單片機原理及應(yīng)用課后習(xí)題答案__張?zhí)m紅

1、 文庫分享網(wǎng)單片機原理及應(yīng)用 張?zhí)m紅9第 1 章 微型計算機的基本概念1.1 微型計算機由哪幾部分組成？每一部分各起何作用？解： 微型計算機由微處理器芯片、存儲器芯片、輸入輸出接口電路芯片與總線組成。微處理器是微型計算機的核心，它通常包括 3 個基本部分： 算術(shù)邏輯部件 ALU(ArithmeticLogic Unit)，對傳送到微處理器的數(shù)據(jù)進行算術(shù)運算或邏輯運算的電路，如執(zhí)行加法、減法運算，邏輯與、邏輯或運算等。 工作寄存器組，用來存放操作數(shù)及運算的中間結(jié)果等。 控制部件，包括時鐘電路和控制電路，時鐘電路產(chǎn)生時鐘脈沖，用于計算機各部分電路的同步定時；控制電路產(chǎn)生完成各種操作所需的控制信號。

2、存儲器是微型計算機的重要組成部分，計算機有了存儲器才具備記憶功能。IO 接口是溝通 CPU 與外部設(shè)備的不可缺少的重要部件。外部設(shè)備種類繁多，其運行速度、數(shù)據(jù)形式、電平等各不相同，常常與 CPU 不一致，所以要用 IO 接口作橋梁，起到信息轉(zhuǎn)換與協(xié)調(diào)的作用?？偩€是在微型計算機各芯片之間或芯片內(nèi)部各部件之間傳輸信息的一組公共通信線。1.2 什么是 CPU？什么是主機？解：由于運算器、控制器是計算機處理信息的關(guān)鍵部件，所以常將它們合稱為中央處理單元 CPU（Central Processing Unit，簡稱 CPU）。通常把運算器、控制器、存儲器這三部分稱為計算機的主機。1.3 何謂計算機系統(tǒng)？

3、何謂單板機？何謂單片機？解：計算機與外圍設(shè)備、電源、系統(tǒng)軟件一起構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)，稱為計算機系統(tǒng)。在一塊印刷電路板上，集成了中央處理單元 CPU、只讀存儲器 ROM、隨機存取存儲器 RAM、I/O 接口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等功能部件，構(gòu)成一臺完整的微型計算機，稱為單板機。在一塊半導(dǎo)體芯片上，集成了中央處理單元 CPU、只讀存儲器 ROM、隨機存取存儲器 RAM、I/O 接口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等功能部件，構(gòu)成一臺完整的微型計算機，稱為單片機。1.4 為什么要采用總線結(jié)構(gòu)？芯片為什么要通過緩沖器才能掛在總線上？解：微型計算機采用總線結(jié)構(gòu)后，芯片之間不需單獨走線，大大減少了連接線的數(shù)量。掛

4、在總線上的芯片不能同時發(fā)送信息，否 則多個信息同時出現(xiàn)在總線上將發(fā)生沖突而造成出錯。如果有幾塊芯片需要輸出信息，就必須分時傳送，為了實現(xiàn)這個要求，掛在總線上的各芯片必須通過緩沖器與總線相連。1.5 何謂程序計數(shù)器？程序計數(shù)器中存放的是什么內(nèi)容？它對計算機的工作起什么作用？在什么情況下，程序的執(zhí)行順序發(fā)生轉(zhuǎn)移？此時程序計數(shù)器的內(nèi)容是怎么樣的？解：程序計數(shù)器 PC 是管理程序執(zhí)行次序的特殊功能寄存器。程序計數(shù)器 PC 中存放的是下一條要執(zhí)行的指令的地址。它管理程序執(zhí)行的次序。在執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令的情況下，程序的執(zhí)行順序發(fā)生轉(zhuǎn)移。此時程序計數(shù)器直接接受內(nèi)部總線送來的數(shù)據(jù)，并用該數(shù)據(jù)取代原有的內(nèi)容。1.6

5、評價存儲器有哪些重要的指標(biāo)？為什么說存儲器性能已成為計算機性能提高的關(guān)鍵？10解：存儲器的重要指標(biāo)是容量和存取速度。容量越大，則記憶的信息越多，計算機的功能就越強。存儲器的存取速度比 CPU 的運算速度要低，所以存儲器的工作速度是影響計算機工作速度的主要因素。1.7 綜述存儲器的種類、特點、用途和優(yōu)缺點？（主要針對內(nèi)存）解：按結(jié)構(gòu)與使用功能分，內(nèi)存儲器可分為隨機存取存儲器 RAM 和只讀存儲器 ROM 兩類。隨機存取存儲器 RAM 又稱讀寫存儲器，它的數(shù)據(jù)讀取、存入時間都很短，因此，計算機運行時，既可以從 RAM 中讀數(shù)據(jù)，又可以將數(shù)據(jù)寫入 RAM。但掉電后 RAM 中存放的信息將丟失。RAM

6、 適宜存放原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果及最后的運算結(jié)果，因此又被稱作數(shù)據(jù)存儲器。只讀存儲器 ROM 讀出一個數(shù)據(jù)的時間為數(shù)百納秒，有時也可改寫，但寫入一個數(shù)據(jù)的時間長達數(shù)十 ms，因此在計算機運行時只能執(zhí)行讀操作。掉電后 ROM 中存放的數(shù)據(jù)不會丟失。ROM 適宜存放程序、常數(shù)、表格等，因此又稱為程序存儲器。只讀存儲器又可以分為下列四類： 掩膜 ROM：在半導(dǎo)體工廠生產(chǎn)時，已經(jīng)用掩膜技術(shù)將程序做入芯片，用戶只能讀出其內(nèi)容而不能改寫。掩膜 ROM 只能應(yīng)用于有固定程序且批量很大的產(chǎn)品中。 可編程只讀存儲器 PROM：用戶可將程序?qū)懭?PROM，僅程序一經(jīng)寫入就不能改寫。 可擦除可編程只讀存儲器 EPROM

