《单片机原理与应用》第三版赵德安课后习题答案.docx

1、单片机原理与应用第三版赵德安课后习题答案第一章1.单片机内部至少包含哪些部件？答：中央处理器CPU、I/O口、随机存储器RAM、只读存储器ROM。2. 根据程序存储器的差别，单片机可以分为哪几种类型？答：MCS-51系列单片机按片内不同程序存储器的配置来分，可以分为以下3种类型：1、片内带Mask ROM(掩膜ROM)型：例如8051、80C51、8052、80C52。此类芯片是由半导体厂家在芯片生产过程中，将用户的应用程序代码通过掩膜工艺制作到ROM中。其应用程序只能委托半导体厂家“写入”，一旦写入后不能修改。此类单片机适合大批量使用。2、片内带EPROM型：例如8751、87C51、875

2、2。此类芯片带有透明窗口，可通过紫外线擦除存储器中的程序代码，应用程序可通过专门的编程器写入到单片机中，需要更改时可擦除重新写入。此类单片机价格较贵，不宜于大批量使用。3、片内带EEPROM(电可擦可编程只读存储器)型：例如8951、89C51、8952。此类芯片可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编程。此类单片机目前应用很广。4、片内无ROM(ROMLess)型：例如8031、80C31、8032。此类芯片的片内没有程序存储器，使用时必须在外部并行扩展程序存储器存储芯片。此类单片机由于必须在外部并行扩展程序存储器存储芯片，造成系统电路复杂，目前较少使用。3.单片机的主要特点是什么？它适

3、宜构成通用微机系统还是专用微机系统？为什么？答：单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。其主要特点如下：1、价格便宜。2、功能不大。只能专用在适用的领域，但在适用的领域中，性价比却是最佳。3、可靠性高，抗干扰能力强。4、功耗比较低。对电源要求低，适用面广。5、外围扩展能力强。可以应用到不同的控制系统中。根据其特点可知，单片机功能不大，不适宜构成

4、通用微机系统，只适宜构成专用微机系统。4. 研制微机应用系统时，应如何选择单片机的型号？答：在单片机应用研究系统开发中，单片机是整个设计的核心。在进行正式的单片机应用研究系统开发之前，需要根据不同单片机的特性，从中作出合理的选择。1.仔细调查市场，尽量选用主流的、货源充足的单片机型号，这些器件使用比较广泛，有许多设计资料供学习或参考。2.尽量选择所需硬件集成在单片机内部的型号，例如ADC、DAC、I2C、SPI和USB等。这样便于整个控制系统的软件管理，减少外部硬件的投入，缩小整体电路板的面积，从而减少总体投资等。3.对于手持设备，移动设备或者其他需要低功耗的设备，尽量选择低电压、低功耗的单片

5、机型号，这样可以减少能量的消耗，延长设备的使用寿命。4.在资金等条件允许的情况下，尽量选择功能丰富，扩展能力强的单片机，这样便于以后的功能升级和扩展。5.对于体积有限制的产品，尽量选择贴片封装的单片机型号，这样可以减少电路板面积，从而降低硬件成本，同时也有助于电磁兼容设计。第二章1.分别写出一个MCS-51中ROM、EPROM、无ROM型单片机的型号和内部资源。其中哪个产品内部具有固化的软件？该软件能否被所有用户所使用？怎样使用该种产品？答：1、8051、80C51、8052、80C52。此类芯片带有4K字节的掩膜ROM，由半导体厂家在芯片生产过程中，将用户的应用程序代码通过掩膜工艺制作到RO

6、M中。其应用程序只能委托半导体厂家“写入”，一旦写入后不能修改。2、8751、87C51、8752。此类芯片带有4K字节的EPROM，带有透明窗口，可通过紫外线擦除存储器中的程序代码，应用程序可通过专门的编程器写入到单片机中，需要更改时可擦除重新写入。3、8031、80C31、8032。此类芯片片内无ROM，使用时必须在外部并行扩展程序存储器芯片。其中8051、80C51、8052、80C52等产品具有固化软件，该软件不能被所有用户所使用，应用程序只能委托半导体厂家“写入”。2.MCS-51中无ROM型单片机在应用中P2口和P0口能否直接作为输入/输出口连接开关、指示灯之类的外围设备？为什么？

