2025年單片機(jī)原理與應(yīng)用試題與答案(附解析)一、選擇題（每題3分，共30分）1.單片機(jī)8051的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器的地址范圍是（）A.00H-7FHB.00H-FFHC.0000H-0FFFHD.0000H-FFFFH答案：A解析：8051單片機(jī)片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器分為低128字節(jié)（地址范圍00H-7FH）和高128字節(jié)（地址范圍80H-FFH），其中低128字節(jié)是通用的數(shù)據(jù)存儲區(qū)，而高128字節(jié)是特殊功能寄存器區(qū)。所以本題選A。2.當(dāng)8051單片機(jī)的晶振頻率為12MHz時(shí)，一個機(jī)器周期為（）A.1μsB.2μsC.3μsD.4μs答案：A解析：機(jī)器周期是單片機(jī)完成一個基本操作所需要的時(shí)間。對于8051單片機(jī)，一個機(jī)器周期包含12個時(shí)鐘周期。已知晶振頻率f=12MHz，時(shí)鐘周期T=1/f=1/12μs，那么機(jī)器周期=12×T=12×(1/12)μs=1μs。所以答案是A。3.8051單片機(jī)中，可使用的堆棧位于（）A.片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器B.片外數(shù)據(jù)存儲器C.程序存儲器D.以上都可以答案：A解析：堆棧是在內(nèi)存中開辟的一個特殊區(qū)域，用于數(shù)據(jù)的臨時(shí)存儲和保護(hù)斷點(diǎn)、現(xiàn)場等。8051單片機(jī)的堆棧通常設(shè)置在片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器中，通過堆棧指針SP來指示堆棧的棧頂位置。所以本題選A。4.若要使P1口的高4位輸出0，低4位保持不變，應(yīng)執(zhí)行的指令是（）A.P1=P1&0x0FB.P1=P1|0x0FC.P1=P1^0x0FD.P1=P1+0x0F答案：A解析：按位與運(yùn)算“&”的規(guī)則是只有當(dāng)兩個對應(yīng)位都為1時(shí)，結(jié)果位才為1，否則為0。將P1口的值與0x0F（二進(jìn)制00001111）進(jìn)行按位與運(yùn)算，高4位會被清零，低4位保持不變。而按位或運(yùn)算“|”是只要有一個對應(yīng)位為1，結(jié)果位就為1；按位異或運(yùn)算“^”是相同為0，不同為1；加法運(yùn)算“+”不符合本題需求。所以答案是A。5.下列指令中，不影響標(biāo)志位CY的指令是（）A.ADDA,01HB.SUBBA,01HC.INCAD.RLCA答案：C解析：ADD指令是加法指令，在進(jìn)行加法運(yùn)算時(shí)可能會產(chǎn)生進(jìn)位，影響CY標(biāo)志位；SUBB指令是帶借位減法指令，會影響CY標(biāo)志位；RLC指令是帶進(jìn)位循環(huán)左移指令，也會對CY標(biāo)志位產(chǎn)生影響。而INC指令是加1指令，它不影響CY標(biāo)志位。所以本題選C。6.8051單片機(jī)的中斷源有（）個A.3B.4C.5D.6答案：C解析：8051單片機(jī)有5個中斷源，分別是外部中斷0（INT0）、外部中斷1（INT1）、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0溢出中斷（TF0）、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1溢出中斷（TF1）和串行口中斷（RI或TI）。所以答案是C。7.若要使定時(shí)器T0工作在方式1，應(yīng)將TMOD寄存器的值設(shè)置為（）A.0x01B.0x10C.0x20D.0x30答案：A解析：TMOD是定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式寄存器，低4位用于控制T0，高4位用于控制T1。方式1是16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模式，對于T0工作在方式1，TMOD的低4位應(yīng)設(shè)置為0001，即0x01。所以本題選A。8.在8051單片機(jī)中，當(dāng)CPU響應(yīng)外部中斷0時(shí)，程序?qū)⑻D(zhuǎn)到（）地址執(zhí)行A.0003HB.000BHC.0013HD.001BH答案：A解析：8051單片機(jī)為每個中斷源分配了一個固定的中斷入口地址，外部中斷0的中斷入口地址是0003H。當(dāng)CPU響應(yīng)外部中斷0時(shí)，程序會自動跳轉(zhuǎn)到該地址開始執(zhí)行中斷服務(wù)程序。所以答案是A。9.8051單片機(jī)的串行口工作在方式1時(shí)，其波特率（）A.固定為晶振頻率的1/12B.固定為晶振頻率的1/32C.可通過定時(shí)器T1的溢出率來設(shè)定D.可通過定時(shí)器T0的溢出率來設(shè)定答案：C解析：8051單片機(jī)串行口工作在方式1時(shí)，波特率是可變的，它由定時(shí)器T1的溢出率和SMOD位共同決定。所以本題選C。10.若要將累加器A中的數(shù)據(jù)傳送到片外數(shù)據(jù)存儲器2000H單元，應(yīng)執(zhí)行的指令是（）A.MOVX2000H,AB.MOV2000H,AC.MOVX@DPTR,AD.MOVC@A+DPTR,A答案：C解析：MOVX是用于片外數(shù)據(jù)存儲器讀寫的指令。