微機與單片機原理及應用林麗群課后參考答案

習題答案答：微控制器，嵌入式控制器答：將CPU、存儲器和I/O口通過內部總線連接在一起，集成于一塊芯片上。答：受器件的物理性能限制。答：微處理器、微處理機和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算機。而微計算機、單片機它們都是一個完整的計算機系統(tǒng)，單片機是集成在一個芯片上的用于測控目的的單片微計算機。嵌入式處理器一般意義上講，是指嵌入系統(tǒng)的單片機、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于通用計算機中的CPU。與單片機相比，單片機本身（或稍加擴展）就是一個小的計算機系統(tǒng)，可獨立運行，具有完整的功能。而嵌入式微處理器僅僅相當于單片機中的中央處理器。為了滿足嵌入式應用的特殊要求，嵌入式微處理器雖然在功能上和標準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。5.答：廣義上講，凡是系統(tǒng)中嵌入了“嵌入式處理器”，如單片機、DSP、嵌入式微處理器，都稱其為“嵌入式系統(tǒng)”。但多數人把“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)”還沒有一個嚴格和權威的定義。目前人們所說的“嵌入式系統(tǒng)”，多指后者。答：單片機體積小、價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，實現各種方式的檢測和控制。單片機在嵌入式處理器市場占有率最高，最大特點是價格低，體積小。DSP是一種非常擅長于高速實現各種數字信號處理運算（如數字濾波、FFT、頻譜分析等）的嵌入式處理器。由于對其硬件結構和指令進行了特殊設計，使其能夠高速完成各種復雜的數字信號處理算法。廣泛地用于通訊、網絡通信、數字圖像處理，電機控制系統(tǒng)，生物信息識別終端，實時語音壓解系統(tǒng)等。這類智能化算法一般都是運算量較大，特別是向量運算、指針線性尋址等較多，而這些正是DSP的長處所在。與單片機相比，DSP具有的實現高速運算的硬件結構及指令和多總線，DSP處理的算法的復雜度和大的數據處理流量以及片內集成的多種功能部件更是單片機不可企及的。嵌入式微處理器的基礎是通用計算機中的CPU，它的地址總線數目較多能擴展較大的存儲器空間，所以可配置實時多任務操作系統(tǒng)(RTOS)。RTOS是嵌入式應用軟件的基礎和開發(fā)平臺。正由于嵌入式微處理器能運行實時多任務操作系統(tǒng)，所以能夠處理復雜的系統(tǒng)管理任務和處理工作。因此，廣泛地應用在移動計算平臺、媒體手機、工業(yè)控制和商業(yè)領域（例如，智能工控設備、ATM機等）、電子商務平臺、信息家電（機頂盒、數字電視）以及軍事上的應用。習題答案一、填空題1）計算機的主機中流動著兩類信息流：指令流和數據流。由主存儲器流向控制器的信息流稱為指令流,由主存儲器流向運算器或由運算器流向主存儲器的信息流稱為數據流，控制器依據指令發(fā)出控制信號，控制整機工作來處理信息。2）計算機硬件由5個基本部分組成，包括運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備。3）信息存入存儲器的操作稱為寫操作，從存儲器中取出信息的操作稱為讀操作，這兩種操作統(tǒng)稱為訪問。二、簡答題1.答：分為地址總線、數據總線和控制總線。地址總線用來傳送CPU訪問目標的地址信息。數據總線用來傳送CPU與訪問目標間的交流數據?？刂瓶偩€用來傳送CPU控制信號、時序信號和狀態(tài)信息。答：指令和數據以2進制數方式存儲在內存中，取出后送往控制器的是指令，反之則是數據。答：復雜指令集（CISIC）和精簡指令集（RISIC）。CISIC指令集的設計是基于盡量讓一條指令實現一個復雜的處理，避免對存儲器的存取速度慢這個缺點。所以，每條指令所帶的操作數數目及其存放的地點都是任意的。指令長短不一，指令執(zhí)行時間也相差懸殊。