单片机原理及应用期末考试试题（含详细答案）-1

单片机原理及应用期末考试试题（含详细答案）适用专业：电子信息、自动化、机电一体化等考试时长：120分钟满分：100分说明：本试卷考试内容以51系列单片机为核心，无特殊说明均指STC89C51单片机，答题规范、步骤清晰可酌情给分。一、单项选择题（每题2分，共20分）1.51单片机的核心处理器位数为（）A.4位B.8位C.16位D.32位2.51单片机中，程序计数器PC的位数为（），可寻址程序空间大小为（）A.8位、64KBB.16位、64KBC.16位、32KBD.8位、32KB3.51单片机上电复位后，程序的入口地址是（）A.0000HB.0003HC.0030HD.0100H4.下列不属于51单片机特殊功能寄存器（SFR）的是（）A.ACCB.PSWC.R0D.TMOD5.51单片机定时器工作方式2的特点是（）A.16位自动重装B.8位自动重装C.13位定时计数D.纯软件触发6.外部中断0的中断入口地址为（）A.0000HB.0003HC.000BHD.0013H7.51单片机中，用来选择寄存器组的标志位是（）A.CY、ACB.RS1、RS0C.OV、PD.F0、F18.串行通信中，51单片机默认的波特率发生器是（）A.定时器0B.定时器1C.外部晶振D.系统时钟9.指令MOVA，#30H的寻址方式为（）A.直接寻址B.间接寻址C.立即寻址D.寄存器寻址10.51单片机P0口作为普通IO口使用时，需要外接（）A.上拉电阻B.下拉电阻C.稳压二极管D.滤波电容二、填空题（每空1分，共20分）1.51单片机的存储器结构分为________和________，采用哈佛结构。2.片内RAM分为工作寄存器组、________和________三个区域。3.51单片机共有________个中断源，其中外部中断有________个。4.定时器0有________种工作方式，其中方式0为________位定时/计数器。5.PSW寄存器中，进位标志位是________，奇偶校验标志位是________。6.单片机复位的条件是________，复位后SP的值为________。7.串行通信的两种基本方式为________和________，51单片机默认工作在异步通信模式。8.P1、P2、P3口内部自带________，可直接作为普通IO口使用。9.指令SJMP为________跳转指令，AJMP为________跳转指令。10.中断处理的四个流程为：中断请求、________、________、中断返回。三、简答题（每题6分，共30分）1.简述51单片机P0~P3四个IO口的结构差异和使用特点。2.什么是中断？简述51单片机中断系统的优先级规则。3.简述定时器方式2的工作原理及适用场景。4.简述单片机机器周期、时钟周期、指令周期的区别与联系。5.简述MOV、MOVX、MOVC三条数据传送指令的区别和适用范围。四、编程题（每题10分，共20分）1.已知系统晶振为11.0592MHz，编写51单片机程序，利用定时器1方式2产生9600bps串行通信波特率，完成串口初始化配置。2.编写单片机程序，实现P1口LED灯循环流水点亮（依次点亮P1.0~P1.7，循环往复），要求加入简单延时函数。五、综合应用题（10分）设计一个基于51单片机的外部中断报警系统：外部中断0触发（下降沿触发），中断触发后P1口所有LED灯点亮，持续1秒后熄灭，恢复常态。要求画出核心思路并编写完整程序，晶振12MHz。详细参考答案一、单项选择题答案1.B2.B3.A4.C5.B6.B7.B8.B9.C10.A二、填空题答案1.程序存储器、数据存储器2.位寻址区、用户RAM区（通用缓冲区）3.5、24.4、135.CY、P6.RST引脚持续2个机器周期高电平、07H7.异步通信、同步通信8.上拉电阻9.短距离相对、绝对10.中断响应、中断服务三、简答题参考答案1.P0~P3口结构与使用特点（1）P0口：双向8位IO口，内部无上拉电阻，作为普通IO输出需外接上拉电阻，输入为高阻态；可作为系统地址/数据总线（低8位地址+8位数据），驱动能力最强，可直接驱动8个TTL负载。（2）P1口：准双向8位IO口，内部自带恒流上拉电阻，仅作为通用IO口使用，无第二功能，驱动能力较弱。（3）P2口：准双向8位IO口，内部带上拉电阻，可作为通用IO口，也可作为系统高8位地址总线，用于扩展外部程序、数据存储器。（4）P3口：准双向8位IO口，内部带上拉电阻，具备多功能复用，除通用IO外，包含串口、外部中断、定时器、读写控制等第二功能，是使用最灵活的IO口。2.中断定义及优先级规则中断是指单片机正常执行程序的过程中，收到外部或内部突发事件请求，暂时暂停当前主程序，跳转至专门的中断服务程序处理事件，处理完成后返回主程序继续执行的工作机制。51单片机中断优先级分为高、低两级，核心规则：（1）高级优先级中断可以打断低级优先级中断，实现中断嵌套；（2）同级中断之间不能相互打断，遵循先来先服务原则；（3）默认硬件优先级：外部中断0>定时器0中断>外部中断1>定时器1中断>串口中断。3.定时器方式2工作原理及适用场景工作原理：方式2为8位自动重装定时/计数模式，THx为初值重装寄存器，TLx为计数寄存器。初始化时将定时初值存入THx和TLx，计数过程中TLx自动累加，当TLx计数溢出时，硬件自动将THx中保存的初值重新载入TLx，无需软件重复赋值，自动循环计数。适用场景：适合产生固定频率的定时中断、精准波特率发生器（串口通信）、脉冲信号发生器等需要周期性定时的场景，程序简洁、定时精度高。4.三种周期的区别与联系（1）时钟周期：单片机最基础的时序单位，等于外部晶振的振荡周期，是最小时间单位；（2）机器周期：单片机完成一次基本操作的最小时间单位，51单片机固定为12个时钟周期；（3）指令周期：单片机执行一条指令所需的时间，由1~4个机器周期组成，不同指令执行周期不同。联系：时钟周期→机器周期→指令周期，逐级叠加，指令周期包含若干机器周期，机器周期包含固定12个时钟周期。5.MOV、MOVX、MOVC指令区别（1）MOV：内部数据传送指令，用于单片机片内RAM、特殊功能寄存器之间的数据传输，访问内部存储空间；（2）MOVX：外部数据传送指令，专门用于访问片外扩展数据存储器（外部RAM），实现单片机与外部数据设备的数据交互；（3）MOVC：程序存储器查表指令，仅用于读取ROM（片内/片外程序存储器）中的固定表格数据，只能读不能写。四、编程题参考答案（C语言）1.串口初始化程序（11.0592MHz，9600bps，定时器1方式2）c

