选择题部分
选择题侧重于考察基本概念、核心寄存器功能及指令系统等基础知识,以下是针对典型选择题的答案与深度解析。
| 题号 | 答案 | 知识点解析 |
|---|---|---|
| 1 | A | 8051单片机内部程序存储器（ROM）为4KB，地址范围为0000H-0FFFH，当程序超过4KB时，需要外扩程序存储器，此时EA引脚需接低电平，CPU会自动访问外部存储器，此题考察的是对8051基本存储结构的理解。 |
| 2 | C | 堆栈操作遵循“后进先出”原则，当数据压入堆栈时，堆栈指针SP先自动加1，然后将数据存入SP所指的单元，入栈操作是“先增后存”，出栈则是“先取后减”，这是C51指令系统中的一个重要细节。 |
| 3 | B | 定时器/计数器工作方式寄存器TMOD用于设置T0和T1的工作模式，高4位控制T1，低4位控制T0，C/T位是计数/定时选择位，C/T=1时为计数模式，对外部脉冲进行计数；C/T=0时为定时模式，对内部机器周期进行计数。 |
| 4 | D | 中断允许寄存器IE中，EA是总中断允许位，只有当EA=1时，CPU才可能响应任何中断请求，ES、ET1、EX1、ET0、EX0分别是串行口、定时器1、外部中断1、定时器0、外部中断0的中断允许位。 |
| 5 | B | P0口作为通用I/O口使用时，由于是开漏输出结构，驱动能力较弱，需要外接上拉电阻，而作为地址/数据复用总线时，内部会自动提供上拉和驱动能力，无需外接上拉电阻，此题考察了对P0口双功能特性的理解。 |
填空题部分
填空题主要检验学生对关键参数、指令格式及功能细节的记忆与理解。
| 题号 | 参考答案 | 知识点解析 |
|---|---|---|
| 1 | 机器周期 | 在8051中，一个机器周期包含12个时钟周期，它是执行指令的基本时间单位，大部分指令的执行时间为1-2个机器周期。 |
| 2 | DPTR | 数据指针DPTR是一个16位的特殊功能寄存器，主要用于存放访问外部数据存储器或程序存储器的地址。 |
| 3 | ORG 2000H |
ORG（Origin）是汇编语言中的伪指令，用于指定其后续程序或数据的起始存放地址。 |
| 4 | 5 | 8051单片机有5个中断源：2个外部中断（INT0, INT1），2个定时器/计数器中断（TF0, TF1），以及1个串行口中断（RI/TI）。 |
| 5 | 8 | SCON（串行口控制寄存器）的SM0和SM1两位决定了串行口的四种工作方式（方式0、方式1、方式2、方式3）。 |
简答题部分
简答题要求学生能够有条理地阐述基本原理和设计思路。
问题1：简述中断响应的全过程。
答与解析： 中断响应是指CPU在收到中断请求后，暂停当前程序，转而去执行中断服务程序（ISR）的过程,其主要步骤如下：
- 中断采样与查询： 在每个机器周期的S5P2期间，CPU对所有中断源进行采样,并在下一个机器周期查询是否有中断标志位被置位。
- 中断响应条件判断： 如果查询到有中断请求，CPU会检查是否满足响应条件：① 中断总允许位EA=1；② 相应的中断允许位为1；③ 无同级或更高级中断正在服务；④ 当前指令已执行完毕（非长指令的最后一个周期）。
- 中断响应： 若条件满足，CPU会进行两项关键操作：一是将断点地址（即当前PC值）压入堆栈保护；二是根据中断源的优先级和向量地址，将相应的中断入口地址（如外部中断0为0003H）装入PC。
- 执行中断服务程序： CPU从新的PC地址开始执行中断服务程序，通常ISR的开头是保护现场（如PUSH PSW, PUSH ACC等），结尾是恢复现场（POP ACC, POP PSW等）并使用
RETI指令返回。 - 中断返回：
RETI指令不仅能使CPU从堆栈中弹出断点地址恢复到主程序，还会通知中断系统该中断服务已结束,从而可以响应新的同级中断。
编程设计题部分
编程题是考核的重中之重，要求学生综合运用定时器、中断、I口操作等知识解决实际问题。 ** 设单片机晶振频率为12MHz，试编写程序，利用定时器T0工作在方式1下，在P1.0引脚上产生一个周期为2ms的方波。
解题思路与参考代码：
思路分析：
- 目标： 在P1.0上产生周期为2ms的方波，即高电平1ms,低电平1ms。
- 方法： 使用定时器T0定时1ms，每次定时时间到，就翻转P1.0的电平状态。
- 定时器初值计算：
- 机器周期 = 12 / 12MHz = 1μs。
- 定时1ms需要计数 N = 1ms / 1μs = 1000 次。
- 定时器T0在方式1下是16位定时器,最大计数值为65536。
- 初值 X = 65536 - 1000 = 64536。
- 转换为十六进制：64536D = 0FC18H。
- TH0 = 0FCH，TL0 = 018H。
参考代码（C语言）：
#include <reg52.h>
sbit WAVE_OUT = P1^0; // 定义方波输出引脚
void Timer0_Init() {
TMOD = 0x01; // 设置定时器T0为16位定时模式（方式1）
TH0 = 0xFC; // 装载定时初值高8位
TL0 = 0x18; // 装载定时初值低8位
EA = 1; // 开启总中断
ET0 = 1; // 开启定时器T0中断
TR0 = 1; // 启动定时器T0
}
void main() {
Timer0_Init(); // 调用定时器初始化函数
while(1) {
// 主循环可执行其他任务，或为空等待中断
}
}
// 定时器T0中断服务函数
void Timer0_ISR() interrupt 1 {
TH0 = 0xFC; // 重新装载初值，保证下次定时仍为1ms
TL0 = 0x18;
WAVE_OUT = ~WAVE_OUT; // 翻转P1.0电平，产生方波
}
代码解析：
Timer0_Init()函数负责所有初始化工作：配置TMOD寄存器、计算并赋值TH0/TL0、开启中断和启动定时器。main()函数非常简洁，只负责调用初始化函数后进入一个无限循环while(1)，这体现了中断驱动编程的优势：CPU大部分时间处于空闲状态,效率高。Timer0_ISR() interrupt 1是中断服务函数。interrupt 1是C51编译器特有的关键字，表明这是T0的中断服务程序，进入中断后，首要任务是重装定时器初值，这是保证定时准确性的关键，然后通过~WAVE_OUT操作实现电平翻转。
通过以上对试卷各题型的详细解答与剖析，可以看出，C51单片机的学习需要理论与实践紧密结合，理解每一个寄存器的功能、掌握每一条指令的用法、熟悉中断和定时器的工作机制，是编写出高效、稳定、可靠的单片机应用程序的基石,希望这份解析能为学习者提供有价值的参考。
