单片机习题答案.pdf

章1 绪 论 1.答：第一台电子数字计算机ENIAC问世，标志着计算机时代的到来。 与现代的计算机相比，ENIAC有许多不足，但它的问世开创了计算机科 学技术的新纪元，对人类的生产和生活方式产生了巨大的影响。 2.答：由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成，运算器 与控制器合称为CPU。 3答：微型计算机由微处理器、存储器和I/O接口电路构成。各部分通 过地址总线（AB）、数据总线（DB）和控制总线（CB）相连。 4.答：微处理器集成了运算器和控制器（即CPU）；而微型计算机包含 微处理器、存储器和I/O接口电路等。 5. 答：在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路， 从而构成了单芯片微型计算机，即单片机。单片机主要特点有：控制性 能和可靠性高；体积小、价格低、易于产品化；具有良好的性能价格 比。 6.答：微型计算机有三种应用形式：多板机（系统机）、单板机和单片 机。 多板机，通常作为办公或家庭的事务处理及科学计算，属于通用计算 机。 单板机，I/O设备简单，软件资源少，使用不方便。早期主要用于微型 计算机原理的教学及简单的测控系统，现在已很少使用。 单片机，单片机体积小、价格低、可靠性高，其非凡的嵌入式应用形态 对于满足嵌入式应用需求具有独特的优势。目前，单片机应用技术已经 成为电子应用系统设计的最为常用技术手段。 7.答：多年来的应用实践已经证明，80C51的系统结构合理、技术成 熟。因此，许多单片机芯片生产厂商倾力于提高80C51单片机产品的综 合功能，从而形成了80C51的主流产品地位，近年来推出的与80C51兼 容的主要产品有： l ATMEL公司融入Flash存储器技术推出的AT89系列单片机； l Philips公司推出的80C51、80C552系列高性能单片机； l 华邦公司推出的 W78C51、W77C51系列高速低价单片机； l ADI公司推出的ADC8xx系列高精度ADC单片机； l LG公司推出的GMS90/97系列低压高速单片机； l Maxim公司推出的DS89C420高速（50MIPS）单片机； l Cygnal公司推出的C8051F系列高速SOC单片机等。 8.答：系统需求分析，硬件方案设计，软件编程，仿真调试，实际运 行。 9.答：在系统编程（ISP）技术，在应用编程（IAP）技术。 章2 80C51的结构和原理 1答：功能上分为基本型和增强型； 工艺上分为HMOS工艺和CHMOS工艺； 在片内程序存储器的配置上有掩膜ROM、EPROM和Flash、无片内程序 存储器形式。 2答：采用哈佛结构，在物理上设计成程序存储器和数据存储器两个独 立的空间；80C51基本型单片机片内程序存储器为4KB，地址范围是 0000H-0FFFH，用于存放程序或常数；片内数据存储器为128字节 RAM，地址范围是00H-7FH，用于存放运算的中间结果、暂存数据和数 据缓冲；另外在80H-FFH还配有21个SFR。 3 答：作为通用I/O口时，P0、P1、P2和P3都是准双向口。 P0可以作为地址/数据总线，此时是一个真正的双向口；P2口可以作为 地址线的高8位；P3口是双功能口，每条口线还具有不同的第二功能。 另外，P0口的驱动能力为8个TTL负载，而其它口仅可驱动4个TTL负 载。 4答：机器周期分别为2s，1.085s，1s。 5答：复位后，PC内容为0000H，P0口P3口内容为FFH，SP内容为 07H，SBUF内容不定，IP、IE和PCON的有效位为0，其余的特殊功能 寄存器的状态均为00H。复位方法一种是上电复位，另一种是上电与按 键均有效的复位。 6答：80C51的 引脚为访问片内、片外程序存储器的选择端。访问片 内、片外数据存储器需要采用不同的指令加以区分。 7答：CY：进位、借位标志。有进位、借位时 CY=1，否则CY=0； AC：辅助进位、借位标志（高半字节与低半字节间的进位或借位）； F0：用户标志位，由用户自己定义； RS1、RS0：当前工作寄存器组选择位； OV：溢出标志位。有溢出时OV=1，否则OV=0； P：奇偶标志位。