《单片机原理与应用》第三版赵德安课后习题答案.docx

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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MaskROM（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、8752。

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。

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？

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PUSHdirect、POPdirect只能采用直接寻址方式，8032的片内RAM中只有低128字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：

MOVSP，#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00H～1FH通常作为工作寄存器区使用，20H～2FH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.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：

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，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：

MOVA,#78H；立即寻址，将立即数送入累加器A

MOVA,78H；直接寻址，将内部RAM78H单元内容送累加器A

MOVA,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

PUSHACC；直接寻址，将累加器A的内容入栈

RLA；寄存器寻址，将累加器A的内容左移1位

CPL30H；位寻址，将位变量30H的内容取反

SJMP$；相对寻址，原地等待

MOVCA,@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@R1

DECDPTR

MOVA,@R2

MOVR1,@R0

MOVP1.1,30H

MOV#30H,A

MOV20H,21H

MOVOV,30H

MOVA,@A+DPTR

RRC30H

RLB

ANL20H,#30H

XRLC,30H

答：

DECDPTRDECDPL

MOVA,@R2MOVA,@R1

MOVR1,@R0MOVA,@R0

MOVP1.1,30HMOVC,30H和MOVP1.1,C

MOV#30H,AMOVA,#30H

MOVOV,30HMOVC,30H和MOVOV，C

MOVA,@A+DPTRMOVCA,@A+DPTR

RRC30HRRCA因为所有的移位指令均是对累积器A进行的

RLBRLA

XRLC,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RAM90H单元？

如何将立即数送特殊功能寄存器P1？

答：

（1）MOVR0,#90H

MOV@R0,#30H

（2）MOVP1,#30H

4.执行下列一段程序后，试分析有关单元内容。

答：

MOVPSW,#0；（PSW）=00H

MOVR0,#30H；（R0）=30H

MOV30H,#40H（30H）=40H

MOV40H,#50（40H）=32H

MOVA,@R0（A）=40H

ADDCA,#0CEH（A）=40H+0CEH+0=0EHPSW=10000001B=81H

INCR0（R0）=31H

最后的执行结果：

（R0）=31H,（30H）=40H,（40H）=32H,（A）=0EH,（PSW）=81H

5.试编写一段程序，将内部RAM40H、41H单元内容传送到外部RAM2000H、2001H单元中去。

答：

MOVDPTR,#2000H

MOVR0,#40H

MOVA,@R0

MOVX@DPTR,A

INCR0

INCDPTR

MOVA,@R0

MOVX@DPTR,A

6.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RAM50H、51H单元。

答：

MOVDPTR,#1000H

PUSHACC

MOVCA,@A+DPTR

MOV50H,A

POPACC

INCDPTR

MOVCA,@A+DPTR

MOV51H,A

7.试编写一段程序，进行两个16位数的相减运算：

6483H-56E2H。

结果高8位存内部RAM40H，低8位存41H。

答：

CLRC

MOVA,#83H

SUBBA,#0E2H

MOV41H,A

MOVA,#64H

SUBBA,#56H

MOV40H,A

8.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：

MOVA,30H

SWAPA

ORLA,31H

MOV30H,A

9.试编写一段程序，将30H～32H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：

MOVA,30H

MOVR0,#33H

ACALLLP

MOVA,31H

ACALLLP

MOVA,32H

ACALLLP

SJMP$

LP:

MOVB,A

ANLA,#0FH

MOV@R0,A

INCR0

MOVA,B

SWAPA

ANLA,#0FH

MOV@R0,A

INCR0

RET

10.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=2μs,延时1ms的子程序应运行500T,子程序为:

DELAY:

MOVR0,#248;1T

DJNZR0,$;2T

NOP;1T

RET2T

子程序运行机器周期数为:

1T+248*2T+1T+2T=500T，500T=1ms

主程序为:

MOVPSW,#00H

LOOP:

SETBP1.0

ACALLDELAY

ACALLDELAY

CLRP1.0

ACALLDELAY

SJMPLOOP

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P2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=12×1/12×10-6s=1μs，计数值T计数=1ms/1μm=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=M－T/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=M－T/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的定时。

6.晶振为12MHz，如何用T0来测试20Hz~1000Hz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1μs，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。

MOVTMOD,#20H;T1方式2

MOVTH1,#0FAH

T2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SETBIT0或SETBIT1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2μs，应计满1000个T。

DELAY:

MOVR7,#10

DLY0：

MOVR6,#49

DLY1:

DJNZR6,DLY1；2T

DJNZR7,DLY0；2T

RET

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：

ORG0000H

AJMPMAIN

ORG0100H

MAIN:

MOVTMOD,#20H

MOVTL1,#0E8H

MOVTH1,#0E8H

SETBTR1

MOVSCON,#42H

MOVR4,#0

MOVDPTR,#TAB

FS1:

MOVA,R4

MOVCA,@A+DPTR

CJNER4,#6,FS2

SJMPFSJS

FS2:

JBCTI,FS3

SJMPFS2

FS3:

MOVSBUF,A

INCR4

SJMPFS1

FSJS:

SJMP$

TAB:

‘M’,‘C’,‘S’,‘-’,‘5’,‘1’

END

3.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：

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

SETBTR1 ；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

SJMPWAIT

NEXT:

MOV A，SBUF ；取一个接收字符

JNB P，COMP ；奇偶校验

JNB RB8，ERR ；P≠RB8，数据出错

SJMPRIGHT ；P=RB8，数据正确

COMP:

JB RB8，ERR

RIGHT:

MOV @R0，A；保存一个字符

INC R0 ；修改指针

DJNZR7，WAIT ；全部字符接收完?

CLR F0 ；F0=0，接收数据全部正确

ERR：

SETBF0 ；F0=1，接收数据出错

RET

4.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。

ORG0000H

AJMPMAIN

ORG0100H

MAIN:

MOVTMOD,#20H

MOVTL1,#0E8H

MOVTH1,#0E8H

SETBTR1

MOVSCON,#42H

MOVR4,#2

FS1:

MOVA,@R0

ANLA,#0FH

MOVDPTR,#TAB

MOVCA,A+DPTR

FS2:

JBCTI,FS3

SJMPFS2

FS3:

MOVSBUF,A