#include<reg51.h>

voidUART_Init(void)

{

TMOD|=0x20;//定时器1工作在方式2（8位自动重装）

TH1=0xFD;//9600bps初值配置

TL1=0xFD;

TR1=1;//启动定时器1

SCON=0x50;//串口工作方式1，允许接收数据

EA=1;//开启总中断

ES=1;//开启串口中断

}2.P1口流水灯程序c

#include<reg51.h>

voidDelay_ms(unsignedintt)//简易延时函数

{

unsignedinti,j;

for(i=t;i>0;i--)

for(j=110;j>0;j--);

}

voidmain(void)

{

unsignedcharled,i;

while(1)

{

led=0x01;//初始点亮最低位

for(i=0;i<8;i++)

{

P1=~led;//低电平点亮LED

Delay_ms(300);

led=led<<1;//左移一位

}

}

}五、综合应用题参考答案核心设计思路：配置外部中断0为下降沿触发，开启总中断和外部中断0允许位；主程序常态下P1口LED熄灭，当外部中断触发时，进入中断服务程序，点亮P1口所有LED，延时1秒后熄灭，返回主程序等待下次触发。完整程序（12MHz晶振）c

#include<reg51.h>

voidDelay_1s(void)//1秒延时函数（12MHz）

{

unsignedinti,j,k;

for(i=10;i>0;i--)

for(j=120;j>0;j--)

for(k=100;k>0;k--);

}

//外部中断0初始化

voidINT0_Init(void)

{

IT0=1;//下降沿触发中断

EX0=1;//使能外部中断0

EA=1;//开启总中断

P1=0xFF;//初始LED全部熄灭

}

//外部中断0服务函数

voidINT0_Service(void)interrupt0

{

P1=0x00;