存于ACC中的运算结果有奇数个1时P=1，否则P=0。 8答：当前工作寄存器组的选择由特殊功能寄存器中的程序状态字寄 存器PSW的RS1、RS0 来决定。 9答：RST/VPD：复位信号输入引脚/备用电源输入引脚；ALE/ ：地 址锁存允许信号输出引脚/编程脉冲输入引脚； /VPP：内外存储器选择 引脚/片内EPROM（或FlashROM）编程电压输入引脚； ：外部程序存 储器选通信号输出引脚。 10答：0000H：单片机复位入口地址；0003H：外部中断0的中断服务 程序入口地址；000BH：定时/计数器0溢出中断服务程序入口地址； 0013H：外部中断1的中断服务程序入口地址；001BH：定时/计数器1溢 出中断服务程序入口地址；0023H：串行口的中断服务程序入口地址。 章3 80C51的指令系统 1答：执行时间短。1个机器周期指令有64条，2个机器周期指令有45 条，而4个机器周期指令仅有2条（即乘法和除法指令）； 指令编码字节少。单字节的指令有49条，双字节的指令有45条，三字节 的指令仅有17条； 位操作指令丰富。这是80C51单片机面向控制特点的重要保证。 2答：80C51单片机的寻址方式有七种。即：寄存器寻址、直接寻址、 寄存器间接寻址、立即寻址、基址寄存器加变址寄存器变址寻址、相对 寻址和位寻址。 这些寻址方式所对应的寄存器和存储空间如下表所示。 序号 寻址方式 寄存器或存储空间 1 寄存器寻址 寄存器R0R7，A、AB、DPTR和C（布尔累加器） 2 直接寻址 片内RAM低128字节、SFR 3 寄存器间接寻址 片内RAM（R0，R1，SP） 片外RAM（R0，R1，DPTR） 4 立即寻址 ROM 5 变址寻址 ROM（ADPTR，APC） 6 相对寻址 ROM（PC当前值的127128字节） 7 位寻址 可寻址位（内部RAM20H2FH单元的位和部分SFR的位） 3答：直接寻址和位寻址方式。 4答：直接寻址、寄存器间接寻址和位寻址方式。 5答：寄存器间接寻址。 6答：立即寻址、变址寻址和相对寻址方式。 7答：单片机指令系统中的布尔指令集、存储器中的位地址空间与 CPU中的位操作构成了片内的布尔功能系统，它可对位（bit）变量进行 布尔处理，如置位、清零、求补、测试转移及逻辑“与”、“或”等操作。 在实现位操作时，借用了程序状态标志器（PSW）中的进位标志Cy作 为位操作的“累加器”。 8.寄存器间接寻址方式。 9 （1）MOV A，#88H-74H, 88H （2）MOV R3，50H-ABH,50H （3）MOV P1，#55H-75H,90H,55H （4）ADD A，R1-27H （5）SETB 12H-D2H,12H 10答： （1）MOV A,R0 MOV R1,A （2）MOV R2,60H （3）MOV DPTR,#1000H MOVX A,DPTR MOV 60H,A （4）MOV DPTR,#1000H MOVX A,DPTR MOV R2,A （5）MOV DPTR,#1000H MOVX A,DPTR MOV DPTR,#2000H MOVX DPTR, A 11答：（R1）=7FH （A）=60H （30H）=08H （40H）=60H 12答：（1）（A）=2CH （2）（40H）=0CH （3）（A）=22H，（CY）=1，（AC）=1，（OV）=0 （4）（A）=8EH （5）（20H）=0EH，P=1 （6）（A）=EFH，（20）=08H 13答：（A）=3BH，（R0）=40H，（40H）=00H，（41H）=3BH， （42H）=3BH。 14答：（1）SETB ACC.0 （2）ANL A,#0FH （3）ANL A,#87H 15答：MOV 2FH，20H MOV 2EH，21H MOV 2DH，22H 16答：CLR CY MOV 30H，#7FH MOV 31H，#4DH MOV R0， #31H MOV A，R0 SUBB A ，#4E MOV R0，A ；保存低字节相减结果 DEC R0 MOV A， R0 SUBB A，#2BH MOV R0，A ；保存高字节相减结果 17答：MOV A，R2 ANL A，#0F0H ORL R1，A 18答：MOV A，20H MOV B，21H MUL AB MOV R3，A MOV R2，B 19答：（CY）=1， （P1）=10111011B， （P3）=00111100B 章4 80C51的汇编语言程序设计 1答：汇编语言结构紧凑、灵活，汇编成的目标程序效率高，具有占 存储空间少、运行速度快、实时性强等优点。