决定C.由定时器T1的溢出率和系统时钟频率共同决定D.由定时器T0的溢出率决定答案：A解析：8051单片机串行口工作在方式1时，波特率仅由定时器T1的溢出率决定，计算公式为：波特率=2^SMOD/32×定时器T1的溢出率。7.当8051单片机的IE寄存器的值为0x81时，表示（）。A.开放外部中断0B.开放外部中断1C.开放定时器0中断D.开放定时器1中断答案：A解析：IE寄存器是中断允许寄存器，其格式为：EAET2ESET1EX1ET0EX0。0x81转换为二进制为10000001，EA=1表示全局中断允许，EX0=1表示开放外部中断0。8.以下关于8051单片机的堆栈操作，说法正确的是（）。A.先入栈，再修改栈指针B.先修改栈指针，再入栈C.出栈时先修改栈指针，再出栈D.以上说法都不正确答案：B解析：在8051单片机的堆栈操作中，入栈操作是先修改栈指针（SP=SP+1），再将数据压入栈顶；出栈操作是先将栈顶数据弹出，再修改栈指针（SP=SP1）。9.8051单片机中，当CPU响应外部中断0时，程序计数器PC的值将被自动设置为（）。A.0003HB.000BHC.0013HD.001BH答案：A解析：8051单片机各中断源的中断入口地址分别为：外部中断0（0003H）、定时器0中断（000BH）、外部中断1（0013H）、定时器1中断（001BH）、串行口中断（0023H）。10.若要将8051单片机的P2口的低4位清0，高4位保持不变，可使用的指令是（）。A.P2=P2&0xF0B.P2=P2|0xF0C.P2=P2^0xF0D.P2=P2+0xF0答案：A解析：“&”为逻辑与运算符，P2=P2&0xF0可将P2口的低4位清0，高4位保持不变。“|”为逻辑或运算符，“^”为逻辑异或运算符，“+”为加法运算符，均不符合要求。二、填空题1.8051单片机的内部数据存储器分为三个区域，分别是________、________和________。答案：工作寄存器区、位寻址区、用户RAM区解析：8051单片机内部数据存储器的低128字节分为三个区域，00H1FH为工作寄存器区，20H2FH为位寻址区，30H7FH为用户RAM区。2.8051单片机的定时器/计数器有________种工作方式，其中定时器T0有________种工作方式，定时器T1有________种工作方式。答案：4，4，3解析：8051单片机的定时器/计数器有4种工作方式（方式0、方式1、方式2、方式3）。定时器T0可以工作在这4种方式下，而定时器T1不能工作在方式3，只有3种工作方式。3.8051单片机的串行口有________种工作方式，其中方式________和方式________的波特率是固定的，方式________和方式________的波特率是可变的。答案：4，0，2，1，3解析：8051单片机的串行口有4种工作方式（方式0、方式1、方式2、方式3）。方式0的波特率固定为fosc/12，方式2的波特率固定为2^SMOD/64×fosc；方式1和方式3的波特率由定时器T1的溢出率决定，是可变的。4.8051单片机的中断系统中有________个中断源，分别是________、________、________、________和________。答案：5，外部中断0、定时器0中断、外部中断1、定时器1中断、串行口中断解析：8051单片机有5个中断源，分别对应不同的中断请求标志和中断入口地址。5.若要将8051单片机的P1口的第3位置1，可使用的指令是________；若要将P1口的第5位清0，可使用的指令是________。答案：SETBP1.3，CLRP1.5解析：SETB指令用于将某一位设置为1，CLR指令用于将某一位清0。6.8051单片机的程序存储器和数据存储器的最大寻址空间分别为________和________。答案：64KB，64KB解析：8051单片机的程序计数器PC为16位，可寻址2^16=65536个存储单元，即64KB的程序存储器空间；数据指针DPTR也是16位，可寻址64KB的外部数据存储器空间。