《单片机及嵌入式系统原理》单片机部分（1至10章）-习题答案 尹勇

参考答案第1章1.将下列十进制数分别转化为二进制数、十六进制数和压缩BCD码。（1）15.32（2）325.16（1）15.32=1111.0101B=F.5H=00010101.00110010BCD。（2）325.16=10000101.0001B=85.1H=001100100101.00010110BCD。2.将下列二进制数分别转化为十进制数、八进制数和十六进制数。（1）11001010（2）10010101（1） 11001010=202=312Q=CAH（2） 10111.1101=23.8125=27.64Q=17.DH3.将下列十六进制数分别转化为二进制数、十进制数。（1）FAH （2）12B8H （1） FAH=11111010B=250（2） 12B8H=0001001010111000B=47924.写出下列二进制数的原码、反码和补码。真值 原码 反码 补码（1）+0010101B 00010101 00010101 00010101（2）+1110001B 01110001 01110001 01110001（3）+1010011B 01010011 01010011 01010011（4）-0010101B 10010101 11101010 11101011（5）-1111011B 11111011 10000100 10000101（6）-1001010B 11001010 10110101 101101105.已知下列补码求出其真值。（1）87H （2）3DH （3）0B62H （4）3CF2H（1） [X]补=87H=10000111B，符号位为1，X是负数，[X]原=11111001B，X=-79H（2） [X]补=3DH=00111101B，符号位为0，X是正数，X=3DH（3） [X]补=0B62H=0000101101100010B，符号位为0，X是正数，X=0B62H（4） [X]补=3CF2H=0011110011110010B，符号位为0，X是正数，X=3CF2H6.按照字符所对应的ASCII码表示，查表写出下列字符的ASCII码。A、g、W、*A的ASCII码为41H；G的ASCII码为47H；W的ASCII码为57H；*的ASCII码为2AH。7.下列各数均为十进制数，试用8位二进制补码计算下列各题，判断说明运算结果是否溢出。43+18 =00101011B+00010010B=00111101B=61 未溢出-52+17 =11001100B+00010001B=11011101B=-35 未溢出72-8 =01001000B+11111000B=010000000B=64 未溢出50+87 =00110010B+01010111B=10001001B=-123 溢出(-33)+(-47) =11011111B+11010001B=00110000B=-90 未溢出第2章1.什么是接口？其作用是什么？接口是连接外部设备与计算机的接口电路。作用：（1）锁存功能；（2）缓冲隔离功能；（3）转换功能；（4）联络功能；（5）对外围设备编址（译码）功能2.什么是计算机的内部总线？说明数据总线、地址总线、控制总线各自的作用。内部总线是CPU与其他部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。（1）数据总线：用来传送数据，主要实现CPU与内存储器或I/O设备之间、内存储器与I/O设备或外存储器之间的数据传送。（2）地址总线：用来传送地址。主要实现从CPU送地址至内存储器和I/O设备，或从外存储器传送地址至内存储器等。（3）控制总线：用于传送控制信号、时序信号和状态信息等。3.半导体存储器有哪些优点？SRAM、DRAM各自有何特点？特点是容量大、存取速度快、体积小、功耗低、集成度高、价格便宜。SRAM存放的信息在不停电的情况下能长时间保留不变，只要不掉电所保存的信息就不会丢失。而DRAM保存的内容即使在不掉电的情况下隔一定时间后也会自动消失，因此要定时对其进行刷新。4.CPU与输入输出设备之间传送的信息有哪几类？相应的端口称为什么端口？CPU与输入/输出设备交换的信息有3类：数据信息、状态信息和控制信息。数据信息相应的端口称为数据端口；状态信息相应的端口称为状态端口；控制信息相应的端口称为控制端口。5.什么是位、字节、字？位：计算机所处理的数据信息，是以二进制数编码表示的，其二进制数字“0”和“1”是构成信息的最小单位，称作“位”或比特（bit）。字节：字节是计算机存储信息的基本单位，也即在计算机系统的存储器中，一个地址单元存储一个字节，通常用8位组成一个字节(byte)，构成一个字节的8个位被看作一个整体。字：计算机进行数据处理时，一次读入/写出、运算或传送的数据长度称为字（word）。一个字通常由一个或多个（一般是字节的整数位）字节构成。6.什么是大端格式和小端格式？试写出存放在地址为2000H处的数据4567H的大端和小端格式存储方式。大端格式：一个字数据的高字节存储在低地址中，而字数据的低字节则存放在高地址中；小端格式：低地址中存放的是字数据的低字节，高地址存放的是字数据的高字节。对于数据4567H而言，45H是高8位，67H是低8位，故：小端格式大端格式第3章1.填空题（1）若不使用MCS-51片内的存储器，引脚必须接地或“0”电平。（2）MCS-51中有4组工作寄存器，它们的地址范围是00H～1FH。（3）若单片机的使用的频率为6MHz的晶振，那么状态周期为0.333μs；机器周期为2μs；指令周期为2μs～8μs。（4）MCS-51系统中，可以进行位寻址的RAM区域是20H～2FH单元。（5）MCS-51系统复位控制信号的有效电平是高电平有效。2.选择题（1）程序计数器PC在（A）中A、CPU控制器B、CPU运算器C、外部程序存储器D、外部数据存储器（2）单片机应用程序一般存放在（B）A、RAMB、ROMC、寄存器D、CPU（3）单片机上电后或复位后，工作寄存器R0是在（A）A、0区00H单元B、0区01H单元C、0区09H单元D、SFR（4）进位标志CY在（C）中A、累加器B、算逻运算部件ALUC、程序状态字寄存器PSWD、DPTR（5）MCS-51单片机的堆栈区应建立在（A）。