它是面向机器的语言，对 于单片机硬件的操作直接、方便，有利于初学者对单片机结构的认知。 但它与高级语言相比移植性不好、编程复杂、对编程人员的基础要求 高。 2答：一、任务分析 首先，要对单片机应用系统的设计目标进行深入分析，明确系统设计任 务：功能要求和技术指标。然后对系统的运行环境进行调研。这是应用 系统程序设计的基础和条件。 二、算法设计 经过任务分析和环境调研后，已经明确的功能要求和技术指标可以用数 学方法（或模型）来描述，进而把一个实际的系统要求转化成由计算机 进行处理的算法。并对各种算法进行分析比较，并进行合理的优化。 三、流程描述 程序的总体构建。先要确定程序结构和数据形式，资源分配和参数计算 等。然后根据程序运行的过程，规划程序执行的逻辑顺序，用图形符号 将程序流程绘制在平面图上。应用程序的功能通常可以分为若干部分， 用流程图将具有一定功能的各部分有机地联系起来。 流程图可以分为总流程图和局部流程图。总流程图侧重反映程序的逻辑 结构和各程序模块之间的相互关系；局部流程图反映程序模块的具体实 施细节。 3答：顺序程序：无分支、无循环结构的程序，其执行流程是依指令 在存储器中的存放顺序进行的； 分支程序：可以改变程序的执行顺序； 循环程序：按某种控制规律重复执行的程序，控制一部分指令重复执行 若干次，以便用简短的程序完成大量的处理任务。 4答：利用累加器或寄存器； 利用存储器； 利用堆栈。 5答：伪指令是汇编程序能够识别并对汇编过程进行某种控制的汇编 命令。常用的伪指令包括： ORG，功能是向汇编程序说明下面紧接的程序段或数据段存放的起始地 址； END，功能是结束汇编； DB，功能是从标号指定的地址单元开始，在程序存储器中定义字节数 据； DW，功能是从标号指定的地址单元开始，在程序存储器中定义字数据 空间； EQU，功能是将表达式的值或特定的某个汇编符号定义为一个指定的符 号名； BIT，功能是将位地址赋给指定的符号名。 6答：程序如下： ORG 0000H MOV R0,21H MOV R1,23H MOV A,R0 ADD A,R1 MOV 25H,A DEC R0 DEC R1 MOV A,R0 ADDC A,R1 MOV 24H,A SJMP $ END 7答：ORG 0000H MOV DPTR,#1000H MOV R0,#30H MOV R7,#32 LOOP:MOVX A,DPTR MOV R0,A INC R0 INC DPTR DJNZ R7,LOOP RET 8答：ORG 0000H MOV A,R1 ADD A,R7 MOV 61H,A MOV A,R0 ADDC A,R6 MOV 60H,A SJMP $ END 9答：延时时间： 2s*1+(（1+2*250+2）*246)+2+2=0.247486秒 （含调用指令2个机器周期） 10答： ORG 0000H BIG DATA 2FH ONE DATA 2AH TWO DATA 2BH START:MOV R7,#7 ;比较次数 MOV R0,#30H LOOP:MOV A,R0 MOV ONE,A INC R0 MOV TWO,R0 CLR C SUBB A,R0 JC NEXT ;ONE小，TWO大继续比下一对数 MOV R0,ONE ;ONE大放后面（交换） DEC R0 MOV R0,TWO ;TWO小放前面 INC R0 ; NEXT:DJNZ R7,LOOP MOV BIG,37H SJMP $ END 11答：单字节二进制数转换为压缩的BCD码仅需要2个字节；在将压 缩的BCD码拆分存于3个单元。 