单片机原理与应用综合题库 精品.docx

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单片机原理与应用

题库

（一）

第一章单片机概述

1.2除了单片机这一名称之外，单片机还可称为（微控制器）和（嵌入式控制器）。

1.3单片机与普通计算机的不同之处在于其将（微处理器）、（存储器）和（各种输入输出接口）三部分集成于一块芯片上。

1.4、单片机的发展大致分为哪几个阶段？

答：

单片机的发展历史可分为四个阶段：

第一阶段（1974年----1976年）：

单片机初级阶段。

第二阶段（1976年----1978年）：

低性能单片机阶段。

第三阶段（1978年----现在）：

高性能单片机阶段。

第四阶段（1982年----现在）：

8位单片机巩固发展及16位单片机、32位单片机推出阶段

1.5单片机根据其基本操作处理的位数可分为哪几种类型？

答：

单片机根据其基本操作处理的位数可分为：

1位单片机、4位单片机、8位单片机、16位单片机和32位单片机。

1.6MCS-51系列单片机的基本芯片分别为哪几种？

它们的差别是什么？

答：

基本芯片为8031、8051、8751。

8031内部包括1个8位cpu、128BRAM，21个特殊功能寄存器（SFR）、4个8位并行I/O口、1个全双工串行口，2个16位定时器/计数器，但片内无程序存储器，需外扩EPROM芯片。

8051是在8031的基础上，片内又集成有4KBROM，作为程序存储器，是1个程序不超过4KB的小系统。

8751是在8031的基础上，增加了4KB的EPROM，它构成了1个程序小于4KB的小系统。

用户可以将程序固化在EPROM中，可以反复修改程序。

1.7MCS-51系列单片机与80C51系列单片机的异同点是什么？

答：

共同点为它们的指令系统相互兼容。

不同点在于MCS-51是基本型，而80C51采用CMOS工艺，功耗很低，有两种掉电工作方式，一种是CPU停止工作，其它部分仍继续工作；另一种是，除片内RAM继续保持数据外，其它部分都停止工作。

1.88051与8751的区别是（C）

（A）内部数据存储单元数目的不同（B）内部数据存储器的类型不同

（C）内部程序存储器的类型不同（D）内部的寄存器的数目不同

1.9在家用电器中使用单片机应属于微型计算机的（B）

（A）辅助设计应用（B）测量、控制应用（C）数值计算应用（D）数据处理应用

1.10说明单片机主要应用在哪些领域？

答：

单片机主要运用领域为：

工业自动化；智能仪器仪表；消费类电子产品；通信方面；武器装备；终端及外部设备控制；多机分布式系统。

第二章MCS-51单片机的硬件结构

2.1MCS-51单片机的片内都集成了哪些功能部件？

各个功能部件的最主要的功能是什么？

答：

功能部件如下：

微处理器（CPU）；数据存储器（RAM）；程序存储器（ROM/EPROM，8031没有此部件），4个8位并行I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）；1个全双工的串行口；2个16位定时器/计数器；中断系统；21个特殊功能寄存器（SFR）。

各部件功能：

CPU（微处理器）包括了运算器和控制器两大部分，还增加了面向控制的处理功能，不仅可处理字节数据，还可以进行位变量的处理；数据存储器（RAM）片内为128B（52系列的为256B），片外最多可外扩64KB。

数据存储器来存储单片机运行期间的工作变量、运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等；程序存储器（ROM/EPROM）用来存储程序；中断系统具有5个中断源，2级中断优先权；定时器/计数器用作精确的定时，或对外部事件进行计数；串行口可用来进行串行通信，扩展并行I/O口，还可以与多个单片机相连构成多机系统，从而使单片机的功能更强且应用更广；特殊功能寄存器用于CPU对片内各功能部件进行管理、控制、监视。

2.2说明MCS-51单片机的引脚EA的作用，该引脚接高电平和接低电平时各有何种功能？

答：

当该引脚为高电平时，单片机访问片内程序存储器，但在PC（程序计数器）值超过0FFFH（对于8051、8751）时，即超出片内程序存储器的4KB地址范围时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。