A、片内数据存储区的低128字节单元B、片外数据存储区C、片内数据存储区的高128字节单元D、程序存储区（6）用户不能直接使用的寄存器是（C）A、PSWB、DPTRC、PCD、B（7）MCS—51复位后，程序计数器PC=（B）。即程序从此开始执行指令。A、0001HB、0000HC、0003HD、0023H（8）当程序状态字寄存器PSW状态字中RS1和RS0分别为0和1时，系统先用的工作寄存器组为（B）A、组0B、组1C、组2D、组33.判断题（1）当向堆栈压入一个字节的数据后，SP中的内容减1。（ ×）（2）程序计数器PC中装的内容是当前正在执行指令的地址。（×）（3）8031与8051的区别在于内部是否有程序存储器。（√）（4）8051单片机，程序存储器数和数据存储器扩展的最大范围都是一样的（√）（5）对于8051单片机，当CPU对内部程序存储器寻址超过4K时，系统会自动在外部程序存储器中寻址（√）（6）当8051单片机的晶振频率为12MHz时，ALE地址锁存信号端的输出频率为2MHz的方脉冲。（ ×）（7）8051单片机片内RAM从00H～1FH的32个单元，不仅可以作工作寄存器使用，而且可作为RAM来读写。（√）（8）MCS—51的数据存储器在物理上和逻辑上都分为两个地址空间：一个是片内的256字节的RAM，另一个是片外最大可扩充64K字节的RAM。（√）4.简答题（1）单片机包含哪些主要的逻辑部件？一个8位CUP，片内RAM，片内ROM，四个P口，两个定时/计数器，5个中断源的中断系统，UART，片内振荡器。（2）8051内部RAM分为哪四个部分？00H-1FH工作寄存器组（R0~R7）*420H-2FH128个位寻址空间（00H-7FH)30H-7FH用户RAM区和SP数据缓冲80H以上：SFR（地址不连续）（3）使单片机复位有哪几种方式？单片机复后的初始状态如何？复位操作有两种：上电自动复位：通过复位电路的电容充电来实现按键手动复位：按键电平复位，按键脉冲复位复位后的初始状态：大多数寄存器清零，SP=07H，四个P口为FFH不确定的是：SBUF（4）PSW的作用是什么？常用标志位有哪些？PSW提供了程序执行后的状态信号，供程序查询和判别使用。常用的标志位有：CY，AC，F0，RS0和RS1，OV，P。（5）8051的时钟周期和振荡周期有什么关系？由于时钟信号是由振荡信号2分频得到的：时钟频率为振荡频率的1/2，时钟周期是振荡周期的2倍，时钟周期又叫机器状态时间S（6）什么叫堆栈？有什么用？8051最大的堆栈容量为多少？堆栈是从片内00H-7FH中专门开辟的一个存储区域，具有“先进后出，后进先出的特点”。堆栈的作用：在中断服务程序和子程序调用时用于保护现场。最大容量是128个字(全部的用户RAM）（7）8051的存储器分哪几个空间？如何区别不同空间的寻址？8051的存储器分为4个空间，即片内数据存储器、片内程序存储器、片外数据存储器、片外程序存储器。但逻辑上只有3个独立的存储空间，片内程序存储器和片外程序存储器是统一编址的，共64KB。程序存储器用MOVC指令、片内数据存储器用MOV指令、片外数据存储器用MOVX指令。第4章1.填空题（1）80C51单片机有立即寻址方式、直接寻址方式、寄存器寻址方式、寄存器间接寻址方式、变址寻址7种寻址方式。（2）寄存器寻址所对应的寄存器或存储空间是R0～R7、A、B、DPTR。（3）JMP@A+DPTR；这条语句采用的寻址方式是变址寻址方式。（4）LJMP指令的转移范围为64KB，AJMP指令的转移范围为2KB。（5）假定DPTR的内容为8100H，累加器A的内容为40H，执行指令MOVCA，@A+DPTR后，送入累加器A的是程序存储器8140H单元的内容。(6)JBC00H，rel操作码的地址为2000H，rel=70H，它的转移目的地址为2073H。(7)在直接寻址方式中，以8位二进制数作为直接地址，因此，其寻址对象只限于片内RAM。(8)假定A=56H，R5=67H。执行指令：ADDA，R5DAA后，累加器A的内容为23H，CY的内容为1。(9)假定标号qaz的地址为0100H，标号qwe值为0123H(跳转的目标地址为0123H)。执行指令：qaz：SJMPqwe该指令的相对偏移量为21H。2.选择题（1）MOVSP,#40HMOVA，#20HMOVB，#30HPUSHACCPUSHBPOPACCPOPB该程序段运行后，A=（B），B=（C）。A、40HB、30HC、20HD、10H（2）MOVR0，#00HMOVA，#20HMOVB，#0FFHMOV20H，#0F0HXCHA，R0XCHA,BXCHA,@R0该段程序运行后，A=（C），B=（B）。A、FFHB、00HC、F0HD、20H(3)ACALL是（B）字节指令，LCALL是（C）字节指令。A、1B、2C、3D、4(4)若R1=30H，A=40H，（30H）=60H，（40H）=08H。试分析执行下列程序段后R1和A的变化。MOVA，@R1MOV@R1，40HMOV40H，AMOVR1，#7FHR1=（C），A=（D）。A、40HB、08HC、7FHD、60H(5)要访问MCS-51的特殊功能寄存器应使用的寻址方式是(A)。A、直接寻址B、寄存器间接寻址C、变址寻址D、相对寻址3.判断题（1）间址寄存器不能使用R2～R7。（√）（2）变址寻址方式中的间址寄存器可以使用R0，也可使用A。（×）（3）运算指令中目的操作数必须为累加器A，不可为R0。（√）（4）乘法指令中的乘数应在A寄存器中，即乘法指令只可使用AB寄存器组合。（×）（5）MOVR1,#30HMOVXA,@R1MOV20H,A该段程序的作用是：内部RAM30H单元的内容送外部RAM20H单元。（×）4.简答题（1）试用位操作指令实现下列逻辑操作。要求不得改变未涉及的位的内容。①使ACC.0置位；答:SETBACC.0②清除累加器高4位；答:ANLA,#0FH③清除ACC.3，ACC.4，ACC.5，ACC.6。答:ANLA,#87H（2）试编写程序，完成两个16位数的减法：7F4DH－2B4EH，结果存入内部RAM的30H和31H单元，30H单元存差的高8位，31H单元存差的低8位。