7.当8051单片机的PSW寄存器中的RS1和RS0分别为1和0时，当前使用的工作寄存器组是第________组，该组工作寄存器的地址范围是________。答案：2，10H17H解析：PSW寄存器中的RS1和RS0用于选择工作寄存器组，RS1RS0=10时选择第2组工作寄存器，其地址范围是10H17H。8.8051单片机的定时器T0在方式2下，是一个________位的自动重装初值的定时器，其初值寄存器为________和________。答案：8，TH0，TL0解析：定时器T0工作在方式2下为8位自动重装初值的定时器，TL0作为计数器，TH0作为初值寄存器，当TL0溢出时，TH0的值自动装入TL0。9.8051单片机的串行口在方式0下，数据是________位的，其传输方向是________。答案：8，从低位到高位解析：8051单片机串行口工作在方式0下为同步移位寄存器方式，数据为8位，传输方向是从低位到高位。10.若要使8051单片机的外部中断0采用边沿触发方式，可将IT0置为________；若要使外部中断1采用电平触发方式，可将IT1置为________。答案：1，0解析：IT0和IT1分别是外部中断0和外部中断1的触发方式控制位，IT0=1时外部中断0为边沿触发方式，IT1=0时外部中断1为电平触发方式。三、简答题1.简述8051单片机的引脚功能。答案：8051单片机有40个引脚，可分为以下几类：电源引脚：VCC（40脚）接+5V电源，VSS（20脚）接地。时钟引脚：XTAL1（19脚）和XTAL2（18脚），用于外接晶振，为单片机提供时钟信号。控制引脚：RST（9脚）：复位引脚，高电平有效，用于单片机的复位操作。ALE/PROG（30脚）：地址锁存允许信号，在访问外部存储器时，ALE信号下降沿将P0口输出的低8位地址锁存到外部地址锁存器中；在对片内EPROM编程时，此引脚输入编程脉冲PROG。PSEN（29脚）：外部程序存储器读选通信号，低电平有效，用于从外部程序存储器中读取指令。EA/VPP（31脚）：访问程序存储器控制信号。当EA为高电平时，先访问片内程序存储器，当地址超过片内程序存储器容量时，自动转向访问外部程序存储器；当EA为低电平时，只访问外部程序存储器。在对片内EPROM编程时，此引脚接21V编程电源VPP。I/O口引脚：P0口（3932脚）：是一个8位漏极开路的双向I/O口，在访问外部存储器时，分时传送低8位地址和8位数据。P1口（18脚）：是一个8位准双向I/O口，作为通用I/O口使用。P2口（2128脚）：是一个8位准双向I/O口，在访问外部存储器时，传送高8位地址。P3口（1017脚）：是一个8位准双向I/O口，除作为通用I/O口使用外，还具有第二功能，如P3.0（RXD）为串行口接收端，P3.1（TXD）为串行口发送端等。2.简述8051单片机定时器/计数器的工作原理。答案：8051单片机的定时器/计数器实质上是一个加1计数器，其工作原理如下：定时器模式：当定时器/计数器工作在定时器模式时，计数脉冲来自于单片机内部的时钟信号，每个机器周期计数器加1。由于机器周期与晶振频率有关，因此可以根据晶振频率和定时器的初值来计算定时时间。例如，晶振频率为12MHz时，机器周期为1μs，定时器每计一个数的时间就是1μs。计数器模式：当定时器/计数器工作在计数器模式时，计数脉冲来自于外部引脚（T0对应P3.4，T1对应P3.5），当外部引脚上出现从1到0的负跳变时，计数器加1。控制与计数过程：定时器/计数器的工作方式由TMOD寄存器控制，包括选择定时器或计数器模式、工作方式等；其启动和停止由TCON寄存器控制。当定时器/计数器开始工作后，计数器不断加1，当计满溢出时，会产生溢出标志位（TF0或TF1），可以通过查询或中断的方式来处理溢出事件。3.简述8051单片机串行口的工作方式1的特点和工作过程。