蓝桥杯单片机客观题(单片机部分)@柳离风
蓝桥杯单片机客观题(单片机部分)@柳离风通信协议理论1-WireIIC(可以硬件也可以软件模拟)SPI(可以硬件,也可以用软件模拟)UARTRS232(需要专用芯片)RS485(差分信号)差分信号抗干扰能力强(需要专用芯片)RS422(差分信号)(需要专用芯片)CAN(差分信号)(需要专用芯片)USB(差分信号)(需要专用芯片)题目单片机外围电路理论内部电路复位晶振按键RTC看门狗ADC、DAC数码管蜂鸣器继电器EEPROMDS18B20题目单片机 datasheet 查看关键:题目
通信协议
理论
同步异步区别:有无时钟线,异步通信无时钟线,但要波特率一致 串行并行区别:收或发不止一个信道 单工、半双工、全双工区别:只能收或发为单工、收发不能同时为半双工、收发同时为全双工
主从模式:一主多从、多主多从。其中UART和232非主从模式,IIC(也支持多主多从)、1-Wire、SPI、485均为一主多从,从机不能主动给主机发数据。CAN属于多主多从。
波特率 :波特率是指每秒钟传输的比特数
1-Wire

接线:DQ、VCC、GND(电源可以不接,通过 DQ 上拉电阻供电,但需配置为寄生电源模式,仅限单设备) 电平:TTL 通信方式:异步串行半双工通信(双向) 通信速率:一般为 16.3Kbit/s,最大可达 142 Kbit/s,通常情况下采用 100Kbit/s 以下的速率传输数据
传输距离:一般是电路板内部
支持一对多,通过设备地址区分(受限于供电和速率,一般不超过 10-15 个)
IIC(可以硬件也可以软件模拟)

接线:SDA、SCL、VCC、GND 电平:TTL 通信方式:同步串行半双工通信(双向) 通信速率:S(标准模式)测量与控制场合,100kb/s F(快速模式),速率为 400kb/s Hs(高速模式),速率为 3.4Mb/s。(具体看器件要求,单片机一般是 400k 或以下常用。IIC 协议是有规定的,其总线的容性负载要求,目前最高的 1M 左右。普通的芯片只有 低速 100K 与 高速 400K 两种规格)
传输距离:一般是电路板内部
支持一对多,开漏输出,通过设备地址区分(一般使用 7 位地址模式和 10 位地址,7 位最多挂 127 个,10 位最多挂 1024,根据不同设备定)
协议(可以看 PCF8591 手册)



SPI(可以硬件,也可以用软件模拟)
结构

每个时钟周期内,主从设备通过 MOSI 和 MISO 同时交换 1 位数据,形成环形移位寄存器结构。例如,主机发送字节 0xA3(二进制 10100011)时,从机可同时返回另一字节 0x46(01000110)。
接线

特点
接线:CS(片选)、SCK、MOSI、MISO、GND 电平:TTL 通信方式:同步串行全双工通信(单向) 通信速率:由 Motorola 开发,并没有一个官方标准。已知的有的器件 SPI 已达到 50Mbps。具体到产品中 SPI 的速率主要看主从器件 SPI 控制器的性能限制
传输距离:一般是电路板内部
支持一对多,通过片选信号选择(最大连接数量受限于片选信号)
协议

UART

接线:TXD、RXD、VCC、GND 电平:TTL 通信方式:异步串行全双工通信(单向) 通信速率:最大 10Mbps
传输距离:一般是电路板内部
一对一
协议:

RS232(需要专用芯片)

接线:TXD、RXD、GND 电平(负逻辑):1:-15V 到-3V 0:+3V 到+15V(高电压是早期为了长距离减少衰减,以及抑制干扰) 传输距离:最大 15m(易受干扰),适合短距离设备通信 通信方式:异步串行全双工通信(单向) 通信速率:115.2kbps
使用电荷泵的方式升压
协议:UART,一对一
RS485(差分信号)差分信号抗干扰能力强(需要专用芯片)