答:CLRCYMOV30H,#7FHMOV31H,#4DHMOVR0,#31HMOVA,@R0SUBBA,#4E;4DH-4EHMOV@R0,A;保存低字节相减结果→存低字节相DECR0MOVA,@R0SUBBA,#2BH;7FH–2BHMOV@R0,A;保存高字节相减结果→存高字节相(3)编程将存于外部RAM8000H开始的50H个数据传送到外部RAM0010H开始的区域。答:MODP2，#00HMOVDPTR，#8000HMOVR0，#10HMOVR2，#50HLOOP：MOVXA，@DPTRMOVX@R0,AINCDPTRINCR0DJNZR2,LOOPRET(4)若A=E8H、R0=40H、R1=20H、R4=3AH、(40H)=2CH、(20H)=0FH，试写出下列各指令独立执行后有关寄存器和存储单元的内容。若该指令影响标志位，试指出CY、AC和OV的值。①MOVA，@R0②ANL40H，#0FH③ADDA，R4④SWAPA⑤DEC@R1⑥XCHDA，@R1答:①A=2CH②(40H)=0CH③A=22H，CY=1，AC=1，OV=0④A=8EH⑤(20H)=0EH，P=1⑥ A=EFH，20H=08H第5章1.填空题（1）常用的程序结构有顺序结构、分支结构、循环结构、子程序四种。（2）汇编语言的一个语句行是由标号、操作码、操作数、注释四部分组成的。（3）若80C51的晶振频率为12MHz，运行下列程序段：DELAY:MOVR7,#0F6HLP:MOVR6,#0FAHDJNZR6,$DJNZR7,LPRET延时子程序的延时时间为（微秒）：1+(1+2×250+2)×246+2（4）伪指令是汇编程序能够识别并对汇编过程进行某种控制的汇编命令。常用的伪指令包括：ORG、END、DB、DW、EQU、BIT。2.判断题(1)伪指令是可执行指令。(×)(2)将高级语言的程序翻译成机器码的应用程序是汇编程序。(×)3.简答题（1）编写程序，求内部RAM中50H~59H十个单元内容的平均值，并存放在5AH单元。答案：ORG0000HMOVR7,#10MOVR0,#50HMOVB,#10CLRCCLRALOOP:ADDCA,@R0INCR0DJNZR7,LOOPDIVABMOV5AH,ASJMP$ END（2）利用查表的方法编写Y=X2(X=0,1,2,……,9)的程序。 编程说明：设变量X的值存放在内存30H单元中，变量Y的值存入内存31H单元。可以用远查表指令MOVCA,@A+DPTR编写程序（参考程序1）；也可以用近查表指令MOVCA,@A+PC编写程序（见参考程序2）。参考程序1： ORG1000HSTART: MOVA,30H MOVDPTR,#TABLE MOVCA,@A+DPTR MOV31H,ATABLE: DB0,1,4,9,16 DB25,36,49,64,81 END参考程序2： ORG1000HSTART: MOVA,30H ADDA,02H MOVCA,@A+PC MOV31H,A DB0,1,4,9,16DB25,36,49,64,81END（3）编写一程序，以实现图5.3中的逻辑运算电路。图5.3逻辑运算电路答案：ORG0000HMOVC，P3.1ANLC，P1.1CPLCMOV20H，C；暂存数据MOVC，30HORLC，/31HANLC，RS1ANLC，20HANLC，RS0MOVP1.0，C;输出结果SJMP$第6章1.填空题（1）MCS-51有5个中断源，有2个中断优先级，优先级由特殊功能寄存器IP加以选择。（2）MCS-51中，T0中断服务程序入口地址为000BH。（3）和的中断标志位分别是IE0和IE1。（4）8051单片机响应中断后，执行该指令的过程包括：首先把PC的内容压入堆栈，以进行断点保护，然后把长调用指令的16位地址送PC，使程序执行转向程序存储器中的中断地址区。2.选择题（1）当定时器T0发出中断请求后，中断响应的条件是（C）A、SETBET0B、SETBEX0C、MOVIE，#82HD、MOVIE，#61H（2）在中断服务程序中,至少应有一条(D)A、传送指令B、转移指令C、加法指法D、中断返回指令（3）当CPU响应外部中断0中断请求后，程序计数器PC的内容是（A）。A、0003HB、000BHC、0013HD、001BH3.判断题（1）51单片机在复位后，所有的中断申请都被开放了。（×）（2）各中断发出的中断请求信号，都会标记在MCS－51系统的TMOD寄存器中。（×）（3）同一级别的中断请求按时间的先后顺序响应。（√）（4）8051单片机对最高优先权的中断响应是无条件的。（×）（5）MCS—51单片机系统复位后，中断请求标志TCON和SCON中各位均为0。（√）4.简答题（1）什么叫中断嵌套？中断嵌套有什么限制？中断嵌套与子程序嵌套有什么区别？高优先级中断“中断”正在执行的低优先级中断，这就是中断嵌套。中断嵌套只能高优先级“中断”低优先级，低优先级不能“中断“高优先级，同一优先级之间也不能相互“中断”。中断嵌套与子程序嵌套的区别：①子程序嵌套是在程序中事先安排好的；中断嵌套是随机发生的。②子程序嵌套无次序限制，中断嵌套只允许高优先级“中断”低优先级。（2）为什么一般情况下，在中断入口地址区间要设置一条跳转指令，转移到中断服务程序的实际入口处？由于80C51相邻两个中断入口地址间只有8字节的空间，8个字节只能容纳一个有3~8条指令的极短程序。一般情况中中断服务程序均大大超出8个字节长度。因此，必须跳转到其他合适的地址空间。（3）写出MCS-51的所有中断源，并说明哪些中断源在响应中断时，由硬件自动清除，哪些中断源必须用软件清除，为什么？外部中断INTO定时器/计数器中断T0外部中断INT1定时器/计数器中断T1串行口中断其中串行口中断TI与RI必须用软件清“0”,因为串口中断的输出中断为TI,输入中断为RI,必须用软件清“0”。（4）试编写一段对中断系统初始化的程序，使之允许INT0、INT1、T0、串行接口中断，且使T0中断为高优先级中断。MOVIE，#97HMOVIP，#02H（5）若规定外部中断1为边沿触发方式，低优先级，在中断服务程序将寄存器B的内容左循环一位，B的初值设为02H，按要求补充完整主程序与中断服务程序。