7、：用戶可將程序?qū)懭?EPROM 芯片。如果要改寫程序，先用紫外燈照射芯片，擦去原先的程序，然后寫入新程序。與 PROM 芯片一樣，寫入的速度很慢，且要用到高壓，所以必須用特定的 EPROM 編程器寫入信息。在計算機運行時只能執(zhí)行讀操作。 電擦除可編程只讀存儲器 EEPROM：這是近年發(fā)展起來的一種只讀存儲器。由于采用電擦除方式，而且擦除、寫入、讀出的電源都用十 5V，故能在應(yīng)用系統(tǒng)中在線改寫。但目前寫入時間較長，約需 10ms 左右，讀出時間約為幾百 ns。1.8 何謂堆棧？為什么要設(shè)置堆棧？棧區(qū)是怎樣確定的？數(shù)據(jù)進棧、出棧按照何種規(guī)律？進棧用什么指令？出棧用什么指令？進棧、出棧時棧指針如何變

8、化？通常棧底所指是什么內(nèi)容？解：微型計算機中的堆棧是讀寫存儲器 RAM 中的一個特殊的區(qū)域，是一組按照“先進后出”的方式工作的、用于暫存信息的存儲單元。設(shè)置堆棧的目的是便于保護斷點地址與現(xiàn)場信息。用堆棧指針指示堆棧所在的位置。數(shù)據(jù)進棧、出?！鞍聪冗M后出”的原則工作。進棧用 PUSH 指令，出棧用 POP 指令。進棧時指針向地址增加的方向變化，出棧時指針向地址減小的方向變化。棧底是最先進棧的信息所在的單元。1.9 請解釋下列名詞：（1） 字長，字，字節(jié)，BCD 碼，ASCII 碼。（2） 指令，指令地址，指令系統(tǒng)，程序。解：（1）一臺計算機一次所能處理的二進制代碼的位數(shù)稱為該計算機的字長。16

9、位二進制數(shù)稱為一個字。8 位二進制數(shù)稱為一個字節(jié)。二進制編碼的十進制數(shù)，簡稱二十進制數(shù)，又稱 BCD 碼 (Binary Coded Decimal)。11ASCII 碼是美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼(American Standard Code for Information Interchange)的縮寫。（2）指令：控制計算機進行各種操作的命令稱為指令。指令地址：指令所在存儲單元的地址。指令系統(tǒng)：一臺計算機所具有的所有指令的結(jié)合，稱為該計算機的指令系統(tǒng)。程序：一系列指令的有序集合稱為程序。1.10 計算機中常用的計數(shù)制有哪些?解：二進制、十進制(BCD)、十六進制。1.11 什么是機器碼? 什么

10、是真值?解：把符號數(shù)值化的數(shù)稱為機器數(shù)或機器碼，原來的數(shù)值叫做機器數(shù)的真值。1.12 完成下列數(shù)制的轉(zhuǎn)換。(1)10100110B( )D( )H(2)0.11B( )D(3)253.25( )B( )H(4)10ll011.101B( )H( )BCD解：(1) 166，A6(2) 0.75(3) 11111101.01，F(xiàn)D.4(4) 5B.A，100100010110001001011.13 8 位和 16 位二進制數(shù)的原碼、補碼和反碼可表示的數(shù)的范圍分別是多少？解：8 位二進制數(shù)原碼(127+127)、16 位二進制數(shù)原碼(32767+32767)8 位二進制數(shù)補碼(128+127)、

11、16 位二進制數(shù)補碼(32768+32767)8 位二進制數(shù)反碼(127+127)、16 位二進制數(shù)反碼(32767+32767)1.14 寫出下列真值對應(yīng)的原碼和補碼的形式。(1) X111001lB(2) X71D(3) X+1001001B解：(1) 原碼：11110011B 補碼：10001101B(2) 原碼：11000111B 補碼：10111001B(3) 原碼：01001001B 補碼：01001001B1.15 寫出符號數(shù) 10110101B 的反碼和補碼。解：11001010B，11001011B1.16 已知 X 和 Y 的真值，求X 十 Y的補碼(1) X1110111

12、BY+l011010B(2) X56D Y21D12解；(1) 11100011B(2) 00100011B1.17 己知 X1101001B，Y1010110B用補碼求 XY的值。解：11101101B1.18 請寫出下列字符的 ASCII 碼。4A3！解：34H，41H，33H，3DH，21H1.19 若給字符 4 和 9 的 ASCII 碼加奇校驗，應(yīng)是多少?解：34H，B9H1.20 上題中若加偶校驗，結(jié)果如何?解：B4H，39H1.21 計算下列表達式。(1) (4EH 十 10110101B) ×(0.0101)BCD( )D(2) 4EH(24/08H 十B/2)( )

13、B解：(1) 1295D(2) 101010B13第 2 章 MCS51單片機的硬件結(jié)構(gòu)2.1 請結(jié)合課本中 MCS51系列單片機的結(jié)構(gòu)圖，闡明其大致組成。解：按功能部件分，51 子系列單片機由 CPU、數(shù)據(jù)存儲器 RAM、程序存儲器 ROM、特殊功能寄存器、4 個并行 I/O 口、1 個串行口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等八個功能部件組成。CPU 由累加器 A、暫存器 1、2、ALU、PSW 等組成數(shù)據(jù)存儲器由 RAM 地址寄存器、RAM 單元等組成。程序存儲器指 EPROM 或 ROM。SFR 指 P0、P1、P2、P3 鎖存器、B、DPTR 等。2.2 綜述 MCS51系列單片機各引腳的作

