《单片微型机原理和接口教程》周思跃习题解答Word下载.docx

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Ｘ=-

１-7　已知下列补码［X]补和[Y]补,分别求[X＋Y］补、[X－Ｙ]补。

并判断运算结果是否出现溢出。

[X]补=100110０１,［Y]补=001０1１00;

[－Y］补=,[Ｘ+Y]补=[Ｘ]补+［Y］补＝不溢出；

［X－Y]补=[X］补+［-Y]补=[X]补-[Y]补=溢出;

［X]补=11111111,［Y]补=１0０000０0；

[-Y]９位补=010０0０000，　[Ｘ+Y]补=[X]补+[Y]补＝溢出;

[X-Y]补＝［X］补+［－Ｙ]补=［X]补-[Y］补=不溢出；

[X]补=0011０1１１，[Y]补＝11１00000;

[-Ｙ]补=,［X+Y］补=[X]补+[Y]补=不溢出;

[X-Y]补=[X]补+[-Ｙ]补=［X]补-[Ｙ]补=不溢出;

[X]补=１０000１１1，[Y］补＝1１00000０;

[-Ｙ]补＝,［X＋Y］补＝[Ｘ]补+[Y]补=溢出；

［Ｘ-Ｙ］补=[X］补＋[-Ｙ]补=[X]补-[Ｙ]补＝不溢出;

方法提示:

由于补码是按序列排列的,所以可以直接进行加和减,即[X+Y]补=[X]补+[Ｙ]补；

[X-Ｙ］补＝[X]补－[Y]补

另补码减法也可用加法实现[X-Y]补=[Ｘ］补+[－Y］补。

上题的第2小题,由于[Y]８位补=1０000000=２8，Y=-2８,所以（-Y）=28,已不能用8位补码表示，可以先扩补位9位补码,然后进行运算,或直接用[X-Y］补=[X］补-[Y]补进行计算。

判断结果是否溢出，可按下列方法:

加法时，如果正负数相加（即两数的符号位不同）,则结果肯定不溢出;

如果同号数相加，结果与被加数和加数异号的则溢出（即正正相加结果为负或负负相加结果为正时）。

减法时,如果同号数相减（即两数的符号位相同），则结果肯定不溢出；

如果异号数相减，结果与被加数异号的则溢出（即正负相减结果为负或负正相减结果为正时）。

此法比用变形补码直观，加和减都适用。

第二章习题答案

２-1请说明单片机８9C52内部有哪些资源。

１个8位CＰU、8KB的ＦLAＳH程序存储器、256B的ＳRAM数据存储器、４个８位的并行I/Ｏ口（P0,P1,Ｐ２,Ｐ３）、1个全双工串行口、中断系统（5个中断源、2个中断优先级）、3个1６位的定时/计数器（T0，Ｔ1，T２）、时钟电路（时钟频率6～２4MＨZ）。

2-2为什么51系列单片机的存储器系统采用哈佛结构。

哈佛结构指的是指令代码和数据分别存放在程序存储器和数据存储器中,两部分存储器分别采用不同的地址总线系统。

单片机在工作时一般执行固定不变的应用程序代码，而作为嵌入式控制系统的核心,受限于体积要求，单片机系统一般不会带有辅助存储器（例如硬盘等），为了在断电时也能保存用户的应用程序，故需将程序固化在只读存储器中，而单片机工作时程序运行过程中的数据是变化的，所以需要放在随机访问存储器中。

２-35１单片机中的工作寄存器分布在存储器的哪个区域？

分布在内部数据存储器的00H~1ＦH区域。

2-４在５１系列单片机中,工作寄存器分几个区?

如何改变工作寄存器区?

分为0、１、2、3四个区。

修改特殊功能寄存器ＰＳW的RS1和RS０位可改变当前工作寄存器区。

2-5特殊功能寄存器和工作寄存器在存放信息方面有和区别？

特殊功能寄存器（SＦＲ）中存放的是一些专用信息,这些信息与下列内容有关：

计算机指令的执行条件及状态标志,定时/计数器的使用控制、中断系统的使用、并行I/O及串行I/O接口的使用。

ﻩ工作寄存器只是用于暂时存放指令执行过程中一般的被操作数据。

2-６特殊功能寄存器的地址空间如何?