ORG0000HLJMPMAINORG0013HLJMPWBORG0100HMAIN：SETBEASETBEX1CLRPX1SETBIT1MOVB，#02HWAIT：SJMPWAITWB：MOVA，BRLAMOVB，ARETI第7章1.填空题（1）MCS-51的Po口作为输出端口时,每位能驱动8个SL型TTL负载.（2）MCS-51有4个并行I\O口,其中P0~P3是准双向口,所以由输出转输入时必须先写入1（3）设计8031系统时,_P0、P2口不能用作一般I\O口。（4）当MCS-51引脚ALE有效时，表示从P0口稳定地送出了低8位地址。2.选择题（1）8051单片机中，输入/输出引脚中用于专门的第二功能的引脚是（D）。A、P0B、P1C、P2D、P3（2）8031的P0口，当使用外部存贮存器时它是一个（D）A、传输高8位地址口A、传输低8位地址口C、传输高8位数据口D、传输低8位地址/数据口（3）P0口作数据线和低8位地址线时（B）A、应外接上拉电阻B、不能作I/O口C、能作I/O口D、应外接高电平3.简答题（1）8031的扩展储存器系统中，为什么P0口要接一个8位锁存器，而P2口却不接？这是因为P0口是扩展储存器系统的多路低8位地址和数据总线，在访问外部存储器时，P0口分时用作输出外部储存器低8位地址和传送数据，为了在整个访问外部存储器期间，对外部存储器存在着有效的低8位地址信号，所以P0口需要外接一个地址锁存器。ALE信号就是用来把P0口输出的地址字节锁存在这个外接的锁存器中，再从锁存器输出外部存储器的低8位地址。而P2口只用作扩展存储器系统的高8位地址线，并在整个访问外部存储器期间不变，所以不必外接地址锁存器。（2）8031单片机需要外接程序存储器，实际上它还有多少条I/O线可以用？当使用外部存储器时，还剩下多少条I/O线可用？8031系统必须外接程序促成器，原则上说，P0和P2口要用作数据和地址总线，所以只有P1和P3口可用作I/O口，共16条I/O线。在使用外部存储器时，除了占用P0和P2口外，还需要用P3口RD（P3.7）和WR（P3.6）两条控制线，所以这种情况下就只剩下14条I/O线可用了。（3）见图，通过8051单片机的P1口接8只发光二极管，读如下程序后回答问题：ORG0000HLJMP0200HORG0200HSTART：MOVA，#01HLOOP：MOVP1，ALCAILD2S；调用延时2秒子程序RLA；A循环左移SJMPLOOPD2S：……；子程序略RETEND①第一次调用子程序时，哪个发光二极管亮?②第二次调用子程序时，哪个发光二极管亮?③第八次调用子程序时，哪个发光二极管亮?④第九次调用子程序时，哪个发光二极管亮?①L1亮；②L2亮；③L8亮；④L1亮第8章1.填空题（1）当计数器产生计数溢出时，把定时器/计数器的TF0（TF1）位置“1”。在中断方式时，该位作为中断标志位使用；在查询方式时，该位作状态位使用。（2）在定时器工作方式1下，计数器的宽度为16位，若系统晶振频率为12MHz，则最大定时时间为65.536ms。（3）T0的初始值由两个8位特殊功能寄存器TH0和TL0设置，T1的初始值由TH1和TL1设置。（4）定时时间与定时器的工作方式、计数初值及振荡周期有关。（5）MCS-51的定时器/计数器作计数器时计数脉冲由外部信号引脚P3.4和P3.5提供。（6）MCS-51的定时器/计数器T0的门控信号GATE设置为1时，只有INT0引脚为高电平且由软件使TR0置1时，才能启动定时器/计数器T0工作。2.选择题（1）MCS—51系统计数器可以自动重装计数值的计数模式是（C）。A、模式0B、模式1C、模式2D、模式3（2）MCS—51计数器定时方式2计数，振荡频率是12MHz，一个计数过程产生的最大时间延时大约是（D）。A、约500微秒B、约400微秒C、约1000微秒D、约256微秒（3）MCS—51单片机定时器T0的溢出标志TF0，若计满数在CPU响应中断后（A）A、由硬件清零B、由软件清零C、A和B都可以D、随机状态（4）MCS—51单片机定时器T0的溢出标志TF0，若计满数产生溢出时，其值为（C）A、00HB、FFHC、1D、计数值（5）在下列寄存器中，与定时/计数控制无关的是（C）A、TCONB、TMODC、SCOND、IE（6）在工作方式0下，计数器是由TH的全部8位和TL的5位组成，因此其计数范围是（A）A、1~8192B、0~8191C、0~8192D、1~4096（7）用定时器T1方式1计数，要求每计满10次产生溢出标志，则TH1、TL1的初始值是（A）。A、FFH、F6HB、F6H、F6HC、F0H、F0HD、FFH、F0H（8）启动定时器0开始定时的指令是（C）。A、CLRTR0B、CLRTR1C、SETBTR0D、SETBTR13.判断题（1）MCS—51单片机的两个定时器的均有两种工作方式，即定时和计数工作方式。（√）（2）指令JNBTF0，LP的含义是：若定时器T0未计满数，就转LP。（√）（3）MCS—51单片机系统复位时，TMOD模式控制寄存器为00H。（√）（4）启动定时器T0工作，可使用SETBTR0启动。（√）（5）MOD中的GATE=1时，表示由两个信号控制定时器的启停。（√）。4.简答题（1）试归纳80C51定时/计数器4种工作方式的特点。①方式0是13位计数器，最大计数值213=8192②方式1是16位计数器，最大计数值为216=65536，计数范围大，适用于定时范围较大的应用场合。③方式2是8位计数器，最大计数值是28=256，缺点是计数范围小，优点是定时初值可自动恢复，适用于需要重复定时，定时范围不大的应用场合。④方式3是8位计数器，仅适用于T0，T1无方式3。T0方式3时，被拆成两个独立的8位计数器TH0、TL0。T0方式3时T1方式2作串行口波特率发生器。（2）如何判断T0、T1定时/计数溢出？判断T0、T1定时/计数溢出的方法有两种：①查询方式。不断查询T0、T1溢出标志TF0、TF1：TF0或TF1=0时，未溢出；TF0或TF1=1时，溢出。②中断方式。T0、T1定时/计数溢出时，在CPU、T0、T1中断开放前提下能自动产生中断。