《单片机原理及应用》第一章 课题三 单片机最小系统 45分钟专题训练（原卷版+解析版)

四川省单独招生考试《单片机原理及应用》45分钟专题训练专辑，共30份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固电子信息类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加电子信息类高考的学生。与本专辑配套的还有四川省单独招生考试《电子技术基础与技能》《电工技术基础与技能》45分钟专题训练专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 《单片机原理及应用》 第1章 单片机基础 课题三 单片机最小系统 时间：45分钟 总分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、选择题（本大题共12小题，每小题 2 分，共 24分） 1.51 单片机最小系统中，若要提高系统的抗干扰能力，可在（ ）方面进行优化。 A. 增加时钟频率 B. 改进复位电路设计 C. 提高电源电压 D. 减少 I/O 口使用 2.在设计 51 单片机最小系统的复位电路时，电容一般取值在（ ）。 A. 1 - 10pF B. 10 - 100pF C. 10uF - 30uF D. 100uF - 1000uF 3.51 单片机最小系统中，时钟电路的晶振频率越高，则（ ）。 A. 系统运行速度越快 B. 系统功耗越低 C. 复位时间越长 D. I/O 口输出能力越强 4.若 51 单片机最小系统的复位电路中电容损坏（短路），可能导致（ ）。 A. 系统一直处于复位状态 B. 系统运行速度加快 C. 系统不受影响 D. 时钟电路失效 5.51 单片机最小系统中，复位引脚 RST 上的高电平持续时间至少需要（ ）个机器周期才能可靠复位。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 6.在 51 单片机最小系统中，如果时钟电路不工作，可能出现的现象是（ ）。 A. 程序运行速度加快 B. 系统无法正常启动 C. 复位功能失效 D. I/O 口输出异常 7.51 单片机最小系统中，电源电路一般为单片机提供（ ）电压。 A. +3V B. +5V C. +12V D. -5V 8. 以下哪个不是 51 单片机最小系统的组成部分（ ）。 A. 单片机芯片 B. 电源电路 C. 显示电路 D. 复位电路 9. 51 单片机最小系统中，复位电路的主要作用是（ ）。 A. 重新启动程序 B. 初始化单片机内部寄存器状态 C. 改变时钟频率 D. 调整 I/O 口电平 10. 51 单片机复位电路中，按键复位相比上电复位多了（ ）元件。 A. 电阻 B. 电容 C. 按键 D. 二极管 11. 在 51 单片机的外部时钟源模式下，外部时钟信号从 XTAL1 引脚输入，此时 XTAL2 引脚（ ）。 A. 接地 B. 悬空 C. 接电源 D. 接外部时钟源 12.51 单片机内部时钟方式下，时钟信号是由（ ）产生的。 A. 外接晶振与内部电路共同作用 B. 仅外接晶振 C. 仅内部 RC 振荡电路 D. 外接电容与内部电路共同作用 二、判断题（本大题共10小题，每题 2分，共 20 分） 1. 在 51 单片机复位电路中，复位引脚 RST 上的高电平持续时间只要大于 1 个机器周期就能保证可靠复位。（ ） 2. 51 单片机最小系统中，时钟电路的晶振频率越高，单片机的功耗越大。（ ） 3. 51 单片机最小系统中，电源电压可以任意选择，只要能给单片机供电即可。（ ） 4. 51 单片机复位电路中，按键复位电路在按键按下时，复位引脚 RST 为低电平。（ ） 5. 在 51 单片机的外部时钟源模式下，外部时钟信号可以同时连接到 XTAL1 和 XTAL2。（ ） 6. 51 单片机最小系统只需要单片机芯片和电源就可以正常工作。（ ） 7. 51 单片机复位后，程序计数器 PC 的值为 0003H。（ ） 8. 51 单片机复位电路中，上电复位是利用电容充电瞬间使复位引脚 RST 为高电平来实现复位的。（ ） 9. 