2025年单片机原理与应用试题(含参考答案)

2025年单片机原理与应用试题(含参考答案)一、单项选择题（每小题2分，共20分）1.8051单片机CPU的核心部件是（）。A.运算器和控制器B.累加器和寄存器组C.程序计数器和堆栈指针D.数据指针和地址锁存器2.以下关于8051单片机PSW寄存器的描述，错误的是（）。A.CY为进位标志位B.AC为辅助进位标志位C.OV为奇偶校验标志位D.P为累加器A的奇偶标志位3.若8051单片机晶振频率为11.0592MHz，则其机器周期为（）。A.1μsB.1.085μsC.2μsD.12μs4.8051单片机中，用于存储程序的只读存储器是（）。A.内部RAMB.外部RAMC.内部ROMD.特殊功能寄存器5.当8051单片机执行MOVXA，@DPTR指令时，涉及的总线是（）。A.仅数据总线B.地址总线和数据总线C.控制总线和数据总线D.地址总线、数据总线和控制总线6.8051单片机定时器/计数器工作于模式2时，其最大计数次数为（）。A.256B.65536C.128D.81927.以下哪种中断源在8051单片机中优先级最高？（）A.外部中断0B.定时器0溢出中断C.外部中断1D.串行口中断8.ADC0809是8位逐次逼近型A/D转换器，其分辨率为（）。A.1/256B.1/128C.1/64D.1/10249.8051单片机中，堆栈操作遵循（）。A.先进先出原则B.后进先出原则C.随机访问原则D.顺序访问原则10.若要使8051单片机的P1口作为输入口使用，需先向P1口写入（）。A.00HB.FFHC.55HD.AAH二、填空题（每空1分，共20分）1.8051单片机的片内数据存储器（RAM）低128字节可分为______、______和______三个区域。2.8051单片机的程序计数器（PC）是______位寄存器，其作用是______。3.定时器/计数器的四种工作模式中，______模式为16位自动重装初值模式，______模式可将定时器0拆分为两个8位定时器。4.8051单片机的中断系统中，中断允许寄存器IE的字节地址为______，其中EA位是______。5.若晶振频率为12MHz，定时器0工作于模式1，则其最大定时时间为______μs；若需定时10ms，应设置初值为______（请用十六进制表示）。6.串行口工作于方式1时，一帧数据包含______位，其中______位为起始位，______位为停止位。7.8051单片机扩展外部RAM时，ALE引脚的作用是______，WR引脚的作用是______。8.若某DAC转换器的分辨率为0.01V，参考电压为5V，则其位数为______位（取整数）。三、简答题（每小题6分，共30分）1.简述哈佛结构与冯诺依曼结构的主要区别，并说明8051单片机采用哪种结构。2.说明8051单片机中程序状态字寄存器（PSW）各主要标志位的含义（至少列出4个）。3.定时器/计数器的“定时”与“计数”功能有何本质区别？分别举例说明其应用场景。4.简述8051单片机中断响应的过程（需包含中断标志清除的规则）。5.说明A/D转换的主要步骤，并列举两种常见的A/D转换类型。四、分析题（每小题10分，共20分）1.阅读以下8051汇编程序，分析其功能并说明执行后的结果：```assemblyMOVA,35HMOVB,04HMULABMOVR0,20HMOV@R0,AINCR0MOV@R0,B```2.某8051单片机系统使用定时器1（模式2）产生100μs定时中断，晶振频率为6MHz。（1）计算定时器1的初值（要求写出计算过程）；（2）写出定时器1的初始化程序（包括中断允许和模式设置）。五、综合设计题（20分）设计一个基于8051单片机的温度监控系统，要求实现以下功能：-使用DS18B20数字温度传感器采集环境温度；-通过LCD1602显示当前温度（格式：“TEMP:25.6℃”）；-当温度超过35℃时，控制蜂鸣器发出报警（频率1kHz，持续鸣叫）。要求：（1）画出简化的硬件连接图（标出单片机、DS18B20、LCD1602、蜂鸣器的关键引脚连接）；（2）说明软件主流程（可用流程图或文字描述）；（3）编写关键部分的C51代码（包括传感器初始化、温度读取、显示更新、报警判断）。参考答案一、单项选择题1.A2.C3.B4.C5.D6.A7.A8.A9.B10.B二、填空题1.工作寄存器区、位寻址区、用户RAM区2.16、存放下一条要执行指令的地址3.