（3）按下列要求设置TMOD。①T0计数器、方式1，运行与INT0有关；T1定时器、方式2，运行与INT1无关；②T0定时器、方式0，运行与INT0有关；T1计数器、方式2，运行与INT1有关；①TMOD=00101101B=2DH；②TMOD=11101000B=E8H（4）采用6MHz的晶振，定时1ms，用定时器方式0时的初值应为多少？（请给出计算过程）采用6MHz晶振，机器周期为2us（213-X）×2×10-6=1×10-3X=7692D=1E0CH=0001111000001100B，其中将11110000送给TH，将00001100送给TL。综上可知:TL=0CH,TH=0F0H（5）应用单片机内部定时器T0工作在方式1下,从P1.0输出周期为1ms的方波脉冲信号，已知单片机的晶振频率为6MHz。要求：（1）计算时间常数Ｘ，应用公式X=2１６-t（f／12）；（2）写出程序清单X=216-t(F/12)=216-0.5X10-3X6X106/12=FF06HORG100HSTART: MOVTMOD,#01HMOVTL0,#06HMOVTH0,#0FFHSETBTR0LOOP:JBCTF0,DONESJMPLOOPDONE: MOVTL0,#06HMOVTH0,#FFHCPLP1.0SJMPLOOP第9章1.填空题（1）将单位信息的各位数据同时传送的通信方式称为并行通信。将单位信息的各位数据分时、顺序传送的通信方式称为串行通信（2）51单片机异步串行通信方式1的帧格式为1个起始位、8个数据位和1个停止位。（3）在串行通信中，收发双方对波特率的设定应该是相等的。（4）在51单片机中，控制串行口工作方式的寄存器是SCON，含有串行口中断标志的寄存器是SCON。含有SMOD(波特率加倍位)的寄存器是PCON。（5）在51单片机中，利用串行口进行并口扩展时应采用方式0；8位数据位可变波特率的双机通信应采用方式1；可变波特率的多机通信应采用方式3。2.选择题(1)串行口工作方式1的波特率是(C)。A、固定的，为fosc/32B、固定的，为fosc/16C、可变的，通过定时器/计数器T1的溢出率设定D、固定的，为fosc/64(2)发送一次串行数据的操作不包含的是(B)。A、CLRTIB、MOVA，SBUFC、JNBTI，$D、MOVSBUF，A(3)在进行串行通信时，若两机的发送与接收可以同时进行，则称为(D)。A、半双工传送B、单工传送C、双工传送D、全双工传送(4)51单片机芯片的串行口电平采用的是(A)。A、TTL电平B、RS232C电平C、RS422电平D、RS485电平(5)在单片机应用系统中，两线双向长距离(几百米)通信应采用(D)。A、TTL电平B、RS232C电平C、RS422电平D、RS485电平(6)串行口的控制寄存器SCON中，REN的作用是(C)。A、接收中断请求标志位B、发送中断请求标志位C、串行口允许接收位D、地址/数据位3.判断题（1）串行口控制寄存器SCON（地址是98H）是可按位寻址的控制寄存器。（√）（2）要进行多机通信，MCS-51串行接口的工作方式应为方式1。（X）（3）根据信息的传递方向，串行通信通常有3种：单工、半单工和全双工。（X）（4）MCS－51的串行口有4种工作方式——方式1、方式2、方式3、方式4。（X）（5）MCS－51发送数据的第9数据位的内容是在SCON寄存器的TB8位中预先准备好的。（√√）（6）MCS－51串行通信帧发送时，指令把TB8位的状态送入发送SBUF中。（X）（7）MCS－51串行通信接收到的第9位数据送SCON寄存器的RB8中保存。（√√）（8）MCS－51串行口方式1的波特率是可变的，通过定时器/计数器T1的溢出率设定。（√√）4.简答题（1）为什么定时器/计数器T1用作串行口波特率发生器时，常采用方式2？若已知时钟频率、通信波特率，如何计算其初值？答案：因为定时器/计数器在方式2下，初值可以自动重装，这样在进行串口波特率发生器设置时，就避免了重装参数的操作,且减少了重装参数的误差；已知时钟频率、通信波特率即可计算出初值。（2）试解释单工、半双工、全双工的概念。答案：单工：只允许数据向一个方向传送，即一方只能发送，另一方只能接收。半双工：允许数据双向传送，但由于只有一根传输线，在同一时刻只能一方发送，另一方接收。全双工：允许数据同时双向传送，由于有两根传输线，在A站将数据发送到B站的同时，也允许B站将数据发送到A站。（3）若晶体振荡器为11.0592MHz，串行口工作于方式1，波特率为4800bit/s，写出用T1作为波特率发生器的方式控制字和计数初值。答案：经计算，初值为FAH。控制字:MOVTMOD,#20H;T1定时方式2MOVTH1,#0FAH;T1初值FAHMOVTL1,#0FAHMOVSCON,#50H;串口方式1，允许接收（4）简述串行口接收和发送数据的过程。答案：串行接口的接收和发送是对同一地址（99H）两个物理空间的特殊功能寄存器SBUF进行读和写的。当向SBUF发“写”命令时（执行“MOVSBUF,A”），即向缓冲期SBUF装载并开始TXD引脚向外发送一帧数据，发送完便使发送中断标志位TI=1。在满足串行接口接收中断标志位RI（SCON.0）=0的条件下，置允许接收位REN（SCON.4）=1,就会接收一帧数据进入移位寄存器，并装载到接收SBUF中，同时使RI=1。当发读SBUF命令时（执行“MOVA,SBUF”），便由接收缓冲期SBUF取出信息通过89C51内部总线送CPU。（5）AT89C51单片机串行口，传送数据的帧格式由1个起始位（0）、7个数据位、1个偶校验和1个停止位（1）组成。当该串行口每分钟传送1800个字符时，试计算出它的波特率。答案：串口每秒钟传送的字符为1800/60=30个字符/秒，所以波特率为30个字符/秒××符位/字符=300b/s。（6）为什么AT89C51单片机串行口的方式0帧格式没有起始位（0）和停止位（1）?答案：串行口的方式0为同步移位寄存器输入/输出方式，常用于外接移位寄存器，以扩展并行I/O口，一般不用于两个89C51之间的串行通信。该方式以fosc/12的固定波特率从低位到高位发送或接收数据。（7）RS-232C总线标准是如何定义其逻辑电平的？