在 51 单片机的内部时钟电路中，外接晶振的两个引脚可随意连接到 XTAL1 和 XTAL2。（ ） 10. 51 单片机的时钟电路只能使用外部晶振。（ ） 3、 填空题（本题共3小题，每空2分，合计16分） 1.单片机的复位方式主要有 和 复位两种。 2. 单片机两种节电模式： 和 ，节电模式是由特殊功能寄存器 中的有关位来控制的。 3. 给RST引脚输入 电平使单片机复位，此时P0= ,SP= 。 4、 分析简答题（本大题共2小题，每题 10 分，共 20 分） 1. 在一个 51 单片机系统中，发现复位后程序不能正常启动，怀疑是复位电路问题，请分析可能的原因。 2.简述 51 单片机上电复位电路的工作原理。 五、综合题（共计20 分） 设计一个简单的 51 单片机最小系统，包括时钟电路和复位电路，画出电路图并说明各元件的作用。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 四川省单独招生考试《单片机原理及应用》45分钟专题训练专辑，共30份试卷。试卷命题与高考紧密相关，精选具有代表性和典型性的高考常考题。旨在帮助学生系统地复习和巩固电子信息类理论知识，熟悉高考题型和命题规律，提高解题能力和应试技巧，为高考取得优异成绩打下坚实的基础，本训练卷适用于即将参加电子信息类高考的学生。与本专辑配套的还有四川省单独招生考试《电子技术基础与技能》《电工技术基础与技能》45分钟专题训练专辑，欢迎同学和老师们下载使用。 《单片机原理及应用》 第1章 单片机基础 课题三 单片机最小系统 时间：45分钟 总分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、选择题（本大题共12小题，每小题 2 分，共 24分） 1.51 单片机最小系统中，若要提高系统的抗干扰能力，可在（ ）方面进行优化。 A. 增加时钟频率 B. 改进复位电路设计 C. 提高电源电压 D. 减少 I/O 口使用 【答案】B 【解析】改进复位电路设计，例如采用更稳定的复位电路元件和结构，可以增强系统在复杂环境下的抗干扰能力，避免误复位等问题。时钟频率、电源电压和 I/O 口使用数量与抗干扰能力并无直接关联。故选B。 2.在设计 51 单片机最小系统的复位电路时，电容一般取值在（ ）。 A. 1 - 10pF B. 10 - 100pF C. 10uF - 30uF D. 100uF - 1000uF 【答案】C 【解析】复位电路中的电容一般取值在 10uF - 30uF，这个范围的电容与电阻配合能实现较好的复位效果。故选C。 3.51 单片机最小系统中，时钟电路的晶振频率越高，则（ ）。 A. 系统运行速度越快 B. 系统功耗越低 C. 复位时间越长 D. I/O 口输出能力越强 【答案】 A 【解析】晶振频率决定了单片机的机器周期，频率越高，机器周期越短，系统运行速度越快。故选A。 4.若 51 单片机最小系统的复位电路中电容损坏（短路），可能导致（ ）。 A. 系统一直处于复位状态 B. 系统运行速度加快 C. 系统不受影响 D. 时钟电路失效 【答案】A 【解析】若电容短路，RST 引脚可能一直处于高电平，导致系统一直处于复位状态，无法正常运行。故选A。 5.51 单片机最小系统中，复位引脚 RST 上的高电平持续时间至少需要（ ）个机器周期才能可靠复位。 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 【答案】B 【解析】复位信号需持续至少 2 个机器周期的高电平，才能保证单片机可靠复位，使内部寄存器等恢复到初始值。故选B。 6.在 51 单片机最小系统中，如果时钟电路不工作，可能出现的现象是（ ）。 A. 程序运行速度加快 B. 系统无法正常启动 C. 复位功能失效 D. I/O 口输出异常 【答案】B 【解析】时钟电路为单片机运行提供时钟信号，若不工作，单片机没有节拍信号，无法正常执行指令，系统不能启动。故选B。 7.51 单片机最小系统中，电源电路一般为单片机提供（ ）电压。 A. +3V B. +5V C. +12V D. -5V 【答案】B 【解析】传统 51 单片机通常采用 +5V 电源供电，不过现在有些新型兼容 51 单片机可以支持更低电压如 +3.3V，但按经典最小系统是 +5V。