單片機(jī)原理及應(yīng)用(第二版)一至七章課后答案 張毅剛

1、第1章 單片機(jī)概述參考答案1答：微控制器，嵌入式控制器2答：CPU、存儲器、I/O口、總線3答：C4答：B5答：微處理器、微處理機(jī)和CPU它們都是中央處理器的不同稱謂，微處理器芯片本身不是計(jì)算機(jī)。而微計(jì)算機(jī)、單片機(jī)它們都是一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，單片機(jī)是集成在一個(gè)芯片上的用于測控目的的單片微計(jì)算機(jī)。嵌入式處理器一般意義上講，是指嵌入系統(tǒng)的單片機(jī)、DSP、嵌入式微處理器。目前多把嵌入式處理器多指嵌入式微處理器，例如ARM7、ARM9等。嵌入式微處理器相當(dāng)于通用計(jì)算機(jī)中的CPU。與單片機(jī)相比，單片機(jī)本身（或稍加擴(kuò)展）就是一個(gè)小的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可獨(dú)立運(yùn)行，具有完整的功能。而嵌入式微處理器僅僅相當(dāng)于單片機(jī)

2、中的中央處理器。為了滿足嵌入式應(yīng)用的特殊要求，嵌入式微處理器雖然在功能上和標(biāo)準(zhǔn)微處理器基本是一樣的，但在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面一般都做了各種增強(qiáng)。6答：MCS-51系列單片機(jī)的基本型芯片分別：8031、8051和8071。它們的差別是在片內(nèi)程序存儲器上。8031無片內(nèi)程序存儲器、8051片內(nèi)有4K字節(jié)的程序存儲器ROM，而8751片內(nèi)有集成有4K字節(jié)的程序存儲器EPROM。7答：因?yàn)镸CS-51系列單片機(jī)中的“MCS”是Intel公司生產(chǎn)的單片機(jī)的系列符號，而51系列單片機(jī)是指世界各個(gè)廠家生產(chǎn)的所有與8051的內(nèi)核結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)兼容的單片機(jī)。8答：相當(dāng)于MCS-51系列中的87C5

3、1，只不過是AT89S51芯片內(nèi)的4K字節(jié)Flash存儲器取代了87C51片內(nèi)的4K字節(jié)的EPROM。9單片機(jī)體積小、價(jià)格低且易于掌握和普及，很容易嵌入到各種通用目的的系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)各種方式的檢測和控制。單片機(jī)在嵌入式處理器市場占有率最高，最大特點(diǎn)是價(jià)格低，體積小。 DSP是一種非常擅長于高速實(shí)現(xiàn)各種數(shù)字信號處理運(yùn)算（如數(shù)字濾波、FFT、頻譜分析等）的嵌入式處理器。由于對其硬件結(jié)構(gòu)和指令進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，使其能夠高速完成各種復(fù)雜的數(shù)字信號處理算法。廣泛地用于通訊、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)字圖像處理，電機(jī)控制系統(tǒng)，生物信息識別終端，實(shí)時(shí)語音壓解系統(tǒng)等。這類智能化算法一般都是運(yùn)算量較大，特別是向量運(yùn)算、指針線性尋

4、址等較多，而這些正是DSP的長處所在。與單片機(jī)相比，DSP具有的實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)算的硬件結(jié)構(gòu)及指令和多總線，DSP處理的算法的復(fù)雜度和大的數(shù)據(jù)處理流量以及片內(nèi)集成的多種功能部件更是單片機(jī)不可企及的。嵌入式微處理器的基礎(chǔ)是通用計(jì)算機(jī)中的CPU，它的地址總線數(shù)目較多能擴(kuò)展較大的存儲器空間，所以可配置實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)(RTOS)。RTOS是嵌入式應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)和開發(fā)平臺。正由于嵌入式微處理器能運(yùn)行實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，所以能夠處理復(fù)雜的系統(tǒng)管理任務(wù)和處理工作。因此，廣泛地應(yīng)用在移動計(jì)算平臺、媒體手機(jī)、工業(yè)控制和商業(yè)領(lǐng)域（例如，智能工控設(shè)備、ATM機(jī)等）、電子商務(wù)平臺、信息家電（機(jī)頂盒、數(shù)字電視）以及軍事上