匹配电阻:120Ω
接线:只需要 A、B 两根线,有正负区别 电平(正逻辑):逻辑 1:A 线电压高于 B 线(+2V ~ +6V)逻辑 0:B 线电压高于 A 线(-2V ~ -6V) 传输距离:10km 通信方式:异步串行半双工通信 通信速率:短距离(10m):10Mbps,中距离(100m):1Mbps, 长距离(1200m):100kbps
应用:汽车电子、工业设备
支持一对多通信:通过硬件接线并联,软件通过地址区分(理论最大 256 个,实际受限于芯片驱动能力,距离)
RS422(差分信号)(需要专用芯片)
接线:TX+、TX-、RX+、RX- 电平(正逻辑):逻辑 1:A 线电压高于 B 线(+2V ~ +6V)逻辑 0:B 线电压高于 A 线(-2V ~ -6V) 通信方式:异步串行全双工通信 通信速率:短距离(10m):10Mbps,中距离(100m):1Mbps, 长距离(1200m):100kbps
应用:汽车电子、工业设备
支持一对多通信:通过硬件接线并联,软件通过地址区分(最多接 10 个节点)
CAN(差分信号)(需要专用芯片)

匹配电阻:120Ω
接线:CAN+、CAN- 电平:隐性电平(逻辑 1,电压差接近 0V)和显性电平(逻辑 0,电压差 ≥2V) 通信方式:异步串行半双工通信 通信速率:支持 1Mbps(40 米)至 5kbps(10 公里)的速率,通过降低速率延长传输距离
应用:汽车电子、工业设备
支持一对多通信:通过硬件接线并联,软件通过地址区分(最多 110 个节点,受报文标识符和总线负载率限制)
USB(差分信号)(需要专用芯片)
接线:D+、D-、GND(参考地,不可去) 电平:

通信方式:异步串行全双工通信 通信速率:

1 对多需要使用 HUB 芯片
题目
(1)第十六届模拟

答案:ABCD
解析:

(2)第十五届国赛

答案:ABCD
解析:同步异步区别:有无时钟线,异步通信无时钟线,但要波特率一致 串行并行区别:收或发不止一个信道 单工、半双工、全双工区别:只能收或发为单工、收发不能同时为半双工、收发同时为全双工
(3)第十五届省赛第二场 
答案:D
解析:120Ω 为终端匹配电阻,减小信号反射
(4)第十五届省赛第二场 
答案:B
解析:IIC无片选信号,上拉电阻是因为IIC开漏输出
(5)第十五届省赛第一场
答案:D
解析:片选是SPI 选择从设备的信号
(6)第十五届省赛第一场
答案:A 一般用波特率表示速率,HZ 是频率,MB 是容量
(7)第十五届模拟 III

答案:D
解析:IIC 一般是 7 位地址模式
(8)第十五届模拟 II

答案:A
解析:PCF8591数据手册P12

(9)第十五届模拟 I

答案:B
解析:
9600 位/s 得出大概 1 位 0.1ms,1 字节数据包含起始位停止位数据位是 10 位,1K 差不多是 10000 位,所需时间为 10000*0.1ms = 1S
(10)第十五届模拟 I

答案:B
DS18B20、DHT11 为 1-Wire 接口,DS1302 为 SPI 接口
(11)第十五届模拟 I

答案:AC,常见的为7位和10位地址模式
(12)第十四届模拟(EDA)

答案:B,信号线为SCL、SDA
(13)第十三届国赛
答案:ABC 解析: 
(14)第十四届国赛
答案:BCD 解析: 
(15)第十四届 模拟

答案:ABCD
(16)第十四届模拟

答案: D
解析:异步通信波特率要一致
(17)第十四届模拟

答案:A

(18)第十三届国赛
答案:BC 解析: 
(19)第十三届模拟

答案:B
解析:RXD、TXD、GND
(20)第十三届模拟

答案:ABC
解析:IIC 结构为 SCL、SDA 开漏输出,通过上拉电阻连接电源
(21)第十一届国赛
答案:AC
解析:UART 和 1-Wire 为异步通信
(22)第十一届国赛
答案:B
解析:通过升压可以实现更长的通信距离
(23)第十一届省赛第二场