故选择B。 8. 以下哪个不是 51 单片机最小系统的组成部分（ ）。 A. 单片机芯片 B. 电源电路 C. 显示电路 D. 复位电路 【答案】C 【解析】51 单片机最小系统包括单片机芯片、时钟电路、复位电路和电源电路，显示电路不属于最小系统必需部分。故选C。 9. 51 单片机最小系统中，复位电路的主要作用是（ ）。 A. 重新启动程序 B. 初始化单片机内部寄存器状态 C. 改变时钟频率 D. 调整 I/O 口电平 【答案】B 【解析】复位电路的功能是将单片机内部的寄存器等复位到初始状态，使系统重新开始按预定的程序运行。故选B。 10. 51 单片机复位电路中，按键复位相比上电复位多了（ ）元件。 A. 电阻 B. 电容 C. 按键 D. 二极管 【答案】C 【解析】按键复位在电路中增加了一个按键，按下按键时可实现手动复位功能，而上电复位没有按键。 故选C。 11. 在 51 单片机的外部时钟源模式下，外部时钟信号从 XTAL1 引脚输入，此时 XTAL2 引脚（ ）。 A. 接地 B. 悬空 C. 接电源 D. 接外部时钟源 【答案】B 【解析】当使用外部时钟源接到 XTAL1 时，XTAL2 引脚应悬空，这种接法符合 51 单片机外部时钟输入的电路设计要求。故选择B。 12.51 单片机内部时钟方式下，时钟信号是由（ ）产生的。 A. 外接晶振与内部电路共同作用 B. 仅外接晶振 C. 仅内部 RC 振荡电路 D. 外接电容与内部电路共同作用 【答案】A 【解析】51 单片机内部时钟方式需要外接晶振，晶振与单片机内部的反相放大器等电路共同构成振荡电路产生时钟信号。故选A。 二、判断题（本大题共10小题，每题 2分，共 20 分） 1. 在 51 单片机复位电路中，复位引脚 RST 上的高电平持续时间只要大于 1 个机器周期就能保证可靠复位。（ ） 【答案】× 【解析】复位引脚 RST 上的高电平持续时间至少需要 2 个机器周期才能保证 51 单片机可靠复位，少于这个时间可能无法正确复位。故表述错误。 2. 51 单片机最小系统中，时钟电路的晶振频率越高，单片机的功耗越大。（ ） 【答案】√ 【解析】一般情况下，晶振频率越高，单片机的运行速度越快，电路的翻转频率增加，从而导致功耗增大。故表述正确。 3. 51 单片机最小系统中，电源电压可以任意选择，只要能给单片机供电即可。（ ） 【答案】× 【解析】51 单片机有其规定的电源电压范围，一般传统的 51 单片机是 +5V 供电，虽然现在有些兼容 51 的芯片可以支持其他电压，但不能任意选择电压，否则可能损坏单片机。故表述错误。 4. 51 单片机复位电路中，按键复位电路在按键按下时，复位引脚 RST 为低电平。（ ） 【答案】× 【解析】在按键复位电路中，按键按下时，复位引脚 RST 为高电平，松开按键后，通过上拉电阻等电路使 RST 恢复正常电平，完成复位操作。故表述错误。 5. 在 51 单片机的外部时钟源模式下，外部时钟信号可以同时连接到 XTAL1 和 XTAL2。（ ） 【答案】× 【解析】在外部时钟源模式下，外部时钟信号应接到 XTAL1，XTAL2 应悬空。故表述错误。 6. 51 单片机最小系统只需要单片机芯片和电源就可以正常工作。（ ） 【答案】× 【解析】51 单片机最小系统除了单片机芯片和电源外，还需要时钟电路和复位电路，时钟电路为单片机提供工作节拍，复位电路使单片机初始化，缺少这两个部分，单片机无法正常稳定工作。故表述错误。 7. 51 单片机复位后，程序计数器 PC 的值为 0003H。（ ） 【答案】× 【解析】51 单片机复位后，程序计数器 PC 的值为 0000H，从 0000H 地址开始执行程序。故表述错误。 8. 51 单片机复位电路中，上电复位是利用电容充电瞬间使复位引脚 RST 为高电平来实现复位的。（ ） 【答案】√ 【解析】上电复位时，电源接通瞬间，电容开始充电，由于电容两端电压不能突变，此时复位引脚 RST 通过电阻连接到电源，呈现高电平，随着电容充电完成，RST 引脚恢复正常电平，完成复位操作。故表述正确。 9. 在 51 单片机的内部时钟电路中，外接晶振的两个引脚可随意连接到 XTAL1 和 XTAL2。