《51单片微型机原理和接口教程》(周思跃)习题解答

51单片微型机原理和接口教程(周思悦)课后练习答案_化学工业出版社第一章习题答案1-1请解释中央处理器的功能以及中央处理器如何执行指令和程序。答：中央处理器的功能是在整个计算机系统中执行程序和处理各种事务。中央处理器执行指令分为三个步骤：取指令、分析指令和执行指令；计算机程序由按一定顺序排列的指令组成。中央处理器执行程序的过程是指令累积执行的过程，分为串行操作模式和流水线操作模式。1-2请解释哪些组件是微控制器中的主要组件，并解释每个组件的功能。答：中央处理器由一个控制器和一个运算单元组成。控制器的作用是执行指令并协调系统所有部分的工作。算术单元的功能是执行逻辑和算术运算。存储器：存储计算机工作时使用的信息，即指令代码和数据代码。输入输出接口电路：具有数据缓冲、数据隔离和数据转换功能。1-3容量为8K的存储芯片有多少条地址线？答：8K=8192=213，因此有13条地址线。此外，存储器的数据线由存储器的字长决定。例如，对于32K16(存储容量显示格式：存储单元的字长)存储器，有15条地址线和16条数据线。1-4十进制数78、134分别表示为二进制数、十六进制数和8421BCD。a:(78)d=(1001110)b=(4e)h=(01111000)8421 BCD(134)D=(10000110)B=(86)H=(000100110100)8421 BCD注：8421BCD码是一个4位十进制数字符号。本质是符号不是数值，所以0不能省略。1-5将下列真值分别转换为由8位和16位二进制数表示的原始代码、补码和反码。X=1000100。X8位原始=X8位逆=X8位补码=0100100；X16位原始=X16位逆=X16位补码=00000001000100X=-1000100X8位原始=11000100，X8位逆=10111011，X8位补码=10111100；X16位原始=1000000001000100，X16位逆=1111110111011，X16位补码=1111111011100；X=-0111111X8位原始=10111111，X8位逆=11000000，X8位补码=110000001；X16位原始=100000001111，X16位逆=1111111000000，X16位补码=11111111000001；1-6将以下补码转换为二进制数的真值。十补充=00101100；X=101100X补码=11111111；X=-1(十)补充=10000000；X=-100000001-7下列补充X和Y是已知的，X Y和X-Y补充分别计算。判断运算结果是否溢出。X补充=10011001，Y补充=00101100；-Y补充=11010100，X Y补充=X补充Y补充=11000101无溢出；补充=补充=补充=补充=补充=01101101溢出；X补充=11111111，Y补充=10000000；-Y9位补码=01000000，X Y补码=X补码Y补码=01111111溢出；补充=补充=补充=补充=补充=01111111不要溢出；X补充=00110111，Y补充=11100000；-Y补充=00100000，X Y补充=X补充Y补充=0001011无溢出；补充=补充=补充=补充=补充=0101011无溢出；X补充=10000111，Y补充=11000000；-Y补充=0100000，X Y补充=X补充Y补充=0100111溢出；补充=补充=补充=补充=补充=11000111无溢出；该方法表明，由于补码是按顺序排列的，它们可以直接加减，即X Y补码=X补码Y补码；补充=补充-补充此外，补码减法也可以用加法来实现，以实现补码=补码补码。在上述问题的第2项中，因为Y8位补码=10000000=28，Y=-28，所以(-Y)=28，它不能再用8位补码表示，可以先用9位补码展开补码再计算，或者直接用X-Y补码=X补码-Y补码计算。