特殊功能寄存器（ＳFR）的地址为8为二进制编码，地址范围为8０H～0FＦH,但各特殊功能寄存器的地址并非连续分布的。

指令通过直接寻址的方式才能访问到。

２-７5１单片机中的位寻址区在哪里?

它们的地址空间如何?

51单片机的位寻址区分布在两个地方。

一部分位于内部数据存储器中字节地址为20H～２ＦＨ的16个单元中,这部分包括１28个位,位地址空间为00H～7ＦH；

另一部分位于字节地址能被8整除的特殊功能寄存器中,位地址空间为80H~0FFＨ。

2-8请指出下列位地址所在的内部数据存储器单元的字节地址或SFR名称。

0０Hﻩ内部RAM的20H单元；

（20H）．０

２0H内部RAＭ的24Ｈ单元；

（24H）.0

0Ａ0HﻩP２；

P２.0

0B0ＨＰ3;

P3.0

６４Hﻩ内部RAＭ的2CＨ单元;

（2CH）.4

E6Hﻩﻩ累加器ACC；

ＡCC.6。

提示:

1）内部数据存储器内的可寻址位,其位地址（０0H～７FH）与所在单元的字节地址（20Ｈ～2FH）间的关系如下:

位地址=（字节地址－20H）×

８+DX,DX-该位在字节单元中的位置（D０~D7）

位地址÷

８,商+20H＝字节地址,余数＝DX

2）　ＳFR中的可位寻址（位地址80H~0FFH）的寄存器，其最低位的位地址与其字节地址相同。

关系如下：

8，商*8=ＳFR的字节地址，余数＝DX，DX-该位在SFＲ中的位置（D0～Ｄ7）

2-9　若某51单片机应用系统将Ｆ000H~ＦFFＦH地址空间分配给它外部的Ｉ/O接口,那么该单片机应用系统最多给外部数据存储器分配多少单元？

地址空间如何?

５１单片机的外部I/O接口和外部数据存储器是统一编制的,占用同一个地址空间，地址空间的容量为64KＢ,地址范围为０0０0H~ＦFFFH。

据题意,系统已将F000H~ＦFＦFＨ地址空间分配给它外部的I/O接口，则只剩下0000Ｈ～ＥFＦFH可分配给外部数据存储器,容量为60KB。

２-１0在图2-9中的电容C,如果它取值太小，对复位电路有何影响?

51单片机上电复位,需要在ＲST引脚上保持10ms以上的高电平。

如果C太小，则其充电时间变短,上电后,RST引脚上高电平保持的时间太短,则单片机内部复位将不能完全完成,有些寄存器内容将变得不确定。

2-11上电复位和人工按钮复位后对内部数据存储器具有什么不同的影响?

上电复位后,内部数据存储器中的内容为不确定的状态。

人工按钮复位后，内部数据存储器中的内容不变（因为没有断电）。

2－12　51应用系统中，为何要对堆栈指针SＰ重新设置?

复位后（SP）＝07Ｈ，则堆栈是从08Ｈ开始存放数据的。

而内部数据存储器中０0H～1FH单元为工作寄存器区，而20H～2FH单元为位寻址区,在实际的应用系统中，这些区域都可能使用到。

故一般将堆栈设置在地址30H以后的单元中，所以需要对堆栈指针SP重新设置。

2-1351单片机中的I/O接口中,那个接口在作为准双向口时需要外接电阻?

若对某一接口进行读引脚的操作，必须事先对该接口做什么操作?

P0口需外接上拉电阻（因为Ｐ０是集电极开路结构）。

若需对某个接口读引脚（即读取外部输入信号的状态），需要对该接口的口锁存器写入１（例如:

若需要读取P１.０、P1.1、P1.2、P1.3的引脚状态时,需要先执行MOV　P1,#0FH。

这也是为什么复位后（P0）=（P1）=（P2）=（P3）=0ＦＦH的道理。

）

第三章习题答案

3-1　指令的格式是由哪些部分组成的？

每部分的含义是什么?

指令由操作码和操作数组成。

在形式上操作码和操作数都是二进制代码。

操作码用来表示指令的种类和功能,经由控制器中的指令译码器译码后产生控制信号。

操作数是指令的操作对象,表示被操作数据或数据所在的存储单元地址。

3-2什么是寻址方式?