14、用，并進行分類。解：(1) 主電源引腳Vcc：接+5V 電源正端。Vss：接+5V 電源地端。(2) 外接晶體引腳XTAL1：片內(nèi)反相放大器輸入端XTAL2： 片內(nèi)反相放大器輸出端(3) 輸入輸出引腳P0.0P0.7：P0 口的 8 個引腳。在不接片外存儲器與不擴展 IO 接口時，作為準(zhǔn)雙向輸入輸出接口（在輸入時需要附加條件的雙向輸入輸出口，稱為準(zhǔn)雙向 I/O 口）。在接有片外存儲器或擴展I/O 接口時，P0 口分時復(fù)用為低 8 位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。P1.0P1.7：P1 口的8 個引腳。可作為準(zhǔn)雙向 IO 接口使用。對于 52 子系列，P1.0 與 P1.1 還有第二種功能：P1.0

15、可用作定時器計數(shù)器2 的計數(shù)脈沖輸入端 T2；P1.1 可用作定時器計數(shù)器 2 的外部控制端 T2EX。P2.0P2.7；P2 口的 8 個引腳。一般可作為準(zhǔn)雙向 IO 接口；在接有片外存儲器或擴展 IO 接口且尋址范圍超過 256 個字節(jié)時，P2 口用為高 8 位地址總線。P3.0P3.7；P3 口的 8 個引腳。 一般可作為準(zhǔn)雙向 IO 接口； P3 口的第二功能如表 21所示。表 21引腳 第二功能P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7RXD （串行輸入口）RXD （串行輸出口）INT0 （外部中斷 0 請求輸入端）INT1 （外部中斷 1 請求輸入端）T0 （

16、定時器/計數(shù)器 0 計數(shù)脈沖輸入端）T1 （定時器/計數(shù)器 1 計數(shù)脈沖輸入端）WR （片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸出端）RD （片外數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸出端）142.3 EA 引腳的作用是什么？在下列四種情況下， EA 引腳各應(yīng)該接何種電平？(1)只有片內(nèi) ROM。(2)只有片外 ROM。(3)有片內(nèi) ROM 和片外 ROM。(4)有片內(nèi) ROM 和片外 ROM，片外 ROM 所存為調(diào)試程序。解： EA VDD：片外程序存儲器選用端。(1) EA =1。(2) EA =0。(3) 若片外 ROM 和片內(nèi) ROM 編址不重疊，則EA =1。(4) 若片外 ROM和片內(nèi) ROM 編址重疊，則 訪

17、問片內(nèi)ROM 時EA=1，訪 問片外 ROM 時EA=0。2.4 MCS51系列單片機的引腳中有多少根I/O 線？它們與單片機對外的地址總線和數(shù)據(jù)總線之間有什么關(guān)系？其地址總線和數(shù)據(jù)總線各有多少位？對外可尋址的地址空間有多大？解：MCS51系列單片機有 4 個 I/O 端口，每個端口都是 8 位雙向口，共占 32 根引腳。在無片外擴展的存儲器的系統(tǒng)中，這 4 個端口的每一位都可以作為雙向通用 I/O 端口使用。在具有片外擴展存儲器的系統(tǒng)中，P2 口作為高 8 位地址線，P0 口分時作為低 8 位地址線和雙向數(shù)據(jù)總線，P3 口作為控制線使用。地址和數(shù)據(jù)線分別是 16 位和 8 位，對外可尋址的地

18、址空間是 64KB。2.5 程序計數(shù)器的符號是什么？MCS51系列單片機的程序計數(shù)器有幾位？它的位置在哪里？解： 程序計數(shù)器的符號是 PC，MCS51系列單片機的程序計數(shù)器有 16 位，為一個專用寄存器。在CPU 內(nèi)部。2.6 何謂程序狀態(tài)字？它的符號是什么？它的位置在哪里？它各位的含義是什么？為 1、為 0各代表什么？各在何種場合有用？解：程序狀態(tài)字是一個 8 位寄存器，它包含了程序運行的狀態(tài)信息，它的符號是 PSW。它的位置在CPU 中。各位含義如下：D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0C AC F0 RS1 RS0 O2 P(1)進位標(biāo)志位 C(PSW.7)：作用：在執(zhí)行某些算

19、術(shù)操作類、邏輯操作類指令時，可被硬件或軟件置位或清零。例如 8 位加法運算時，如果運算結(jié)果的最高位D7 有進位，則 C=1，否則 C0；又如 8 位減法運算時，如果運算結(jié)果的最高位D7 有借位，則 C1，否則 C0。(2)輔助進位標(biāo)志 Ac(PSW.6)：作用：8 位加法運算時，如果低半字節(jié)的最高位 D3 有進位，則 Ac1，否則 Ac0；8 位減法運算時，如果 D3 有借位，則 Ac1，否則 Ac0。Ac 在作 BCD 碼運算而進行二十進制調(diào)整時有用。(3)軟件標(biāo)志 F0(PSW.5)作用：是用戶定義的一個狀態(tài)標(biāo)志?？赏ㄟ^軟件對它置位、或清零。編程時，也常測試其是否建起而進行程序分支。15(

20、4)工作寄存器組選擇位 RS1、RS0 (PSW.4、PSW.3)：作用：用軟件置位或清零，以確定四組工作寄存器中的哪一組工作，它們與各組的對應(yīng)關(guān)系為RS1 RS00 0 0 組（地址從 0007H）0 1 1 組（地址從 080FH）1 0 2 組（地址從 1017H）1 1 3 組（地址從 181FH）(5)溢出標(biāo)志 OV(PSW.2)：作用：當(dāng)執(zhí)行算術(shù)運算時，由硬件置位或清零，以指示溢出狀態(tài)。各種算術(shù)指令對該位的影響情況在指令系統(tǒng)中詳細介紹。(6)奇偶標(biāo)志 P(PSW.0)：每執(zhí)行一條指令，單片機都能根據(jù) A 中 1 的個數(shù)的奇偶自動令 P 置位或清零：奇為 1，偶為0。此標(biāo)志對串行通信

