《单片机原理与接口技术》课后答案段晨东主编详尽版Word文件下载.docx
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6.求下列数据的原码、反码、补码(以8位表示)
(1)73
(2)23(3)-1(4)-109
(1)[73]原=01001011[73]反=01001011[73]补=01001011
(2)[23]原=00010111[23]反=00010111[23]补=00010111
(3)[-1]原=10000001[-1]反=11111110[-1]补=11111111
(4)[-109]原=11101101[-109]反=10010010[-109]补=10010011
7.求下列数据的原码、反码、补码(以16位表示)
(1)-12137
(2)0(3)-1(4)23679
(1)[-12137]原=1010111101101001[-12137]反=1101000010010110
[-12137]补=110100*********1
(2)[+0]原=0000000000000000[+0]反=0000000000000000[+0]补=0000000000000000
[-0]原=1000000000000000[-0]反=111111*********1[+0]补=0000000000000000
(3)[-1]原=1000000000000001[-1]反=1111111111111110[-1]补=111111*********1
(4)[+23679]原=0101110001111111=[+23679]反=[+23679]补
8.把下列十进制数转换为二进制、十六进制数,并把它们用BCD码表示:
(1)128
(2)7891(3)819(4)21
(1)(128)10=(10000000)2=(80)16=(000100101000)BCD
(2)(7891)10=(1111011010011)2=(1ED3)16=(0111100010010001)BCD
(3)(819)10=(1100110011)2=(333)16=(100010010001)BCD
(4)(21)10=(10101)2=(15)16=(00100001)BCD
9.写出下列数据的定点小数和浮点数,定点小数的小数部分为1个字节,浮点数为3字节浮点数格式。
(1)-76.25
(2)3789(3)-32767
(2)1.109375
(1)定点数11001100.00100000浮点数879840H
(2)定点数111011001101.00000000浮点数0CECD0H
(3)定点数111111*********1浮点数8FFFFEH
(4)定点数0001.00011011浮点数018D80H
10.请把下列字符串用ASCII码表示。
(1)WWW.CCTV.COM
(2)Wo123_Password:
0
(1)5757572E434354562E434F4D
(2)576F3132335F50617373776F72643A30
第二章复习思考题答案
B2:
B3:
A4:
D5:
C6:
C7:
A8:
B9:
B10:
11:
B12:
D13:
B14:
A15:
B16:
C17:
B18:
C19:
C20:
21:
C22:
D23:
C24:
C25:
B26:
A27:
A28:
D29:
D30:
C
31:
A32:
B33:
C34:
D35:
B36:
D37:
A38:
A39:
B40:
二、简答题
1.MCS-51单片机芯片包含哪些主要逻辑功能部件?
各有什么功能?
中央处理器CPU:
完成运算和控制操作。
存储器:
内部数据存储器RAM用于存放程序的机器代码和常数;
内部程序存储器用于存放可读写的数据。
特殊功能寄存器用于存放相应功能部件的控制命令、状态和数据。
并行口:
P0~P3除了可以作为基本的I/O功能之外,P3口的第二功能还提供了串行口、外部中断、外部计数等功能以及访问外部数据存储器和外部I/O口的控制信号。
串行口:
用于串行通信。
定时/计数器:
2个16位定时器/计数器,具有多种工作模式,用于计数、定时和产生串行通信的波特率。
中断系统:
单片机有5个中断源,分别为2个外部中断、2个定时器/计数器溢出中断、1个串行口接收/发送中断,提供2个中断优先级。
实现实时控制等。
2.MCS-51的控制总线信号有哪些?
它们各起什么作用?
ALE——地址锁存控制信号,输出。
ALE用于锁存地址总线的低八位。
该信号频率为振荡器频率的1/6,可作为外部定时或时钟使用。
——外部程序存储器读选通信号,输出,
为低电平时,CPU从外部程序存储器的单元读取指令。
——内、外程序存储器选择控制端,输入,当
接地(
=0)时,CPU对程序存储器的操作仅限于单片机外部。
当
接高电平(
=1)时,CPU对程序存储器的操作从单片机内部开始,并可延伸到单片机的外部。
RESET——复位信号。
在RESET引脚上保持2个机器周期以上的高电平,单片机复位。
3.MCS-51单片机的
信号有什么功能?
在使用8031时,
引脚应如何处理?
为内、外程序存储器选择控制端,当
8031无片内ROM,所以
必须接地。
4.程序计数器PC的作用是什么?
