《单片机原理及应用》(张毅刚)高教版部分课后答案.pdf

第一章 单片机概述 1 2 除了单片机这一名称之外 单片机还可称为 微控制器 和 嵌入式控制器 1 3 单片机与普通计算机的不同之处在于其将 微处理器 存储器 和 各种输入输出接 口 三部分集成于一块芯片上 4 单片机的发展大致分为哪几个阶段 答 单片机的发展历史可分为四个阶段 第一阶段 1974 年 1976 年 单片机初级阶段 第二阶段 1976 年 1978 年 低性能单片机阶段 第三阶段 1978 年 现在 高性能单片机阶段 第四阶段 1982 年 现在 8 位单片机巩固发展及 16 位单片机 32 位单片机推出阶段 1 5 单片机根据其基本操作处理的位数可分为哪几种类型 答 单片机根据其基本操作处理的位数可分为 1 位单片机 4 位单片机 8 位单片机 16 位单片机和 32 位单片机 1 6 MCS 51 系列单片机的基本芯片分别为哪几种 它们的差别是什么 答 基本芯片为 8031 8051 8751 8031 内部包括 1 个 8 位 cpu 128BRAM 21 个特殊功能寄存器 SFR 4 个 8 位并行 I O 口 1 个全双工串行口 2 个 16 位定时器 计数器 但片内无程序存储器 需外扩 EPROM 芯片 8051 是在 8031 的基础上 片内又集成有 4KBROM 作为程序存储器 是 1 个程序不超 过 4KB 的小系统 8751 是在 8031 的基础上 增加了 4KB 的 EPROM 它构成了 1 个程序小于 4KB 的小系 统 用户可以将程序固化在 EPROM 中 可以反复修改程序 1 7 MCS 51 系列单片机与 80C51 系列单片机的异同点是什么 答 共同点为它们的指令系统相互兼容 不同点在于 MCS 51 是基本型 而 80C51 采用 CMOS 工艺 功耗很低 有两种掉电工作方式 一种是 CPU 停止工作 其它部分仍继续工作 另 一种是 除片内 RAM 继续保持数据外 其它部分都停止工作 1 8 8051 与 8751 的区别是 C A 内部数据存储单元数目的不同 B 内部数据存储器的类型不同 C 内部程序存储器的类型不同 D 内部的寄存器的数目不同 2 4 在 MCS 51 单片机中 如果采用 6 MHZ 晶振 1 个机器周期为 2 微秒 2 5 程序存储器的空间里 有 5 个单元是特殊的 这 5 个单元对应 MCS 51 单片机 5 个中断 源的中断入口地址 请写出这些单元的地址以及对应的中断源 答 中断源 入口地址 外部中断 0 0003H 定时器 0 T0 000BH 外部中断 1 0013H 定时器 1 T1 001BH 串行口 0023H 2 6 内部 RAM 中 位地址为 30H 的位 该位所在字节的字节地址为 26H 2 7 若 A 中的内容为 63H 那么 P 标志位的值为 0 2 8 判断下列说法是否正确 A 8031 的 CPU 是由 RAM 和 EPROM 所组成 错 B 区分片外程序存储器和片外数据存储器的最可靠的方法是看其位于地址范围的低端还 是高端 错 C 在 MCS 51 中 为使准双向的 I O 口工作在输入方式 必须保证它被事先预置为 1 对 D PC 可以看成是程序存储器的地址指针 对 2 9 8031 单片机复位后 R4 所对应的存储单元的地址为 04H 因上电时 PSW 00H 这时当前的工作寄存器区是 0 组工作寄存器区 2 10 什么是机器周期 1 个机器周期的时序是如何来划分的 如果采用 12MHZ 晶振 1 个 机器周期为多长时间 答 CPU 完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期 时序划分 一个机器周期包括 12 个时钟周期 分为 6 个状态 S1 S6 每个状态又分为 2 拍 P1 和 P2 因此 1 个机器周期 中的 12 个时钟周期表示为 S1P1 S1P2 S2P1 S2P2 S6P2 如果采用 12MHZ 晶振 1 个机器周期为 1 s 2 11 判断以下有关 PC 和 DPTR 的结论是否正确 A DPTR 是可以访问的 而 PC 不能访问 错 B 它们都是 16 位的寄存器 对 C 