单片机原理与应用习题答案第三版.docx

1、单片机原理与应用习题答案第三版第一章习题参考答案1-1 ：何谓单片机？与通用微机相比，两者在结构上有何异同？答：将构成计算机的基本单元电路如微处理器 (CPU)、存储器、 I/O 接口电路和相应实时控制器件等电路集成在一块芯片上，称其为单片微型计算机，简称单片机。单片机与通用微机相比在结构上的异同：(1) 两者都有 CPU，但通用微机的 CPU主要面向数据处理，其发展主要围绕数据处理功能、计算速度和精度的进一步提高。例如，现今微机的 CPU都支持浮点运算，采用流水线作业，并行处理、多级高速缓冲 (Cache) 技术等。 CPU的主频达到数百兆赫兹 (MHz)，字长普遍达到32 位。单片机主要面

2、向控制，控制中的数据类型及数据处理相对简单，所以单片机的数据处理功能比通用微机相对要弱一些， 计算速度和精度也相对要低一些。 例如， 现在的单片机产品的 CPU大多不支持浮点运算， CPU还采用串行工作方式，其振荡频率大多在百兆赫兹范围内; 在一些简单应用系统中采用 4 位字长的 CPU，在中、小规模应用场合广泛采用 8 位字长单片机，在一些复杂的中、大规模的应用系统中才采用 16 位字长单片机， 32 位单片机产品目前应用得还不多。(2) 两者都有存储器， 但通用微机中存储器组织结构主要针对增大存储容量和 CPU对数据的存取速度。 现今微机的内存容量达到了数百兆字节 (MB)，存储体系采用多

3、体、 并读技术和段、页等多种管理模式。 单片机中存储器的组织结构比较简单， 存储器芯片直接挂接在单片机的总线上， CPU对存储器的读写按直接物理地址来寻址存储器单元，存储器的寻址空间一般都为 64 KB。(3) 两者都有 I/O 接口，但通用微机中 I/O 接口主要考虑标准外设 ( 如 CRT、标准键盘、鼠标、打印机、硬盘、光盘等 ) 。用户通过标准总线连接外设，能达到即插即用。单片机应用系统的外设都是非标准的， 且千差万别， 种类很多。 单片机的 I/O 接口实际上是向用户提供的与外设连接的物理界面。 用户对外设的连接要设计具体的接口电路， 需有熟练的接口电路设计技术。另外，单片机的微处理器

4、 (CPU)、存储器、 I/O 接口电路集成在一块芯片上，而通用微机的微处理器 (CPU)、存储器、 I/O 接口电路一般都是独立的芯片1-4 IAP 、ISP 的含义是什么？ISP：In System Programable ，即在系统编程。用户可以通过下载线以特定的硬件时序在线编程（到单片机内部集成的 FLASH上），但用户程序自身不可以对内部存储器做修改。IAP:In Application Programable ，即在应用编程。用户可以通过下载线对单片机进行在线编程，用户程序也可以自己对内部存储器重新修改。1-6 51 单片机与通用微机相比 , 结构上有哪些主要特点 ?（1）单片机的

5、程序存储器和数据存储器是严格区分的，前者为 ROM，后者为 RAM；（2）采用面向控制的指令系统，位处理能力强；（3）I/O 引脚通常是多功能的；（4） 产品系列齐全，功能扩展性强；（5） 功能是通用的，像一般微处理机那样可广泛地应用在各个方面。1-7 51 单片机有哪些主要系列产品 ?（1） Intel 公司的 MCS-51 系列单片机：功能比较强、价格比较低、较早应用的单片机。此系列三种基本产品是： 8031/8051/8751；（2） ATMEL 公司的 89 系列单片机：内含 Flash 存储器，开发过程中可以容易地进行程序修改。有 8 位 Flash 子系列、 ISP_Flash 子

6、系列、 I2C_Flash 子系列；（3） SST 公司的 SST89 系列单片机： 具有独特的超级 Flash 技术和小扇区结构设计，采用 IAP 和 ISP 技术；（4） PHILIPS 公司的增强型 80C51 系列单片机：其产品类型较完整，包括通用型、Flash 型、OTP 型和低成本型， 主要产品系列包括 P80、P87、P89、LPC76、LPC900等。第二章习题参考答案2-1 51 单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件？（1）一个 8 位微处理器 CPU。（2）256B 数据存储器 RAM 和特殊功能寄存器 SFR。（3）4K 程序存储器 ROM 。（4）两个定时 /计数器，用以

