2025年大学大一（物联网工程）单片机原理及应用试题及答案

2025年大学大一（物联网工程）单片机原理及应用试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）答题要求：本大题共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.单片机的核心部件是（）A.CPUB.存储器C.定时器D.中断系统2.8051单片机的片内RAM中，可位寻址的单元地址范围是（）A.00H-1FHB.20H-2FHC.30H-7FHD.80H-FFH3.单片机复位后，程序计数器PC的值为（）A.0000HB.0003HC.0013HD.0023H4.当8051单片机的EA引脚接高电平时，程序存储器的寻址范围是（）A.片内ROMB.片外ROMC.片内RAMD.片外RAM5.8051单片机的定时器/计数器T0工作在方式2时，其计数初值的计算公式为（）A.X=M-NB.X=M-TC.X=M-fosc/12D.X=M-fosc/T6.8051单片机的定时器/计数器T1工作在方式1时，是（）A.8位定时器/计数器B.13位定时器/计数器C.16位定时器/计数器D.24位定时器/计数器7.8051单片机的中断源中，优先级最高的是（）A.外部中断0B.定时器/计数器0中断C.外部中断1D.定时器/计数器1中断8.8051单片机的串行通信接口工作在方式1时，是（）A.同步通信方式B.异步通信方式C.半双工通信方式D.全双工通信方式9.8051单片机的P0口作为通用I/O口使用时，需要外接（）A.上拉电阻B.下拉电阻C.电容D.电感10.8051单片机的P1口的每一位可驱动（）A.4个TTL负载B.8个TTL负载C.10个TTL负载D.12个TTL负载11.8051单片机的程序存储器中，存放中断服务程序入口地址的区域是（）A.0000H-0003HB.0003H-000BHC.000BH-0013HD.0013H-0023H12.8051单片机的定时器/计数器T0工作在方式0时，是（）A.8位定时器/计数器B.13位定时器/计数器C.16位定时器/计数器D.24位定时器/计数器13.8051单片机的串行通信接口工作在方式0时，是（）A.同步通信方式B.异步通信方式C.半双工通信方式D.全双工通信方式14.8051单片机的P2口作为通用I/O口使用时，可提供（）A.低8位地址B.高8位地址C.数据D.控制信号15.8051单片机的P3口的每一位可驱动（）A.4个TTL负载B.8个TTL负载C.10个TTL负载D.12个TTL负载16.8051单片机的定时器/计数器T1工作在方式2时，是（）A.8位定时器/计数器B.13位定时器/计数器C.16位定时器/计数器D.24位定时器/计数器17.8051单片机的中断源中，优先级最低的是（）A.外部中断0B.定时器/计数器0中断C.外部中断1D.定时器/计数器1中断18.8051单片机的串行通信接口工作在方式2时，是（）A.同步通信方式B.异步通信方式C.半双工通信方式D.全双工通信方式19.8051单片机的数据存储器中，可位寻址的单元地址范围是（）A.00H-1FHB.20H-2FHC.30H-7FHD.80H-FFH20.8051单片机的程序存储器中，存放用户程序的区域是（）A.0000H-0003HB.0003H-000BHC.000BH-0013HD.0030H-FFFFH第II卷（非选择题共60分）21.（10分）简述8051单片机的中断响应过程。22.（10分）8051单片机的定时器/计数器T0工作在方式1，定时50ms，已知fosc=12MHz，求计数初值。23.（10分）简述8051单片机的串行通信工作方式1的特点。24.（15分）材料：某温度控制系统，采用8051单片机作为控制核心，温度传感器将温度信号转换为数字信号后送入单片机，单片机根据设定温度与实际温度的差值进行PID控制算法运算，然后通过控制加热或制冷设备来调节温度。问题：请说明该温度控制系统中8051单片机的作用，并简述PID控制算法的基本原理。25.（15分）材料：某智能家居系统，通过8051单片机连接多个传感器和执行器，实现对家居环境的智能控制。传感器包括光照传感器、温度传感器、湿度传感器等，执行器包括灯光、风扇、空调等。问题：请设计一个简单的智能家居系统控制流程，说明8051单片机如何根据传感器数据控制执行器。答案：1.A2.B3.A4.A5.A6.C7.A8.B9.A10.A11.D12.B13.A14.B15.A16.A17.D18.B19.B20.D21.中断响应过程：首先，CPU在每个机器周期的S5P2期间采样中断请求信号。若有中断请求且中断允许标志IE相应位为1，且当前指令执行完毕，CPU则响应中断。然后，CPU将程序计数器PC的值压入堆栈，保护断点。接着，根据中断源的优先级，找到对应的中断服务程序入口地址，将其装入PC，开始执行中断服务程序。中断服务程序执行完毕后，恢复断点，继续执行主程序。22.已知fosc=12MHz，机器周期T=12/fosc=1μs。定时50ms，需要计的数N=50×1000/1=50000。方式1是16位定时器，计数初值X=M-N，M=2^16=65536，所以X=65536-50000=15536。23.方式1特点：是异步通信方式。波特率可变，由定时器T1溢出率决定。一帧数据包括1位起始位、8位数据位、1位可编程位（第9数据位）、1位停止位，共11位。发送时，先发送起始位，接着发送数据位，可编程位可由用户设置，最后发送停止位；接收时，先检测起始位确定接收，然后接收数据位和可编程位，最后检测停止位。24.8051单片机作用：作为系统控制核心，接收温度传感器数字信号，进行PID控制算法运算，根据运算结果控制加热或制冷设备调节温度。PID控制算法基本原理：根据设定温度与实际温度差值，按比例、积分、微分三个环节进行运算。比例环节根据偏差大小输出控制量；积分环节累积偏差，消除稳态误差；微分环节根据偏差变化率提前作用，加快系统响应速度，最终综合三个环节输出控制量调节温度。25.控制流程：光照传感器检测光照强度，温度传感器检测温度，湿