2025年单片机技术试题及答案

2025年单片机技术试题及答案一、单项选择题（每小题2分，共20分）1.某8位单片机的晶振频率为11.0592MHz，其机器周期为（）。A.1μsB.12μsC.1.085μsD.0.1μs2.STM32F103单片机中，用于存储程序代码的主要存储器是（）。A.SRAMB.FlashC.EEPROMD.NORFlash3.51系列单片机中，当CPU响应外部中断0（INT0）时，程序计数器PC会自动跳转至（）。A.0003HB.000BHC.0013HD.001BH4.以下哪种总线协议常用于单片机与传感器的短距离通信，且仅需一根数据线（）。A.I²CB.SPIC.UARTD.单总线（1-Wire）5.某12位ADC的参考电压为3.3V，其最小分辨率电压约为（）。A.0.8mVB.1.6mVC.3.3mVD.0.4mV6.单片机低功耗模式中，“停机模式”通常会关闭（）。A.CPU时钟B.所有外设时钟C.内部RC振荡器D.实时时钟（RTC）7.以下关于定时器溢出时间的计算，正确的是（）。A.溢出时间=（2^n初值）×时钟周期B.溢出时间=（初值2^n）×机器周期C.溢出时间=（2^n初值）×机器周期D.溢出时间=初值×时钟周期8.若要在STM32中配置PA5引脚为推挽输出模式，需设置GPIOx_CRL寄存器的对应位为（）。A.0011B.0001C.0100D.10109.51单片机执行“MOVA,30H”指令后，累加器A的内容为（）。A.30H（十六进制）B.48（十进制）C.00110000B（二进制）D.以上均正确10.以下哪项不是单片机程序调试的常用工具（）。A.逻辑分析仪B.J-LinkC.示波器D.函数发生器二、填空题（每空2分，共20分）1.51系列单片机的P0口作为通用I/O时，需外接______电阻以确保高电平输出。2.STM32F103的系统时钟（SYSCLK）最大可配置为______MHz（基于72MHz外部晶振）。3.定时器/计数器的四种工作模式中，______模式为16位自动重装模式（以51单片机为例）。4.UART通信中，若波特率为9600bps，数据位8位，停止位1位，无校验位，则每秒最多可传输______字节数据（取整数）。5.ADC转换完成后，51单片机可通过______（中断/查询）方式或读取状态寄存器标志位获取转换结果。6.步进电机的“半步驱动”模式相比“整步驱动”，其运行精度______（更高/更低）。7.若要将51单片机的P2口全部置高，应执行指令______。8.STM32的通用定时器（TIMx）中，______寄存器用于设置计数初值。9.单总线设备（如DS18B20）的通信过程中，______操作是所有通信的起始步骤。10.单片机程序中，______指令（如51的LCALL）用于调用子程序并保存返回地址。三、简答题（每小题8分，共40分）1.简述单片机中断系统的作用，并说明中断优先级的意义。2.对比51单片机定时器的工作模式1与模式2，说明各自的特点及典型应用场景。3.分析UART与SPI通信协议的主要区别（至少列出4点）。4.说明ADC转换中“采样-保持”电路的作用，并解释其对转换精度的影响。5.设计单片机最小系统时，需要包含哪些基本电路？各电路的作用是什么？四、分析设计题（共20分）1.基于STM32F103单片机设计一个温湿度监测系统，要求：（1）使用DHT11数字温湿度传感器（单总线协议）；（2）通过1602液晶显示屏实时显示温度（℃）和湿度（%RH）；（3）当湿度超过80%RH时，控制PB12引脚驱动继电器闭合（低电平有效）。请完成以下任务：（a）画出关键硬件连接示意图（标注单片机引脚、传感器、液晶、继电器的连接关系）；（b）描述DHT11的通信时序（包括起始信号、响应信号、数据读取的关键步骤）；（c）给出软件设计的主流程（用文字或流程图表示，需包含初始化、数据采集、显示更新、报警判断模块）。答案一、单项选择题1.C（机器周期=12/晶振频率=12/(11.0592×10^6)≈1.085μs）2.B（STM32的程序代码存储于Flash中）3.A（51单片机中断向量表中，INT0对应0003H）4.D（单总线仅需一根数据线，如DS18B20）5.A（分辨率=3.3V/(2^12-1)≈0.8mV）6.A（停机模式关闭CPU时钟，保留外设状态）7.C（定时器溢出时间=（2^n初值）×机器周期）8.A（PA5为端口低寄存器（CRL）的第20-23位，推挽输出50MHz对应0011）9.D（30H的十六进制、十进制48、二进制00110000均正确）10.D（函数发生器用于信号提供，非调试工具）二、填空题1.上拉2.723.模式24.960（9600/(8+1+1)=960字节/秒）5.中断6.更高7.MOVP2,0FFH8.ARR（自动重装寄存器）9.初始化（复位）10.调用三、简答题1.中断系统的作用：使单片机能够实时响应外部或内部事件，提高CPU效率。中断优先级的意义：当多个中断同时请求时，优先级高的中断优先处理，确保关键任务及时响应，避免冲突。2.模式1为16位定时器（无自动重装），计数范围0-65535，适用于较长定时场景（如秒级定时）；模式2为8位自动重装模式（高8位保存初值，低8位计数溢出后自动重装），适用于需要重复精确短定时的场景（如波特率发生器）。3.区别：①UART为异步通信（需同步时钟），SPI为同步通信（主设备提供SCK）；②UART为全双工但仅2线（TX/RX），SPI为全双工3-4线（SCK、MOSI、MISO、CS）；③UART数据格式含起始/停止位，SPI为连续字节传输；④UART适合长距离（需电平转换），SPI适合短距离高速（最高数Mbps）。4.采样-保持电路的作用：在ADC转换期间保持输入信号稳定，避免因信号变化导致转换误差。其影响：采样时间不足会导致信号未稳定即开始转换，降低精度；保持电容漏电会使电压缓慢下降，需设计高输入阻抗的缓冲电路。5.最小系统电路：①电源电路（提供稳定3.3V/5V）；②时钟电路（晶振+电容，为CPU提供基准时钟）；③复位电路（上电复位/手动复位，确保初始状态正确）；④调试接口（如SWD，用于程序下载与调试）。四、分析设计题（a）硬件连接示意图：STM32F103的PA0引脚连接DHT11的数据引脚（DATA）；1602液晶的RS引脚接PB0，RW接PB1，E接PB2，D0-D7接PC0-PC7；继电器控制端接PB12，另一端接VCC（低电平触发）；所有器件共地，电源端接3.3V（DHT11需上拉电阻至3.3V）。（b）DHT11通信时序：①起始信号：单片机拉低DATA线≥18ms，然后拉高20-40μs；②响应信号：DHT11检测到起始信号后，拉低DATA线80μs（响应信号），再拉高80μs；③数据读取：DHT11输出40位数据（湿度高8位、湿度低8位、温度高8位、温度低8位、校验位），每位数据以50μs低电平起始，高电平时间决定数据位（26-28μs为0，70μs为1）。（c）软件主流程：初始化：配置GPIO（PA0输入、PB0-PB2输出、PC0-PC7输出、PB12输出）；初始化1602液晶（发送初始化指令，清屏）；启动系统时钟。循环流程：1.发送DHT11起始信号，等待响应；2.读取40位数据，校验校验位（前4