它们都具有加 1 的功能 对 P3 2 外部中断 0 P3 3 外部中断 1 P3 4 定时器 0 外部计数输入 P3 5 定时器 1 外部计数输入 P3 6 外部数据存储器写选通 P3 7 外部数据存储器读选通 2 19 MCS 51 单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器 PC 的位数所决定的 因为 MCS 51 的 PC 是 16 位的 因此其寻址的范围为 64 KB 2 20 当 MCS 51 单片机运行出错或程序陷入死循环时 如何来摆脱困境 答 可通过复位来解决 2 21 判断下列说法是否正确 A PC 是 1 个不可寻址的特殊功能寄存器 对 B 单片机的主频越高 其运算速度越快 对 C 在 MCS 51 单片机中 1 个机器周期等于 1 微秒 错 D 特殊功能寄存器 SP 内装的是栈顶首地址单元的内容 错 2 22 如果手中仅有一台示波器 可通过观察哪个引脚的状态 来大致判断 MCS 51 单片 机正在工作 答 ALE 引脚 第三章 MCS 51 的指令系统 3 1 判断以下指令的正误 1 MOV 28H R2 2 DEC DPTR 3 INC DPTR 4 CLR R0 5 CPL R5 6 MOV R0 R1 7 PUSH DPTR 8 MOV F0 C 9 MOV F0 Acc 3 10 MOVX A R1 11 MOV C 30H 12 RLC R0 答 3 8 10 11 对 其余错 3 2 判断下列说法是否正确 A 立即寻址方式是被操作的数据本身在指令中 而不是它的地址在指令中 B 指令周期是执行一条指令的时间 C 指令中直接给出的操作数称为直接寻址 3 3 在基址加变址寻址方式中 以 A 作变址寄存器 以 DPTR 或 PC 作基址寄存器 PUSH B POP A POP B 答 功能是 A B 内容互换 3 12 已知程序执行前有 A 02H SP 52H 51H FFH 52H FFH 下列程序执行后 POP DPH POP DPL MOV DPTR 4000H RL A MOV B A MOVC A A DPTR PUSH A MOV A B INC A MOVC A A DPTR PUSH A RET ORG 4000H DB 10H 80H 30H 50H 30H 50H A 50H SP 50H 51H 30H 52H 50H PC 5030H 3 13 写出完成如下要求的指令 但是不能改变未涉及位的内容 A 把 Acc 3 Acc 4 Acc 5 和 Acc 6 清 0 解 ANL A 87H B 把累加器 A 的中间 4 位清 0 解 ANL A C3H C 使 Acc 2 和 Acc 3 置 1 解 ORL A 0CH 3 14 假定 A 83H R0 17H 17H 34H 执行以下指令 ANL A 17H ORL 17H A XRL A R0 CPL A 后 A 的内容为 0CBH 3 15 假设 A 55H R3 0AAH 在执行指令后 ANL A R3 后 A 00H R3 0AAH 3 16 如果 DPTR 507BH SP 32H 30H 50H 31H 5FH 32H 3CH 则执行下 列指令后 POP DPH 编 而汇编后得到的机器代码却是在另一台计算机 这里是单片机 上运行 称这种机器汇 编为 交叉汇编 反汇编 有时 在分析现成产品的 ROM EPROM 中的程序时 要将二进 制数的机器代码语言程序翻译成汇编语言源程序 该过程称为反汇编 4 4 下列程序段经汇编后 从 1000H 开始的各有关存储单元的内容将是什么 ORG 1000H TAB1 EQU 1234H TAB2 EQU 3000H DB MAIN DW TAB1 TAB2 70H 答 1000H M 1001H A 1002H I 1003H N 1004H 34H 1005H 12H 1006H 00H 1007H 30H 1008H 70H 1009H 00H 4 5 设计子程序时注意哪些问题 答 在编写子程序时应注意以下问题 1 子程序的第一条指令的地址称为子程序的入口地址 该指令前必须有标号 2 主程序调用子程序 