5、的應(yīng)用。10 廣義上講，凡是系統(tǒng)中嵌入了“嵌入式處理器”，如單片機(jī)、DSP、嵌入式微處理器，都稱其為“嵌入式系統(tǒng)”。但多數(shù)人把 “嵌入”嵌入式微處理器的系統(tǒng)，稱為“嵌入式系統(tǒng)”。 目前“嵌入式系統(tǒng)”還沒有一個(gè)嚴(yán)格和權(quán)威的定義。目前人們所說的“嵌入式系統(tǒng)”，多指后者。 第2章 AT89S51單片機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)參考答案1答：AT89S51單片機(jī)的片內(nèi)都集成了如下功能部件：（1）1個(gè)微處理器（CPU）；（2）128個(gè)數(shù)據(jù)存儲器（RAM）單元 ；（3）4K Flash程序存儲器；（4）4個(gè)8位可編程并行I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）；（5）1個(gè)全雙工串行口；（6）2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；（

6、7）1個(gè)看門狗定時(shí)器；（8）一個(gè)中斷系統(tǒng)，5個(gè)中斷源，2個(gè)優(yōu)先級；（9）25個(gè)特殊功能寄存器（SFR），（10）1個(gè)看門狗定時(shí)器。2答：當(dāng)腳為高電平時(shí)，單片機(jī)讀片內(nèi)程序存儲器（4K 字節(jié)Flash）中的內(nèi)容，但在PC值超過0FFFH（即超出4K字節(jié)地址范圍）時(shí)，將自動轉(zhuǎn)向讀外部程序存儲器內(nèi)的程序；當(dāng)腳為低電平時(shí)，單片機(jī)只對外部程序存儲器的地址為0000HFFFFH中的內(nèi)容進(jìn)行讀操作，單片機(jī)不理會片內(nèi)的4K 字節(jié)的Flash程序存儲器。3答：2µs4答：1個(gè)機(jī)器周期等于12個(gè)時(shí)鐘振蕩周期。5. 答：64K程序存儲器空間中有5個(gè)特殊單元分別對應(yīng)于5個(gè)中斷源的中斷服務(wù)程序入口地址，見下表：

7、表 5個(gè)中斷源的中斷入口地址入口地址中斷源0003H外部中斷0 ()000BH定時(shí)器0 (T0)0013H外部中斷1 ()001BH定時(shí)器1 (T1)0023H串行口6. 答：28H；88H。7答：50H；88H。8答：P標(biāo)志位的值為0。9答：（A）錯(cuò)；（B）錯(cuò)；（C）對；（D）對。10. 答：04H；00H；0組。11答：(A) 對；(B) 對；(C) 錯(cuò)；(D) 對。12. 答：字節(jié)地址00H-1FH的單元可作為工作寄存器區(qū)。13答：(A) 錯(cuò)；(B) 錯(cuò)；(C) 錯(cuò)；(D) 錯(cuò)。14答： (C)。15. 答：PC；PC。16答：64K字節(jié)。17P0口每位可驅(qū)動8個(gè)LSTTL輸入，而P1、

8、P2、P3口的每一位的驅(qū)動能力，只有P0口的一半。當(dāng)P0口的某位為高電平時(shí)，可提供400mA的電流；當(dāng)P0口的某位為低電平（0.45V）時(shí)，可提供3.2mA的灌電流，如低電平允許提高，灌電流可相應(yīng)加大。所以，任何一個(gè)口要想獲得較大的驅(qū)動能力，只能用低電平輸出。18答：按下復(fù)位按鈕。19. 答：(A) 對； (B) 對；（C）錯(cuò)；（D）錯(cuò)。20. 答：(A) 對； (B) 對；（C）對；（D）錯(cuò)。·1·第3章 AT89S51的指令系統(tǒng)參考答案1答：（1）錯(cuò)（2）錯(cuò)（3）對（4）錯(cuò)（5）錯(cuò)（6）錯(cuò)（7）錯(cuò)（8）對（9）錯(cuò)（10）對（11）對（12）錯(cuò)。2答：（A）對（B）對（C

9、）錯(cuò)（D）錯(cuò)。3答：A，PC，DPTR。4答：只能使用直接尋址方式。5答：操作碼，操作數(shù)，操作碼。6. 答：1031H。7答：程序，數(shù)據(jù)。8答：地址。9答：A的內(nèi)容與B的內(nèi)容互換。10答：（A）=50H，（SP）=50H，（51H）=30H，（52H）=50H，（PC）5030H11答：（A）ANL A，#87H（B）ANL A，#0C3H（C）ORL A，#0CH12答：（A）=0CBH。13答：（A）=00H，（R3）=0AAH。14答：（DPH）=3CH，（DPL）=5FH，（SP）=50H15答：（SP）=62H，（61H）=30H，（62H）=70H。16答：MOVR7，APUSHA