21、的數(shù)據(jù)傳輸非常有用，通過奇偶校驗可檢驗傳輸?shù)目煽啃浴?.7 MCS51系列單片機的內(nèi)存由哪幾部分組成？其編址與訪問的規(guī)律是怎樣的？解：MCS51系列單片機內(nèi)存由程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器兩個獨立的空間。程序存儲器的編址自 0000H 開始，最大可至 FFFFH。MCS51單片機有 3 種不同的芯片：片內(nèi)有掩膜只讀存儲器的(如 8051、8 052)、片 內(nèi)有 EPROM的(如 8751)和片內(nèi)沒有只讀存儲器的(如 8031、8032)，而 ROM 的尋址范圍為 64KB，所以片內(nèi)程序存儲器的容量遠小于該數(shù)，可見如擴展片外存儲器，其裕量是很大的。ROM 編址規(guī)律：程序存儲器的編址規(guī)律為：先片內(nèi)、后片

22、外，片內(nèi)、片外連續(xù)，二者一般不作重疊。根據(jù) PC 的內(nèi)容進行訪問。片內(nèi) RAM 從 00H 開始編址，片外 RAM 從 0000H 開始，部分地址重疊（實際并不完全一樣），若只需擴展少量片外 RAM，容量不超過 256 個單元，則也可以按照 8 位二進制編址，從 00H 開始，到 FFH 結(jié)束。由于訪問片內(nèi)外 RAM 所用的指令不一樣，不會引起混淆。2.8 MCS51系列單片機片內(nèi)RAM 有多少單元？有哪些用途？這些用途各占用哪些單元？堆棧的棧區(qū)設(shè)在哪里？解：51 子系列片內(nèi) RAM 有 128B 單元，52 子系列片內(nèi) RAM 有 256B 單元。單片機片內(nèi) RAM 可分為：工作寄存器區(qū)，位

23、尋址區(qū)，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)三個區(qū)域。(1) 工作寄存器區(qū)：00H1FH單元為工作寄存器區(qū)。供用戶編程時使用，臨時寄存8 位信息。分為四組： 0 7 R R ，但同時只能有一組參與程序程序的運行，用 RS1，RS0 兩位的狀態(tài)來選擇參與運行的工作寄存器組。(2) 位尋地址：20H2FH，對該區(qū)的每一位，都有一個位地址，共有 128 個位地址。(3) 數(shù)據(jù)緩沖區(qū)：30H7FH（52 子系列為 30HFFH），作為普通的 RAM 單元使用。(4) 堆棧棧區(qū)一般設(shè)在 2FH 以上的單元。2.9 MCS51系列單片機在片內(nèi)集成了哪些主要邏輯功能部件？各個邏輯部件的主要功能是什么？解：MCS51單片機在片內(nèi)集成了

24、中央處理器（CPU）、程序存儲器（ROM）、數(shù)據(jù)存儲器（RAM）、定時器/計數(shù)器、并行 I/O 接口、串行 I/O 接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元。CPU是整個單片機的核心部件，由 運算器和控制器組成。運 算器可以完成算術(shù)運算和邏輯運算，16其操作順序在控制器控制下進行。控制器是由程序計數(shù)器 PC（Program Counter）、指令寄存器 IR（Instruction Register）、指令譯碼器 ID（Instruction Decoder）、定時控制邏輯和振蕩器OSC 等電路組成。CPU 根據(jù) PC 中的地址將欲執(zhí)行指令的指令碼從存儲器中取出，存放在 IR 中，ID 對 IR 中的指令碼進

25、行譯碼，定時控制邏輯在 OSC 配合下對 ID 譯碼后的信號進行分時，以產(chǎn)生執(zhí)行本條指令所需的全部信號。程序存儲器（ROM）用于存儲程序、常數(shù)、表格等。數(shù)據(jù)存儲器（RAM）用于存儲數(shù)據(jù)。8051 內(nèi)部有兩個 16 位可編程序的定時器/計數(shù)器 T0 和 T1，均為加 1 計數(shù)器。可用于定時和對外部輸入脈沖的計數(shù)。8051 的中斷系統(tǒng)主要由中斷允許控制器 IE 和中斷優(yōu)先級控制器 IP 等電路組成。可實現(xiàn)對 5 個中斷源的管理。8051 的中斷系統(tǒng)主要由中斷允許控制器 IE 和中斷優(yōu)先級控制器 IP 等電路組成。其中，IE 用于控制5 個中斷源中哪些中斷請求被允許向CPU 提出，哪些中斷源的中斷請

26、求被禁止；IP用于控制 5 個中斷源的中斷請求的優(yōu)先權(quán)級別。I/O 接口是 MCS51單片機對外部實現(xiàn)控制和信息交換的必經(jīng)之路，用 于信息傳送過程中的速度匹配和增加它的負載能力?？煞譃榇泻筒⑿?I/O 接口。2.10 8051 單片機的控制總線信號有哪些？各有何作用？解：獨立的控制線一共有 4 條：（1）ALE/ PROG ：地址鎖存允許/編程線，配合 P0 口引腳的第二功能使用。在訪問片外存儲器時，8051在P0.7P0.0 引腳上輸出片外存儲器低位地址的同時在ALE/ PROG 上輸出一個高電位脈沖，用于把這個片外存儲器低位地址鎖存到外部專用地址鎖存器，以便空出 P0.7P0.0 引腳線