实际应用中可以将MCS-51单片机串行口和PC机的串行口直接相连吗？为什么？答：RS-232C采用负逻辑，即逻辑1用－5V～－15V表示，逻辑0用＋5V～＋15V表示PC机配置的是RS-232C标准接口，与MCS-51单片机输入、输出电平不兼容。因此实际应用中不能将MCS-51单片机串行口和PC机的串行口直接相连。（8）设计一个单片机的双机通信系统，并编写通信程序。将甲机内部RAM30H~3FH存储区的数据块通过串行口传送到乙机内部RAM40H~4FH存储区中去。答案：硬件系统：程序甲（发送）：ORG 0000H LJMP MAINT ORG 0023H ；串行口中断入口 LJMP TRANIMAINT：MOVSCON，#01000000B ；串行口方式1初始化 MOVPCON，#80H ；波特率MOVTMOD，#20H ；T1作波特率发生器 MOVTH1，#0E8H ；选定波特率=2400bps MOVTL1，#0E8H SETBTR1 SETB EA SETB ES ；开串行口中断 MOV R0，#30H；设数据指针 MOV R7，#10H；数据长度 MOV A，@R0 ；取一个字符 MOV SBUF，A ；启动一次发送SJMP $ TRANI：CLR TI ；清除发送结束标志 DJNZ R7，NEXT ；是否发送完？ CLR ES ；发送完，关闭串行口中断 SJMP TEND NEXT： INC R0 ；未发送完，修改指针 MOVA，@R0 ；取下一个字符 MOVSBUF，A ；发送一个字符 TEND： RETI ；中断返回程序乙：ORG 0000HLJMPMAINTORG 0023H ；串行口中断入口 AJMP RINTMAINT： MOVSCON，#01010000B ；串行口方式1允许接收 MOVPCON，#80H ；波特率MOVTMOD，#20H ；T1作波特率发生器 MOVTH1，#0E8H ；选定波特率=2400bps MOVTL1，#0E8H SETBTR1 SETB EA SETB ES ；开串行口中断 MOV R0，#40H；设数据指针 MOV R7，#10H；接收数据长度 SJMP $RINT： CLR RI ；清接收结束标志 MOVA，SBUF ；读取接收字符 MOV@R0，A ；保存一个字符 INC R0 ；修改指针DJNZ R7，REND ；未全部接收完，转NEXTCLR ES ；全部接收完，关闭串行口中断 REND： RETI ；中断返回第10章1.填空题（1）在扩展中，无论是线选法还是译码法最终都是为扩展芯片提供片选控制信号。（2）起止范围为0000H～3FFFH的存储器的容量是16KB。（3）11条地址线可选2K个存储单元，16KB存储单元需要14条地址线。（4）4KBRAM存储器的首地址若为0000H，则末地址为0FFFH。2.选择题（1）区分AT89C51单片机片外程序存储器和片外数据存储器的最可靠方法是(D)。A、看其位于地址范围的低端还是高端B、看其离AT89C51单片机芯片的远近C、看其芯片的型号是ROM还是RAMD、看其是与信号连接还是与信号连接（2）某种存储器芯片是16KB，那么它的地址线根数是（D）。A、11根B、12根C、13根D、14根（3）当8031外扩程序存储器8KB时，需使用EPROM2716（C）。A、2片B、3片C、4片D、5片（4）51单片机复位时，P0~P3口锁存器的状态为（C）。A、00HB、80HC、FFHD、不确定（5）I/O设备经接口与单片机连接，不传输数据时对总线呈高阻，这是利用接口的（B）功能。A、数据锁存B、三态缓冲C、时序协调D、信号转换（6）对于8051单片机，当其引脚EA接高电平时，可扩展的外部程序存储器最大为（B）k字节。A、32B、60C、64D、128（7）8051单片机的P2口除作为输入／输出接口使用外，还可以作为（B）使用。A、低8位地址总线B、高8位地址总线C、数据总线D、控制总线3.简答题(1)若51系列单片机进行了系统扩展，其P0、P2还能作为I/O口用吗？它们在系统扩展后的功能是什么？答：51单片机片若进行了系统扩展，则P2用作16位地址总线中的高8位，P0用作16位地址总线中的低8位和8位数据总线。由于随时要对总线上设备进行访问，故P2、P0不能用作一般的I/O口。（2）当单片机应用系统中数据存储器RAM地址和程序存储器EPROM地址重叠时，它们内容的读取是否会发生冲突，为什么？答：不会。由于80C51对ROM的读操作由PSEN控制，指令用MOVC类；对RAM读操作用RD控制，指令用MOVX。所以，尽管ROM与RAM的逻辑地址是重叠的，它们内容的读取也不会发生冲突。（3）设某一8031单片机系统，拟扩展2片2764EPROM芯片和2片6264SRAM芯片，试画出电路图，并说明存储器地址分配情况。答：电路图如下：存储器地址分配：2764(1)：C000H～DFFFH；2764(2)：A000H～BFFFH；6264(1)：C000H～DFFFH；6264(2)：A000H～BFFFH。（4）试用1片74LS244和1片74LS273为8031扩展8位输入端口和8位输出端口，8位输入端口各接1个开关，8位输出端口各接1个发光二极管，要求按下1个开关，相对应的发光二极管发光。试画出硬件连接图并编制程序。答：程序如下：ORG2000HSTAR:MOVDPTR,#0EFFFHMOVA,@DPTR;读按键值MOVDPTR,#0FEFFHMOVX@DPTR,A;驱动相应发光二极管发光SJMPSTAREND电路图如下：第11章1.选择题（1）下列产品中属于嵌入式系统的是(BCD)。A、巨型计算机B、智能电饭煲C、MP4D、路由器（2）以下哪个不是嵌入式系统设计的主要目标？（D）A、低成本B、低功耗C、实时要求高D、超高性能（3）属于RISC结构的处理器有（B）。A、ARM、x86、MIPS、PowerPC、SuperHB、ARM、MIPS、PowerPC、SuperHC、ARM、x86、MIPS、PowerPCD、ARM、x86、MIPS（4）μCOS-Ⅱ操作系统不属于（C）。A、RTOSB、占先式实时操作系统C、非占先式实时操作系统D、嵌入式实时操作系统（5）可用作嵌入式操作系统的有（A）。