10、ccMOVA，BMOVXDPTR，A17答：（D）。18答：（C）。19答：基本型的51子系列單片機(jī)，由于其片內(nèi)RAM的地址范圍為00H7FH，而80HFFH為特殊功能寄存器區(qū)，而對特殊功能寄存器尋址，只能使用直接尋址方式。對片內(nèi)RAM尋址，當(dāng)使用寄存器間接尋址是采用R0或R1作為間接尋址的，因此R0或R1的內(nèi)容不能超過7FH。增強(qiáng)型的52子系列單片機(jī)，片內(nèi)RAM的地址范圍為00HFFH，因此作為間接尋址寄存器的R0或R1的內(nèi)容就不受限制。第4章 AT89S51匯編語言程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試參考答案1答：偽指令是程序員發(fā)給匯編程序的命令，只有在匯編前的源程序中才有偽指令，即在匯編過程中的用來控制匯編

11、過程的命令。所謂“偽”是體現(xiàn)在匯編后，偽指令沒有相應(yīng)的機(jī)器代碼產(chǎn)生。常用偽指令及其功能如下： ORG（ORiGin）匯編起始地址命令；END(END of assembly)匯編終止命令；EQU（EQUate）標(biāo)號賦值命令；DB（Define Byte）定義數(shù)據(jù)字節(jié)命令；DW（Define Word）定義數(shù)據(jù)字命令；DS（Define Storage）定義存儲區(qū)命令；BIT 位定義命令2 答：手工匯編：通過查指令的機(jī)器代碼表（表3-2），逐個(gè)把助記符指令“翻譯”成機(jī)器代碼，再進(jìn)行調(diào)試和運(yùn)行。這種人工查表“翻譯”指令的方法稱為“手工匯編”。機(jī)器匯編：借助于微型計(jì)算機(jī)上的軟件(匯編程序)

12、來代替手工匯編。通過在微機(jī)上運(yùn)行匯編程序，把匯編語言源程序翻譯成機(jī)器代碼。反匯編：將二進(jìn)制的機(jī)器碼程序翻譯成匯編語言源程序的過程稱為“反匯編”。3答：從1000H開始的各有關(guān)存儲單元的內(nèi)容(16進(jìn)制)如下：4D 41 49 4E 12 34 30 0000 70 4在編寫子程序時(shí)應(yīng)注意以下問題：（1）子程序的第一條指令前必須有標(biāo)號。（2）主程序調(diào)用子程序，有如下兩條子程序調(diào)用指令： 絕對調(diào)用指令A(yù)CALL addr11。被調(diào)用的子程序的首地址與絕對調(diào)用指令的下一條指令的高5位地址相同，即只能在同一個(gè)2KB區(qū)內(nèi)。 長調(diào)用指令LCALL addr16。addr16為直接調(diào)用的目的地址，被調(diào)用的子程

13、序可放置在64KB程序存儲器區(qū)的任意位置。（3）子程序結(jié)構(gòu)中必須用到堆棧，用來保護(hù)斷點(diǎn)和現(xiàn)場保護(hù)。（4）子程序返回時(shí)，必須以RET指令結(jié)束。（5）子程序可以嵌套，但要注意堆棧的沖突。 5答：參考程序如下：MOVA，45HANLA，#0FHORLA，#0FHMOV45H，A6答：A=80H ，SP=40H，(41H)=50H，(42H)=80H ，PC=8050H7答：參考程序如下：START：MOVR0,#30HMOVR2,#20HLOOP:MOVA,R0CJNEA,#0AAH,NEXTMOV51H,#01HLJMPEXITNEXT:INCR0DJNZR2,LOOPMOV51H,#00HEXI

14、T:RET8答：參考程序如下：START：MOV41H,#0MOVR0，#20HMOVR2，#20HLOOP：MOVA,R0JNZNEXTINC41HNEXT：INCR0DJNZR2，LOOPRET9答：參考程序如下：ORG 0100H MOVR2, #20H要比較的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù) MOVA , #21H MOVR1 , A DECR2 MOVA , R1 LOOP:MOVR3,A DECR1 CLRC SUBBA，R1 JNCLOOP1 MOVA，R1 SJMPLOOP2LOOP1: MOVA,R3 LOOP2: DJNZR2, LOOP MOVR0,A RET 10答：（1）SP=SP+1=6

15、1H(61H)=PC的低字節(jié)=03H SP=SP+1=62H(62H)=PC的高字節(jié)=20H（2）PC=3456H（3）不可以（4）2KB2048 Byte11答：可對程序做如下修改： ORG 0100HDEL: MOV R7, #200DEL1: MOV R6, #123 ；將原來的立即數(shù)125改為123 DEL2: DJNZ R6, DEL2 NOP ；增加的指令 DJNZR7, DEL1 RET程序修改后的延時(shí)時(shí)間為：1+(1+123*2+1+2)*200+2=50003us=50.003ms第5章 AT89S51的中斷系統(tǒng)參考答案1答：0013H；001BH2答：外部中斷1，定時(shí)器T1