org 0 MOV 52H,#0 MOV 51H,#0 MOV 50H,#0 MOV A,#0FDh LCALL DCDTH SJMP $ DCDTH:MOV R7,#8 MOV R0,A ;暂存于R0 LOOP:CLR C MOV A,R0 RLC A MOV R0,A MOV R1,#51H; MOV A,R1 ; ADDC A,R1 ; DA A ; MOV R1,A ; DEC R1 MOV A,R1 ADDC A,R1 DA A MOV R1,A DJNZ R7,LOOP INC R1 ;50H已是结果，R1指向51H，51H单元需拆分 MOV A,#00H XCHD A,R1 MOV 52H,A MOV A,R1 SWAP A MOV R1,A RET END 12答： ORG 0 MOV R1,#5BH MOV A,R1 ANL A,#0F0H SWAP A ACALL ASCII MOV R3,A MOV A,R1 ANL A, #0FH ACALL ASCII MOV R4, A SJMP $ ASCII:PUSH ACC CLR C SUBB A, #0AH POP ACC JC LOOP ADD A, #07H LOOP: ADD A, #30H RET END 13答：ORG 0000H MOV R7,#10 MOV R0,#50H MOV B,#10 CLR C CLR A LOOP:ADDC A,R0 INC R0 DJNZ R7,LOOP DIV AB MOV 5AH,A SJMP $ END 14答：实现程序如下： TEMP EQU 30H ORG 0000H JMP START ORG 0100H START:MOV SP,#5FH MOV P0,#8CH ;正序显示P MOV P3,#0FFH ;输入方式 CLR CY NOKEY:MOV A,P3 CPL A JZ NOKEY ;无键按下 MOV TEMP,P3 ;有键按下 CALL D10ms MOV A,P3 CJNE A,TEMP,NOKEY ;去抖动 MOV R2,#0 ;键号计数器复位 MOV A,TEMP LP:RRC A JNC DONE INC R2 SJMP LP DONE:MOV A,R2 MOV DPTR,#CODE_P0 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A JMP NOKEY D10ms:MOV R5,#10 ;10MS D1ms:MOV R4,#249 DL:NOP NOP DJNZ R4,DL DJNZ R5,D1ms RET CODE_P0: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H DB 80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH END 章5 80C51的中断系统及定时/计数器 1.答：5个中断源，分别为外中断 和 、T0和T1溢出中断、串口中断。 电平方式触发的外中断标志与引脚信号一致；边沿方式触发的外中断响 应中断后由硬件自动复位。 T0和T1，CPU响应中断时，由硬件自动复位。 RI和TI，由硬件置位。必须由软件复位。 另外，所有能产生中断的标志位均可由软件置位或复位。 各中断入口地址： 0003H，T0000BH， 0013H，T1001BH，RI 和TI0023H。 2.答：将3个中断信号经电阻线或，接 。 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 00013H LJMP ZDFZ ORG 0040H MAIN：SETB EA SETB EX1 SJMP $ 0RG 0200H ZDFZ:PUSH PSW PUSH ACC JB P1.0,DV0 JB P1.1,DV1 JB P1.2,DV2 INRET:POP ACC POP PSW RETI ORG 2000H DV0:- JMP INRET ORG 2100H DV1:- JMP INRET ORG 2200H DV2:- JMP INRET 3答：当IT0=0时， 为电平触发方式。电平触发方式时，CPU在每个机器 周期的S5P2采样 引脚电平，当采样到低电平时，置IE0向CPU请求 中断；采样到高电平时，将IE0清0。在电平触发方式下，CPU响应中断 时，不能自动清除IE0标志。 电平触发方式时，外部中断源的有效低电平必须保持到请求获得响应时 为止，不然就会漏掉；在中断服务结束之前，中断源的有效的低电平必 须撤除，否则中断返回之后将再次产生中断。