7、答：不能。因为无ROM型单片机在应用中必须扩展程序存储器，P0口必须作为地址总线的低8位及数据总线复用， P2口必须作为高8位地址总线送出高8位地址，因此P2口和P0口的输出信号都是不稳定的，不能直接作为输入/输出口连接开关、指示灯之类的外围设备。3. 什么是堆栈？8032的堆栈区可以设在什么地方？一般应设在什么区域?如何实现？试举例说明。答：堆栈是在片内RAM中专门开辟出来的一个区域，数据的存取是以后进先出的结构方式处理的。实质上，堆栈就是一个按照后进先出原则组织的一段内存区域。堆栈操作指令PUSH direct、POP direct只能采用直接寻址方式，8032的片内RAM中只有低128字

8、节可以采用直接寻址方式访问，因此，尽管8032片内RAM的地址范围是00H-0FFH，但堆栈区只可以设在内部RAM中的00H-7FH的区域内，一般应设在30H-7FH的范围内。可以通过赋值的方式设置堆栈区，如：MOV SP，#60H。4. 8031的内部RAM中，哪些可以作为数据缓冲区？答：8031内部RAM的128字节均可以作为数据缓冲区，但00H1FH通常作为工作寄存器区使用，20H2FH通常作为位寻址区使用。5.对于8052单片机，地址为90H的物理单元有哪些？答：一个是P1口，P1口的物理地址就是90H，使用直接寻址方式访问；还有一个是RAM单元，必须使用寄存器间接寻址方式访问。6.

9、MCS-51单片机构成系统时，程序存储器的容量最大是多少？答：MCS-51单片机构成系统时，程序存储器的容量最大是64KB。7. 当单片机系统的程序存储器的容量为8KB时，程序存储器的开始地址为多少？答： 因为单片机复位时，PC=0000H，程序都是从0000H开始执行，所以无论何种情况，程序存储器的开始地址都必须是0000H。8.MCS-51单片机构成系统时，外部数据存储器的容量最大是多少？答：MCS-51单片机构成系统时，外部存储器的容量最大是64KB。9. 当单片机系统外部数据存储器的容量为8KB时，数据存储器的开始地址一定要是0000H吗？答：不一定。10.什么是单片机的的节电方式？答

10、：MCS-51系列运行时耗电小，还提供两种节电工作方式空闲方式和掉电方式。在单片机空闲时程序停止运行，进入待机状态，在接收到一个中断时退出空闲方式，处理完后继续进入空闲方式，就这样断断续续的工作以达到节电目的。11.CHMOS型单片机，进入掉电方式时，单片机的振荡器是否工作？采用什么办法能使单片机退出掉电方式？答：不工作。在掉电方式中，振荡器停止工作，单片机内部所以功能部件停止工作。在掉电方式期间，内部RAM和寄存器的内容维持不变。退出掉电方式的唯一方法是硬件复位。12. CHMOS型单片机，进入空闲方式时，单片机的振荡器是否工作？采用什么办法能使单片机退出空闲方式？答：工作。进入空闲方式中，

11、中断、串行口和定时器继续工作。CPU现场、内部RAM和其他特殊功能寄存器内容维持不变。有两种方法退出空闲方式,一是采用被允许的中断源请求中断；二是硬件复位，因为空闲方式中，振荡器在工作，所以仅需两个机器周期便完成复位。第三章1. 指出下列指令中划线操作数的寻址方式和指令的操作功能。答：MOV A, #78H； 立即寻址，将立即数送入累加器A MOV A, 78H； 直接寻址，将内部RAM 78H单元内容送累加器A MOV A, R6； 寄存器寻址，将R6内容送累加器A INC R0； 寄存器间接寻址，将指针R0指向的内部RAM单元内容加1 PUSH ACC； 直接寻址，将累加器A的内容入栈 R

12、L A； 寄存器寻址，将累加器A的内容左移1位 CPL 30H； 位寻址，将位变量30H的内容取反 SJMP $； 相对寻址，原地等待MOVC A, A+PC；基寄存器加变址寄存器间接寻址，程序存储器PC和累加器A中内容相加形成ROM地址，取数送到累加器A。2.指出下列指令中哪些是非法的？ INC R1DEC DPTR MOV A, R2 MOV R1, R0 MOV P1.1, 30H MOV #30H, A MOV 20H,21H MOV OV, 30H MOV A, A+DPTR RRC 30H RL B ANL 20H,#30H XRL C, 30H 答：DEC DPTR DEC DP