判断结果是否溢出，可以采用以下方法：加法时，如果加上正数和负数(即两个数的符号位不同)，结果肯定不会溢出；如果2-1请解释在SCM 89C52中有什么资源可用。答：1个8位中央处理器，8KB闪存程序存储器，256B静态随机存取存储器数据存储器，4个8位并行输入/输出端口(P0，P1，P2，P3)，1个全双工串行端口，中断系统(5个中断源，2个中断优先级)，3个16位定时/计数器(T0，T1，T2)，时钟电路(时钟频率6-24兆赫)。2-2为什么51系列单片机的存储系统采用哈佛结构。答：哈佛结构是指指令代码和数据分别存储在程序存储器和数据存储器中，存储器的两部分分别采用不同的地址总线系统。微控制器通常在工作时执行固定的应用程序代码。作为嵌入式控制系统的核心，由于体积要求，微控制器系统一般没有辅助存储器(如硬盘等)。)，为了在断电时保存用户的应用程序，有必要将程序固化在只读存储器中。然而，当微控制器工作时，程序运行过程中的数据会发生变化，因此需要将其放入随机存取存储器中。2-351单片机的工作寄存器分布在存储器的哪个区域？答：分布在内部数据存储的00H1FH区域。2-4在51系列单片机中，工作寄存器分为多少个区域？如何更改工作注册区？答：分为四个区域：0、1、2和3。修改特殊功能寄存器PSW的RS1和RS0位可以改变当前的工作寄存器区域。2-5个特殊功能寄存器和工作寄存器在存储信息方面有什么区别吗？答：特殊功能寄存器(SFR)存储与以下内容相关的一些特殊信息：计算机指令的执行条件和状态标志、定时/计数器的使用控制、中断系统的使用、并行输入/输出和串行输入/输出接口的使用。工作寄存器仅用于在指令执行期间临时存储通用操作数据。2-6特殊功能寄存器的地址空间是多少？答：特殊功能寄存器(SFR)的地址是8位二进制编码，地址范围是80H0FFH，但特殊功能寄存器的地址不是连续分布的。指令只能通过直接寻址来访问。2-7 51微控制器中的位寻址区在哪里？他们的地址空间是什么？答：51单片机的位寻址区域分布在两个地方。一部分位于内部数据存储器的16个单元中，字节地址为20H2FH，该部分包括128位，位地址空间为00h 7fh另一部分位于一个特殊的函数寄存器中，字节地址可被8整除，位地址空间为80H0FFH。2-8请指出以下位地址所在的内部数据存储单元的字节地址或SFR名称。答：20H单位的00H内部内存；(20H).020H内部随机存取存储器的24H单元；(24H)0A0HP2P2.00B0HP3P3.02个64H内部内存单元；(2CH).4E6H累加器acc。行政协调会. 6 .提示：1)内部数据存储器中的可寻址位、它们的位地址(00H7FH)和它们所在单元的字节地址(20H2FH)之间的关系如下：位地址=(字节地址-20h) 8 dx，dx-该位在字节单元中的位置(d0 D7)位地址8，商+20H=字节地址，余数=dx2)对于可在SFR中进行位寻址的寄存器(位地址80H0FFH)，最低位的位地址与其字节地址相同。关系如下：位地址8，商* 8=SFR的字节地址，余数=dx，dx-该位在SFR中的位置(d0 D7)2-9如果一个51单片机应用系统给它的外部输入输出接口分配F000HFFFFH地址空间，单片机应用系统最多给外部数据存储器分配多少个单元？地址空间是什么？答：51单片机的外部输入输出接口和外部数据存储器统一编译，占用相同的地址空间，容量为64KB，地址范围为0000 h FFFFH。根据这个问题，系统已经为它的外部输入/输出接口分配了F000HFFFFH地址空间，只剩下0000H EFFH分配给容量为60KB的外部数据存储器。2-10如果图2-9中的电容C太小，将如何影响复位电路？答：51单片机需要在RST引脚上保持10毫秒以上的高电平，以便上电复位。