27、去傳送隨后而來的片外存儲器讀寫數(shù)據(jù)。在不訪問片外存儲器時，8051 自動在 ALE/ PROG 上輸出頻率為 fosc/6 的脈沖序列。該脈沖序列可用作外部時鐘源或作為定時脈沖源使用。（2） EA /Vpp：允許訪問片外存儲器編程電源線，可以控制 8051 使用片內(nèi) ROM 還是使用片外ROM。若EA ，則允許使用片內(nèi) ROM；若EA 則允許使用片外 ROM。（3）PSEN ：片外 ROM 選通線，在執(zhí)行訪問片外 ROM 的指令 MOVC 時，8051 自動在PSEN 上產(chǎn)生一個負脈沖，用于為片外 ROM 芯片的選通。其他情況下PSEN 線均為高電平封鎖狀態(tài)。（4）RST/VPD：復(fù)位備用電源

28、線，可以使 8051 處于復(fù)位工作狀態(tài)。2.11 何謂特殊功能寄存器？8031 有哪些特殊功能寄存器？試按其用途相關(guān)聯(lián)的硬件功能單元（如CPU、并行 I/O 口、串行 I/O 口、定時器/計數(shù)器、中斷控制等）進行分類。解：特殊功能寄存器也稱專用寄存器。專用于控制、管理片內(nèi)算術(shù)邏輯部件，并行 I/O 口，串行 I/O口，定時器/計數(shù)器，中斷系統(tǒng)等功能模塊的工作，用戶在編程時可以置數(shù)設(shè)定，但不能移作它用。除 PC 外，8031 有 18 個專用寄存器，其中 3 個為雙字節(jié)寄存器，共占用 21 個字節(jié)，按其用途相關(guān)聯(lián)的硬件功能單元可分：P0 口，堆棧指針、數(shù)據(jù)指針低字節(jié)，數(shù)據(jù)指針高字節(jié)，定時器/計數(shù)

29、器/計數(shù)器 0 高、低字節(jié)，定時器/計數(shù)器 1 高、低字節(jié)，P1 口，電源控制、串行控制；串行數(shù)據(jù)緩沖器，P2 口，中斷允許控制，P3 口，中斷允許優(yōu)先級控制，程序狀態(tài)字，累加器，B 寄存器共 18 個專用寄存器。2.12 何謂時鐘周期、指令周期、機器周期？針對 MCS51系列單片機，如采用 12MHZ 晶振，它們的頻率和周期各是什么？解： 振蕩器輸出的振蕩脈沖經(jīng)二分頻成為內(nèi)部時鐘信號，用作單片機內(nèi)部各功能部件按序協(xié)調(diào)工作的控制信號，其周期稱時鐘周期。機器周期：6 個時鐘周期構(gòu)成一個機器周期。17指令周期：CPU 執(zhí)行一條指令的時間。針對 MCS51系列單片機，采用 12MHZ 晶振，則振蕩周

30、期為 0.167us，時鐘周期為 0.333us，頻率為 6MHZ，機器周期為 1us，頻率為 1MHZ，指令周期為 1us 到 4us，頻率為 1MHZ 到 0.25MHz。2.13 綜述 P0、P1、P2、P3 口各有哪幾種功能。解：這 4 個接口可以并行輸入或輸出 8 位數(shù)據(jù)；也可按位使用，即每一根輸入輸出線都能獨立地用作輸入或輸出。四個 8 位并行口的功能各不相同：P0 口是三態(tài)雙向口，通常稱為數(shù)據(jù)總線口，因為只有該口能直接用于對外部數(shù)據(jù)總線的讀寫操作，P0 口還用于輸出外部數(shù)據(jù)存儲器的低 8 位地址。由于是分時輸出，故應(yīng)在外部加地址鎖存器將地址數(shù)據(jù)鎖存，地址鎖存信號用 ALE。P1

31、口是專門供用戶使用的 I/O 接口，是準(zhǔn)雙向接口。P2 口是供系統(tǒng)擴展時作高 8 位地址線用，如果沒有系統(tǒng)擴展，例如使用 8051/8751 單片機不擴展外部存儲器時，P2 口也可以作為用戶 I/O 線使用。P2 口也是準(zhǔn)雙向口。P3 口是雙功能口，該口的每一位均可以獨立地定義為第一 I/O 功能或第二 I/O 口功能。P3 口的第二功能如表 21所示。2.14 在讀回端口數(shù)據(jù)時，為什么應(yīng)讀鎖存器內(nèi)容，而不宜讀引腳電平？解：假如通過三態(tài)門從引腳上讀回數(shù)據(jù)，有時會發(fā)生錯誤。例如用一根口線去驅(qū)動一個晶體管的基極，在向此口線輸出 l 時，鎖存器 Q1，但晶體管導(dǎo)通后，引腳上的電平已拉到低電平(0.7

32、V)，從引腳讀回數(shù)據(jù)會錯讀為 0。2.15 闡明“準(zhǔn)雙向口”這一名稱所以要加用“準(zhǔn)”字的理由。解：在執(zhí)行輸入操作時，如果鎖存器原來寄存的數(shù)據(jù) Q0。那么由于Q 1 將使 V1 導(dǎo)通，引腳被始終箝拉在低電平上，不可能輸入高電平。為此，用作輸入前，必須先用輸出指令置 Q1，使 V1截止。正因為如此 P1 口稱為準(zhǔn)雙向接口。2.16 8031單片機與開關(guān)及LED發(fā)光二極管接口電路如2.16題圖所示。用 8031單片機P1 口的P1.3P1.0作為數(shù)據(jù)輸入口，聯(lián)接開關(guān) K3K0，P1.7P1.4作為輸出口，聯(lián)接發(fā)光二極管 LED3LED0；編程使開關(guān)K3K0的狀態(tài)由 P1.3P1.0輸入，再由 P1.