当该引脚为低电平时，单片机则只访问外部程序存储器，不论是否有内部程序存储器。

对于8031来说，因其无内部程序存储器，所以该引脚必须接地，这样只能选择外部程序存储器。

2.3MCS-51的时钟振荡周期和机器周期之间有何关系？

答：

每12个时钟周期为1个机器周期。

2.4在MCS-51单片机中，如果采用6MHZ晶振，1个机器周期为（2微秒）。

2.5程序存储器的空间里，有5个单元是特殊的，这5个单元对应MCS-51单片机5个中断源的中断入口地址，请写出这些单元的地址以及对应的中断源。

答：

中断源入口地址

外部中断00003H

定时器0（T0）000BH

外部中断10013H

定时器1（T1）001BH

串行口0023H

2.6内部RAM中，位地址为30H的位，该位所在字节的字节地址为（26H）。

2.7若A中的内容为63H，那么，P标志位的值为（0）。

2.8判断下列说法是否正确：

（A）8031的CPU是由RAM和EPROM所组成。

（错）

（B）区分片外程序存储器和片外数据存储器的最可靠的方法是看其位于地址范围的低端还是高端。

（错）

（C）在MCS-51中，为使准双向的I/O口工作在输入方式，必须保证它被事先预置为1。

（对）

（D）PC可以看成是程序存储器的地址指针。

（对）

2.98031单片机复位后，R4所对应的存储单元的地址为（04H），因上电时PSW=（00H）。

这时当前的工作寄存器区是（0）组工作寄存器区。

2.10什么是机器周期？

1个机器周期的时序是如何来划分的？

如果采用12MHZ晶振，1个机器周期为多长时间？

答：

CPU完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。

时序划分：

一个机器周期包括12个时钟周期，分为6个状态；S1-S6。

每个状态又分为2拍；P1和P2。

因此，1个机器周期中的12个时钟周期表示为：

S1P1、S1P2、S2P1、S2P2、…、S6P2。

如果采用12MHZ晶振，1个机器周期为1μs。

2.11判断以下有关PC和DPTR的结论是否正确？

（A）DPTR是可以访问的，而PC不能访问。

（错）

（B）它们都是16位的寄存器。

（对）

（C）它们都具有加1的功能。

（对）

（D）DPTR可以分为2个8位寄存器使用，但PC不能。

（对）

2.12内部RAM中，哪些单元可作为工作寄存器区，哪些单元可以进行位寻址？

写出它们的字节地址。

答：

地址为00H-1FH的32个单元是4组通用工作寄存器区，每个区包括8个8位工作寄存器，编号为R0-R7。

字节地址为20H-2FH的16个单元可进行128位的位寻址，这些单元构成了1位处理机的存储器空间。

位地址范围是00H-7FH。

2.13使用8031单片机时，需将EA引脚接（低）电平，因为其片内无（程序）存储器。

2.14片内RAM低128个单元划分为哪3个主要部分？

各部分的主要功能是什么？

答：

字节地址为00H-1FH的32个单元是4组通用工作寄存器区，每个区包括8个8位工作寄存器，编号为R0-R7。

可以通过改变PSW中的RS1、RS0来切换当前的工作寄存器区，这种功能给软件设计带来极大的方便，特别是在中断嵌套时，为实现工作寄存器现场内容保护提供了方便；字节地址为20H-2FH的16个单元可进行工128位的位寻址，这些单元构成了1位处理机的存储器空间；字节地址为30H-7FH的单元为用户RAM区，只能进行字节寻址。

用于作为数据缓冲区以及堆栈区。

2.15判断下列说法是否正确

（A）程序计数器PC不能为用户编程时直接使用，因为它没有地址。

（对）

（B）内部RAM的位寻址区，只能供位寻址使用，而不能供字节寻址使用。

（错）

（C）8031共有21个特殊功能寄存器，它们的位都是可用软件设置的，因此，是可以进行位寻址的。

（错）

2.16PC的值是：

（C）

（A）当前正在执行指令的前一条指令的地址

（B）当前正在执行指令的地址

（C）当前正在执行指令的下一条指令的地址

（D）控制器中指令寄存器的地址

2.17通过堆栈操作实现子程序调用，首先就要把（PC）的内容入栈，以进行断点保护。

调用返回时，再进行出栈保护，把保护的断点送回到（PC）。

2.18写出P3口各引脚的第二功能。

答：

口引脚第二功能定义

P3.0串行输入口

P3.1串行输出口

P3.2外部中断0

P3.3外部中断1

P3.4定时器0外部计数输入

P3.5定时器1外部计数输入

P3.6外部数据存储器写选通

P3.7外部数据存储器读选通

2.19MCS-51单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器PC的位数所决定的，因为MCS-51的PC是16位的，因此其寻址的范围为（64）KB。