16、3 答：RETI指令在返回的同時(shí)清除相應(yīng)的優(yōu)先級觸發(fā)器，以允許下次中斷，而RET指令則沒有這個(gè)操作。除了這一點(diǎn)兩條指令不同外，其它操作都相同。4答：D5 答：在一個(gè)單一中斷的系統(tǒng)里，AT89S51單片機(jī)對外部中斷請求的響應(yīng)時(shí)間總是在38個(gè)機(jī)器周期之間。在下述三種情況下，AT89S51將推遲對外部中斷請求的響應(yīng)：（1）AT89S51正在處理同級或更高優(yōu)先級的中斷。（2）所查詢的機(jī)器周期不是當(dāng)前正在執(zhí)行指令的最后一個(gè)機(jī)器周期。（3）正在執(zhí)行的指令是RETI或是訪問IE或IP的指令。如果存在上述三種情況之一，AT89S51將丟棄中斷查詢結(jié)果，將推遲對外部中斷請求的響應(yīng)。6答：D7答：PC、PC、程序

17、存儲器8答: 參考程序段如下：SETBIT1SETBEX1SETBEA9答：（A）10答：一個(gè)中斷源的中斷請求被響應(yīng)，必須滿足以下必要條件：（1）總中斷允許開關(guān)接通，即IE寄存器中的中斷總允許位EA=1。（2）該中斷源發(fā)出中斷請求，即該中斷源對應(yīng)的中斷請求標(biāo)志為“1”。（3）該中斷源的中斷允許位=1，即該中斷被允許。（4）無同級或更高級中斷正在被服務(wù)。11答：（A）、（C）、（D）12答：參見電路如圖5-10，參考程序如下：ORG0000HLJMPMAINORG0013HLJMPINT_EX1ORG0030HMAIN:CLRIT0；采用電平觸發(fā)，低電平有效中斷SETBEX1；允許外部中斷1SE

18、TBEA；插入一段用戶程序WAIT: MOVPCON,#01H；單片機(jī)進(jìn)入休眠方式等待中斷NOPLJMPWAIT；以下為外部中斷1服務(wù)子程序INT_EX1：JBP1.2，NEXT1；判斷是不是3號中斷 LJMPINT_IR3；跳轉(zhuǎn)到3號中斷處理程序NEXT1:JBP1.1，NEXT2；判斷是不是2號中斷 LJMPINT_IR2；跳轉(zhuǎn)到2號中斷處理程序NEXT2:LJMPINT_IR1；跳轉(zhuǎn)到1號中斷處理程序ORG1000HINT_IR3:相應(yīng)中斷處理程序RETI；中斷返回ORG1100HINT_IR2:相應(yīng)中斷處理程序RETI；中斷返回ORG1200HINT_IR1:相應(yīng)中斷處理程序RETI；

19、中斷返回第6章 AT89S51的定時(shí)/計(jì)數(shù)器參考答案1答：（A）對；（B）錯(cuò)；（C）錯(cuò)；（D）錯(cuò)；2答：因?yàn)闄C(jī)器周期：所以定時(shí)器/計(jì)數(shù)器工作方式0下，其最大定時(shí)時(shí)間為同樣可以求得方式1下的最大定時(shí)時(shí)間為262.144ms；方式2下的最大定時(shí)時(shí)間為1024ms。3答：定時(shí)/計(jì)數(shù)器作定時(shí)時(shí)，其計(jì)數(shù)脈沖由系統(tǒng)振蕩器產(chǎn)生的內(nèi)部時(shí)鐘信號12分頻后提供。定時(shí)時(shí)間與時(shí)鐘頻率和定時(shí)初值有關(guān)。4答：由于確認(rèn)1次負(fù)跳變要花2個(gè)機(jī)器周期，即24個(gè)振蕩周期，因此外部輸入的計(jì)數(shù)脈沖的最高頻率為系統(tǒng)振蕩器頻率的1/24。5答：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0在計(jì)數(shù)和定時(shí)工作完成后，均采用中斷方式工作。除了第一次計(jì)數(shù)工作方式設(shè)置在主程序