答案：特点：方式1是10位异步通信方式，包括1位起始位（低电平）、8位数据位（先低位后高位）和1位停止位（高电平）。波特率可变，由定时器T1的溢出率决定，计算公式为：波特率=2^SMOD/32×定时器T1的溢出率。工作过程：发送过程：当CPU将数据写入发送缓冲器SBUF时，启动发送过程。发送控制器自动在数据前面加上起始位，后面加上停止位，然后通过TXD引脚逐位发送出去。发送完一帧数据后，发送中断标志位TI置1，表示一帧数据发送完毕，可通过软件将TI清0。接收过程：当RXD引脚检测到起始位的下降沿时，启动接收过程。接收控制器开始对RXD引脚上的数据进行采样，每一位数据采样3次，取中间值作为该位的数据。当接收到8位数据和1位停止位后，将8位数据存入接收缓冲器SBUF，同时接收中断标志位RI置1，表示一帧数据接收完毕，可通过软件将RI清0。4.简述8051单片机中断系统的工作过程。答案：8051单片机中断系统的工作过程主要包括以下几个步骤：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的中断请求标志位为IE0，定时器0中断的中断请求标志位为TF0等。中断允许控制：中断允许寄存器IE用于控制各个中断源的中断允许或禁止。EA为全局中断允许位，只有当EA=1时，各个中断源的中断请求才有可能被响应；同时，相应的中断允许位（如EX0、ET0等）也必须为1才能允许该中断源的中断请求。中断优先级控制：8051单片机有两个中断优先级，可通过中断优先级寄存器IP来设置各个中断源的优先级。当有多个中断源同时提出中断请求时，优先级高的中断源先被响应。中断响应：当满足中断响应条件（中断请求标志位置1、中断允许且无更高优先级中断正在处理）时，CPU会响应中断。CPU首先将当前程序计数器PC的值压入堆栈，然后将相应的中断入口地址装入PC，程序跳转到中断服务程序执行。中断服务：CPU执行中断服务程序，完成中断处理任务。在中断服务程序中，通常需要保护现场（将一些寄存器的值压入堆栈），处理中断事件，然后恢复现场（将堆栈中的值弹出到相应寄存器）。中断返回：中断服务程序执行完毕后，执行RETI指令，将堆栈中保存的PC值弹出到PC，程序返回到原来被中断的地方继续执行。5.简述8051单片机的堆栈操作及作用。答案：堆栈操作：入栈操作：使用PUSH指令，先将栈指针SP的值加1（SP=SP+1），然后将数据压入栈顶。例如，PUSHACC指令，先将SP加1，然后将累加器ACC的值存入SP所指向的存储单元。出栈操作：使用POP指令，先将栈顶的数据弹出到指定的寄存器或存储单元，然后将栈指针SP的值减1（SP=SP1）。例如，POPB指令，先将SP所指向的存储单元的数据取出存入寄存器B，然后将SP减1。作用：保护断点：在中断或子程序调用时，CPU会将当前程序计数器PC的值压入堆栈，以便在中断服务程序或子程序执行完毕后能正确返回到原来的程序继续执行。保护现场：在中断服务程序或子程序中，可能会使用一些寄存器，为了不影响主程序中这些寄存器的值，可将这些寄存器的值压入堆栈，在中断服务程序或子程序执行完毕后再从堆栈中恢复这些寄存器的值。四、编程题1.编写一个8051单片机的程序，使用定时器T0工作在方式1下，在P1.0引脚上产生一个周期为100ms的方波，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=(6553650000)/256;//定时50ms，初值高8位TL0=(6553650000)%256;//定时50ms，初值低8位TR0=1;//启动定时器T0while(1){if(TF0==1){//定时器溢出标志位TF0=0;//清溢出标志位P1_0=!P1_0;//取反P1.0引脚电平TH0=(6553650000)/256;//重新装载初值TL0=(6553650000)%256;}}}```2.编写一个8051单片机的程序，使用串行口工作在方式1下，波特率为9600bps，晶振频率为11.0592MHz，将接收到的数据原样