串行口原理与应用考试题（含详细答案）

串行口原理与应用考试题（含详细答案）适用范围：单片机串口通信、嵌入式串口基础实训考试时长：90分钟满分：100分一、单项选择题（每题2分，共20分）1、单片机串行通信的传输方式中，同一时刻只能单向传输数据的模式是（）A、全双工B、半双工C、单工D、并行传输2、51单片机串行口工作方式1的帧数据长度是（）A、8位B、9位C、10位D、11位3、串行通信中，波特率的定义是（）A、每秒传输的字节数B、每秒传输的二进制位数C、每分钟传输的字节数D、每分钟传输的二进制位数4、51单片机中，用于开启串行口中断的控制位是（）A、EAB、ESC、ET1D、EX05、串口通信中，奇偶校验位的主要作用是（）A、提高传输速度B、校验数据传输是否出错C、增加数据位数D、同步传输时钟6、51单片机串行口方式1的波特率发生器是（）A、定时器0B、定时器1C、外部晶振D、系统时钟固定值7、串口接收数据完成后，硬件自动置位的标志位是（）A、TIB、RIC、TF1D、TR18、以下不属于串行通信优势的是（）A、传输线材少B、适合远距离传输C、抗干扰能力强D、传输速率远高于并行通信9、51单片机串口工作方式0的通信模式是（）A、同步移位寄存器模式B、异步全双工模式C、异步半双工模式D、专用高速传输模式10、串口发送数据完成后，需要手动清零的标志位是（）A、RIB、TIC、EAD、ES二、填空题（每空1分，共20分）1、串行通信按照数据同步方式可分为__________通信和__________通信。2、51单片机串行口共有__________种工作方式，由寄存器__________中的SM0、SM1位配置。3、异步串口通信的一帧数据通常由__________、__________、数据位和停止位组成。4、51单片机串口中断服务函数中，接收中断标志位是__________，发送中断标志位是__________。5、常用串口波特率有__________、__________、9600、115200等（填写两种常用低速波特率）。6、全双工串口通信可以实现__________、__________同时数据收发。7、51单片机定时器1工作在__________模式时，可作为串口方式1、3的波特率发生器。8、奇偶校验分为__________校验和__________校验，无校验是串口最常用配置。9、串口数据传输中，__________位用于标识一帧数据的开始，__________位用于标识数据结束。10、51单片机中，__________寄存器用于存放串口发送和接收的8位数据。三、判断题（每题1分，共10分，对的打√，错的打×）1、串行通信一次只传输一位二进制数据。（）2、51单片机串口所有工作方式的波特率都可以由软件任意配置。（）3、RI和TI标志位硬件自动清零，无需软件操作。（）4、异步通信不需要单独的时钟信号线，依靠帧格式实现数据同步。（）5、串口波特率越高，数据传输速度越快，但传输稳定性会下降。（）6、51单片机串口方式2、3为9位异步通信，可用于多机通信。（）7、半双工通信可以同时发送和接收数据。（）8、SBUF寄存器可读可写，读写操作分别对应接收和发送数据。（）9、开启串口中断必须同时置位EA和ES。（）10、并行通信比串行通信更适合长距离数据传输。（）四、简答题（每题6分，共30分）1、简述同步串行通信与异步串行通信的核心区别。2、说明51单片机串口方式1的帧格式及工作特点。3、串口通信中出现数据乱码的常见原因有哪些？至少写出4点。4、简述51单片机串口中断发送、接收数据的基本流程。5、说明全双工、半双工、单工三种通信方式的区别，并举例常用应用场景。五、编程应用题（每题10分，共20分）1、编写51单片机串口初始化代码，配置为：工作方式1、波特率9600、定时器1自动重装模式、开启串口中断和总中断、无校验、允许接收数据。（晶振11.0592MHz）2、基于上述初始化代码，编写中断服务函数，实现功能：接收串口发来的1字节数据，接收完成后，将原数据回发。详细参考答案一、单项选择题答案1、C解析：单工模式为单向固定传输，半双工可双向但同一时刻只能单向，全双工可同时双向传输。