（ ） 【答案】× 【解析】在 51 单片机内部时钟电路中，晶振的一端必须连接 XTAL1，另一端连接 XTAL2，不能随意连接，这样才能和单片机内部电路共同构成稳定的振荡电路。故表述错误。 10. 51 单片机的时钟电路只能使用外部晶振。（ ） 【答案】× 【解析】51 单片机的时钟电路有内部时钟方式和外部时钟方式。内部时钟方式是利用单片机内部的反相放大器和外接晶振等构成振荡电路；外部时钟方式可以将外部时钟信号接入单片机，所以不是只能使用外部晶振。故表述错误。 3、 填空题（本题共3小题，每空2分，合计16分） 1.单片机的复位方式主要有 和 复位两种。 【答案】上电复位，按键 2. 单片机两种节电模式： 和 ，节电模式是由特殊功能寄存器 中的有关位来控制的。 【答案】空闲模式，掉电模式，PCON 3.给RST引脚输入 电平使单片机复位，此时P0= ,SP= 。 【答案】2个机器周期的高，FFH或者0XFF，07H或者0X07 4、 分析简答题（本大题共2小题，每题 10 分，共 20 分） 1.在一个 51 单片机系统中，发现复位后程序不能正常启动，怀疑是复位电路问题，请分析可能的原因。 【答案】： ①电容问题：如果电容漏电或短路，可能导致复位引脚 RST 一直处于高电平或高电平持续时间异常。例如电容短路时，RST 引脚会一直为高电平，使单片机一直处于复位状态，无法正常启动。 ②电阻问题：电阻损坏或阻值异常会影响复位信号。若电阻开路，电容无法充电，RST 引脚无法获得正常的复位高电平；若电阻阻值过小，电容充电速度过快，可能使复位高电平持续时间不足（小于 2 个机器周期），导致复位不完全。 ③电源干扰：电源电压的波动或干扰可能影响复位电路的正常工作。例如电源瞬间的尖峰脉冲可能使 RST 引脚出现异常电平，干扰复位过程。 2.简述 51 单片机上电复位电路的工作原理。 【答案】 上电复位电路中，电源 VCC、电阻、电容和复位引脚 RST 构成回路。当电源接通瞬间，电容开始充电，由于电容两端电压不能突变，此时复位引脚 RST 通过电阻连接到电源，呈现高电平。随着电容充电，其两端电压逐渐升高，充电电流逐渐减小，复位引脚 RST 的高电平持续一定时间（一般要大于等于 2 个机器周期）后，随着电容充电完成，RST 引脚恢复为低电平，完成复位操作，使单片机内部寄存器等复位到初始状态，程序从 0000H 地址开始执行。 五、综合题（共计20 分） 设计一个简单的 51 单片机最小系统，包括时钟电路和复位电路，画出电路图并说明各元件的作用。 【答案】 1.单片机芯片：选用 51 单片机（如AT89S52），它是整个系统的核心，内部包含 CPU、存储器、I/O 口等部件。 2.时钟电路：采用内部时钟方式，外接一个 11.0592MHz 的晶振，晶振一端连接到单片机的 XTAL1 引脚，另一端连接到 XTAL2 引脚。同时，在每个引脚与地之间分别连接一个 30pF 的电容。晶振与单片机内部电路构成振荡电路产生时钟信号，电容起到稳定振荡频率的作用。 3.复位电路：采用上电复位与按键复位相结合的方式。电源 VCC 通过一个 10kΩ 的电阻连接到复位引脚 RST，同时在 RST 引脚与地之间连接一个10uF 的电容。此外，在电阻和 RST 引脚之间连接一个按键，按键另一端接地。上电时，电容充电使 RST 引脚出现高电平实现复位；按下按键时，RST 引脚也为高电平实现手动复位。电阻限制充电电流和保护电路，电容控制复位高电平持续时间。 4.电源电路：20引脚接地，40引脚接电源。 元件作用： 1.晶振：提供稳定的时钟信号源，决定了单片机的工作频率和运行速度。 2.电容（时钟电路）：与晶振配合，微调振荡频率，使时钟信号更加稳定，减少频率漂移。 3.电阻（复位电路）：限制复位电路中的电流大小，防止电流过大损坏单片机，同时在电容充电过程中控制充电速度，进而影响复位引脚高电平的持续时间。 4.电容（复位电路）：利用其充电特性产生复位所需的高电平信号，保证复位操作的正确执行。 5.按键：用于手动触发复位操作，方便在系统调试或出现异常时对单片机进行复位。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$