13、LMOV A, R2 MOV A, R1MOV R1, R0 MOV A, R0 MOV P1.1, 30H MOV C, 30H和MOV P1.1, C MOV #30H, A MOV A, #30H MOV OV, 30H MOV C, 30H和MOV OV，CMOV A, A+DPTR MOVC A, A+DPTRRRC 30H RRC A 因为所有的移位指令均是对累积器A进行的RL B RL AXRL C, 30H 错，因为位操作指令中，没有位的异或运算3.如何将1个立即数30H送入内部RAM 90H单元？如何将立即数送特殊功能寄存器P1？答：（1） MOV R0, #90H MOV

14、R0, #30H（2）MOV P1, #30H4.执行下列一段程序后，试分析有关单元内容。答：MOV PSW, #0； (PSW)=00HMOV R0, #30H； (R0)=30HMOV 30H, #40H (30H)=40HMOV 40H, #50 (40H)=32HMOV A, R0 (A)=40HADDC A, #0CEH (A)=40H+0CEH+0=0EH PSW=10000001B=81HINC R0 (R0)=31H最后的执行结果：(R0)=31H, (30H)=40H, (40H)=32H, (A)=0EH, (PSW)=81H5.试编写一段程序，将内部RAM 40H、41H

15、单元内容传送到外部RAM 2000H、2001H单元中去。答：MOV DPTR, #2000H MOV R0,#40H MOV A, R0 MOVX DPTR, A INC R0 INC DPTR MOV A, R0 MOVX DPTR, A6.试编写一段程序，根据累加器A的内容，到程序存储器1000H起始的表格中取一双字节数，送内部RAM 50H、51H单元。答：MOV DPTR, #1000H PUSH ACC MOVC A, A+DPTR MOV 50H, A POP ACC INC DPTR MOVC A, A+DPTR MOV 51H, A7.试编写一段程序，进行两个16位数的相减运

16、算：6483H-56E2H。结果高8位存内部RAM 40H，低8位存41H。答：CLR C MOV A, #83H SUBB A, #0E2H MOV 41H, A MOV A, #64H SUBB A, #56H MOV 40H, A8.试编写一段程序，将30H、31H单元中存放的BCD数，压缩成一个字节（原30H单元内容为高位），并放入30H单元。答：MOV A, 30H SWAP A ORL A, 31HMOV 30H, A9.试编写一段程序，将30H32H单元中的压缩BCD拆成6个单字节BCD数，并放入33H到38H单元。答：MOV A, 30H MOV R0, #33H ACALL

17、LPMOV A, 31H ACALL LP MOV A, 32H ACALL LP SJMP $ LP: MOV B, A ANL A, #0FH MOV R0, A INC R0 MOV A, B SWAP A ANL A, #0FH MOV R0, A INC R0 RET10.设晶振频率为6MHz，试编写一个延时1ms的子程序，并利用该子程序，编写一段主程序，在P1.0引脚上输出高电平宽2ms、低电平宽1ms的方波信号。答：机器周期T=2s, 延时1ms的子程序应运行500T, 子程序为:DELAY: MOV R0, #248; 1T DJNZ R0, $; 2T NOP; 1T RET

18、 2T子程序运行机器周期数为:1T+248*2T+1T+2T=500T，500T=1ms主程序为:MOV PSW, #00H LOOP: SETB P1.0 ACALL DELAY ACALL DELAY CLR P1.0 ACALL DELAY SJMP LOOP 第四章1.试根据P1口和P3口的结构特性，指出它们作为输入口或第二功能输入/输出的条件。答：P1口作为输入口时，相应的口锁存器必须先置“1”，使输出场效应管T截止，CPU读P1时才能准确读取外部电路的输入信息。同理,P3口作为第二功能I/O口时，相应的口锁存器也必须先置“1”。2.MCS-51中无ROM型单片机，在应用中P0口和P

19、2口能否直接作为输入/输出口连接开关、指示灯之类的外围设备？为什么？答：不能。因为无ROM型单片机在应用中必须扩展程序存储器，P0口必须作为地址总线的低8位及数据总线复用， P2口必须作为高8位地址总线送出高8位地址，因此P2口和P0口的输出信号都是不稳定的，不能直接作为输入/输出口连接开关、指示灯之类的外围设备。3.什么是堆栈？堆栈的作用有哪些？答：堆栈是在片内RAM中专门开辟出来的一个区域，数据的存取是以后进先出的结构方式处理的。实质上，堆栈就是一个按照后进先出原则组织的一段内存区域。作用：（1）子程序调用和中断服务时CPU自动将当前PC值压栈保存，返回时自动将PC值弹出堆栈。（2）保护现