A、Linux（Vxworks，μC/OS-Ⅱ）B、Windows2000C、WindowsXPD、DOS2.判断题（1）嵌入式系统是一种通用型计算机系统。（×）（2）嵌入式系统的特点：系统内核小、专用性强、系统精简、高实时性、多任务的操作系统、需要专门的开发工具和环境（自身不具备开发工具和环境）。（√）（3）ARMCortex分为A、R和M三类，“A”系列面向尖端应用，“R”系列针对实时系统，“M”系列针对微控制器应用。（√）（4）相较于CISC，RISC只是简单地减少指令集中指令数量。（×）（5）嵌入式实时操作系统需要额外的ROM/RAM开销，也会增加CPU额外负荷和内核的开销。（√）3.简答题（1）简述嵌入式系统的发展历程。①20世纪70年年代---单片机（嵌入式的萌芽阶段）的出现；②20世纪80年代---实时操作系统内核的出现；③20世纪90年代---实时多任务操作系统的出现；④21世纪---面向Internet应用。（2）从技术的角度，嵌入式系统的定义是什么？从技术的角度定义：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。（3）从系统的角度，嵌入式系统的定义是什么？从系统的角度定义：嵌入式系统是设计完成复杂功能的硬件和软件，并使其紧密耦合在一起的计算机系统。（4）请解释ARM这个名称。ARM(AdvancedRISCMachines)，既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。1991年ARM公司成立于英国剑桥，主要出售芯片设计技术的授权。（5）请列举目前应用比较广泛的ARM微处理系列。ARM公司开发了很多系列的ARM处理器核，目前应用比较广泛的系列是：ARM7、ARM9、ARM10、ARM11、ARMCortex、SecurCore、Xscale等。（6）请解释ARMCortex。ARM11以后的产品改用Cortex命名，并分为A、R和M三类：①“类：系列面向尖端的基于虚拟内存的操作系统和用户应用---如：智能手机、平板电脑等。②“：智系列针对实时系统---如：汽车制动系统等。③“：汽系列针对微控制器---如：STM32基于Cortex-M0/M3/M4核。（7）什么是RISC结构？精简指令集计算机（ReducedInstructionSetComputer，RISC）结构的产生是相对于传统的复杂指令集计算机（ComplexInstructionSetComputer，CISC）结构而言的。RISC指令系统相对简单，只要求硬件执行很有限且最常用的那部分指令，大部分复杂的操作则使用成熟的编译技术，由简单指令合成。但是RISC不是简单地减少指令，而是把着眼点放在：使计算机的结构更加简单；合理地提高运算速度。（8）什么是实时操作系统（RTOS）？实时操作系统是一段在嵌入式系统启动后首先执行的背景程序，用户的应用程序是运行于RTOS之上的各个任务，RTOS根据各个任务的要求，进行资源(包括存储器、外设等)管理、消息管理、任务调度、异常处理等工作。在RTOS支持的系统中，每个任务均有一个优先级，RTOS根据各个任务的优先级，动态地切换各个任务，保证对实时性的要求。第12章1.选择题（1）使用开发工具进行嵌入式系统开发过程一般包括：（ABC）A.源代码编辑B.编译或汇编C.链接（2）开发嵌入式系统时，需要构建一个调试主机-目标机的开发环境。若目标机是裸机，那么为了调试和下载软件需要将调试仿真器连接到目标机的哪一种接口？（B）A、以太网接口B、JTAG接口C、SPI接口（3）STM32在通过仿真器下载时，应选择：（A）A.主闪存存储器模式B.系统存储器模式C.内置SRAM模式（4）STM32在进行软件模拟仿真时，不需要：（D）A.编译生成目标文件B.将调试方式设置为软件模拟仿真方式C.进入软件模拟调试模式D.使用仿真器连接目标板2.判断题（1）一般来说，常用的开发工具会使用集成开发环境，其包含以下部分：编辑软件、编译软件、汇编软件、链接软件、调试软件、工程管理及函数库的集成开发环境。（√）（2）使用ST公司提供的STM32F10x标准外设库，可以像在标准C语言编程中调用printf()一样，在STM32F10x的开发中调用标准外设库的库函数，进行应用开发。（√）（3）根据STM32的启动模式，在通过串行口下载时，应选择系统存储器模式。（√）（4）对STM32进行硬件仿真时，不需要使用仿真器连接目标板。（×）3.简答题（1）嵌入式系统一般的开发过程包括哪些？嵌入式系统一般的开发过程包括：源代码编辑---生成源程序；编译或汇编---通过编译器或者汇编器生成目标代码文件；链接---通过链接器生成可执行文件。（2）嵌入式调试系统应包括哪些部分？有哪些调试方法？嵌入式调试系统应含调试主机、仿真器和目标板3个部分。调试方法一般有如下4种：指令集模拟器（软调试）；驻留监控软件；JTAG仿真器；在线仿真器（仿真头）。（3）KeilMDK-ARM开发环境主要特点有哪些？KeilMDK-ARM是适用于基于Codex-M、Codex-R4、ARM7和ARM9等处理器的集成软件开发环境。主要特点如下：完美支持Cortex-M、Cortex-R4、ARM7和ARM9系列器件；行业领先的ARMC/C++编译工具链；确定的KeilRTX，小封装实时操作系统（带源码）；μVisionIDE集成开发环境，调试器和仿真环境；TCP/IP网络套件提供多种的协议和各种应用；提供带标准驱动类的USB设备和USB主机栈；为带图形用户接口的嵌入式系统提供了完善的GUI库支持；ULINKpro可实时分析运行中的应用程序，且能记录Cortex-M指令的每一次执行；关于程序运行的完整代码覆盖率信息；执行分析工具和性能分析器可使程序得到最优化；大量的项目例程帮助你快速熟悉MDK-ARM强大的内置特征；符合CMSIS(Cortex微控制器软件接口标准)。（4）STM32固件库的作用是什么？ST公司提供的STM32F10x标准外设库是基于STM32F1系列微控制器的固件库进行STM32F103开发的一把利器。可以像在标准C语言编程中调用printf()一样，在STM32F10x的开发中调用标准外设库的库函数，进行应用开发。