7、对外部事件进行计数，也可用作定时器。（5）四个 8 位可编程的 I/O（输入 /输出）并行端口，每个端口既可做输入，也可做输出。（6）一个串行端口，用于数据的串行通信（7）1 个可管理 5 个中断源、 2 级优先嵌套的中断管理系统； 。（8）片内振荡器及时钟发生器。2-2 MCS-51 引脚中有多少 I/O 总线?它们和单片机对外的地址总线和数据总线有什么关系 ?地址总线和数据总线各是几位？32 条 I/O 口线，分为 4 组，每组 8 条，称为 P0P3 口，P0 口有 8 位数据总线和地址总线的低 8 位，P2 口有地址总线的高 8 位，因此单片机的地址总线位是 16 位，寻址空间为64K

8、B ，数据总线位宽为 8 位。 同时在 P3 口还 R/W 控制信号线。 I/O 口线的总数与地址总线和数据总线没有多大联系， 只是说地址总线和数据总线需要占用一定的端口。 像 AT89C2051单片机，只有 15 条 I/O 口线（ P3.6 没有引出，作为内部使用） ，分为 P1 口（8 位）和 P3 口（7 位），没有所谓的地址总线和数据总线，并且 P1 口并不完整，因为 P1.0 和 P1.1 被电压比较器占用了。2-3 51 单片机的 EA, ALE,PSEN 信号各自功能是什么？EA ：为片外程序存储器选用端 ,该引脚有效 (低电平 )时,只选用片外程序存储器 ,否则单片机上电或复

9、位后选用片内程序存储器。ALE ：地址锁存有效信号输出在访问片外程序存储器期间 ,ALE 以每机器周期两次进行信号输出 ,其下降沿用于控制锁存 P0 输出的低 8 位地址 ;在不访问片外程序存储器期间,ALE 端仍以上述频率 (振荡频率 fosc 的 1/6)出现,可作为对外输出的时钟脉冲或用于定时目的 .PSEN：片外程序存储器读选通信号输出端，低电平有效。2-4 51 系列单片机有哪些信号需要芯片引脚的第二功能方式提供 ?P3.0 ：RxD 串行口输入端P3.1 ：TxD 串行口输出端P3.2 ：INT0 外部中断 0 请求输入端，低电平有效P3.3 ：INT1 外部中断 1 请求输入端，

10、低电平有效P3.4 ：T0 定时/计数器 0 技术脉冲输入端P3.5 ：T1 定时/计数器 1 技术脉冲输入端P3.6 ：WR 外部数据存数器写选通信信号输出端，低电平有效P3.7 ：RD 外部数据存数器读选通信信号输出端，低电平有效2-5 51 系列单片机的程序状态字 PSW 中存放什么信息？其中的 OV 标志位在什么情况下被置位？置位是表示什么意思？PSW 是一个 8 位标志寄存器，它保存指令执行结果的特征信息，以供程序查询和判别。1）做加法时，最高位，次高位之一有进位则 OV 被置位2）做减法时，最高位，次高位之一借位则 OV 被置位3）执行乘法指令 MUL AB ，积大于 255，OV

11、=14）执行除法指令 DIV AB ，如果 B 中所放除数为 0 ，OV=10V=1 ，置位反映运算结果超出了累加器的数值范围2-9 片内 RAM 低 128 单元划分为哪几个区域？应用中怎么样合理有效的使用？工作寄存器区，位寻址区，数据缓冲区工作寄存器区用于临时寄存 8 位信息， 分成 4 组，每组有 8 个寄存器， 每次只用 1 组， 其他各组不工作位寻址区（ 20H2FH ），这 16 个单元的每一位都赋予了一个位地址，位地址范围为00H7FH ，位寻址区的每一位都可能当作软件触发器，由程序直接进行位处理。由于工作寄存器区，位寻址区，数据缓冲区统一编址， 使用同样的指令访问，因此这三个区

12、既有自己独特的功能，又可统一调度使用，前两个已未使用的单元也可作为一般的用户RAM 单元。2-10 51 系列单片机的堆栈与通用微机中的堆栈有何异同？在程序设计时，为什么要对堆栈指针 SP 重新赋值？堆栈是按先进后出或后进先出的远侧进行读 /写的特殊 RAM 区域51 单片机的堆栈区时不固定的，可设置在内部 RAM 的任意区域内当数据压入堆栈时， SP 的内容自动加 1，作为本次进栈的指针，然后再存取数据 SP的值随着数据的存入而增加，当数据从堆栈弹出之后， SP 的值随之减少，复位时， SP 的初值为07H，堆栈实际上从 08H 开始堆放信息， 即堆栈初始位置位于工作寄存器区域内， 所以要重