是通过主程序或调用程序中的调用指令来实现的 3 注意设置堆栈指针和现场保护 因调用子程序时 要把断点压入堆栈 子程序返回执 行 RET 指令时再把断点弹出堆栈送入 PC 指针 因此子程序结构中必须用堆栈 4 子程序返回主程序时 最后一条指令必须是 RET 指令 它的功能是在执行调用指令时 把自动压入堆栈中的断点地址弹出送入 PC 指针中 从而实现子程序返回主程序断点处继续 执行主程序 5 子程序可以嵌套 即主程序可以调用子程序 子程序又可以调用另外的子程序 通常 情况下可允许嵌套 8 层 6 在子程序调用时 还要注意参数传递的问题 4 6 试编写 1 个程序 将内部 RAM 中 45H 单元的高 4 位清 0 低 4 位置 1 解 MOV A 45H ANL A 0FH ORL A 0FH 4 7 已知程序执行前有 A 02H SP 42H 41H FFH 42H FFH 下述程序执行后 POP DPH POP DPL MOV DPTR 3000H RL A MOV B A MOVC A A DPTR MOV 41H 00H LOOP MOV A R0 CJNE A 00H NOTE INC 41H NOTE INC R0 DJNZ R2 LOOP END 4 12 若 SP 60H 标号 LABEL 所在的地址为 3456H LCALL 指令的地址为 2000H 执行 如下指令 2000H LCALL LABEL 后 堆栈指针 SP 和堆栈内容发生了什么变化 PC 的值等于什么 如果将指令 LCALL 直接换成 ACLAA 是否可以 如果换成 ACALL 指令 可调用的地址范围是什么 答 堆栈指针 SP 的内容为 62H 堆栈内容 61H 03H 62H 20H PC 值为 3456H 不能将 LCALL 换为 ACALL 因为 LCALL 可调用 64KB 范围内的子程序 而 ACALL 所调 用的子程序地址必须与 ACALL 指令下一条指令的第一个字节在同一个 2KB 区内 即 16 位 地址中的高 5 位地址相同 如果换为 ACALL 可调用的地址范围为 2002H 27FFH 第五章 MCS 51 的中断系统 5 1 什么是中断系统 答 能够实现中断处理功能的部件称为中断系统 5 3 什么是中断源 MCS 51 有哪些中断源 各有什么特点 答 产生中断的请求源称为中断源 MCS 51 中断系统共有 5 个中断请求源 1 外部中 断请求 0 中断请求标志为 IE0 2 外部中断请求 1 中断请求标志为 IE1 3 定时器 计数器 T0 溢出中断请求 中断请求标志为 TF0 4 定时器 计数器 T1 溢出中断请求 中 断请求标志为 TF1 5 串行口中断请求 中断请求标志为 TI 或 RI 特点 2 个外部中断 源 3 个内部中断源 5 4 外部中断 1 所对应的中断入口地址为 0013H 5 5 下列说法错误的是 A B C A 各中断源发出的中断请求信号 都会标记在 MCS 51 系统的 IE 寄存器中 B 各中断源发出的中断请求信号 都会标记在 MCS 51 系统的 TMOD 寄存器中 C 各中断源发出的中断请求信号 都会标记在 MCS 51 系统的 IP 寄存器中 D 各中断源发出的中断请求信号 都会标记在 MCS 51 系统的 TCON 和 SCON 寄存器中 合的方法 5 12 下列说法正确的是 C D A 同一级别的中断请求按时间的先后顺序顺序响应 B 同一时间同一级别的多中断请求 将形成阻塞 系统无法响应 C 低优先级中断请求不能中断高优先级中断请求 但是高优先级中断请求能中断低优先 级中断请求 D 同级中断不能嵌套 5 13 中断服务子程序返回指令 RETI 和普通子程序返回指令 RET 有什么区别 答 两者的区别在于 RETI 清除了中断响应时 被置 1 的 MCS 51 内部中断优先级寄存器 的优先级状态 5 14 某系统有 3 个外部中断源 1 2 3 当某一中断源变为低电平时 便要求 CPU 进行处 理 它们的优先处理次序由高到低依次为 3 2 1 中断处理程序的入口地址分别为 1000H 1100H 1200H 试编写主程序及中断服务程序 转至相应的中断处理程序的入口即可 