（5）利用MDK开发工具创建一个工程模板的主要步骤是什么？第一步：利用内核固件库创建或复制工程模板文件夹；第二步：建工程模板文件，建立文档分组；第三步：设置输出文件夹，添加预编译变量，包含头文件路径；第四步：创建相关头文件，重写main.c文件，对整个工程进行编译调试。工程模板创建完毕，接下来就可以在main.c中写用户的主程序。（6）利用MDK开发工具进行软件模拟仿真的主要步骤是什么？第一步：创建项目工程，并编译生成目标文件；第二步：将调试方式设置为软件模拟仿真方式；第三步：进入软件模拟调试模式；第四步：打开相关窗口添加监测变量或信号；第五步：软件模拟运行程序，观察仿真结果；第六步：退出模拟仿真调试模式。（7）STM32通过串口下载程序时要注意哪些问题？根据STM32的启动模式，在通过串行口下载时，应选择系统存储器模式，因此需要将其启动模式选择引脚设置为：BOOT1=0，BOOT0=1。或者在已经上电的情况下，设置BOOT1=0，BOOT0=1，然后按一下复位键。在该启动模式下，系统ROM中由厂家提供的BootLoader，提供了串口下载程序的固件，可以通过这个BootLoader将程序下载到系统的Flash中。下载时先打开下载软件（常用的下载软件有：FlyMCU、ST官方的FlashLoaderDemonstrator）。然后加载经过编译链接后所生成的HEX文件。在下载完后，目标系统即使经过掉电后重启，所下载的应用程序也是不会直接运行的。如果要上电即运行该应用程序，还需要把BOOT设置回主闪存启动模式，即启动模式选择引脚设置为：BOOT1=0，BOOT0=0，然后再掉电重启，应用程序即可正常运行。第13章1.选择题：（1）下面是有关嵌入式系统的最小系统组成的叙述：Ⅰ.嵌入式最小系统包括嵌入式处理器；Ⅱ.嵌入式最小系统包括电源电路；Ⅲ.嵌入式最小系统包括时钟电路；Ⅳ.嵌入式最小系统包括复位电路。上述叙述中，正确的是（D）。A、仅Ⅰ和ⅢB、仅Ⅰ和ⅡC、仅Ⅱ、Ⅲ和ⅣD、全部（2）Cortex-M3处理器采用（A）。A、ARMv7-M架构B、ARMv4-M架构C、ARMv6-M架构D、ARMv8-M架构（3）ARMv7架构不包含如下子系列：（）AA.“X”系列B.“A”系列C.“R”系列D.“M”系列2.判断题（1）在不需要大容量存储器时，可以考虑选用有内置存储器的ARM芯片。（√）（2）在系统设计时，实际可以使用的GPIO引脚数量和手册上标明的最大可用GPIO引脚数量是一致的。（×）（3）从硬件的角度看，以太网接口电路由MAC控制器和物理层接口构成。（√）（4）嵌入式系统的硬件电路板设计时，若已经设置了电源的滤波电容器，则不再需要设置芯片的退耦电容器。（×）3.简答题（1）嵌入系统中CPU的选择主要考虑哪些因素？CPU的选择往往要考虑其使用的操作系统、处理速度、内部资源等方面。（2）嵌入式系统的体系结构中硬件系统部分主要包括哪些？嵌入式系统的体系结构中硬件系统部分的嵌入式微处理器是整个嵌入式系统硬件的核心。嵌入式微处理器外围包括输入输出接口、外部设备、存储器、总线等部分。（3）ARMv7架构包含了哪三大子系列？ARMv7架构包含了三大子系列：①“A”系列：ARMCortex-A为应用型处理器，应用于需要运行复杂操作系统和复杂应用程序的设备，例如智能手机、机顶盒、服务器等。ARMCortex-A系列具有完全的应用兼容性，支持传统的ARM、Thumb指令集和紧凑型Thumb-2指令集。②“R”系列：ARMCortex-R主要应用于需要运行实时操作系统，进行实时控制应用的系统。③“M”系列：ARMCortex-M主要针对成本和功耗敏感的MCU和终端应用，如工业控制、智能仪表、消费电子等领域。（4）什么是看门狗电路？硬件看门狗(WATCHDOGTIMER，WDT)是利用了一个定时器，来监控主程序的运行。也就是说在主程序的运行过程中，CPU要在定时时间到来之前对定时器的计数值进行复位(喂狗)。如果出现死循环，或者说PC指针不能回来。那么定时时间到达后，如果CPU还没有产生喂狗信号给WDT，WDT就会输出信号使CPU复位。（5）在嵌入式目标板上，JTAG接口电路的作用是什么？JTAG接口可以用来对目标系统下载程序、仿真调试、测试，只需要将目标板的CPU的JTAG相关引脚接至JTAG插座，并连接上拉电阻和下拉电阻。（6）常见的以太网接口芯片主要包括哪两大部分？从硬件的角度看，以太网接口电路两大部分，即MAC（MediumAccessControl）控制器、物理层接口（PhysicalLayer，PHY）。（7）什么是STM32最小系统？STM32+电源电路+晶振电路+复位电路+JTAG/SWD接口电路可构成真正意义上的最小系统。程序可运行于STM32内部的FLASHROM中，也可运行于RAM中。在最小系统中，程序运行于内部的FLASHROM或内部RAM中时，因为存储器容量有限，程序大小受限，只能通过JTAG/SWD接口调试程序。（8）在嵌入式系统的印刷电路板设计过程中，设计人员要注意哪些关键问题？在印刷电路板的设计过程中，应该遵循一些高频电路的设计基本原则，否则会使系统工作不稳定，甚至不能正常工作。印刷电路板的设计人员应注意：电源的质量与分配；同类型信号线应该成组、平行分布。在各种微处理器的输入输出信号中，总有相当一部分是相同类型的，例如数据线、地址线。对这些相同类型的信号线应该成组、平行分布，同时注意它们之间的长短差异不要太大。采用这种布线方式，不但可以减少干扰，增加系统的稳定性，还可以使布线变得简单，印刷电路板的外观更美观。第14章1.选择题（1）STM32F103处理器GPIO的输入模式包括：（ABCD）A.输入浮空（GPIO_Mode_IN_FLOATING） B.输入上拉(GPIO_Mode_IPU)C.输入下拉(GPIO_Mode_IPD) D.模拟输入(GPIO_Mode_AIN)（2）STM32F103处理器GPIO的输出模式包括：（ABCD）A.开漏输出(GPIO_Mode_Out_OD) B.开漏复用功能(GPIO_Mode_AF_OD)C.推挽式输出(GPIO_Mode_Out_PP) D.推挽式复用功能(GPIO_Mode_AF_PP)（3）STM