该方式适合于外部中断输 入为低电平，且在中断服务程序中能清除外部中断请求源的情况。 当IT0=1时， 为边沿触发方式。边沿触发方式时，CPU在每个机器周期 的S5P2采样 引脚电平，如果在连续的两个机器周期检测到 引脚由高电 平变为低电平，即第一个周期采样到 =1，第二个周期采样到 =0，则置 IE01，产生中断请求。在边沿触发方式下，CPU响应中断时，能由硬 件自动清除IE0标志。 边沿触发方式时，在相继两次采样中，先采样到外部中断输入为高电 平，下一个周期采样到为低电平，则在IE0或IE1中将锁存一个逻辑1。 若CPU暂时不能响应，中断申请标志也不会丢失，直到CPU响应此中断 时才清0。另外，为了保证下降沿能够被可靠地采样到， 和 引脚上的负 脉冲宽度至少要保持一个机器周期（若晶振频率为12MHz，为1微 秒）。边沿触发方式适合于以负脉冲形式输入的外部中断请求。 4.答：定时/计数器实质是加1计数器。 不同点：设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期计数（1个 机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值 乘以机器周期就是定时时间。设置为计数器模式时，外部事件计数脉冲 由T0或T1引脚输入到计数器。在每个机器周期的S5P2期间采样T0、T1 引脚电平。当某周期采样到一高电平输入，而下一周期又采样到一低电 平时，则计数器加1，更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入 计数器。 相同点：它们的工作原理相同，它们都有4种工作方式，由TMOD中的 M1M0设定，即 方式0：13位计数器； 方式1：16位计数器； 方式2：具有自动重装初值功能的8位计数器； 方式3：T0分为两个独立的8位计数器，T1停止工作。 5.答：方式0位13位计数器，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位 组成。TL0的低5位溢出时向TH0进位，TH0溢出时，置位TCON中的 TF0标志，向CPU发出中断请求。 计数初值计算的公式为： X213N 方式1的计数位数是16位，由TL0作为低8位、TH0作为高8位，组成了16 位加1计数器。计数个数与计数初值的关系为： X216N 方式2为自动重装初值的8位计数方式。TH0为8位初值寄存器。当TL0计 满溢出时，由硬件使TF0置1，向CPU发出中断请求，并将TH0中的计数 初值自动送入TL0。TL0从初值重新进行加1计数。周而复始，直至 TR0=0才会停止。计数个数与计数初值的关系为： X28N 方式3只适用于定时/计数器T0，定时器T1处于方式3时相当于TR10， 停止计数。方式3时，T0分成为两个独立的8位计数器TL0和TH0，TL0 使用T0的所有控制位。当TL0计数溢出时，由硬件使TF0置1，向CPU发 出中断请求。而TH0固定为定时方式（不能进行外部计数），并且借用 了T1的控制位TR1、TF1。因此，TH0的启、停受TR1控制，TH0的溢出 将置位TF1。 6答：TMOD中GATE的值不同：完全由TR1、TR0确定时GATE为0；完 全由 、 高低电平控制时GATE为1。 7.答：T0用作方式3时，T1可以工作在方式0、1和2。T1的开启由TR1控 制，即TR11时，T1开始工作；TR10时或者定时/计数器工作在方式 3时，T1停止工作。 8.答：采用定时20ms，然后再计数1、49次的方法实现。 a、T0工作在定时方式1时，控制字TMOD配置： M1M0=01，GATE=0，C/ =0，可取方式控制字为01H； b、计算计数初值X： 晶振为12 MHz，所以机器周期Tcy为1 。 Nt/ Tcy 20103/110620000 X216N6553620000455364E20H 即应将4EH送入TH1中，20H送入TL1中。 