2.20当MCS----51单片机运行出错或程序陷入死循环时，如何来摆脱困境？

答：

可通过复位来解决。

2.21判断下列说法是否正确？

（A）PC是1个不可寻址的特殊功能寄存器（对）

（B）单片机的主频越高，其运算速度越快（对）

（C）在MCS----51单片机中，1个机器周期等于1微秒（错）

（D）特殊功能寄存器SP内装的是栈顶首地址单元的内容（错）

2.22如果手中仅有一台示波器，可通过观察哪个引脚的状态，来大致判断MCS----51单片机正在工作？

答：

ALE引脚。

第三章MCS-51的指令系统

3.1判断以下指令的正误：

（1）MOV28H，@R2

（2）DECDPTR（3）INCDPTR

（4）CLRR0（5）CPLR5（6）MOVR0,R1

（7）PUSHDPTR（8）MOVF0,C（9）MOVF0,Acc.3

（10）MOVXA,@R1（11）MOVC,30H（12）RLCR0

答：

（3）、（8）、（10）、（11）对，其余错。

3.2判断下列说法是否正确。

（A）立即寻址方式是被操作的数据本身在指令中，而不是它的地址在指令中。

（√）

（B）指令周期是执行一条指令的时间。

（√）

（C）指令中直接给出的操作数称为直接寻址。

（×）

3.3在基址加变址寻址方式中，以（A）作变址寄存器，以（DPTR）或（PC）作基址寄存器

3.4MCS-51共有哪几种寻址方式？

各有什么特点？

答：

共有7种寻址方式。

（1）寄存器寻址方式操作数在寄存器中，因此指定了寄存器就能得到操作数。

（2）直接寻址方式指令中操作数直接以单元地址的形式给出，该单元地址中的内容就是操作数。

（3）寄存器间接寻址方式寄存器中存放的是操作数的地址，即先从寄存器中找到操作数的地址，再按该地址找到操作数。

（4）立即寻址方式操作数在指令中直接给出，但需在操作数前面加前缀标志“#”。

（5）基址寄存器加变址寄存器间接寻址方式以DPTR或PC作基址寄存器，以累加器A作为变址寄存器，并以两者内容相加形成的16位地址作为操作数的地址，以达到访问数据表格的目的。