33、7P1.4輸出，通過發(fā)光二極管顯示出來，要求開關(guān)合上時，二極管亮，開關(guān)斷開時，二極管不亮。+5VEAP1.5P1.68031P1.7LED1LED2LED3P1.4+5VP1.0P1.1P1.2LED0P1.3K1K2K3K02.16 題圖解： ORG 2200HMOV A，#FFH ；P1 口為輸入，先送 118MOV P1，A ；P1 口低 4 位輸出 1LOOP：MOV A，P 1 ；口狀態(tài)輸入SWAP A ；開關(guān)狀態(tài)到高 4 位ORL A，#0FH；低 4 位為 1，為下一次輸入做準(zhǔn)備MOV P1，A ；開關(guān)狀態(tài)輸出AJMP LOOP ；循環(huán)2.17 電路如 2.17 題圖所示，用 8

34、031P1 口的 P1.0、P1.1 作為變量 X、W 的輸入端，用 P1.2 作為電路輸出端，并用 LED 來顯示輸出，P1.3 端傳送狀態(tài)消息。當(dāng)檢測到 P1.3 為低電平時，CPU 開始運算 D = (X Ù W) Ù ( X Ú W ) ，并把結(jié)果送 P1.2 輸出顯示，然后重新開始檢測 P1.3 狀態(tài)信息，試編寫完成上述要求的程序。EA +5VXWP1.0P1.18031P1.3YP1.22.17 題圖解：參考程序如下：ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN： MOV P1,#08HLOOP： MOV C,P1.3JC LOOPM

35、OV P1,#03HMOV C,P1.0ANL C,P1.1CPL CMOV 00H,CMOV C,P1.0ORL C,P1.1ANL C,00HMOV P1.2,CSJMP MAINEND2.18 第 2.18 題圖示電路中，X1、X2、X3 是三個故障源，當(dāng)系統(tǒng)無故障時，X1、X2、X3 均為低電19平，對應(yīng)的三個顯示燈全滅；當(dāng)某部分出現(xiàn)故障時，其對應(yīng)的輸入端由低電平變?yōu)楦唠娖?，從而引?51單片機中斷，中 斷服務(wù)程序的任務(wù)是判定故障，并 點亮對應(yīng)的發(fā)光二極管，發(fā) 光二極管 LED1LED3 對應(yīng)三個輸入端 X1X3。試編程。+5VEAP1.3P1.48031P1.5INT0 +X1X2X

36、3LED1LED2LED3P1.0P1.1P1.22.18 題圖解：參考程序如下：ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP INT0SERORG 0100HMAIN： MOV P1,#0FFHSETB IT0SETB EX0SETB EALOOP： AJMP LOOPINT0SER： JNB P1.0，L1CLRP1.3L1： JNB P1.1，L2CLRP1.4L2： JNB P1.2，L3CLRP1.5L3： RETEND2.19 設(shè)某單片機應(yīng)用系統(tǒng)的 P1 口連接如第 2.19 題圖所示，要求根據(jù) K0 的合斷情況決定 D1、D0的點亮。如果 K0 合上，D0 點亮

37、，如果 K0 斷開，D1 點亮。試編程實現(xiàn)之。解：ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN： MOV P1,#0C0HLOOP： JB P1.7，ELSECLRP1.020AJMP LOOPELSE： CLRP1.1AJMP LOOPEND+5V+5VEAK0D0D1P1.7P1.1P1.08031第 2.19 題圖2.20 設(shè)某單片機應(yīng)用系統(tǒng)的 P1 口連接如第 2.20 題圖所示，問：+5V+5VEAK0K1D0D1P1.7P1.6P1.1P1.08031第 2.20 題圖(1) 執(zhí)行第一條指令后，哪些指示燈會亮？(2) 第二條指令的用處？(3) 執(zhí)行下列指令到最后，

38、（A）=？要求寫出分析過程。MOV P1，#0EHORL P1，#C0HMOV A，P1ANL A，#C0H解： 1. D1 會亮。2.為 P1.7、P1.6 的輸入做準(zhǔn)備。3.A 的內(nèi)容為 80H。2.21 MCS51怎樣實現(xiàn)上電復(fù)位與操作復(fù)位？并請綜述各專用寄存器復(fù)位后的狀態(tài)。解：與其他計算機一樣，MCS51單片機系統(tǒng)有上電復(fù)位和操作復(fù)位兩種方法。所謂上電復(fù)位，是21指計算機上電瞬間，要在 RST 引腳上出現(xiàn)寬度大于 10ms 的正脈沖，使計算機進入復(fù)位狀態(tài)。操作復(fù)位指用戶按下“復(fù)位”按鈕使計算進入復(fù)位狀態(tài)。復(fù)位是靠外部電路實現(xiàn)的。2.21 題圖是上電復(fù)位及按鈕復(fù)位的一種實用電路。上電時+

39、5V 電源立即對單片機芯片供電，同時經(jīng)R 對 C3 充電。C3 上電壓建立的過程就是負脈沖的寬度，經(jīng)倒相后，RST 上出現(xiàn)正脈沖使單片機實現(xiàn)了上電復(fù)位。按鈕按下時 RST 上同樣出現(xiàn)高電平，實現(xiàn)了操作復(fù)位。在應(yīng)用系統(tǒng)中，有些外圍芯片也需要復(fù)位，如果這些芯片復(fù)位端的復(fù)位電平與單片機一致，則可以與單片機復(fù)位腳相連。因此，非門在這里不僅起到了倒相作用，還增大了驅(qū)動能力。電容 C1、C2 起濾波作用，防止干擾竄入復(fù)位端產(chǎn)生誤動作。10 K W1 C 2 C3 CCC V100 pF 10 F 10 F2.21 題圖 復(fù)位電路各專用寄存器復(fù)位后的狀態(tài) 如下表所示：22第 3 章 MCS51系列單片機的指

40、令系統(tǒng)3.1 MCS51系列單片機的尋址方式有哪幾種？請列表分析各種尋址方式的訪問對象與尋址范圍。解：立即尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、直接尋址、基址寄存器加變址寄存器間接尋址、相對尋址、位尋址。尋址方式 訪問對象 尋址范圍立即尋址 立即數(shù) 寄存器尋址工作寄存器 R0R7，累加器A 、寄存器 B ， 數(shù)據(jù)指針DPTR，位處理器 C00H1FH，E0H，F(xiàn)0H、82H、83H寄存器間接尋址 RAM 單元 內(nèi)部 RAM 及外部擴展的64KRAM直接尋址 ROM 和 RAM 內(nèi)部 RAM 00H7FH，SFR80HFFH，ROM64KB變址尋址 ROM ROM 0000HFFFFH相對尋址 RO