RISC的設計思想是基于對存儲器的存取速度夠快這個優(yōu)點，盡量去降低指令的數量和復雜性，力求每條指令只執(zhí)行一個基本計算，從而得到一個最小化的指令集。為了達到可能的最高速度，RISC指令被設計為固定長度，并在一個時鐘周期內執(zhí)行一條命令。答：程序計數器PC是控制器取指的指示牌，控制器依據PC的內容從程序存儲器中讀取指令，隨之對讀出的指令進行譯碼執(zhí)行。控制器每讀取指令一次，就讓PC內容自動遞增（取幾個字節(jié)遞增幾個字節(jié)），這意味下一條指令要順序讀取，因此，通常情況下，程序是順序執(zhí)行的。當執(zhí)行的指令是轉移指令時，執(zhí)行該條指令的結果就是控制器把目標指令的地址寫入PC，讓PC的內容發(fā)生突變，因此下一條指令就不再是順序讀取，程序的運行流程就發(fā)生了轉移。另外，發(fā)生中斷并響應中斷時，PC的內容發(fā)生突變。答：總線分為內部總線、系統(tǒng)總線和I/O總線。在地址信號和控制信號的作用下，目標IO接口或內存單元被選中、輸出數據被送到數據總線DB上，CPU在讀選通信號結束的那一時刻把數據總線DB上的數據讀入CPU內部。反之，當CPU要把一個數據輸給某一IO接口或內存單元時，也必須傳送地址信號，并發(fā)出一個寫選通信號。寫選通信號通過控制總線CB中寫控制線來傳送。CPU輸出數據信號到數據總線DB上，在地址信號和控制信號作用下，數據總線DB上的數據被寫入目標IO接口或內存單元中。答：尋址作用，指定CPU訪問的目標單元。地址總線是也是三態(tài)的，不過它是單向輸出線，CPU內部有一個地址總線緩沖器，它用來連接內部地址總線與外部地址總線。當有地址信號發(fā)送時，地址緩沖器與外部地址總線連接，當CPU不發(fā)送地址信號時，地址緩沖器與外部地址總線脫開。習題答案1.答：用示波器探測ALE引腳，若有方波輸出，可以判斷80C51正在工作。答：訪問片外程序存儲器允許信號，在使用8031時，信號引腳應該接地。答：訪問程序存儲器時，需要的讀選通信號，配套的還有ALE地址鎖存信號。答：第0組工作寄存器，地址為00H-07H，CPU通過程序狀態(tài)字PSW的RS0和RS1來確定和改變當前工作寄存器組。答：由指令來區(qū)別，如果是布爾操作指令，那么是位地址，否則是字節(jié)地址。位地址7CH位于RAM中字節(jié)地址2FH單元D0-D7中的D4。答：堆棧是一個按照后進先出的原則存取數據的存儲區(qū)域。SP用于指示當前存取數據的位置。不能超過120字節(jié)。80C51是滿遞增堆棧，即先SP指針加1，然后把數據存于SP指向的單元；或先把SP指向單元的數據讀出，然后SP減一。而8086是滿遞減堆棧，即先SP指針減1，然后把數據存于SP指向的單元；或先把SP指向單元的數據讀出，然后SP加一。答：有待機方式和掉電方式2種。把特殊功能寄存器PCON的IDL位置1，CPU就進入待機狀態(tài)，中斷相應時自動退出；把特殊功能寄存器PCON的PD位置1，CPU就進入掉電狀態(tài)，只能通過人工復位退出。答：MOVA，40H；直接尋址，A=48HMOVR0，A；寄存器尋址，R0=48HMOVP1，#0F0H；立即尋址，P1=0F0HMOV@R0，30H；直接尋址，(48H)=38HMOVDPTR，#3848H；立即尋址，DPTR=3848HMOV40H，38H；直接尋址，(40H)=40HMOVR0，30H；直接尋址，R0=38HMOV0D0H，R0;寄存器尋址,(0D0H)=38HMOV18H，#30H；立即尋址，(18H)=30HMOVA，@R0;寄存器間接尋址，A=40HMOVP2，P1；直接尋址，P2=0F0H答：MOVDPTR,#200DH；MOVXA,@DPTRMOVDPTR,#280DH；MOVX@DPTR,A答：①MOVA，#0EFH；MOVCA,@A+PC;②MOVA,#0FFH;MOVDPTR,#1000H;MOVCA,@A+DPTR答：JCTABLEMOVC,B.4ANLC,P1.7JCTABLEMOVC,ACC.7ANLC,P1.0TABLE:MOVPSW.5,C答：(A)=80H