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0003H LJMP PINT0 ORG 0100H MAIN SETB IT0 SETB EX0 SETB EA HERE SJMP HERE PINT0 PUSH PSW PUSH A JNB P1 3 IR3 JNB P1 2 IR2 JNB P1 1 IR1 PINTIR POP A POP PSW RETI IR3 LJMP IR3INT IR2 LJMP IR2INT IR1 LJMP IR1INT ORG 1000H IR3INT LJMP PINTIR ORG 1100H IR2INT LJMP PINTIR ORG 1200H RETI PT0D CLR F0 MOV TMOD 05H MOV TH0 0FFH MOV TL0 9CH RETI END 6 5 定时器 计数器的工作方式 2 有什么特点 适用于哪些应用场合 答 工作方式 2 为自动恢复初值的 初值自动装入 8 位定时器 计数器 TLX 作为常数缓 冲器 当 TLX 计数溢出时 在置 1 溢出标志 TFX 的同时 还自动的将 THX 中的初值送至 TLX 使 TLX 从初值开始重新计数 X 0 1 6 6 编写程序 要求使用 T0 采用方式 2 定时 在 P1 0 输出周期为 400 微秒 占空比为 1 10 的矩形脉冲 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP PT0 ORG 0100H MAIN MOV R2 00H MOV TMOD 02H MOV TH0 0ECH X 236 MOV TL0 0ECH SETB P1 0 SETB TR0 SETB ET0 SETB EA HERE SJMP HERE PT0 CJNE R2 09H PT01 SETB P1 0 MOV R2 00H RETI PT01 CLR P1 0 INC R2 RETI END 6 7 一个定时器的定时时间有限 如何实现两个定时器的串行定时 来实现较长时间的定 时 答 第一个定时溢出启动第二个定时计数 实行串行定时 6 8 当定时器 T0 用于方式 3 时 应该如何控制定时器 T1 的启动和关闭 答 控制信号 C T 和 M1 M0 第七章 MCS 51 的串行口 7 3 帧格式为 1 个起始位 8 个数据位和 1 个停止位的异步串行通信方式是方式 1 7 4 串行口有几种工作方式 有几种帧格式 各种工作方式的波特率如何确定 答 答 串行口有四种工作方式 方式 0 方式 1 方式 2 方式 3 有三种帧格式 方式 0 帧格式 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 方式 0 波特率 Fosc 12 方式 1 帧格式 方式 1 波特率 2定时器定时器T1 的溢出率的溢出率 32 SMOD 起始位 D0 停止D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 方式 2 和方式 3 帧格式 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 停止起始位 D8 方式 2 的波特率 2 Fosc 64 MOD 方式 3 的波特率 2 定时器定时器T1 的溢出率的溢出率 32 MOD 7 5 假定串行口发送的字符格式为 1 个起始位 8 个数据位 1 个奇校验位 1 个停止位 请 画出传送字符 A 的帧格式 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 1 7 6 判断下列说法是否正确 A 串行口通行的第 9 数据位的功能可由用户定义 T B 发送数据的第 9 数据位的内容在 SCON 寄存器的 TB8 位中预先准备好的 T C 串行通讯帧发送时 指令把TB8 位的状态送入发送SBUF中 F D 串行通讯接收到的第 9 位数据送 SCON 寄存器的 RB8 中保存 T E 串行口方式 1 的波特率是口变的 通过定时器 计数器 T1 的溢出率设定 T 7 7 通过串行口发送或接收数据时 在程序中应使用 