程序计数器PC是一个16位的寄存器,用来存放下一条即将执行指令的地址。
CPU每取一次机器码,PC的内容自动加1,CPU执行一条指令,PC的内容自动增加该指令的长度(指令的字节数)。
CPU复位后,PC的内容为0000H,它意味着程序从头开始执行。
5.MCS-51单片机有哪些控制信号需要芯片引脚以第二功能的方式提供?
(1)串行口:
P3.0作为串行口数据的接收端RXD;
P3.1作为串行口数据的发送端TXD;
(2)外部中断触发信号的输入
P3.2作为外部中断
的中断触发信号的输入端;
P3.3作为外部中断
;
(3)外部计数脉冲的输入端
P3.4作为定时/计数器T0外部计数信号的输入;
P3.5作为定时/计数器T1外部计数信号的输入;
(4)访问外部RAM的读写控制信号
P3.6作为外部数据存储器写控制信号
P3.7作为外部数据存储器读控制信号
6.MCS-51单片机的存储器地址空间如何划分?
各个空间的地址范围和容量是多少?
MCS-51单片机的存储器地址空间可分为以下5类:
程序存储器,最大空间64K;
片内数据存储器,128个单元;
特殊功能寄存器,共21个;
位寻址空间,211位;
外部数据寄存器,最大空间64K。
7.简述内部RAM的功能分区?
说明各部分的使用特点。
片内RAM分为3个区域:
(1)00~1FH:
32个单元为工作寄存器区,包含4个工作寄存器组。
(2)20~2FH:
16个单元为位寻址区。
CPU可以对每一位按位地址直接操作。
(3)30~7FH:
80个单元为数据缓冲区。
数据缓冲区作为数据缓冲、数据暂存、作为堆栈区使用;
这些单元只能按单元访问。
8.如何选择MCS-51单片机的当前工作寄存器组?
单片机当前工作寄存器组是由程序状态寄存器PSW中的RS1、RS0的状态决定:
当RS1、RS0=00时,选择工作寄存器组0区,R0~R7对应单元地址为00H~07H;
当RS1、RS0=01时,选择工作寄存器组1区,R0~R7对应单元地址为08H~0FH;
当RS1、RS0=10时,选择工作寄存器组2区,R0~R7对应单元地址为10H~17H;
当RS1、RS0=11时,选择工作寄存器组3区,R0~R7对应单元地址为18H~1FH;
9.堆栈有哪些功能?
堆栈指针SP是多少位的寄存器?
SP的作用是什么?
在应用系统程序设计时,为什么要对SP重新赋值?
堆栈的功能是保护CPU执行程序的现场(如子程序调用、中断调用等);
堆栈指针SP是8位寄存器;
其作用是指出栈顶位置;
对SP重新赋值是为了避免堆栈向上生成时覆盖所存储的有效数据和标志,一般情况下,把堆栈区设在30H单元之后的区域。
10.MCS-51单片机有多少个可以寻址的特殊功能寄存器(SFR)?
简要介绍它们的功能。
共21个,其中与CPU相关的有:
ACC,B,PSW,SP,DPTR(DPH,DPL)。
与并行I/O口相关的有:
P0,P1,P2,P3。
与串行口相关的有:
SCON,SBUF,PCON。
与定时器/计数器相关的有:
TCON,TMOD,TH0,TL0,TH1,TL1。
与中断系统相关的有:
IP,IE。
B寄存器,用于乘除法运算,其他情况作为缓冲寄存器使用;
ACC:
累加器,用于算数运算,逻辑运算,移位运算以及传送运算;
PSW:
程序状态寄存器,用于反映累加器ACC参与运算时的一些特征,指出当前工作寄存器组;
DPTR可作为访问外部RAM的地址指针或作为访问程序存储器的基地址寄存器。
堆栈指针SP指出栈顶位置;
P0~P3作为I/O口,P0和P2还可以作为地址和数据总线,P3可提供第二功能。
中断优先级寄存器IP用于设置中断源的优先级;
中断控制寄存器IE控制中断开放和禁止,串行口控制寄存器SCON用于定义串口工作方式,控制数据的接收和发送,记录工作状态标志。
:
定时/计数器控制寄存器TCON记录中断标志,控制定时/计数器。
11.在MCS-51单片机中,CPU对特殊功能寄存器(SFR)访问有什么特点?