（6）位寻址方式位寻址指令中可以直接使用位地址。

（7）相对寻址方式在相对寻址的转移指令中，给出了地址偏移量，以“rel”表示，即把PC的当前值加上偏移量就构成了程序转移的目的地址。

3.5MCS-51指令按功能可以分为哪几类？

答：

MCS-51指令系统按功能分为：

数据传送类（28条）；算术操作类（24条）；逻辑运算类（25条）；控制转移类（17条）；位操作类（17条）。

3.6访问SFR，可使用哪些寻址方式？

答：

一般采用直接寻址，对于SFR中字节地址能被8整除的SFR可以使用位寻址，对于SFR中的A、B、DPTR寄存器可以采用寄存器寻址。

3.7指令格式是由（操作码）和（操作数）所组成，也可能仅由（操作码）组成。

3.8假定累加器A中的内容为30H，执行指令：

1000H：

MOVCA，@A+PC

后，把程序存储器（1031H）单元的内容送入累加器中

3.9在MCS----51中，PC和DPTR都用于提供地址，但PC是为访问（程序）存储器提供地址，而DPTR是为访问（数据）存储器提供地址。

3.10在寄存器间接寻址方式中，其“间接”体现在指令中寄存器的内容不是操作数，而是操作数的（地址）。

3.11该程序段的功能是什么？

PUSHA

PUSHB

POPA

POPB

第四章MCS-51汇编语言程序设计

4.1用于程序设计的语言分为哪几种？

它们各有什么特点？

答：

用于程序设计的语言基本上分为三种：

机器语言、汇编语言和高级语言。

（1）机器语言：

在单片机中，用二进制代码表示的指令、数字和符号简称为机器语言，直接用机器语言编写的程序称为机器语言程序。

用机器语言编写的程序，不易看懂，不便于记忆，且容易出错。

（2）汇编语言具有如下特点：

A、汇编语言是面向机器的语言，程序设计人员必须对MCS----51单片机的硬件有相当深入的了解。

B、助记符指令和机器指令一一对应，所以用汇编语言编写的程序效率高，占用的存储空间小，运行速度快，因此用汇编语言能编写出最优化的程序。

C、汇编语言程序能直接管理和控制硬件设备（功能部件），它能处理中断，也能直接访问存储器及I/O接口电路。

（3）高级语言：

高级语言不受具体机器的限制，都是参照一些数学语言而设计的，使用了许多数学公式和数学计算上的习惯用语，非常擅长于科学计算。

计算机不能直接识别和执行高级语言，需要将其“翻译”成机器语言才能识别和执行。

4.3解释下列术语：

“手工汇编”、“机器汇编”、“交叉汇编”以及“反汇编”。

答、手工汇编：

通常把人工查表翻译指令的方法称为“手工汇编”。

机器汇编：

机器汇编实际上是通过执行汇编程序来对源程序进行汇编的。

交叉汇编：

由于使用微型计算机完成了汇编，而汇编后得到的机器代码却是在另一台计算机（这里是单片机）上运行，称这种机器汇编为“交叉汇编”。

反汇编：

有时，在分析现成产品的ROM/EPROM中的程序时，要将二进制数的机器代码语言程序翻译成汇编语言源程序，该过程称为反汇编。

（二）

试题

（一）

一、填空题（每空1分，共20分）

1、计算机的系统总线有地址总线、控制总线和数据总线。

2、通常、单片机上电复位时PC=0000H，SP=07H；而工作寄存器则缺省采用第00组，这组寄存器的地址范围是从00H~07H。

3、JZe的操作码地址为1000H，e=20H，它转移的目标地址为1022H。

4、汇编语言中可以使用伪指令，它们不是真正的指令，只是用来对汇编过程进行某种控制。

5、假定累加器A的内容30H，执行指令：

1000H：

MOVC  A，@A+PC

后，把程序存储器1031H单元的内容送累加器A中。

6、MCS-51单片机访问外部存储器时，利用ALE信号锁存来自P0口的低8位地址信号。

7、MCS-51单片机8031中有2 个16  位的定时/计数器，可以被设定的工作方式有四种。

8、MCS-51单片机有 5  个中断源，可分为 2 个中断优先级。

上电复位时外部中断0 中断源的最高。

9、用串行口扩展并行口时，串行接口的工作方式应选为方式0。

10、半导体存储器的最重要的两个指标是存储容量和存储速度。

11、若某8位D/A转换器的输出满刻度电压为+5V，则D/A转换器的分辨率为5/255=0.0196V。

12、写8255A控制字时，需将A1、A0置为11。

二、选择题（从备选答案中选择一个正确答案，并将代号写在括号内。

每题1分，共10分）

1、在CPU内部，反映程序运行状态或反映运算结果的一些特征寄存器是（B ）

（A）PC  （B）PSW （C）A   （D）SP

2、要用传送指令访问MCS-51片外RAM，它的指令操作码助记符应是（B）

（A）MOV  （B）MOVX  （C）MOVC  （D）以上都是

3、指令ALMP的跳转范围是（C）

（A）256B  （B）1KB （C）2KB （D）64KB

4、要使MCS-51能够响应定时器T1中断，串行接口中断，它的中断允许寄存器IE的内容应是（A）

（A）98H  （B）84H  （C）42H   （D）22H

5、各中断源发出的中断请求信号，都会记在MCS-51系统中的（B）

（A）IE （B）IP  （C）TCON （D）SCON

6、CPU寻址外设端口地址的方法有两种，一种是统一编址，还有一种是（C ）

（A）混合编址  （B）动态编址  （C）独立编址  （D）变址编址

7、下列四条叙述中，有错误的一条是（A）

（A）16根地址线的寻址空间可达1MB

（B）内存储器的存储单元是按字节编址的

（C）CPU中用于存放地址的寄存器称为地址寄存器

（D）地址总线上传送的只能是地址信息

8、MCS-51外扩一个8255时，需占用（D）个端口地址

（A）1个  （B）2个  （C）3个   （D）4个

9、用MCS-51串行口扩展并行I/O口时，串行口工作方式应选择（A）

（A）方式0 （B）方式1 （C）方式2 （D）方式3

10、某种存储器芯片是8KB*4/片，那么它的地址线根数是（C ）

（A）       11根 （B）12根 （C）13根 （D）14根

三、问答题（每题5分，共20分）

1、MCS-51单片机的时钟周期与振荡周期之间有什么关系？

一个机器周期的时序如何划分？

答：

时钟周期是单片机最基本的时间单位。

机器周期则是完成某一个规定操作所需的时间。

一个机器周期为6个时钟周期，共12个振荡周期性，依次表示为S1P1、S1P2、……S6P1、S6P2。

2、MCS-51内部四个并行I/O口各有什么异同？

作用是什么？

答：

MCS-51单片机共有四个8位双向并行的I/O端口，每个端口都包括一个锁存器、一个输出驱动器和一个输入缓冲器。

但这四个端口的功能不全相同，P0口既可作一般I/O端口使用，又可作地址/数据总线使用；P1口是一个准双向并行口，作通用并行I/O口使用；P2口除了可作为通用I/O使用外，还可在CPU访问外部存储器时作高八位地址线使用；P3口是一个多功能口除具有准双向I/O功能外，还具有第二功能。