如果C太小，它的充电时间会很短。上电后，RST引脚上的高电平保持时间过短，单片机内部复位将无法完全完成，一些寄存器的内容将变得不确定。2-11通电复位和手动按钮复位后，对内部数据存储器有什么不同的影响？答：上电复位后，内部数据存储器中的内容处于不确定状态。手动按钮复位后，内部数据存储器中的内容不会改变(因为没有断电)。2-1251为什么我要在应用程序系统中重置堆栈指针？答：复位(SP)=07H后，堆栈将存储08H的数据。在内部数据存储器中，00H1FH单元是工作寄存器区，而20H2FH单元是位寻址区，可用于实际应用系统。因此，堆栈通常设置在地址30H之后的单元中，因此堆栈指针SP需要重置。在2-13 51单片机的输入输出接口中，当用作准双向接口时，哪个接口需要外部电阻？接口读取引脚之前必须做什么？答：引出电阻必须连接到P0端口(因为P0是开路集电极结构)。如果需要读取接口的引脚(即读取外部输入信号的状态)，则接口的端口锁存器需要写入1(例如，如果需要读取引脚状态P1.0、P1.1、P1.2、P1.3，则需要先执行MOV P1、#0FH)。这也是复位后(P0)=(P1)=(P2)=(P3)=0Fh的原因。)第三章习题答案3-1指令的格式是什么？每个部分的意思是什么？一条指令由操作码和操作数组成。形式上，操作码和操作数都是二进制代码。操作码用于指示指令的类型和功能，并在由控制器中的指令解码器解码后产生控制信号。操作数是指令的操作对象，表示要操作的数据或数据所在的存储单元的地址。3-2什么是寻址方法？51系列指令系统有哪些寻址方法？A.指令中给出操作数的方式称为寻址。51系列计算机通常给出7种寻址模式：立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、索引寻址、相对寻址和位寻址(直接寻址的特殊情况地址指向位单元)。3-3访问内部数据存储00H1FH区域的寻址方法是什么？访问外部数据存储的寻址方法有哪些？访问特殊功能寄存器的寻址方法是什么？答：访问内部数据存储器00H1FH区有三种方式：直接寻址、寄存器寻址和寄存器间接寻址。通过寄存器间接寻址，只有一种方法可以访问外部数据存储器(以DPTR或R0、R1为指针)。只有一种方法可以直接寻址特殊功能寄存器。同时，只有一种方法可以通过寄存器间接寻址来访问128个单元的内部数据存储器80h 0fffh(以R0、R1或SP为指针)。借助于两种不同的寻址方法，具有一致地址(80H0FFH)的SFR可以与具有128字节高内部随机存取存储器的空间的两部分区分开。3-451系列微控制器的标志位是什么？这些标志存放在哪里？答：51单片机在程序运行时通常需要以下标志位：Cy、AC、OV、P、RS1、RS0都存储在特殊功能寄存器PSW(程序状态字寄存器)中。3-5分析下列指令的操作数，并指出它们的寻址方法。MOVR4，38岁；寄存器寻址R1说：寄存器寻址MOVC阿DPTR；寄存器寻址、索引寻址(也称为基址寄存器加索引寄存器间接寻址)“DPTR；寄存器寻址十二月二日；直接定址SETB24H；位寻址(一种直接寻址，除了给定的直接地址是位地址)CJNE A，#100，NEXT寄存器寻址、立即寻址、相对寻址ANL 30H，# 00H直接定址推动P1；寄存器被间接寻址(指针是SP，只在堆栈操作指令中省略)，并被直接寻址堆栈操作可以用除了推入和弹出指令之外的其他指令来完成，例如：推动P1这可以使用以下程序段来完成印度国家石油公司MOV R0，标准普尔P1 MOV R0波普P1这可以使用以下程序段来完成MOV R0，标准普尔MOVP1，R0DEC SP提示：在上述问题的答案中，相应的寻址方法是按照操作数的顺序给出的。3-6执行以下指令或指令组之前，相关寄存器和存储器的状态如下表所示。在执行每个指令或指令组后，需要分析相关寄存器、存