13、新赋值2-13 什么是时钟周期，机器周期和指令周期？当振荡频率为 6MHZ 时，一条双周期指令的执行时间是多少？时钟周期： 2 个 CPU 振荡脉冲信号的周期机器周期：一个机器周期包含 6 个状态周期指令周期：执行一条指令所占用的全部时间12MHZ 时，一条双周期指令周期时间为 2us6MHZ 时，一条双周期指令周期时间为 4us2-14 定时器 /计数器定时与计数的内部工作有何异同？定时工作模式和技术工作模式的工作原理相同，只是计数脉冲来源有所不同：处于计数器工作模式时，加法计数器对芯片端子 T0(P3.4) 或 T1(P3.5) 上的输入脉冲计数；处于定时器工作模式时，加法计数器对内部机器

14、周期脉冲计数。2-15 定时器 /计数器有四种工作方式，它们的定时与计数范围各是多少？使用中怎样选择工作方式 ?工作方式 0：定时范围： 18192us；计数值范围： 18192工作方式 1：定时范围： 165536us；计数值范围： 165536工作方式 2：定时范围： 1256us；计数值范围： 1256工作方式 3：定时范围： 1256us；计数值范围： 1256通过 TMOD 来选择，低 4 位用于定时器 /计数器 0，高 4 位用于定时器 /计数器 1M1,M0 ：定时器计数器工作方式选择位2-16 定时器 /计数器的门控方式与非门控方式有何不同？使用中怎么样选择哪种工作方式？初值应

15、设置为多少（十六进制）？GATE ：门控位，用于控制定时器 /计数器的启动是否受外部中断请求信号的影响。GA TE=1，则定时器 /计数器 0 的启动受芯片引脚 INT0(P3.2) 控制，定时器 /计数器 1 的启动受芯片引脚 INT1(P3.3) 控制GA TE=0，则定时器 /计数器的启动与引脚 INT0 、INT1 无关，一般情况下 GA TE=02-18 51 单片机的五个中断源中哪几个中断源在 CPU 响应中断后可自动撤除中断请求 ,哪几个不能撤除中断请求？ CPU 不能撤除中断请求的中断源时， 用户应采取什么措施？可自动撤除：计数器 T0T1 的溢出中断不可自动撤除：电平触发的外

16、部中断；发送接收中断1）电平触发的外部中断：由于 CPU 对 INTx 引脚没有控制作用，也没有相应的中断请求标志位，因此需要外接电路来撤除中断请求信号。2）串行口的发送 /接收中断：当串行口发送完或接收完一帧信息时， SCON 的 TI,RI向 CPU 申请中断，响应中断后，接口电路不能自动将 TI 或 RT 清 0，用户需采用软件方法将 TI 或 RT 清 0，来撤除中断请求信号2-21 使单片机复位有几种方式？复位后单片机的初始状态如何？上电复位，按钮复位（PC）=0000H ：程序的初始入口地址为 0000H(PSW) =00H ：由于 RS1(PSW.4)=0,RS0（PSW.3）=

17、0,复位后单片机选择工作寄存器 0组（SP）=07H: 复位后堆栈早起片内 RAM 的 08H 单元处建立TH1 、TL0 、TH0 、TL0: 他们的内容为 00H，定时器 /计数器的初值为 0（TMOD ）=00H: 复位后定时器 /计数器 T0、T1 定时器方式 0，非门控方式（TCON ）=00H: 复位后定时器 /计数器 T0、T1 停止工作， 外部中断 0、1 为电平触发方式(T2CON) =00H ：复位后定时器 /计数器 T2 停止工作（SCON）=00H ：复位后串行口工作在移位寄存器方式，且禁止串行口接收（IE）=00H: 复位后屏蔽所有中断（IP）=00H: 复位后所有中

18、断源都直指为低优先级P0P3：锁存器都是全 1 状态，说明复位后 4 个并行接口设置为输入口2-23 51 单片机串行口有几种工作方式？这几种工作方式有何不同？各用于什么场合？有 4 种工作方式：方式 0、方式 1、方式 2、方式 3工作方式：方式 0 移位寄存器方式 ;方式 1、方式 2、方式 3 都是异步通信方式场合：方式 0 不用于通信，而是通过外接移位寄存器芯片实现扩展 I/O 口的功能；方式1 用于双机通信；方式 2、3 主要用于多机通信，也可用于双机通信第三章参考答案3-1 何谓寻址方式？ 51 单片机有哪几种寻址方式？这几种方式是如何寻址的？所谓寻址方式 ,就是 CPU 执行那个