5１系列指令系统有哪些寻址方式？

指令中给出操作数的方式叫做寻址方式。

51系列机给出的寻址方式一般有７中：

立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、相对寻址、位寻址（直接寻址的一个特例――地址指向位单元）。

3-3对于内部数据存储器0０H～１FH区域的访问有哪些寻址方式?

对于外部数据存储器的访问有哪些寻址方式？

对于特殊功能寄存器的访问有哪些寻址方式?

对于内部数据存储器00H~1FH区域的访问有直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址三种方式。

对于外部数据存储器的访问只有寄存器间接寻址一种方式（以ＤPＴＲ或R0、R1为指针）。

对于特殊功能寄存器的访问只有直接寻址一种方式。

同时对于内部数据存储器8０H～０FFＨ的128个单元的访问只有寄存器间接寻址一种方式（以R０、R1或ＳP为指针）;

借助于两种不同的寻址方式,可以将在地址上重合（80H～0FFH）的ＳＦR和内部RＡM高128字节单元的两部分空间加以区分。

3-4５1系列单片机有哪些标志位？

这些标志位存放在哪里？

51单片机在程序运行时通常需要一下标志位：

Cy,ＡＣ，OV,P,RS1,ＲS0，它们都存放在特殊功能寄存器PSW（程序状态字寄存器）中。

3-５　分析下列各指令的操作数,指出它们的寻址方式。

ＭOV　R4，3８Hﻩﻩ;

寄存器寻址,直接寻址

ADD　A,@R1;

寄存器寻址,寄存器间接寻址

MOＶC　A,　＠A+DPTＲ;

寄存器寻址,变址寻址（又称基址寄存器加变址寄存器间接寻址）

MOVＸA,@ＤＰTR；

寄存器寻址，寄存器间接寻址

DECBﻩﻩﻩﻩ;

直接寻址

SEＴＢ２４Hﻩﻩﻩ;

位寻址（直接寻址的一种，只是给出的直接地址是位地址）

CJNＥ　　A，　#100,NＥXＴ;

寄存器寻址,立即寻址，相对寻址

ANL3０H,#０0Ｈﻩ;

直接寻址,立即寻址

PUSH　　P1ﻩ；

寄存器间接寻址（指针为SP,只是在堆栈操作指令中省略了）,直接寻址

堆栈操作除了用ＰUＳH和ＰＯP指令，完全可以用其它指令来完成，举例如下:

PUSH　P1

可用下列程序段完成

INC　SP

MOV　Ｒ0,　ＳP

MOV　　@R0,　P1

　　　POPP1

MＯVR0,　ＳP

ＭＯＶ　P1，　＠Ｒ0

DＥC　SP

上题答案中按操作数先后顺序给出其对应的寻址方式。

3-6下列各指令或指令组执行前有关寄存器和存储器的状态如下表，要求分析各指令或指令组执行后有关寄存器、存储器和标志位的状态。

内部数据存储器和特殊功能寄存器

外部数据存储器

程序存储器

寄存器名

内容

单元地址

程序计数器内容

B

6４Ｈ

７３H

1０H

9０0BH

12H

１2０6Ｈ

35Ｈ

（PC）=12００H

AＣC

03Ｈ

72H

11H

900AH

８3Ｈ

1２05H

34H

PSＷ

80H

71H

00H

9009Ｈ

D1Ｈ

1２04H

33Ｈ

标号及标号值

DＰL

０5Ｈ

70Ｈ

9０0８H

79H

1203H

32H

NEＸT1=0800H

ＤPH

９0Ｈ

9007H

0ＣH

1201H

3１H

NEXＴ2=090０Ｈ

ＳP

3６H

F8H

9０06H

23Ｈ

1200Ｈ

30H

NEXT３=１280Ｈ

R０

００Ｈ

3５H

2BH

9005H

１3H

LOOP=1148H

R１

３６Ｈ

36H

90０4H

4DH

R2

３5H

3３Ｈ

7４H

9０03Ｈ

2ＥH

R3

B7H

３2H

59H

9００2Ｈ

7ＦH

Ｒ４

03H

9０0１H

54Ｈ

R5

Ｆ6H

26H

66H

9００0H

38Ｈ

R6

Ｅ4H

2５H

55H

R7

２1Ｈ

24H

4４H

P0

7CＨ

Ｐ2

90H

提示：

在上表中需注意几点：

（ＰSW）=8０Ｈ，即Cy=1,　AC=0,RS1=RS０=０（故当前工作寄存器区为0区）。

工作寄存器区为０区时，R0～R7指向内部数据存储器的0０H~07H,所以当指令中出现直接地址00H~07Ｈ中的某个时,其初始条件即为R0～R7中某个对应的寄存器的值。