2、C解析：方式1为10位异步通信帧，包含1位起始位、8位数据位、1位停止位。3、B解析：波特率单位为bps，代表每秒传输的二进制比特位数。4、B解析：EA为总中断开关，ES为串口独立中断开关，必须同时开启才能触发串口中断。5、B解析：奇偶校验通过校验位判断数据传输过程中是否发生位翻转错误，用于纠错校验。6、B解析：51单片机串口方式1、3固定由定时器1作为波特率发生器。7、B解析：接收完成硬件置位RI，发送完成硬件置位TI。8、D解析：并行通信多线同时传输，速率远高于串行通信，但线材多、远距离干扰大。9、A解析：串口方式0为同步移位寄存器模式，固定波特率，多用于扩展IO。10、B解析：TI、RI标志位硬件只置位不清零，必须软件手动清零，否则会重复触发中断。二、填空题答案1、同步、异步2、4、SCON3、起始位、数据位（顺序可互换）4、RI、TI5、2400、4800（合理即可）6、发送、接收7、自动重装（模式2）8、奇、偶9、起始、停止10、SBUF三、判断题答案1、√2、×（方式0、2波特率固定，不可软件配置）3、×（需软件手动清零）4、√5、√6、√7、×（半双工同一时刻仅能单向传输）8、√9、√10、×（串行通信适合长距离传输）四、简答题答案1、同步与异步串行通信核心区别（1）时钟同步方式不同：同步通信收发双方共用统一时钟信号，时钟同步性极高；异步通信无公共时钟，依靠帧格式的起始位、停止位实现数据同步。（2）传输格式不同：同步通信以数据块为单位传输，无帧间隔；异步通信以单帧数据为单位，帧与帧之间存在空闲间隔。（3）速率与稳定性不同：同步通信传输速率高、适合大批量数据传输；异步通信速率较低，但接线简单、适配普通串口设备，通用性更强。2、51单片机串口方式1帧格式及工作特点帧格式：一帧数据共10位，依次为1位低电平起始位、8位可自定义数据位、1位高电平停止位，无校验位（可软件拓展校验）。工作特点：属于异步全双工通信模式；波特率可通过定时器1软件配置，灵活可调；支持串口中断收发，是工程中最常用的串口工作方式；适配绝大多数串口外设（蓝牙、串口屏、传感器等）。3、串口数据乱码常见原因（1）波特率配置不匹配，收发双方波特率、校验位、数据位、停止位参数不一致；（2）硬件问题：串口接线错误、地线未共地、线材过长导致信号衰减；（3）系统晶振误差过大，导致实际波特率与理论值偏差超标；（4）环境干扰强，无屏蔽线材受到电磁干扰，导致数据位翻转；（5）软件未及时清零TI/RI标志位，造成数据堆叠错乱。4、串口中断收发数据基本流程发送流程：软件将数据写入SBUF寄存器→串口硬件自动逐位发送数据→发送完成后硬件置位TI→触发串口中断→中断内软件清零TI→完成一次发送。接收流程：检测到起始位后硬件自动接收数据→数据接收完成存入SBUF→硬件置位RI→触发串口中断→读取SBUF数据→软件清零RI→完成一次接收。5、三种通信方式区别及应用场景单工：数据只能固定单向传输，一端仅发送、一端仅接收，不可逆。场景：广播、红外遥控。半双工：数据可双向传输，但同一时刻只能单向收发，不能同时收发。场景：485串口通信、对讲机。全双工：数据收发相互独立，可同时双向传输数据。场景：单片机TTL串口、电脑USB转串口、蓝牙通信。五、编程应用题答案（C语言，51单片机标准代码）1、串口初始化函数c

voidUART_Init(void)

{

SCON=0x50;//串口方式1，允许串口接收(REN=1)

TMOD|=0x20;//定时器1工作在模式2（8位自动重装）

TH1=0xFD;//11.0592MHz波特率9600重装值

TL1=0xFD;

TR1=1;//启动定时器1

EA=1;//开启总中断

ES=1;//开启串口中断

}2、串口中断服务函数（数据回发功能）c

unsignedchardat;//定义存储接收数据的变量

voidUART_Serve(void)interrupt4

{

if(RI==1)//判断是否为接收中断

{

RI=0;//手动清零接收标志位

dat=SBUF;//读取接收的数据

SBUF=dat;/