3、简述MCS-51单片机的中断响应过程。

答：

CPU在每个机器周期的S5P2期间顺序采样每个中断源，在下一个机器周期S6区间按优先级顺序查询中断标志，如查询到某个中断定标志为1，将在接下来的机器周期S1期间按优先级进行中断处理，中断系统通过硬件自动将相应的中断矢量地址装入PC，以便进入相应的中断服务程序。

一旦响应中断，CPU首先置位相应的中断“优先级触发器”，然后由硬件执行一条长调用指令，把当前的PC值压入堆栈，以保护断点，再将相应的中断服务的入口地址送入PC，于是CPU接着从中断服务程序的入口处开始执行。

对于有些中断源，CPU在响应中断后会自动清除中断标志。

4、A/D转换接口中采样保持电路的作用是什么？

省略采样保持电路的前提条件是什么？

答：

A/D转换接口中采样保持电路的作用是：

能把一个时间边续的信号变换为时间离散的信号，并将采样信号保持一段时间。

   当外接模拟信号的变化速度相对于A/D转换速度来说足够慢，在转换期间可视为直流信号的情况下，可以省略采样保持电路。

试题

（二）

一、填空题（每空1分，共10分）

1.当使用8031单片机时，需要扩展外部程序存储器，此时EA应为____低电平_____。

2.P0通常用作____单片机系统的地址/数据总线_____。

3.若由程序设定RS1、RS0=10，则工作寄存器R0～R7的直接地址为____10H～17H_____。

4.返回地址（或断点）是____在程序中断或子程序调用时_____的程序计数器的内容。

5.中央处理器CPU是单片机的核心，它完成____运算和控制功能_____。

6.单片机的工作过程，实际上就是___周而复始地取指令和执行指令的过程______。

7.所谓中断源即是______引起中断的原因（或能发出中断请求的来源）___。

8.端口（或称口）是____接口电路中已编址并能进行读或写操作的寄存器_____。

9.异步串行近程通信时的传送信号是______.TTL电平信号___。

10.若累加器A中的数据为01110010B，则PSW中的P=____0_____。

二、单项选择题（在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。

每小题1分，共10分）

1.MCS—51单片机的复位信号是（   A  ）有效。

 A.高电平         B.低电平         C.脉冲           D.下降沿

2.若MCS-51单片机使用晶振频率为6MHz时，其复位持续时间应该超过（     B）。

 A.2μs           B.4μs           C.8μs            D.1ms

3.若PSW.4=0,PSW.3=1，要想把寄存器R0的内容入栈，应使用（    D ）指令。

 A.PUSH R0                        B.PUSH  @R0       

 C.PUSH 00H                      D.PUSH 08H

4.能够用紫外光擦除ROM中程序的只读存储器称为（  C   ）。

 A.掩膜ROM      B.PROM        C.EPROM          D.EEPROM

5.在片外扩展一片2764程序存储器芯片要（   B  ）地址线。

 A.8根           B.13根          C.16根            D.20根

6.定时器/计数器工作方式1是（   D  ）。

 A.8位计数器结构                   B.2个8位计数器结构

 C.13位计数结构                    D.16位计数结构

7.设MCS-51单片机晶振频率为12MHz，定时器作计数器使用时，其最高的输入计数频率应为（   C  ）

 A.2MHz         B.1MHz           C.500KHz        D.250KHz

8.已知1只共阴极LED显示器，其中a笔段为字形代码的最低位，若需显示数字1，它的字形代码应为（    A ）。

   A.06H        B.F9H             C.30H           D.CFH

9.下列数据字定义的数表中，（     C）是错误的。

  A.DW“AA”                     B.DW“A”

  C.DW“OABC”                   D.DWOABCH

10.串行口的控制寄存器SCON中，REN的作用是（   C  ）。

  A.接收中断请求标志位             B.发送中断请求标志位

  C.串行口允许接收位               D.地址/数据位

三、简答题（每小题4分，共20分）

1.简述堆栈。

1.

（1）在程序中断或子程序调用时，为了保护返回地址（断点）和保护现场而设立的RAM区。

（2）用MOVSP，#STK指令建立堆栈。

     （3）