模式2、模式34.A8H、全局中断允许控制位5.65536、FC67H（计算：12MHz晶振，机器周期1μs，模式1为16位，最大定时65536μs；10ms=10000μs，初值=65536-10000=55536=FC67H）6.10、1、17.地址锁存信号输出、外部RAM写控制信号8.9（计算：分辨率=Vref/(2^n-1)，0.01=5/(2^n-1)，2^n≈501，n≈9）三、简答题1.哈佛结构的程序存储器和数据存储器分开，有独立的总线；冯诺依曼结构程序和数据共享存储器及总线。8051采用哈佛结构。2.CY（进位标志，运算产生进位或借位时置1）；AC（辅助进位，低四位向高四位进位时置1）；F0（用户标志位，可自定义）；RS1、RS0（工作寄存器组选择位）；OV（溢出标志，有符号数运算溢出时置1）；P（奇偶标志，累加器A中1的个数为奇数时置1）。3.定时功能基于内部时钟脉冲计数（如产生精确时间延迟）；计数功能基于外部脉冲信号计数（如统计产品数量）。本质区别：计数脉冲来源不同（内部时钟/外部引脚）。4.中断响应过程：检测到中断请求→检查中断允许（EA=1且对应中断允许位=1）→保护断点（PC值压栈）→清除中断标志（部分中断需软件清除）→执行中断服务程序→恢复断点（PC值出栈）→返回主程序。5.A/D转换步骤：采样→保持→量化→编码。常见类型：逐次逼近型（如ADC0809）、双积分型（如ICL7109）。四、分析题1.功能：将35H（十进制53）与04H（十进制4）相乘，结果高8位存入21H单元，低8位存入20H单元。执行结果：53×4=212=00D4H，故(20H)=D4H，(21H)=00H。2.（1）晶振6MHz，机器周期=2μs（12/6=2）。模式2为8位自动重装，定时时间=（256-初值）×机器周期。100μs=（256-初值）×2μs→256-初值=50→初值=206=CEH。（2）初始化程序：```cTMOD|=0x20;//定时器1模式2（高4位为10）TH1=0xCE;//初值TL1=0xCE;ET1=1;//允许定时器1中断EA=1;//开全局中断TR1=1;//启动定时器1```五、综合设计题（1）硬件连接：-8051单片机：P1.0接DS18B20的数据引脚DQ；P2口（P2.0~P2.7）接LCD1602的DB0~DB7；P3.0接LCD1602的RS（数据/命令选择），P3.1接RW（读写控制），P3.2接E（使能信号）；P3.7接蜂鸣器（通过三极管驱动）。（2）软件主流程：初始化（单片机、DS18B20、LCD1602）→循环执行：①发送DS18B20温度转换命令；②读取温度数据并转换为实际温度值（×0.0625）；③LCD显示温度值；④判断温度是否＞35℃：若是，P3.7输出方波（1kHz，周期1ms，高低电平各0.5ms）；否则，P3.7置低。（3）关键C51代码：```cinclude<reg51.h>include<intrins.h>sbitDQ=P1^0;//DS18B20数据引脚sbitBuzzer=P3^7;//蜂鸣器控制引脚sbitRS=P3^0;//LCDRS引脚sbitRW=P3^1;//LCDRW引脚sbitEN=P3^2;//LCDEN引脚//DS18B20初始化函数bitInit_DS18B20(){bitpresence;DQ=1;_nop_();DQ=0;delay_us(500);//拉低480~960μsDQ=1;delay_us(60);//等待响应presence=DQ;delay_us(440);//等待恢复returnpresence;}//读取DS18B20温度函数floatRead_Temp(){unsignedchartempL,tempH;unsignedinttemp;floattemperature;Init_DS18B20();Write_DS18B20(0xCC);//跳过ROMWrite_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tempL=Read_DS18B20();//低8位tempH=Read_DS18B20();//高8位temp=(tempH<<8)|tempL;temperature=temp0.0625;returntemperature;}//LCD写命令函数voidLCD_WriteCmd(unsignedcharcmd){RS=0;RW=0;EN=0;P2=cmd;delay_ms(2);EN=1;delay_ms(2);EN=0;}//主函数voidmain(){floattemp;LCD_Init();//LCD初始化（需补充具体初始化代码）while(1)