19、一条指令时怎样找到该指令所要求的操作数的方式。1）立即寻址：操作数直接出现在指令中，紧跟在操作码的后面，作为指令的一部分与操作码一起存放在程序存储器中，可以立即得到并执行，例如： MOV A，#30H 指令中 30H 就是立即数。这一条指令的功能是执行将立即数 30H 传送到累加器 A 中的操作。2) 寄存器寻址：操作数放在寄存器中，在指令中直接以寄存器的名字来表示操作数的地址。例如 MOV A，R0，即将 R0寄存器的内容送到累加器 A中。3) 寄存器间接寻址方式：由指令指出某一寄存器的内容作为操作数地址的寻址方法，例如：MOV A，R，1 将以工作寄存器 R1中的内容为地址的片内 RAM单

20、元的数据传送到 A中去。4）直接寻址： 指令中直接给出操作数所在的存储器地址，以供取数或存数的寻址方式称为 直接寻址。例如： MOV A ，40H 指令中的源操作数就是直接寻址， 40H 为操作数的地址。该指令的功能是把片内 RAM 地址为 40H 单元的内容送到 A 中5）变址寻址：基地址寄存器加变址寄存器间接寻址6）相对寻址：相对寻址是以当前程序计数器 PC 值加上指令中给出的偏移量 rel，而构成实际操作数地址的寻址方法。它用于访问程序存储器，常出现在相对转移指令中。7）位寻址： 位寻址是在位操作指令中直接给出位操作数的地址， 可以对片内 RAM 中的128 位和特殊功能寄存器 SFR

21、中的 93 位进行寻址。3-2 访问片内、片外程序存储器有哪几种寻址方式？采用基址寄存器加变址寄存器间接寻址方式MOVC A,A+DPTR MOVC A,A+PC3-3 访问片内 RAM 单元和特殊功能寄存器各有哪几种寻址方式？访问片内 RAM 有：立即寻址，寄存器寻址，寄存器间接寻址，直接寻址 特殊功能有：直接寻址3-4 若要完成以下的数据传送，应如何用 51 的指令来完成。（1）R0 的内容送到 R1 中。MOV A, R1MOV R0,A（2）外部 RAM 的 20H 单元内容送 R0，送内部 RAM 的 20H 单元。MOV DPTR,#0020HMOVX A,DPTRMOV R0,A

22、3-5 试比较下列每组两条指令的区别1）MOV A,#24 与 MOV A,24H2）MOV A,R0 与 MOV A,R03）MOV A,R0 与 MOVX A,R04）MOV A,R1 与 MOVX A,DPTR1）前者为立即寻址，将立即数 24H 单元的内容送到 A 中；后者为直接寻址，将 24H单元的片内 RAM 内容送到 A 中。2）前者为直接寻址，将 R0 单元的内容送到 A 中，后者为寄存器间接寻址，将 R0 中的内容为地址的片内 RAM 单元的数据送到 A 中。3）前者为寄存器间接寻址，将 R0 中的内容为地址的片内 RAM 单元的数据送到 A；后者为寄存器间接寻址，将 R0

23、中的内容为地址的片外 RAM 单元的数据送到 A 中。4）用 R1 做地址指针可寻址片内 RAM 的 256 个单元， 但能访问 SFR 块，也可 8 位地址访问片外 RAM 的低 256 个地址单元 （00ffH ）；用 DPTR 做地址指针， 用于访问片外RAM 的 64KB 范围(0000ffffH) （16 位）。3-6 已知（ A）= 7AH ，（ B）= 02H ，（ R0）= 30H，（ 30H）= A5H ，（ PSW）=80H ，写出以下各条指令执行后 A 和 PSW 的内容。（1）XCH A， R0 （A）=30H,(PSW)=00H, （R0）= 7AH ，（2）XCH

24、A， 30H （A ）=A5H,(PSW)=00H（3）XCH A， R0 （A ）=A5H,(PSW)=00H（4）XCHD A， R0 （A）=75H,(PSW)=01H（5）SWAP A （A）=A7H,(PSW)=01H（6）ADD A， R0 （A）=AAH,(PSW)=00H（7）ADD A， 30H （A）=1FH,(PSW)=81H（8）ADD A， #30H （A ）=AAH,(PSW)=00H（9）ADDC A， 30H （A）=20H,(PSW)=01H（10）SUBB A， 30H （A）=D5H,(PSW)=85H（11）SUBB A ， #30H （A）=4AH,(