答案:A

(24)第 十届国赛
答案:D,波特率:位/秒
(25)第十届国赛
答案:B
解析:全双工是收发可以同时,串行是发送和接受都是一位位的
(26)第十届国赛
答案:AD
解析:RS232 不是差分,B 错 差分通信不需要接地
(27)第十三届省赛第一场
答案:AC 解析: 
(28)第十三届省赛第一场
答案:B 解析:全双工是收发可以同时,串行是发送和接受都是一位位的
(29)第十二届省赛第二场
答案:B
解析:

(30)第十二届省赛第一场
答案:B
解析:波特率:位/秒
(31)第十一届省赛第一场
答案:C
解析:全双工是收发可以同时,串行是发送和接受都是一位位的
单片机外围电路
理论
内部电路

保护二极管:如上图所示,有两个保护二极管,用于保护内部电路,防止 I\O 引脚外部过高或者过低的电压输入时造成内部电路损坏。
具体来讲:当引脚输入电压高于 VDD 时,上面的二极管导通,输入点电压被钳位到约 VDD+0.7V;当引脚输入电压低于 VSS 时,下面的二极管导通,输入点电压被钳位到约 VSS-0.7V,从而使输入芯片内部的电压出于比较稳定的值(钳位作用)。
虽然有二极管的保护,但这样的保护很有限,大电压大电流的输入很容易烧坏芯片,在实际设计中要考虑设计引脚的保护电路。
复位



晶振

P1.6 与 P1.7 为外接晶振引脚,晶振并联电容为匹配电容

按键

消抖:软件消抖和硬件消抖(电容、施密特触发器)
ADC 按键

RTC

外界 32.768 晶振,使用 SPI 协议
看门狗
防止程序死机,分为软件和硬件两种
ADC、DAC

IIC 协议
数码管

利用余晖效应
蜂鸣器

分为有源蜂鸣器和无源蜂鸣器,有源蜂鸣器内置振荡器,接通电源就可工作,无源蜂鸣器需要提供PWM波形。蜂鸣器和超声波原理都是压电效应
继电器

利用电生磁原理,二极管D1是续流作用(给断开后的线圈,防止产生高压),
EEPROM

EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory): 电可擦除可编程只读存储器”,可以随机访问和修改任何一个字节,可以往每个 bit 中写入 0 或者 1。这是最传统的一种 EEPROM,掉电后数据不丢失,可以保存 100 年,可以擦写 100w 次。具有较高的可靠性,但是电路复杂、成本也高。因此目前的 EEPROM 都是几十千字节到几百千字节的,绝少有超过 512K 的
DS18B20

数字传感器
题目
(1)第十五届省赛第一场
答案:ABC(ADC中包含DAC,PWM又可以用于DAC,其实PWM也能应用于AD,这里答案官方是ABC)
(2)第十五届模拟 II

答案:C
解析:

(3)十四届模拟

答案:CD
解析:DS18B20、DHT11是数字传感器,记住能用ADC读取的才是模拟传感器,需要通信的都是数字传感器
(4)第十三届国赛
答案:ABD 解析: 
(5)第十四届国赛
答案:C 解析: 
(6)第十二届国赛
答案:A
解析:低通滤波器,会降低信号幅值,提高上限截止频率就行,fH = 1/2πRC,所以要减小R或者C
(7)第八届国赛
答案:C
解析:温度效应用于测温,霍尔效应用于测磁场,横向效应应用于声音传感器
(8)第十三届省赛第一场
答案:D 解析: 
(9)第十一届省赛第一场
答案:BD
解析:IAP15F2K60S2 单片机电压为 5V,和 3.3V 外设通信需要电平转换。通常可以使用电阻,二极管,三极管,MOS 管做电平转换,专用电平转换芯片
数据手册 P327