41、M ROM 0000HFFFFH位尋址 位尋址區(qū) 內(nèi) RAM 20H2FH中的可尋址位，SFR 中的可尋址位3.2 要訪問片內(nèi) RAM，可有哪幾種尋址方式 ？解：對于 51 系列，要訪問片內(nèi) RAM，有間接尋址、直接尋址、位尋址。52 子系列訪問片內(nèi)低 128個字節(jié)有直接尋址、位尋址、間接尋址，高 128 字節(jié)有間接尋址。3.3 要訪問片外 RAM，可有哪幾種尋址方式 ？解：訪問片外 RAM 有寄存器間接尋址方式。3.4 要訪問 ROM，可有哪幾種尋址方式 ？解：要訪問 ROM 有直接尋址、變址尋址、相對尋址3.5 試分別對 51 子系列和 52 子系列，說明 MOV A，direct 指令與

42、 MOV A，Rj 指令的訪問范圍。解：MOV A，direct 指令中 direct 對于 51 子系列的訪問范圍為內(nèi) RAM 中的低 128B 單元，從 00H到 7FH，訪問 SFR 的范圍是從 80H 到 FFH；52 子系列的訪問范圍與 51 子系列的訪問范圍相同。MOV A，Rj 指令對于 51 子系列的訪問范圍為內(nèi) RAM 的 128B 單元，從 00H 到 7FH，對于52 子系列的訪問范圍為片內(nèi) RAM 從 00H 到 FFH。3.6 傳送指令中有哪幾小類是訪問 RAM 的？哪幾個類是訪問 ROM 的，CPU 訪問 ROM 多不多？什么時候需要訪問 ROM？解： 訪問 RAM

43、 的有：以累加器 A 為一方的傳送指令，不以累加器為一方的傳送指令，用立即數(shù)置數(shù)的指令，訪問片外 RAM 的傳送指令， 進棧出棧指令，交換指令。訪問 ROM 的有： 基址寄存器加變址寄存器間址指令23因為 ROM 是只讀存儲器，用作程序存儲器，已事先存入各種程序，常數(shù)、表格等，CPU 訪問ROM 不多，當(dāng)執(zhí)行程序，程序轉(zhuǎn)移以及用戶訪問時需要訪問 ROM。3.7 區(qū)分下列指令的不同功能： MOV A ，#24H 與 MOV A，24H MOV A ，R0 與 MOV A， R0 MOV A， R0 與 MOVX A，R0解： 前者是將立即數(shù) 24H 送入 A 中，后者是將 24H 單元的內(nèi)容送入

44、 A 中.(2) 前者將 R0 中的內(nèi)容送入 A 中，后者是將以R0 中的內(nèi)容為地址所在單元的內(nèi)容送入 A 中.(3) 前者是將片內(nèi) RAM 以 R0 中的內(nèi)容為地址所在單元的內(nèi)容送入 A 中，后者是將片外 RAM的以 R0 中的內(nèi)容為地址所在單元的內(nèi)容送入 A 中.3.8 設(shè)片內(nèi) RAM30H 單元的內(nèi)容為 40H，設(shè)片內(nèi) RAM40H 單元的內(nèi)容為 10H，片內(nèi) RAM10H 單元的內(nèi)容為 00H，(P1)=0CAH，請寫出下列指令執(zhí)行后的結(jié)果。MOV R0， #30HMOV A， R0MOV R1， AMOV B ， R1MOV R0 ， P1MOV P3 ， P1MOV 10H ，#2

45、0HMOV 30H， 10H解： MOV R0， #30H ； R030HMOV A， R0 ； A40HMOV R1， A ； R140HMOV B ， R1 ； B10HMOV R0 ， P1 ； 30H 0CAHMOV P3 ， P1 ； P30CAHMOV 10H ，#20H ； 10H20HMOV 30H， 10H ； 30H20H3.9 已知：(A)=35H，(R0)=6FH，(P1)=(90H)=FCH，(SP)=C0H，試寫出下列指令的執(zhí)行結(jié)果。(1) MOV R6，A(2) MOV R0，A(3) MOV A，#90H(4) MOV A，90H(5) MOV 80H，#81H

46、(6) MOVX R0，A(7) PUSH A(8) SWAP A(9) XCH A，R024解： (1)MOV R6， A ； (R6)=35H(2)MOV R0， A ； (6FH)=35H(3)MOV A， #90H ； (A)=90H(4)MOV A， 90H ； (A)=FCH(5)MOV 80H， #81H； (80H)=81H(6)MOV R0， A ； (6FH)=35H(7)PUSH A ； (SP)=C1H，(C1H)=35H(8)SWAP A ； (A)=53H(9)XCH A， R0 ； (A)=6FH，(R0)=35H3.10 已知：(A )=02H，(R 1)=7F

47、H，(D PTR)=2FFCH，片 內(nèi) RAM(7FH)=70H，片 外 RAM(2FFEH)=11H，ROM(2FFEH)=64H，試分別寫出下列指令的執(zhí)行結(jié)果。(1) MOV A ，R1(2) MOVX DPTR，A(3) MOVC A，A+DPTR(4) XCHD A，R1解：（1） （A）=70H （2） 片外 RAM（2FFCH）=02H（3） （A）=64H （4） （A）=00H 片內(nèi) RAM（7FH）=72H3.11 已知：(A)=78H，(R1)=78H，(B)=04H，C=1，片內(nèi) RAM(78H)=DDH，片內(nèi) RAM(80H)=6CH，試分別寫出下列指令的執(zhí)行結(jié)果（如涉