25、PSW)=01H（12）INC R0 （A ）=7AH,(PSW)=80H ；（13）MUL AB（14）DIV AB3-7 已知（ A）=02H ，（R1）=7FH，（DPTR）=2FFCH ，（SP）=30H ，片内 RAM （7FH）=70H，片外 RAM （2FFEH）=11H，ROM （2FFEH）=64H ，试分别写出以下指令执行后目标单元的结果。1）MOVX DPTR,A2）MOVX A,R13）MOVC A,A+DPTR4）PUSH ACC1）（2FFEH）=02H2）（A）=70H3）（A）=（02H+2FFCH ）=（2FFEH ）=64H4）(31H)=02H3-9 DA

26、 A 指令有什么作用？怎样使用？这条指令是进行 BCD 码运算时，跟在 ADD 或 ADDC 指令之后，将相加后存放在累加器中的结果进行修正。修正的条件和方法为：若（ A03）9 或（AC）=1，则（ A03）+06H （A0 3）；若（ A47）9 或（CY）=1，则（ A47）+06H （A4 7）。若以上二条同时发生，或高 4 位虽等于 9 ，但低 4 位修正后有进位，则应加 66H修正。3-9 设（A）=83H ，（R0）=17H ，（17H）=34H ，分析当执行下面的每条指令后目标单元的内容，及 4 条指令组成的程序段执行后 A 的内容是什么？ANL A,#17H ；与ORL 17

27、H,A ；或XRL A,R0 ；异或CPL A ；取反ANL A,#17H 10000011 与 00010111 = 0000 0011ORL 17H,A 00110100 或 00000011 = 0011 0111XRL A,R0 00110111 异或 0000 0011 = 0011 0100CPL A A 1100 1000 CBH3-10 请写出达到下列要求的逻辑操作的指令，要求不得改变未涉及位的内容1）使累加器 A 的低位置 12）清累加器 A 的高 4 位3）使 A.2 和 A.3 置14）清除 A.3、A.4 、A.5、A.6SETB ACC.1;ANL A,#0FH;OR

28、L A,#00001100BANL A,#10000111B3-11 指令 LJIMP addr16 与 AJMP addr11 的区别是什么？LJIMP addr16 是长转移， LCALL 的作用就是将 addr16 直接赋给 PCAJMP addr11，在当前 PC 的 2KB 范围跳转（因为 addr11 就是 2KB ）， 即 PC 高五位不变，低十一位等于 addr11。3-12 试说明指令 CJNE R1， #7AH ， 10H 的作用。若本条指令地址为 2500H，其转移地址是多少？当前地址 2500H。执行该指令后 PC 为 2503H，加上 10H 后，目标地址是 2513

29、H。3-13 下面执行后（ SP）=42H, (A) = 40H, (B) =40H , 并解释每条指令的作用。ORG 2000H ；起始地址为 2000HMOV SP,#40H ；（SP）=40HMOV A,#30H ；（A ）=30HLCALL 2500H ；调用 2500H 子程序ADD A,#10H ；（A ）（A）+10，（A ）=40HMOV B,A ；（B）=40HHERE:SJMP HEREORG 2500H ；起始地址为 2500HMOV DPTR,#2009H ；（DPTR）=2009HPUSH DPL ；（SP）=40H+1=41HPUSH DPH ; (SP)=41H+

30、1=42HRET ;返回3-14 已知 P1.7= 1 ， A.0= 0 ， C= 1 ， FIRST=1000H ， SECOND=1020H ，试写出下列指令的执行结果。（1）MOV 26H ， C 1（2）CPL A.0 1（3）CLR P1.7 0（4）ORL C， /P1.7 1（5）FIRST ： JC SECOND（6）FIRST ： JNB A.0 ， SECOND（7）SECOND ： JBC P1.7， FIRST3-15 经汇编后，下列各条语句标号将是什么值？ORG 2000HTABLE ： DS 5WORD ： DB 15， 20， 25， 30 (2005H)=15 ，FANG： EQU 1000H FANG=1000HBEGIN ： MOV A， R03-16 设 fosc=12MHZ, 定时器 /计数器 0 的初始化程序和中断服务程序如下：MOV TH0,#0DHMOV TL0,#0D0HMOV TMOD,#01HSETB TR0:;中断服务程序ORG 000BHMOV TH0,#0DHMOV TL0,#0D0H:RETI问：1）该定时器 /计数器工作于什么方式 ?2）相应的定时时间或计数值是多少？3）为什么在中断服务程序中药重置定时器 /计数器的初值？1）方式 12）定时时间为： fosc=12MHZ Tcy=1usT=