CPU访问这些SFR只能采用直接寻址方式,即按单元地址访问的模式。
12.简单说明MCS-51单片机PSW寄存器各个标志位的意义。
Cy进位位。
在运算过程中,最高位D7有(借)进位时,(Cy)=1,否则,(Cy)=0;
AC辅助进位位。
用于十进制数(BCD)运算。
在运算过程中,当D3向D4位(即低四位向高四位)进(借)位时,(AC)=1,否则,(AC)=0;
OV溢出标志位。
在运算过程中,对于D6、D7两位,如果其中有一位有进(借)位而另一位无进(借)位时,(OV)=1,否则,(OV)=0;
P奇偶校验位。
运算结束时,如果ACC中1的个数为奇数,(P)=1,否则,(P)=0。
F0用户标志位,用户在编程时可作为自己定义的测试标志位。
RS0、RS1寄存器组选择位,选择当前工作寄存器组。
。
13.简述MCS-51单片机的位寻址空间的构成?
由两部分构成,一部分是内部RAM位寻址区20H~2FH单元的128位,位地址范围为00H~7FH,另一部分是11个单元地址尾数为0和8的SFR构成的位寻址区,共83位,位地址范围为80H~FFH。
14.MCS-51单片机的P0~P3口在结构上有何不同?
在使用上各有什么特点?
MCS-51系列单片机的P0~P3并行口在结构上基本相同,每个并行口包含1个锁存器(特殊功能寄存器P0~P3)、1个输出驱动器和1个输入缓冲器。
P0当作为通用的I/O口使用时,输出电路是漏极开路的,因此,需要外接上拉电阻。
另外,用作输入时,应先向输出口的锁存器写1,然后再读相应的引脚。
P0可用作地址/数据总线,口的每位输出可以驱动8个TTL负载。
P1、P2、P3口的输出电路含有内部上拉电阻,口的每一位能驱动4个TTL负载,在作为输入口时,必须先对相应的锁存器写1,即进行设置输入口的操作。
15.把P1.4作为输入,外接一个开关,如果要读取开关的状态,如何操作?
当将P1.4作为输入之前,必须先向锁存器写入1,当P1.4输入数据时,“读引脚”信号有效,打开输入缓冲器,使数据进入内部总线,完成P1.4输入。
16.MCS-51单片机的时钟电路有几种实现方式?
请分别给出相应的电路。
两种方式,内部方式和外部方式。
内部方式利用单片机芯片上提供的反相放大器电路,在XTAL1,XTAL2引脚之间外接振荡源构成一个自激振荡器,自激振荡器与单片机内部时钟发生器构成单片机的时钟电路;
如图1.1所示。
外部方式实现单片机的时钟电路时,单片机的时钟直接由外部时钟信号源提供,即单片机使用外部振荡器。
如图1.2所示。
17.什么是时钟周期、机器周期和指令周期?
如何计算机器周期?
晶振频率为12MHz时,计算时钟周期、机器周期。
时钟周期:
振荡器信号的周期。
机器周期:
CPU完成一个基本操作所用的时间。
指令周期:
执行一条指令需要的时间。
计算公式:
,其中
为晶振频率。
当晶振频率为
=12MHZ时,时钟周期:
TM=1
18:
MCS-51单片机的复位条件是什么?
在应用系统设计时,实现单片机的复位有几种方法?
请给出相应的电路原理图。
单片机复位条件是在单片机RESET引脚上保持2个机器周期以上的高电平。
有两种复位方式,上电自动复位电路,如图1.3所示;
按钮开关及上电自动复位电路,如图1.4所示;
图1.3上电自动复位电路图1.4按钮开关及上电自动复位电路
19.简述MCS-51单片机复位后的状态。
单片机复位后,程序计数器PC内容为0000H;
累加器A、B寄存器、数据指针DPTR被清0;
程序状态字寄存器PSW的内容为00H,P0~P3寄存器中所有的位被置1,I/O口P0~P3的锁存器内容为0FFH;
除了串行口数据缓冲器SBUF的内容不确定外,其他与定时器/计数器、中断系统、串行口有关的特殊功能寄存器(SFR)中的有效位为全部被清0。
20.MCS-51单片机运行出错或程序进入死循环时,采用强制复位摆脱困境。
在这种情况下,单片机内部RAM和特殊功能寄存器(SFR)的状态与复位前相比有什么变化?