48、及標(biāo)志位，也要寫出）。(1) ADD A ，R1(2) ADDC A，78H(3) SUBB A，#77H(4) INC R1(5) DEC 78H(6) MUL AB(7) DIV AB(8) ANL 78H，#78H(9) ORL A，#OFH(10) XRL 80H，A解：（1）（A）=55H （PSW）=11×××1×0（2）（A）=56H （PSW）=11×××1×0（3）（A）=00H （PSW）=00×××0×025（4）（R1）=79H（5）（78H）=DCH

49、（6）（BA）=01E0H， C=1 OV=1（7）（B）=00H，（A）=1EH（8）（78H）=58H（9）（A）=7FH（10）（80H）=14H3.12 請對下列各組數(shù)分別計算“與”、“或”、“異或”的結(jié)果：(1) 10011010B 和 00001111B(2) 11010011B 和 01011010B(3) 11001100B 和 00110011B(4) 10101010B 和 11111111B解：（1）結(jié)果分別為 00001010B 10011111B 10010101B（2）結(jié)果分別為 01010010B 11011011B 10001001B（3）結(jié)果分別為 00000

50、000B 11111111B 11111111B（4）結(jié)果分別為 10101010B 11111111B 01010101B3.13 為達到下列要求，請說明應(yīng)采用何種邏輯操作，采用什么操作數(shù)，要求不得改變各未涉及位的內(nèi)容。(1) 使累加器的最低位置1(2) 清除累加器的高四位(3) 使 A.2 和 A .3 置 1。(4) 清除 A.3、A .4、 A.5、A .6解：（1）邏輯或操作 操作數(shù)：00000001B（2）邏輯與操作 操作數(shù)：00001111B（3）邏輯或操作 操作數(shù)：00001100B（4）邏輯與操作 操作數(shù)：10000111B3.14 寫出下列各條指令的機器碼，并逐條寫出依次執(zhí)

51、行每一條指令后的結(jié)果和 PSW 的內(nèi)容：(1) CLR A(2) MOV A， #9BH(3) MOV B，#0AFH26(4) ADD A，B解： （1）機器碼 E4H ；(A)=0（2）機器碼 749BH ；(A)=9BH（3）機器碼 75F0AFH ；(A)=AFH（4）機器碼 25F0H ；(A)=4AH；(PSW)=11XXX1X1B3.15 要選用工作寄存器 3 組，請采用三種不同的指令實現(xiàn)之。解： （1） SETB PSW.4SETB PSW.3（2） ORL PSW，#18H（3） MOV PSW，#18H3.16 列舉三種能使累加器 A 內(nèi)容清零的指令，并比較其優(yōu)缺、點。解：

52、 （1） ANL A，#00H（2） MOV A，#00H（3） CLR A3.17 回答問題：(1) 算術(shù)操作類指令對標(biāo)志位的影響。(2) 邏輯操作類指令對字節(jié)內(nèi)容的修改。解：（1）算術(shù)操作指令的執(zhí)行將影響特殊功能寄存器中狀態(tài)寄存器 PSW 的 3 個標(biāo)志位：C：（PSW.7）進位標(biāo)志；Ac：（PSW.6）輔助進位標(biāo)志；OV：（PSW.2）輔助進位標(biāo)志3 個標(biāo)志除特別指出外，指令服從以下規(guī)則： 操作結(jié)果在最高位有進位輸出（加法時）或借位輸入（減法時），C=1；否則；C=0。 操作結(jié)果的低 4 位有進位輸出（ 加法時）或 有向高4 位的借位（ 減法時），A c=1；否 則；A c=0。 溢出標(biāo)

53、志OV滿足邏輯關(guān)系式OV=C6 C 7；C6 為加法時，累加器 A 的 D6 位向 D7 產(chǎn)生的進位，或減法時累加器 A 的 D6 位向 D7 產(chǎn)生的借位，有進位或借位時，C6=1；C7 為加法時，累加器 A 的 D7 位向更高位產(chǎn)生的進位，或減法時累加器 A 的 D7 位向更高位產(chǎn)生的借位，有進位或借位時，C7=1；OV 標(biāo)志位常用于加減指令對帶符號數(shù)做補碼加、減運算時，（OV）=1 表示加、減運算的結(jié)果超出了 A 所能表示的帶符號數(shù)的范圍（128127）。（2）若要對內(nèi)部的某幾位清零，而其它位保持不變，可以選用 ANL direct，#data 指令，在需27要清零的位上對應(yīng)的 data

54、的相應(yīng)位清零。 若要對內(nèi)部的某幾位置 1 可以選用ORL direct，#data 指令，在需要置 1 的位上對應(yīng)的 data的相應(yīng)位置 1。 若要對內(nèi)部的某幾位求反可以選用XRL direct，#data 指令，在需要求反的位上對應(yīng)的 data的相應(yīng)位置 1。若要對內(nèi)部 RAM 某單元求反可以選用 XRL direct，#0FFH。3.18 要將片內(nèi) RAM 0FH 單元的內(nèi)容傳送去專用寄存器 B，對 0FH 單元的尋址可有三種方法：(1) R 尋址；(2) R 間址；(3) Direct 尋址；請分別編寫出相應(yīng)程序，比較其字節(jié)數(shù)、機器周期數(shù)和優(yōu)缺點。解： (1) MOV R0，0FHMOV B，R0(2) MOV R0，0FHMOV B，R0(3) MOV B，0FH(1) 占四個字節(jié)數(shù)，四個機器周期數(shù)；(2) 占四個字節(jié)數(shù)，四個機器周期數(shù)；(3) 占三個字節(jié)數(shù)，三個機器周期數(shù)；所以第三種方法最好。3.19 設(shè)(R0)=7EH， (DPTR)=10FEH，片 內(nèi) RAM 7EH