20、完成外，后面的定時(shí)或計(jì)數(shù)工作方式分別在中斷程序完成，用一標(biāo)志位識別下一輪定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0的工作方式。參考程序如下：ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPIT0PMAIN:MOVTMOD,#06H；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0為計(jì)數(shù)方式2MOVTL0,#156；計(jì)數(shù)100個(gè)脈沖的初值賦值MOVTH0,#156SETBGATE；打開計(jì)數(shù)門SETBTR0；啟動T0，開始計(jì)數(shù)SETBET0；允許T0中斷SETBEA；CPU開中斷CLRF0；設(shè)置下一輪為定時(shí)方式的標(biāo)志位WAIT:AJMPWAITIT0P:CLREA；CPU關(guān)中斷JBF0,COUNT；F0=1，轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)方式設(shè)置MOVTMOD,#0

21、0H；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0為定時(shí)方式0MOVTH0,#0FEH；定時(shí)1ms初值賦值MOVTL0,#0CHSETBEARETICOUNT:MOVTMOD,#06HMOVTL0,#156SETBEARETI6. 答：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式2具有自動恢復(fù)初值的特點(diǎn)，適用于精確定時(shí)，比如波特率的產(chǎn)生。7. 答：根據(jù)題意，從P1.0輸出的矩形脈沖的高低電平的時(shí)間為10:1，則高低電平的時(shí)間分別為363.63s和36.37s。如果系統(tǒng)采用6MHz晶振的話，Tcy=2s，因此高低電平輸出取整，則約為364s和36s。參考程序如下：ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPIT0PMAIN:MO

22、VTMOD,#02H；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0為定時(shí)方式2MOVTL0,#4AH；定時(shí)364s初值賦值SETBTR0；啟動T0，開始計(jì)數(shù)SETBET0；允許T0中斷SETBEA；CPU開中斷SETBP1.0WAIT：AJMPWAITIT0P：CLREACLRP1.0；關(guān)中斷MOVR0,#9DLY：DJNZR0,DLY；延時(shí)36sMOVTL0,#4AH；定時(shí)364s初值賦值SETBP1.0SETBEARETI8. 答：方法1，在第一個(gè)定時(shí)器的中斷程序里關(guān)閉本定時(shí)器的中斷程序，設(shè)置和打開另一個(gè)定時(shí)器；在另一個(gè)定時(shí)器的中斷程序中關(guān)閉本定時(shí)中斷，設(shè)置和打開另一個(gè)定時(shí)器。這種方式的定時(shí)時(shí)間為兩個(gè)定時(shí)器定時(shí)時(shí)間

23、的和。方法2，一個(gè)作為定時(shí)器，在定時(shí)中斷后產(chǎn)生一個(gè)外部計(jì)數(shù)脈沖（比如由P1.0接產(chǎn)生），另一個(gè)定時(shí)器工作在計(jì)數(shù)方式。這樣兩個(gè)定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間為一個(gè)定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間乘以另一個(gè)定時(shí)器的計(jì)數(shù)值。9. 答：由TMOD寄存器的D6位“C/T*”來控制定時(shí)器T1的啟動和關(guān)閉。10. 答：采用方式1定時(shí)工作方式。最大脈沖寬度為131.072ms。11. 答：將P1.1的輸入脈沖接入INT0，即使用T0計(jì)數(shù)器完成對P1.1口的脈沖計(jì)數(shù)。參考程序如下：ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPIT0PMAIN:JNBP1.0,MAINMOVTMOD,#05H；定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0為計(jì)數(shù)方式1SETB

24、TR0；啟動T0，開始計(jì)數(shù)SETBET0；允許T0中斷SETBEA；CPU開中斷WAIT:JBP1.2,WAITCLREACLRTR0MOVR1,TH0MOVR0,TL0AJMP$IT0P:INCR2RETI12. 答：THx與TLx (x=0,1)是由特殊功能寄存器構(gòu)成的計(jì)數(shù)器，其內(nèi)容可以隨時(shí)用指令更改，更改后的新值是立即刷新。但在讀THx、TLx的值時(shí)，應(yīng)該先讀THx值，后讀TLx，再讀THx。若兩次讀得THx相同，則可確定讀得的內(nèi)容正確。若前后兩次讀得的THx有變化，再重復(fù)上述過程。第7章 AT89S51的串行口參考答案1答：方式1。2答：相等的。3答：A對；B對；C錯(cuò)；D對；E對。4答：C5答：C6答：當(dāng)接收方檢測到RXD端從1到0的跳變時(shí)就啟動檢測器，接收的值是3次連續(xù)采樣，取其中2次相同的值，以確認(rèn)是否是真正的起始位的開始，這樣能較好地消除干擾引起的影響，以保證可靠無誤的開始接受數(shù)據(jù)。7答：串行口有4種工作方式：方式0、方式1、方式2、方