另,因为（DPH）=90H，　（DＰL）=05H,　所以（DPＴR）=９005Ｈ。

标号值实质上是代表标号所在处的指令在程序存储器中的地址,标号往往出现在程序转移指令中,指出转移指令的目标地址。

•MOＶ　R0,#32;

ﻩ（R0）＝32=20Ｈ

•MOV25H,＠R1;

ﻩ（2５H）=0F８H

•ＭOVXA,＠DＰTR；

ﻩ（A）=ﻩ１3HP＝1

•MOVＸ　A,＠R0；

ﻩﻩ（Ａ）=３8HP＝1

•MOVCＡ,@A+ＰC;

（A）=3３HＰ=０

•MOVＡ,０4H；

（A）＝ﻩ03HﻩﻩP=0

•XCHA,34H;

ﻩ（A）=3６Ｈﻩ（３4H）=　03H

•XCHD　A，@R1;

ﻩ（A）=08Hﻩﻩ（36H）＝0F３H

•ＰUＳＨDPL；

ﻩ（SP）=72Hﻩ（72H）=0５H

•POPDＰH；

（ＤPH）=0０H（SP）＝７0H

•SＵBB　A,R1;

ﻩ（A）=ﻩ0CCHCy=1ﻩP=０ﻩＡC=１ﻩﻩOＶ=０

•ADD　A,R6；

ﻩ（A）=ﻩ0Ｅ7ＨCｙ=0ﻩﻩP=0ﻩﻩﻩAC=0ﻩOV=０

•AＤDCＡ，36H;

ﻩ（Ａ）=0FCHＣｙ＝0Ｐ=0ﻩﻩAC=０OV＝0

•MUL　ＡB;

ﻩ（A）=ﻩ2CHﻩ（B）＝01Ｈ

•INCＲ0;

（R0）=01H

•ＤＥCＡ；

　ﻩﻩﻩ（A）=ﻩ02HﻩﻩP=1

•ADＤ　A,#４9H；

DAA;

ﻩ（A）=５2HﻩCｙ=0ﻩP=1

•ＡNLA,Ｒ１;

ﻩ（Ａ）＝02Hﻩ（R１）＝３6HP＝1

•ORL　A,32H;

ﻩ（A）＝ﻩ5BＨＰ＝1

•OＲL26H,#３５H;

ﻩ（26Ｈ）=77HﻩP＝0

•ＸRＬ　　Ａ,@R０；

ﻩ（Ａ）＝０3ＨﻩP＝０

•XRLA,ＡCC;

ﻩ（Ａ）=0ﻩＰ=0

•ＸRLA,#0FFH;

　ﻩ（Ａ）=ﻩ０FCHﻩP=0

•CPL　A;

ﻩﻩ（A）=0FCHﻩP=０

•ＲL　　Ａ;

ﻩﻩ（A）=06HﻩCy＝1

•RRC　A；

ﻩﻩ（A）=81HﻩCy=1

•MOVC,（25H）．２;

Cｙ＝1

•MOVＦ０,C;

（ＰSＷ）=0A０Ｈ

•SETＢRS0;

ﻩ（PSW）=８8H

•ＣＬRC；

ﻩ（PSＷ）=0

•ANＬＣ,（24Ｈ）.0Ｃy=0

•ＪZ　NEＸT1；

ﻩ（PC）=120２Ｈ

•JＣNEＸT2;

ﻩﻩ（ＰＣ）=090０Ｈ

•CJＮEA，　2５Ｈ,NEXT3;

　ﻩ（PＣ）＝1２80HﻩCy=1

•DJＮZ　R7,LOOP;

ﻩ（PＣ）=1148Hﻩ（R７）=20H

•LCALL　1８００H;

ﻩ（PC）=1８0０Hﻩﻩ（ＳP）=73H（7２H）＝０３Hﻩ（73H）=１2H

•RET；

ﻩﻩ（ＰC）＝0０80Ｈ（SＰ）=6ＦＨﻩ

•ＡＮLC,／3２H;