(10)第九届省赛
答案:B
解析:共阴说明高电平点亮,F 对应 0111 0001 = 0x71
单片机 datasheet 查看
关键:
1、要对整体结构有个了解,尽量从问题所在章节开始搜索,效率会高很多

2、关键词要精准而非全
3、常考的要有个大概了解,查不到的要记忆
4、不能 100%确定的要查手册
5、要学会举一反三
题目
(1)第十六届模拟

答案:C
解析:数据手册 P24

(2)第十六届模拟

答案:A 只有 A 控制 TCON 最低位,故 A 正确
解析:数据手册 P440

(3)第十六届模拟

答案:C 时控制器 BIT7
解析:ds1302 数据手册 P9

(4)第十六届模拟

答案:AD
解析:数据手册 P35:8051 是八位的单片机是常识 A 正确 FLASH:60K B 错,工作电压范围:3.8V-5.5V C 错

数据手册首页:D 正确

(5)第十六届模拟

答案:AD
解析:数据手册 P309 P4M1 = 0x55 = 0101 0101 P4M0 = 0xAA = 1010 1010
P40 : 高阻输入 P41:推挽输出 P42 :开漏 P43:推挽 P44 高阻输入 P45:推挽 P46:高阻输入 P47:推挽输出

(6)第十六届模拟

答案:B
解析:数据存储是存储器(RAM 、ROM 、寄存器),输入输出控制是 IO,算术运算是特殊功能寄存器参与
(7)第十六届模拟

答案:B
解析:PWM 可以用来控制模拟电压输出(DCDC 电源、PWM 电机、调光)、红外、超声波调制
(8)第十六届模拟

答案:B
解析:51 单片机基础数据位数是 8 位
(9)第十六届模拟

答案:ABCD
解析:数据手册 P439

(10)第十六届模拟

答案:AB
解析:数据手册 P2 :低功耗模式分别为低速模式、空闲模式、掉电模式

(11)第十五届国赛

答案:BC
解析:数据手册 P2 看出有 SPI、串口 ADC BC 正确

数据手册 P12 可以看出 STC15 并没有 IIC,需要软件模拟 故 A 错

数据手册 P831 可以看出是 PWM 经过低通滤波器后 才能输出 DAC,芯片本身不具备,故 D 错

(12)第十五届省赛第二场
答案:ABD
解析:数据手册 P747 故 A 正确

数据手册 P748 故 B 正确 C 错误

数据手册 P749 故 D 正确

(13)第十五届省赛第一场
答案:ACD
解析:
数据手册 P206 A 正确 B 错误

数据手册 P2 CD 正确

(14)第十五届省赛第一场
答案:ABCD
解析:中断服务函数中不能执行时间较长的操作,会导致中断卡死
(15)第十五届省赛第一场
答案:D
解析:堆栈的最终分配是 硬件资源、开发环境配置、程序逻辑和开发者优化 共同作用的结果
硬件指的是 RAM,和 FLASH 无关 C 错误
(16)第十五届模拟 III

答案:A、B
解析:数据手册 P606 AB 正确 CD 错误


(17)第十五届模拟 III

答案:C
解析:BCD 码是 8421 码
(18)第十五届模拟 III

答案:C
解析:数据手册 P312 C 正确

(19)第十五届模拟 III

答案:B
解析:AT24C02 数据手册 P11

(20)第十五届模拟 II

答案:A、B
解析:数据手册 P39

(21)第十五届模拟 II

答案:AB
解析:数据手册 P301

(22)第十五届模拟 II

答案:D(存疑),官方是 D,但应该是 B
解析:数据手册 P285

(23)第十五届模拟 II

答案:A
解析:数据手册 P457

数据手册 P26

(24)第十五届模拟 I

答案:A
解析:数据手册 P39

(25)第十五届模拟 I

答案:AD
解析:数据手册 P487

(26)第十四届国赛
答案:ABD 解析:数据手册 P238 
(27)第十四届模拟

答案:C
解析:数据手册 P244 将最低位置 1

(28)第十四届模拟

答案:BC
数据手册 P485

(29)第十四届模拟

答案:ACD
原理图

(30)第十四届模拟

答案:C
解析:数据手册 P445

(31)第十四届模拟

答案:AC
解析:数据手册 P748

(32)第十四届模拟

答案:A
解析:数据手册 P231

(33)第十四届模拟

答案:D
解析:数据手册 P34

(34)第十四届模拟:

答案:C
解析:数据手册 P538

(35)第十四届模拟:

答案:C
解析:数据手册 P445

(36)第十四届模拟

答案:D
解析:数据手册 P442

(37)第十三届国赛
答案:AC 解析:数据手册 P307 
(38)第十三届模拟

答案 A
解析:数据手册 P309

(39)第十三届模拟

答案:D
解析:数据手册 P493

(40)第十三届模拟

答案:A
解析
数据手册 P449

(41)第十三届模拟

答案:AC
数据手册 P448

数据手册 P449

(42)第十二届国赛
答案:236 120
解析:
数据手册P493
$$
初值 = 65536 – \frac{定时时间\cdot 系统时钟}{分频系数\cdot 10^6}=65536 – \frac{10000\cdot 6}{12}=65536-5000=60536
$$
TH1 = 60536 / 256 = 236 TL1 = 60536%256 = 120

(43)第十二届国赛 答案:xdata 65535
解析: 数据手册 P287

(44)第十二届国赛 答案:B
解析:
数据手册 P453

(45)第十二届国赛 答案:ACD
解析:DS18B20 数据手册 P1

(46)第十二届国赛
答案:BD
数据手册 P2 工作电压 3.8V-5.5V

数据手册 P309

数据手册 P831

数据手册 P39

(47)第十一届国赛
答案:A
解析:数据手册 P306

(48)第十一届国赛
答案:BC
解析:
数据手册 P41 P0 作为地址数据复用时需要上拉,可以有软件进行配置,传统 51 单片机需要

数据手册 P206 所以 BC 错误

数据手册 P24
(49)第十一届国赛
答案:ABD
解析:下载的程序是 hex 文件,不需要 keil 也可以 故 C 错误
(50)第十一届省赛第二场

答案:D
解析:
数据手册 P306

数据手册 P359

(51)第十届国赛
答案:A
解析: 数据手册 P306

(52)第十届国赛
答案:B
解析:
数据手册 P309

数据手册 P23

数据手册 P447

数据手册 P456

数据手册 P457

(53)第九届国赛
答案:2 2
解析:数据手册 P606

数据手册 P612

(54)第九届国赛
答案:B
解析:数据手册 P306



(55)第九届国赛
答案:AB
解析:
数据手册 P286 故 A 错误

单片机执行的是机器语言二进制 故 B 错误
寻址能力通常指的是单片机能够访问的内存地址范围,也就是可以寻址的存储空间大小,C 正确
单片机的地址总线位数直接决定其理论最大寻址范围。例如:
- 8 位地址总线(如部分 51 单片机)可寻址空间为 28 = 256 字节。
- 16 位地址总线(如增强型 51 单片机)可寻址 216 = 64KB。
- 32 位地址总线(如 STM32)理论寻址空间达 4GB。
外部 RAM 访问速度低于内部 RAM D 正确
(56)第八届国赛
答案:D
解析:
数据手册 P441

数据手册 P440

数据手册 P445

数据手册 P447

(57)第十四届省赛
答案:D 解析:8 位精度对应 256 
(58)第十四届省赛
答案:B 解析:JTAG 和 SWD 是 ARM 系列单片机调试接口
数据手册 P39