要將累加器A中的數(shù)據(jù)傳送到片外數(shù)據(jù)存儲器2000H單元，需要先將地址2000H送入數(shù)據(jù)指針DPTR，然后使用MOVX@DPTR,A指令。MOV指令用于片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器操作；MOVC指令用于程序存儲器查表操作。所以答案是C。二、填空題（每題3分，共30分）1.8051單片機(jī)的P0口作為通用I/O口使用時(shí)，需要外接______。答案：上拉電阻解析：P0口作為通用I/O口使用時(shí)，是開漏輸出結(jié)構(gòu)，本身沒有上拉電阻，所以需要外接上拉電阻才能正常輸出高電平。2.單片機(jī)中，程序計(jì)數(shù)器PC用于______。答案：存放CPU將要執(zhí)行的下一條指令的地址解析：程序計(jì)數(shù)器PC是一個16位的寄存器，它始終指向下一條要執(zhí)行的指令的地址，CPU就是根據(jù)PC的值來從程序存儲器中取出指令并執(zhí)行的。3.8051單片機(jī)的特殊功能寄存器SBUF用于______。答案：串行口數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收解析：SBUF是串行口數(shù)據(jù)緩沖器，它實(shí)際上包含兩個獨(dú)立的寄存器，一個用于發(fā)送數(shù)據(jù)，另一個用于接收數(shù)據(jù)，通過不同的操作指令來區(qū)分是發(fā)送還是接收。4.若要使定時(shí)器T1停止工作，應(yīng)將______寄存器的______位清0。答案：TCON；TR1解析：TCON是定時(shí)器/計(jì)數(shù)器控制寄存器，其中TR1是定時(shí)器T1的運(yùn)行控制位，當(dāng)TR1=1時(shí)，定時(shí)器T1開始工作；當(dāng)TR1=0時(shí)，定時(shí)器T1停止工作。5.單片機(jī)的復(fù)位信號是______電平有效，復(fù)位后，PC的值為______。答案：高；0000H解析：8051單片機(jī)的復(fù)位信號是高電平有效，當(dāng)復(fù)位引腳RST上出現(xiàn)持續(xù)2個機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)將進(jìn)行復(fù)位操作。復(fù)位后，PC的值被初始化為0000H，即程序從0000H地址開始執(zhí)行。6.若要使外部中斷0采用邊沿觸發(fā)方式，應(yīng)將______寄存器的______位設(shè)置為1。答案：TCON；IT0解析：TCON寄存器中的IT0位是外部中斷0的觸發(fā)方式控制位，當(dāng)IT0=1時(shí)，外部中斷0采用邊沿觸發(fā)方式（下降沿觸發(fā)）；當(dāng)IT0=0時(shí)，采用電平觸發(fā)方式。7.8051單片機(jī)的片內(nèi)程序存儲器容量為______字節(jié)。答案：4KB解析：8051單片機(jī)片內(nèi)集成了4KB的程序存儲器，地址范圍是0000H-0FFFH。8.在單片機(jī)中，位操作指令的操作對象是______。答案：可位尋址的位解析：單片機(jī)中有一些特殊的區(qū)域和寄存器是可以進(jìn)行位操作的，位操作指令就是針對這些可位尋址的位進(jìn)行操作，如置位、清零、取反等。9.若要使串行口工作在方式2，應(yīng)將______寄存器的值設(shè)置為______。答案：SCON；0x80解析：SCON是串行口控制寄存器，方式2對應(yīng)的SCON的值為10000000B，即0x80。10.單片機(jī)中，堆棧操作的原則是______。答案：先進(jìn)后出，后進(jìn)先出解析：堆棧是一種特殊的數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)進(jìn)入堆棧時(shí)是按照順序依次存入，而取出數(shù)據(jù)時(shí)則是最后存入的數(shù)據(jù)最先被取出，符合先進(jìn)后出、后進(jìn)先出的原則。三、簡答題（每題10分，共20分）1.簡述單片機(jī)中斷系統(tǒng)的作用和工作過程。作用：-提高CPU的工作效率：CPU可以在執(zhí)行主程序的過程中，暫停當(dāng)前工作去處理緊急的事件，處理完后再返回繼續(xù)執(zhí)行主程序，避免了CPU一直等待某些事件的發(fā)生，從而提高了CPU的利用率。-實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理：對于一些實(shí)時(shí)性要求較高的事件，如外部設(shè)備的突發(fā)請求等，中斷系統(tǒng)可以使CPU及時(shí)響應(yīng)并處理，保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。-故障處理：當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，如電源掉電、程序出錯等，可以通過中斷機(jī)制及時(shí)通知CPU進(jìn)行相應(yīng)的處理，提高系統(tǒng)的可靠性。工作過程：-中斷請求：當(dāng)有中斷源發(fā)出中斷請求信號時(shí)，相應(yīng)的中斷請求標(biāo)志位會被置1，表示有中斷請求發(fā)生。