(32H)=08H

(40H)=80H

(R0)=#35習題答案1.答：用示波器探測ALE引腳，若有方波輸出，可以判斷80C51正在工作。答：訪問片外程序存儲器允許信號，在使用8031時，信號引腳應該接地。答：訪問程序存儲器時，需要的讀選通信號，配套的還有ALE地址鎖存信號。答：第0組工作寄存器，地址為00H-07H，CPU通過程序狀態(tài)字PSW的RS0和RS1來確定和改變當前工作寄存器組。答：由指令來區(qū)別，如果是布爾操作指令，那么是位地址，否則是字節(jié)地址。位地址7CH位于RAM中字節(jié)地址2FH單元D0-D7中的D4。答：堆棧是一個按照后進先出的原則存取數據的存儲區(qū)域。SP用于指示當前存取數據的位置。不能超過120字節(jié)。80C51是滿遞增堆棧，即先SP指針加1，然后把數據存于SP指向的單元；或先把SP指向單元的數據讀出，然后SP減一。而8086是滿遞減堆棧，即先SP指針減1，然后把數據存于SP指向的單元；或先把SP指向單元的數據讀出，然后SP加一。答：有待機方式和掉電方式2種。把特殊功能寄存器PCON的IDL位置1，CPU就進入待機狀態(tài)，中斷相應時自動退出；把特殊功能寄存器PCON的PD位置1，CPU就進入掉電狀態(tài)，只能通過人工復位退出。答：MOVA，40H；直接尋址，A=48HMOVR0，A；寄存器尋址，R0=48HMOVP1，#0F0H；立即尋址，P1=0F0HMOV@R0，30H；直接尋址，(48H)=38HMOVDPTR，#3848H；立即尋址，DPTR=3848HMOV40H，38H；直接尋址，(40H)=40HMOVR0，30H；直接尋址，R0=38HMOV0D0H，R0;寄存器尋址,(0D0H)=38HMOV18H，#30H；立即尋址，(18H)=30HMOVA，@R0;寄存器間接尋址，A=40HMOVP2，P1；直接尋址，P2=0F0H答：MOVDPTR,#200DH；MOVXA,@DPTRMOVDPTR,#280DH；MOVX@DPTR,A答：①MOVA，#0EFH；MOVCA,@A+PC;②MOVA,#0FFH;MOVDPTR,#1000H;MOVCA,@A+DPTR答：JCTABLEMOVC,B.4ANLC,P1.7JCTABLEMOVC,ACC.7ANLC,P1.0TABLE:MOVPSW.5,C答：(A)=80H