20、场/恢复现场（3）数据传输4.MCS-51的T0、T1的定时器和计数器的方式差别是什么？试举例说明这两种方式的用途。答：MCS-51的T0、T1的定时器和计数器本质上都是计数器, 定时器方式是对单片机内部的机器周期数进行计数, 计数器方式是对T0、T1引脚上输入的外部脉冲(方波)信号进行计数。定时器方式用来产生定时信号，可用于串行通信，也可以通过口输出脉冲和方波信号；计数器方式可以用来检测外部信号的频率和脉宽。5. 晶振为12MHz，用T0产生1ms的定时，可以选择哪几种方式？分别写出定时器的方式字和计数初值。如需要1s的定时，应如何实现？答：由于定时器工作在方式2和方式3下时的最大定时时间只

21、有0.256ms，因此要想获得1ms的定时时间，定时器必须工作在方式0或方式1。机器周期T =121/1210-6s=1s，计数值T计数=1ms/1m=1000。1、采用方式0，定时器的方式字TMOD=00H，定时器的计数初值为TC= MT/ T计数= 213 1*103/1=7192=1C18H，TH0应装1CH；TL0应装#18H。2、采用方式1，定时器的方式字TMOD=01H，定时器的计数初值为TC= MT/ T计数= 216 1*103/1=64536=FC18H，TH0应装0FCH；TL0应装#18H。如需要1s的定时，可以采用查询相应溢出标志位，结合软件计数100循环，即可实现1s

22、的定时。6.晶振为12MHz，如何用T0来测试20Hz1000Hz之间的方波信号（设高低电平宽度相同）的周期？又如何测试频率为0.5MHz左右的脉冲频率？答： 1、使用定时器方式，利用方波的边沿触发定时器的开始与结束，比如使用上升沿来启动定时器计数，机器周期T为1s，下降沿停止计数。依据计数值N计算周期，周期=2N*T。2、T0工作在计数器方式，待测试的脉冲信号引入T0引脚计数，同时T1工作在定时器方式，定时1ms，1ms定时结束时取T0计数值，脉冲频率=1000* T0计数值。7.若晶振为11.0592MHz，串行口工作于方式1、波特率为4800bit/s，分别写出用T1、T2作为波特率发生

23、器的方式字和计数初值。答：T1作为波特率发生器。由：波特率=2SMOD*振荡器频率/32*12*(256-X)设SMOD=0，可得，4800=20*11059200/32/12/（256-X），可得的计数初值X=250=0FAH，将X值装入TH1中，TMOD=20H。MOV TMOD,#20H; T1方式2MOV TH1,#0FAHT2作为波特率发生器，需对T2CON（置“1”TCLK、RCLK）、TH2、TL2、RCAP2H、RCAP2L初始化编程，再置“1”TR2,具体略。8.串行口方式0能否外接多个74LS164？若不可以，说明原因；若可以，画出逻辑框图并说明数据输出方法。答：串口工作方

24、式0时，可以外接多个74LS164。此时TXD用于发送同步脉冲接74LS164的CLK端，RXD用于发送数据接第一片74LS164的数据输入端DSA和DSB，74LS164的/CR和Vcc端接+5V，Vss端接地，后一片74LS164的数据输入端DSA和DSB接前一片74LS164的Q7。只要将数据载入SUBF之后，时钟脉冲和数据就会自动出现在单片机的I/O端口，程序不需要对I/O口再进行干预。出现在74LS164的数据低位在右，高位在左。将数据多次载入SUBF，就可以在多个74LS164的输出端得到稳定的数据。逻辑框图略，可参考教材的例4-8.9.MCS-51的中断处理程序能否存储在64KB