-中斷響應(yīng)：CPU在每個機(jī)器周期的S5P2時(shí)刻查詢中斷請求標(biāo)志位，如果有中斷請求且滿足中斷響應(yīng)條件（如中斷允許、無更高級別的中斷正在處理等），CPU會在當(dāng)前指令執(zhí)行完后，響應(yīng)中斷。-保護(hù)斷點(diǎn)：CPU將當(dāng)前程序計(jì)數(shù)器PC的值壓入堆棧，保存下一條要執(zhí)行的指令的地址，以便中斷處理完后能正確返回主程序。-中斷服務(wù)：CPU根據(jù)中斷源的不同，跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的中斷入口地址，開始執(zhí)行中斷服務(wù)程序，完成對中斷事件的處理。-恢復(fù)現(xiàn)場：中斷服務(wù)程序執(zhí)行完后，將堆棧中保存的斷點(diǎn)地址彈出到PC中，同時(shí)恢復(fù)其他相關(guān)寄存器的值。-中斷返回：執(zhí)行中斷返回指令RETI，CPU返回到主程序繼續(xù)執(zhí)行。2.說明定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作原理和常用的工作方式。工作原理：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)際上是一個加1計(jì)數(shù)器，它可以對內(nèi)部時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，也可以對外部輸入的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)值達(dá)到設(shè)定的終值時(shí)，會產(chǎn)生溢出信號，觸發(fā)相應(yīng)的中斷或標(biāo)志位。常用工作方式：-方式0：是13位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模式，由THx的8位和TLx的低5位組成一個13位的計(jì)數(shù)器。這種方式的計(jì)數(shù)范圍相對較小。-方式1：是16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模式，由THx和TLx組成一個16位的計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)范圍為0-65535，應(yīng)用較為廣泛。-方式2：是8位自動重裝初值的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器模式，TLx作為計(jì)數(shù)器，THx作為初值寄存器。當(dāng)TLx計(jì)數(shù)溢出時(shí)，會自動將THx中的初值重新裝入TLx中，繼續(xù)計(jì)數(shù)。這種方式適用于需要精確定時(shí)的場合。-方式3：僅適用于定時(shí)器T0，將T0拆分為兩個獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器TL0和TH0。TL0可以作為定時(shí)器或計(jì)數(shù)器使用，而TH0只能作為定時(shí)器使用，并且占用了定時(shí)器T1的部分控制位。四、編程題（每題10分，共20分）1.編寫程序，使P1口的8個LED燈每隔1秒閃爍一次。已知晶振頻率為12MHz，使用定時(shí)器T0實(shí)現(xiàn)定時(shí)。```cinclude<reg51.h>//定時(shí)器初值計(jì)算defineFREQ12000000LdefineTIME1000//1秒defineTIMER0_RELOAD(65536-(FREQ/12TIME/1000))voidmain(){TMOD=0x01;//定時(shí)器T0工作在方式1TH0=(unsignedchar)(TIMER0_RELOAD>>8);TL0=(unsignedchar)TIMER0_RELOAD;ET0=1;//使能定時(shí)器T0中斷EA=1;//使能總中斷TR0=1;//啟動定時(shí)器T0while(1);}//定時(shí)器T0中斷服務(wù)程序voidtimer0_isr()interrupt1{staticunsignedintcount=0;TH0=(unsignedchar)(TIMER0_RELOAD>>8);TL0=(unsignedchar)TIMER0_RELOAD;count++;if(count>=1000){//1000次中斷，即1秒P1=~P1;//取反P1口的值，實(shí)現(xiàn)LED閃爍count=0;}}```解析：首先將定時(shí)器T0設(shè)置為方式1，根據(jù)晶振頻率和定時(shí)時(shí)間計(jì)算出定時(shí)器的初值并裝入TH0和TL0。然后使能定時(shí)器T0中斷和總中斷，啟動定時(shí)器T0。在中斷服務(wù)程序中，每次中斷時(shí)重新裝入初值，并對中斷次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到1000次時(shí)，即經(jīng)過了1秒，將P1口的值取反，實(shí)現(xiàn)LED燈的閃爍。2.編寫程序，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)通過串行口以9600bps的波特率發(fā)送字符串“Hello,World!”。已知晶振頻率為11.0592MHz。```cinclude<reg51.h>include<string.h>voidinit_serial(){SCON=0x50;//串行口工作