在单片机由于某种原因被强制复位时,内部RAM单元的内容不会受复位的影响,会保持复位以前的状态。
对于位寻址空间来说,单片机工作过程中的强制复位,不会影响位于内部RAM的20~2FH单元中的位的状态,而SFR中的可寻址位却被遗失了。
特殊功能寄存器A、B、DPTR被清0;
PSW的内容为00H,P0~P3寄存器中所有的位被置1,I/O口P0~P3的锁存器内容为0FFH;
第三章复习思考题答案
1.B2.D3.D4.C5.A6.A7.D8.E9.B10.C
11.D12.C13.A14.B15.A16.C17.C18.D19.D20.A21.C22.B23.C24.B25:
B26.D27.A28.B29.D30.C
1.寻址方式是CPU执行指令时获取操作数的方式。
MSC-51单片机有7种不同的寻址方式:
立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、位寻址和相对寻址。
2.(A)=25H,(R0)=50H,(50H)=00H,(51H)=25H
3.(DPTR)=25F0H
4.(A)=30H,(B)=20H
5.(A)=80H
6.XCH:
字节交换指令,将源操作数与A累加器的内容互换,源操作数必须是工作寄存器、SFR或内部RAM的存储单元。
XCHD:
半字节交换指令,把指定单元内容的低4位与累加器A的低4位互换,而二者的高4位保持不变。
SWAP:
高低四位互换指令,将累加器A的高4位和低4位互换。
7.MOVCA,@A+DPTR:
常数所在存储单元的地址由DPTR和累加器A的内容之和确定。
常数表可以放在程序存储器64K的任何区域,最大长度可以是64KB。
MOVCA,@A+PC:
常数所在存储单元的地址由程序计数器PC和累加器A的内容之和确定。
常数表紧随该指令存放,最大长度不能超过256个字节。
8.1030H
9.8140H
10.(SP)=62H,60H单元内容不变,(61H)=30H,(62H)=70H
11.(SP)=60H,60H单元内容不变,(61H)=50H,(62H)=7AH,(DPTR)=7A50H
12.(A)=34H,(Cy)=1,(AC)=1,(OV)=1,(P)=1
13.(A)=83H,(Cy)=1,(AC)=1,(OV)=0,(P)=1
14.(A)=00H,(R3)=10H,(30H)=F1H,(R0)=01H
15.(A)=23H,(Cy)=1
16.20H、30H和31H单元进行了加法运算,结果存放在31H单元
17.ADD:
不带进位位的加法指令。
ADDC:
带进位位的加法指令。
18.DA:
其功能就是在用加法指令完成BCD码加法运算之后,对运算结果进行处理,把运算结果转换为BCD码形式。
使用方法:
必须与加法指令联合使用;
19.(A)=0EH,(R7)=18H,(30H)=0FFH,(R1)=40H,(41H)=0FDH
20.20H和30H单元参与减法运算,程序的结果存储在2FH单元。
21.(A)=00H,(B)=32H,(Cy)=0,(OV)=1
22.(A)=0DH,(B)=11H,(Cy)=0,(OV)=0
23.0CBH
24.
(1)(A)=00H,(R5)=0AAH
(2)(A)=0FFH,(R5)=0AAH
(3)(A)=0FFH,(R5)=0AAH
25.
26.LCALL指令在调用前,先把下一条指令的地址推入堆栈保留,以便执行子程序返回指令RET时能找到返回地址,实现正确返回;
而转移指令LJMP指令不需要保护返回地址。
27.转移到REDO处
28.当ACC.7为1时,执行JB指令程序转移到LABEL处,执行JBC指令程序转移到LABEL处并将ACC.7淸0。
29.RET:
子程序返回指令,子程序的最后一条指令必须是RET,它标志子程序结束。
RETI:
中断返回指令,令专用于中断处理程序,是中断处理结束的标志。
RETI指令与RET指令的区别在于RETI指令在实现中断返回的同时,重新开放中断使CPU能够接收同优先级的另外一个中断请求。
30.
,执行时间为:
1
+125×
+2
=753
ms
三、程序设计
1.把内部RAM的20H、21H、22H单元的内容依次存入2FH、2EH和2DH中。
MOV2FH,20H
MOV2EH,21H
MOV2DH,22H
2.把外部RAM的2040H单元内容与3040H单元内容互换。
方法一:
MOVDPTR,#2040H
MOVXA,@DPTR
MOV20H,A
MOVDPTR,#3040H
MOV21H,A
PUSH20H
PUSH21H
POP20H
POP21H
MOVA,20H
MOVX@DPTR,A
MOVA,21H
方法二:
XCHA,20H
3.把内部RAM的40H单元与5000H单元的低四位互换。
MOVDPTR,#5000H
MOVR1,#40H
XCHDA,@R1
4.已知一个2维数据表格如下,存储在程序存储器中,编程实现自动查表。
X
2
3
4
…
0B
0C
0D
0E
0F
Y
11
12
01
AD
DD
AB
24
4B
7C
AA
MOVCA,@A+DPTR
RET
5000HDB11H
5001HDB12H
5002HDB01H
......
500EHDB7CH
500FHDBAAH
5.已知二进制数X和Y,X被
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