(59)第十四届省赛
答案:ABD 解析:
数据手册 P309

数据手册 P312

数据手册 P301

数据手册 P442

(60)第十三届省赛第二场
答案:AC 解析:
数据手册 P301

(61)第十三届省赛第二场
答案:ABC 解析:数据手册 P207 
(62)第十三届省赛第一场
答案:BC 解析:
数据手册 P612

(63)第十三届省赛第一场
答案:ABC 解析:
数据手册 P309

数据手册 P351

数据手册 P231

数据手册 P746

数据手册 P831

(64)第十二届省赛第二场
答案:
解析:
解析:数据手册 P309

(65)第十二届省赛第二场
答案:B
解析:数据手册 P2


数据手册 P831 可以看出是 PWM 经过低通滤波器后 才能输出 DAC,芯片本身不具备,故 D 错

(66)第十二届省赛第二场
答案:ABD
数据手册 P234

数据手册 P231


(67)第十二届省赛第一场
解析:数据手册 P448

(68)第十二届省赛第一场
答案:AC
解析:数据手册 P24 A 正确

数据手册 P438 除外部中断 2、3、4,定时器中断 2 外均有 2 个中断优先级,故 B 错

数据手册 P606 C 正确


数据手册 P23

数据手册 P 23 最高主频可以到 28-35MHZ D 错

(69)第十二届省赛第一场
答案:D
解析:数据手册 P747 ADRJ 为 0 时 ADC 寄存器为 11000011,对应十进制 195,ADC 结果计算
$$
V_{in} = \frac {195\cdot {5V} }{1024} = 0.95V
$$


(70)第十一届省赛第一场
答案:D
解析:数据手册 P301 只有 B8 在可位寻址区

(71)第十一届省赛第一场
答案:B
解析:数据手册 P485

(72)第十一届省赛第一场
答案:ABCD
解析:数据手册 P231

RST 引脚复位就是加一定宽度复位脉冲

软件复位就是设置特殊功能寄存器

(73)第十届省赛
答案:C
解析:数据手册 P41

(74)第十届省赛
答案:B
解析:
数据手册 P483

(75)第十届省赛
答案:BD
解析:数据手册 P484 图中无SCON、PCON 故BD错误

(76)第十届省赛
答案:ABD
解析:
数据手册P39 得出通过串口下载和仿真

IO和MM模式都可以操作外设,B正确
DS1302数据手册P8,写数据是时钟上升沿写入 C错误

IIC从设备不会主动发起通信,必须由主设备通过起始信号(START)和地址帧(Address Frame)触发响应。只有在接收到匹配的7位/10位设备地址后,才会进入通信状态。D正确
(77)第九届省赛
答案:P0 P2 P0
解析:数据手册 P41


(78)第九届省赛
答案:高 2 高
解析:1 个机器周期 = 12 个时钟周期,故 24 个时钟周期是 2 个机器周期(记忆)

数据手册 P302 查看 IO 复位都为高电平

(79)第九届省赛
答案:BD
RAM 和 ROM 扩展都是用 P0 和 P2 当地址线,最大寻址 2^{16} = 64k 故 A 正确
数据手册 P606 B 错误

按键消抖可以用软件,也可以用硬件(电容、施密特触发器) C 正确
RAM 中的特殊寄存器复位后很多不为 0 ,数据手册 P302

解析:
(80)第八届省赛
答案:4 65536
解析:数据手册 P483 定时器0有4种工作模式

数据手册 P494 得出 12M 时钟输出最小频率为 1MHZ,当初值为 0 时,计时最长,为 65536\cdot1us = 65536us

(81)第八届省赛
答案:D
解析:数据手册 P453 优先级从高到低分别是:外部中断0、定时器中断0、定时器中断1、串口中断1

(82)第八届省赛
答案:D
解析:数据手册 P41

(83)第八届省赛
答案:A
解析:消隐是让数码管都熄灭,给 P0 赋值 0xFF A正确,第四行是位选,第五行时段选,第七行是移位
(84)第八届省赛
答案:AD
解析:数据手册 P302
P0-P3 上电复位为高电平 A 错误

数据手册:P831PWM 接低通滤波器可以输出 DA B 正确

数据手册 P24 C 正确

数据手册 P243 分为热启动和软启动两种 D 错误