25、程序存储器的任意区域？若可以，如何实现？答：可以。因为每个中断源的中断入口地址处均预留了8个单元的空间，8个单元足够存放一条跳转指令，使程序转向64KB程序存储区的任意区域。在相应的中断入口使用JMP指令进行跳转就可以实现。10.在一个8031系统中，晶振为12MHz，一个外部中断请求信号是一个宽度为500ms的负脉冲，则应该采用哪种中断触发方式，如何实现？答：应该采用边沿触发方式，采用SETB IT0或 SETB IT1即可。若采用电平触发方式，由于外部中断请求信号长期存在，可能会引起重复中断。11.若外部中断请求信号是一个低电平有效的信号，是否一定要选择电平触发方式？为什么？答：不一定。因

26、为采用边沿触发，能自动锁存中断信号，是一种可靠的中断管理方式。第五章1. 若晶振为6MHz，试编写一个2ms延时子程序。答：晶振为6MHz，机器周期T为2s，应计满1000个T。DELAY: MOV R7, #10DLY0： MOV R6, #49DLY1: DJNZ R6, DLY1；2T DJNZ R7, DLY0；2TRET 2.试编制一个子程序，对串行口初始化，使串行口以方式1，波特率1200bit/s(晶振为11.059MHz)发送字符串“MCS-51”。答：ORG 0000HAJMP MAINORG 0100HMAIN: MOV TMOD,#20HMOV TL1,#0E8HMOV

27、TH1,#0E8HSETB TR1MOV SCON,#42HMOV R4,#0MOV DPTR,#TABFS1: MOV A,R4 MOVC A,A+DPTR CJNE R4,#6,FS2 SJMP FSJSFS2: JBC TI,FS3 SJMP FS2FS3: MOV SBUF,A INC R4 SJMP FS1FSJS: SJMP $TAB: M,C,S,-,5,1 END3.晶振为11.059MHz，串行口工作与方式3，波特率为2400bit/s，第9位数据为奇校验位。编制一个程序，对串行口初始化，并用查询方式接受串行口上输入的10个字符存入内部RAM中30H开始的区域。答：RECS：

28、 MOV SCON，#0D0H ；串行口方式3允许接收 MOV TMOD，#20H ；T1方式2定时 MOV TL1， #0F4H ；写入T1时间常数 MOV TH1， #0F4H SETB TR1 ；启动T1 MOV R0， #30H ；设数据指针 MOV R7， #10 ；接收数据长度WAIT: JBC RI，NEXT ；等待串行口接收 SJMP WAIT NEXT: MOV A，SBUF ；取一个接收字符 JNB P，COMP ；奇偶校验 JNB RB8，ERR ；PRB8，数据出错 SJMP RIGHT ；P=RB8，数据正确COMP: JB RB8，ERRRIGHT: MOV R0，

29、A ；保存一个字符 INC R0 ；修改指针 DJNZ R7，WAIT ；全部字符接收完? CLR F0 ；F0 =0，接收数据全部正确 ERR： SETB F0 ；F0 =1，接收数据出错 RET4.写一个子程序，其功能是将（R0）指出的两个RAM单元中的数转化为ASCII字符，并用查询方式从串行口上发送出去。答：设串行口以方式1工作，波特率为1200bit/s，晶振为11.059MHz。 ORG 0000HAJMP MAINORG 0100HMAIN: MOV TMOD,#20HMOV TL1,#0E8HMOV TH1,#0E8HSETB TR1MOV SCON,#42HMOV R4,#2

30、FS1: MOV A,R0ANL A,#0FHMOV DPTR,#TABMOVC A,A+DPTRFS2: JBC TI,FS3 SJMP FS2FS3: MOV SBUF,A INC R0 DJNZ R4,FS1FSJS: SJMP $TAB: DB 30H,31H,32H,33H,34H,35H,36H,37H,38H,39H,41H,41H,43H,44H,45H,46H END5.试编写一个子程序将字符串“MCS-51 Microcomputer”装入外部RAM 8000H开始的显示缓冲区。答：ORG 0000HAJMP 0030HMIAN: MOV DPTR,#8000HMOV R1,#0MOV R0，#20LOOP: MOV A,R1ADD A,#6MOVC A,A+PCMOVX DPTR,AINC DPTRINC R1DJNZ R0,LOOPSJMP $TAB:DBMCS-51 MicrocomputerEND6. 试设计一个n字节的无符号十进制数加法子程序，其功能为将（R0）和（R1）指出的内部RAM中两个n字节压缩BCD码无符号十进制数相加，结果存放于被加数单元中。子程序入口时，R0，R1分别指向被加数和加数