(32H)=08H

(40H)=80H

(R0)=#35習題答案答：80C51有5個中斷源，分別是：外部中斷0，定時器/計數器0，外部中斷1，定時器/計數器1，串行口中斷。對于外部中斷0,1，外部電平產生負跳變時，會產生中斷標志IE0或IE1；對于定時器/計數器T0或T1，當內部計數器溢出時，產生中斷標志IF0或IF1。上述4個中斷標志，在CPU響應中斷時，由硬件自動清零。若不使用中斷則需要軟件清零。對于串行口中斷，當接收到一幀數據或發(fā)送完一幀數據時，產生中斷標志RI或TI，這兩個中斷標志只能由軟件清零。2.答：做定時器時，定時時間與晶振頻率有關，與工作方式（即計數器長度）有關。做計數用時，外部脈沖的計數頻率不得超過晶振頻率的1/24。脈沖的寬度不得小于一個機器周期。3.答：定時器T0為方式3時，把定時器控制寄存器的C/T1位清零，可以啟動定時器T1（作波特率發(fā)生器）。把C/T1位置1，就關閉定時器T1。答：把T0拆成兩個定時器，所以設置為方式3，TL0組成的定時器產生500us定時，TH0組成的定時器產生200us定時。計算時間常數：TL0=28–t/T=28–500×10-6/2×10-6=256–250=6HTH0=28–t/T=28–200×10-6/2×10-6=256–100=156=9CH中斷向量區(qū)的引導程序：ORG0000H AJMPMAIN ORG000BH AJMPPT0INT0 ORG001BH AJMPPT0INT1 ORG0030H主程序：MAIN: MOVTMOD,#03H MOVTL0,#6H MOVTH0,#9CH SETBEA SETBET0 SETBET1 SETBTR0 SETBTR1兩中斷程序：ORG0100HPT0INT0:MOVTL0,#6H CPLP1.0 RETIPT0INT1:MOVTH0,#9CH CPLP1.1 RETI5.答：應選擇計數長度最大的方式，所以把定時器設置為工作方式1,可以得到最大量程。機器周期=12/（6×1000000）=2×10us最大量程=65536×機器周期=65536×2×10us=0.13s6.答：4種工作方式。方式0同步移位寄存器方式波特率為fosc/12方式110位異步通訊接口波特率可變方式211位異步通訊接口波特率為fosc/64或波特率為fosc/32方式311位異步通訊接口波特率可變7.答：波特率指每秒傳送的位數。溢出率指定時器每秒發(fā)生的溢出次數。波特率由T1設置的計算公式如下：溢出率=2SMOD*機器周期/定時器(長度-初值+中斷服務時間)波特率=溢出率/328.答:采用方式2，就不必使用中斷重裝定時器初值。初值=256–2SMOD*機器周期/（32*BR）9.答：按題意1幀數據共有10位，即傳送1個字符需要10位。波特率=1800×10/60=300pbs10.答：波特率不加倍的情況（PCON.7=0） 波特率=T1的溢出率/32=1/((28–TL1)×2×10-6×32)TL1=28–1/(波特率×2×10-6×32)=256–13.0208≈243實際波特率=1/((28–243)×2×10-6×32)≈1202pbs 習題答案1．答：指令：指定電子計算機實現某種控制或運算的代碼。指令系統(tǒng)：指令系統(tǒng)是計算機硬件的語言系統(tǒng)，是機器所具有的全部指令的集合。程序：程序是指按照一定的規(guī)則和順序的任務執(zhí)行過程，是一套指令集合，程序由數據結構和算法組成。程序設計：給出解決特定問題程序的過程，是軟件構造活動中的重要組成部分。機器語言：機器語言是機器能直接識別的程序語言或指令代碼。匯編語言：匯編語言是一種用于電子計算機、微處理器、微控制器或其他可編程器件的低級語言，用助記符代替機器指令的操作碼，用地址符號或標號代替指令或操作數的地址。高級語言：高級語言是相對于匯編語言而言的，它是較接近自然語言和數學公式的編程，基本脫離了機器的硬件系統(tǒng)，用人們更易理解的方式編寫程序。答：目前在單片機領域最廣泛使用的是高級語言。高級語言與計算機的硬件結構及指令系統(tǒng)無關，它有更強的表達能力，可方便地表示數據的運算和程序的控制結構，能更好的描述各種算法，而且容易學習掌握。高級語言語言單片機不能直接執(zhí)行，必須經過專門的編譯工具翻譯為機器碼后單片機才能運行。答：結構化程序設計是進行以模塊功能和處理過程設計為主的詳細設計的基本原則。結構化程序設計是過程式程序設計的一個子集，它對寫入的程序使用邏輯結構，使得理解和修改更有效更容易。結構化程序設計的三種基本結構：順序結構、循環(huán)結構、選擇結構。答：80C51有兩條査表指令：MOVA,@A+DPTR、MOVA,@A+PC。兩條指令本質區(qū)別：查表的基地址不同，一個采用DPTR，另一個采用PC。當表的長度超過256字節(jié)時，應該把查表的偏移量分為高8位和低8位兩個數據，低8位數據數據放入A中，而高8位數據與DPTR或PC的高8位數據相加。答：偽指令是匯編程序能夠識別并對匯編過程進行某種控制的匯編命令。它不是單片機執(zhí)行的指令，所以沒有對應的可執(zhí)行目標代碼，匯編后產生的目標程序中不會再出現偽指令。答：順序程序又稱直接程序，程序執(zhí)行時從第一條指令開始順序執(zhí)行到最后一條指令止。MOV A，R0 ；讀低８位CPL A ；取反ADD A，#1 ；加１MOV R2，A ；存低８位MOV A，R1 ；讀高８位CPL A ；取反ADDC A，#0 ；加進位MOV 20H，R1；高８位→位尋址區(qū)MOV C，07H；符號位→C MOV ACC.7，C ；恢復符號MOV R3，A；存高８位SJMP $ 答：KEYJMP:MOVDPTR,#TAB ;指向表首高8位地址 MOV A,20H ;取鍵值 RL A;鍵值乘2作查表偏移量 MOV 20H,A ;暫存偏移量 MOVCA,@A+DPTR ;取高8位地址 MOV 22H,A ;暫存高8位地址INC DPTR ;指向表首地址低8位 MOV A,20H ;取偏移量 MOVCA,@A+DPTR ;取低8位地址 MOV 23H,A ;暫存低8位地址 RETTAB:DB01H,23H ;“0”鍵入口地址 DB 01H,86H ;“1”鍵入口地址 DB 02H,34H ;“2”鍵入口地址 DB 03H,16H ;“3”鍵入口地址 DB 014,15H ;“4”鍵入口地址答：（1）可讀性好。C51語言程序比匯編語言程序的可讀性好，編程效率高，程序便于修改、維護以及升級。（2）模塊化開發(fā)與資源共享。用C51開發(fā)的程序模塊可不經修改，直接被其他工程所用，使得開發(fā)者能夠很好地利用已有的大量標準C程序資源與豐富的庫函數，減少重復勞動，同時也有利于多個工程師進行協(xié)同開發(fā)。（3）可移植性好。為某種型號單片機開發(fā)的C語言程序，只需把與硬件相關的頭文件和編譯鏈接的參數進行適當修改，就可方便地移植到其他型號的單片機上。9.答：（1）擴展的數據類型：位變量bit、特殊功能寄存器sfr、特殊功能寄存器sfr16、特殊功能位sbit。（2）存儲類型：DATA、IDATA、BDATA、XDATA、PDATA、CODE。10.答：（1）C51中斷服務函數的一般形式：函數類型函數名（形式參數表）interruptnusingn{函數體}（2）關鍵字interrupt是中斷號，對于51單片機，n取值為0~4；關鍵字using后的n是所選擇的寄存器組，using是一個選項，可省略。11.答：#include<reg51.h>unsignedchardispcode[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0