c、实现程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ;跳转到主程序 ORG 0030H MAIN:MOV TMOD,#01H ;设T1工作于方式2 MOV TH0,# 4EH ;装入循环计数初值 MOV TL0,#20H ;首次计数值 LP0:SETB P1.0 ACALL NT0 CLR P1.0 MOV R7,#49 ;计数49次 LP1:ACALL NT0 DJNZ R7,LP1 AJMP LP0 NT0:MOV TH0,# 4EH MOV TL0,#20H SETB TR0 JNB TF0,$ CLR TR0 CLR TF0 RET END 9.答：采用T0实现 a、T0工作在定时方式1时，控制字TMOD配置： M1M0=01，GATE=0，C/ =0，可取方式控制字为01H； b、计算计数初值X： 晶振为12 MHz，所以机器周期Tcy为1 。1/1000=1103 Nt/ Tcy 0.5103/1106500 X216N6553650065036FE0CH 即应将FEH送入TH0中，0CH送入TL0中。 c、实现程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ;跳转到主程序 ORG 000BH ;T0的中断入口地址 LJMP DVT0 ORG 0030H MAIN:MOV TMOD,#01H ;设T0工作于方式2 MOV TH0,# 0FEH ;装入循环计数初值 MOV TL0,#0CH ;首次计数值 SETB ET0 ;T0开中断 SETB EA ;CPU开中断 SETB TR0 ;启动T0 SJMP $ ;等待中断 DVT0:CPL P1.1 MOV TH0,# 0FEH MOV TL0,# 0CH SETB TR0 RETI END 10.答：a、T1工作在计数方式2时，控制字TMOD配置： M1M0=10，GATE=0，C/ =1，可取方式控制字为60H； T1工作在定时方式1时，控制字TMOD配置： M1M0=01，GATE=0，C/ =0，可取方式控制字为10H； b、计算初值X： 定时10ms时： 晶振为12 MHz，所以机器周期Tcy为1 。 Nt/ Tcy 10103/110610000 X216N655361000055536D8F0H 即应将D8H送入TH1中，F0H送入TL1中。 计数100时： N100 X28N2561001569CH c、实现程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ;跳转到主程序 ORG 001BH ;T1的中断入口地址 LJMP DVT1 ORG 0030H MAIN:MOV TMOD,#60H ;T1工作于计数方式2 MOV TH1,#9CH ;装入计数初值 MOV TL1,#9CH ; CLR P1.7 SETB ET1 ;T1开中断 SETB EA ;CPU开中断 SETB TR1 ;启动T1 SJMP $ ;等待中断 DVT1:SETB P1.7 CLR ET1 CLR TR1 MOV TMOD,#10H ;T1工作于定时方式1 MOV TH1,#0D8H ;装初值 MOV TL1,#0F0H SETB TR1 JNB TF1,$ ;查询等待10ms CLR TF1 CLR TR1 CLR P1.7 MOV TMOD,#60H ;T1工作于计数方式2 MOV TH1,#9CH ;装初值 MOV TL1,#9CH ; SETB ET1 ;T1开中断 SETB TR1 ;启动T1 RETI END 11.答：采用定时20ms，计数50次实现1秒定时。编制1秒延时子程序， 由主程序调用。 a、T0工作在定时方式1时，控制字TMOD配置： M1M0=01，GATE=0，C/ =0，可取方式控制字为01H； b、计算计数初值X： 晶振为12 MHz，所以机器周期Tcy为1 。 Nt/ Tcy 20103/110620000 X216N6553620000455364E20H 即应将4EH送入TH1中，20H送入TL1中。 c、实现程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ;跳转到主程序 ORG 0030H MAIN:CLR CY MOV A,#01H LP0:MOV P1,A CALL D1SEC RL A AJMP L