C A MOVC 指令 B MOVX 指令 C MOV 指令 D XCHD 指令 MAIN MOV SP 60H MOV TMOD 20H MOV TH1 0F3H MOV TL1 0F3H MOV R2 0FFH MOV 87H 80H MOV SCON 0C0H MOV DPTR 2000H SETB TR1 SETB ES SETB EA SEND MOVX A DPTR MOV C P MOV TB8 C MOV SBUF A HERE AJMP HERE SSEND DJNZ R2 SEND1 AJMP RETURN SEND1 PUSH DPH PUSH DPL PUSH PSW PUSH ACC SETB 0D4H SETB 0D3H CLR TI INC DPTR MOVX A DPTR MOV C P MOV TB8 C MOV SBUF A POP ACC POP PSW POP DPL POP DPH CLR 0D4H CLR 0D3H RETURN RETI END 接收程序 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0023H LJMP RRES ORG 0100H MOV SBUF A STI JNB TI STI CLR TI INC DPTR DJNZ R2 SEND END 接收程序 ORG 0000H MOV TMOD 20H MOV TH1 0F3H MOV TL1 0F3H SETB TR1 MOV DPTR 3000H MOV 87H 80H MOV SCON 0D0H MOV R2 0FFH RES JNB RI RES CLR RI MOV A SBUF MOV C P JNC L1 JNB RB8 ERP AJMP L2 L1 JB RB8 ERP L2 MOVX DPTR A INC DPTR DJNZ R2 RES ERP SETB P1 0 CPL P1 0 END 7 15 某 8031 串行口 传送数据的帧格式为 1 个起始位 0 7 个数据位 1 个偶校验位和 1 个停止位 1 组成 当该串行口每分钟传送 1800 个字符时 试计算出波特率 答 答 波特率 1800 1 7 1 1 60 300b s 7 16 为什么 MCS 51 串行口的方式 0 帧格式没有起始位 0 和停止位 1 答 答 因为方式 0 为同步移位寄存器输入输出方式 不需要起始和停止位 8 位数据为 1 帧 依次移入输入式或输出移位寄存器 第八章 MCS 51 单片机扩展存储器的设计 8 1 单片机存储器的主要功能是存储 程序程序 和 数据数据 8 2 试编写一个程序 例如将 05H 和 06H 拼为 56H 设原始数据放在片外数据区 2001H 8 12 32KB RAM存储器的首地址若为 2000H 则末地址为 0FFFF H 8 14 使用 89C51 芯片外扩 1 片E2PROM2864 要求 2864 兼作程序存储器和数据存储器 且 首地址为 8000H 要求 1 确定 2864 芯片的末地址 2 画出 2864 片选端的地址译码电路 3 画出该应用系统的硬件连线图 第九章 MCS 51 扩展 I O 接口的设计 9 1 I O 接口和 I O 端口有什么区别 I O 接口的功能是什么 答 答 I O端口简称为I O口 常指I O接口电路中具有端口地址的寄存器或缓冲器 I O接口是 指单片机与外设间的I O 接口芯片 一个I O 接口芯片可以有多个I O 端口 传送数据的称 为数据口传送命令的称为命令口 传送状态的称为状态口 当然 并不是所有的外设都需要 三种接口齐全的I O接口 9 2 常用的 I O 端口编址有哪两种方式 他们各有什么特点 MCS 51 的 I O 端口编址采用 的是哪种方式 答 答 有两种独立编址方式和统一编址方式 独立编址方式就是I O地址空间和存储器地址空 间分开编址 独立编址的优点是I O地址空间的相互独立 界限分明 但是 却需要设置一 套专门的读写I O的指令和控制信号 统一编址方式是把I O端口的寄存器与数据存储器单元 同等对待 统一进行编址 同一编址方式的优点是不需要专门的I O指令 直接使