天津理工大学2026年硕士研究生入学初试考试大纲
学院(盖章)：机械工程学院
考试科目名称： 单片机原理及应用(824)
一、考试方式
考试采用笔试方式。考试时间为180分钟，试卷满分150分。
二、试卷结构与分数比重
填空题：20分
单项选择题：20分
程序分析题：20分
问答题：30分
程序设计题：40分
系统原理设计题(片外扩展原理图绘制)：10分
应用系统设计题(最小系统与I/O应用)：10分
三、考查的知识范围
1. 微机基础知识：
掌握微机的基础知识，常用的数制、码制和字符编码(二、十、八、十六、ASCII、BCD码);数制转换及
码制转换;原码、反码、补码的表示方法与补码的运算规则。
掌握微机的基本结构和组成，微机系统的性能指标等。
掌握数字逻辑基础：逻辑门电路的逻辑表达式与真值表，逻辑运算及基本逻辑门电路(与门、或门、非门、
与非门、或非门等)。
熟悉单片机、微机、嵌入式系统等在各个领域的实际应用。
2. MCS-51 单片机的硬件结构和原理：
掌握MCS-51单片机的基本组成、芯片内部结构及特点、三总线结构及具体组成，以及读取数据与执行程序
工作过程等。
掌握MCS-51单片机引脚和功能。
掌握存储器的配置：程序存储器的容量、地址范围和读取方式;数据存储器的内部存储空间划分、各自用途、
内部和外部存储器读写操作方法;常见特殊功能寄存器的名称、地址和功能及寻址方式，尤其与定时器/计数器、
中断系统、串行通信等相关的特殊功能寄存器的设置和作用;掌握堆栈的概念、使用方法和操作原则。
掌握MCS-51单片机CPU时序，包括振荡周期、机器周期、指令周期的基本概念及其相互之间的关系。
掌握MCS-51单片机的复位电路工作原理和复位方式、以及复位后各个寄存器的初始状态。
掌握MCS-51单片机输入/输出端口结构、功能特点及应用，掌握I/O 端口的驱动能力和负载要求。
3. 指令系统：
掌握MCS-51单片机寻址方式及指令系统，明确7种寻址方式适用场景，熟悉其寻址方式和运算指令执行后
对有关标志位的影响，掌握跳转指令中目标地址和偏移量的计算。
掌握MCS-51单片机的数据传送指令、算术运算指令、逻辑操作指令、控制程序转移指令、位操作指令，明
确位操作指令的具体应用，熟悉数据在内部数据存储器、外部数据存储器及程序存储器间的传送逻辑，掌握算术
运算指令及十进制调整指令在运算中的应用，掌握逻辑运算和循环移位指令的应用，熟练运用控制转移指令进行
程序分支和子程序调用;能够分析指令的执行过程和结果，掌握指令的执行时间和存储空间分析，并能够根据具
体需求灵活运用指令编写程序。
4. 汇编语言程序设计：
理解汇编语言程序的组成和基本结构，包括顺序、无条件转移、条件转移、循环、查表等基本程序结构的设
计思路;能够设计简单的汇编语言程序，包括数据传送、算术逻辑运算、码制转换、查表程序等，并能针对具体
应用场景及需求，设计可行解决方案并编写相应程序。
理解主程序、子程序及中断服务程序的结构及设计方法，掌握子程序的参数传递方式(如寄存器传递、堆栈
传递、存储器传递)，明确中断服务程序的现场保护与恢复细节;掌握汇编程序的编程步骤、方法和技巧，以及
伪指令的具体类型及其应用，能够正确分析程序的功能并写出执行结果。
掌握微机能够实现的各种应用算法，包括排序和查找等小规模数据处理算法，简单PID闭环控制算法、数学
计算(求和、均值、最大值、最小值等)、数学函数和逻辑函数实现，中值或均值等滤波算法、奇偶校验和循环
冗余校验算法等。
5. 中断系统及应用：
掌握微机CPU与外设间数据输入/输出方式。掌握中断的基本概念，中断服务程序与子程序调用的区别。
掌握89C51单片机中断系统的结构及中断控制，包括中断源、中断入口地址、中断优先级、中断的允许/禁
止以及中断嵌套，掌握外部中断的触发方式及设置方法。掌握中断系统初始化设置、中断响应的条件与禁止条件、
中断的处理过程及中断返回等，明确串口中断中RI、TI标志位需软件清零。
掌握中断应用程序的设计方法，能够利用中断进行定时控制、外部事件响应和特定功能实现等，并编写相应
应用程序。
6. 定时器及应用：
掌握MCS-51单片机定时器的基本结构和工作原理，以及定时器控制相关寄存器的设置和功能，掌握定时器
/计数器的模式选择(定时/计数)及设置方法。
掌握方式0、方式1、方式2、方式3的特点和区别，明确每种工作方式的定时和计数范围及适用场景等，掌
握定时/计数初值的计算方法。利用定时器的中断方式和查询方式进行综合应用分析和应用程序编写。
7. 单片机存储器扩展技术：
理解地址总线、数据总线和控制总线的概念、作用，并明晰其连接方式。掌握单片机系统扩展的基本结构。
在片外数据存储器和片外程序存储器与单片机系统连接时，掌握片外存储器的线选法和地址译码法，并能够结合
存储容量对地址线进行合理分配，确保控制线的正确连接，理解片外ROM 与RAM地址重叠时，通过PSEN与
RD/WR信号区分访问对象。
能够绘制典型芯片(74ls373地址锁存器、74ls138/74ls139译码器、6116/6264/62128/62256 静态RAM、
2716/2732/2764/27128/27256/27512 EPROM)与MCS-51 单片机系统的原理图接线，并能分析存储器的存
储容量及地址范围。
8. 单片机最小系统及综合应用：
掌握单片机串口的基本概念、结构组成及基本原理，掌握串口通信的基本参数(波特率、数据位、停止位、
校验位)及设置方法。掌握单片机并行I/O口的直接应用，包括按键、LED及数码显示、步进电机、直流电机、
继电器、开关传感器等，能够利用中断或查询方式编写相应控制程序。
掌握单片机键盘接口技术(独立式、行列式键盘)，掌握键盘消抖的实现方法，能够设计键盘接口电路并编
写按键输入程序。掌握单片机LED显示器接口技术(静态、动态显示)，理解LED 动态显示的扫描原理，能够
设计LED及数码显示接口电路并编写其显示应用程序。
掌握最小系统典型硬件电路分析，以实现单片机综合应用系统。
四、参考书目
1、李朝青等. 单片机原理及接口技术(第五版)，北京: 北京航空航天大学出版社，2017.
2、李朝青等. 单片机学习指导(第二版)，北京：北京航空航天大学出版社，2021.