ﻩCy=0ﻩﻩﻩ（32H）=1,提示此处3２H为位存储器

•ＳTOP:

　JBCP0.3,STOP;

ﻩﻩ（ＰC）=1200Hﻩﻩ（P０）=74H

•ＪＮBＰ0．4,NEXT1；

ﻩﻩ（ＰC）=120３H

•分析下列程序段的功能。

•MOV　Ａ,R３

MOVR４,A

功能：

将Ｒ３中的内容送入Ｒ４，即（R3）→R４

•ＭＯVA,R5

CＰL　Ａ

ＭOVR5,A

R5中的数据按位取反后送回R5

•MOVA,Ｒ4

ＭOＶ　Ｂ,　Ｒ5

DIV　AB

MＯVR４，　Ｂ

MOVR５，　Ａ

Ｒ４中的数除以R5中的数,结果商送入Ｒ５，余数送入R４

•MＯVＣ，　P1．１

ANＬＣ,P1.2

ANLC,　/P1.3

MOVP１.6,　C

功能:

Ｐ１.１P１.2→P1．6

•MＯV　C,0

ORL　C,　1

ＭOV　F０,C

MＯＶＣ,2

ORL　C,　3

ANL　　Ｃ，F０

ＭOV　P1.７，C

（（20H）.0∨（２0Ｈ）.1）∧　（（２0H）.2∨（20H）.3）→P1.7

•ＣLRC

MOV　A,　R4

RＬCA

MＯVＲ４,　A

ＭOVA，R3

RLC　A

MＯＶR3，　A

R３、Ｒ4中的内容左移一位,R4最低位移入0,Ｒ４最高位移入Ｒ３最低位，R３最高位移出至Cｙ。

•CLR　C

MOV　A,　Ｒ5

RLCＡ

AＤＤA，　R5

ＭOV　R5,Ａ

•CLR　Ａ

MOVR０,A

MＯＶ　R７,A

ＬＯOP:

MOV@R0,A

INCR0

DJNＺ　R7,LOＯP

STOP:

SＪMPＳTＯP

将内部数据存储器0０H~０ＦFＨ　256个单元全部清零。

•ＰUSHＡCC

PUＳＨB

POPＡCC

POＰB

利用堆栈将ACC与B中的内容互换，即（AＣC）（B）

•MOV　R０,＃30H

XCＨDA,@R０

SＷAP　A

IＮCR０

XCＨDＡ,　@Ｒ0

SＷＡPA

ＭＯV　40H，Ａ

将ACC的低四位送入3０Ｈ单元低四位，AＣC的高四位送入３1H的低四位,而原先30Ｈ单元的低四位送入４0H单元的低四位，原３１Ｈ单元的低四位送入４０H单元的高四位。

举例说明如下,设程序段运行前有（ACC）＝12Ｈ，（30Ｈ）=３4Ｈ,（３1H）＝５6H；

则程序段运行后有（30Ｈ）=32Ｈ,（31Ｈ）=51Ｈ,（ACC）=（40H）＝64Ｈ；

该程序段可用来将单字节BCD转压缩BCD．

3-8　指出下列指令中哪些是合法指令，哪些是非法指令。

MOVＰ1，　R４ﻩﻩ;

合法

MＯＶR2,R4ﻩﻩ;

非法

CLRR3；

RLＣ　R5ﻩﻩ;

MＯV３0H,　3１Ｈﻩ;

ＭOV　　00H,P;

OＲL40Ｈ,Ｒ7ﻩ;

ＰUＳHR6；

PＯPR0ﻩﻩ;

INC　DPTRﻩﻩ；

注:

常见的错误还有类似：

MＯＶ　R0,　C;

ＡDＤ30Ｈ,３1H;

MOＶA,　@R５；

DEC　DＰTR等,编程时切记勿错！

3-９　按要求编制下列各程序段。

将内部数据存储器3０H和31Ｈ单元的内容互换。

法一：

MOVA,３0H

ＸCHA,31Ｈ

ＭＯV　30H,A

ﻩﻩ　法二：

XCHA,30H

XCH　A，31Ｈ

ＸCH　A，3０Ｈ

比较法一、法二的优缺点，你认为哪个方法更好？

将寄存器R7的内容向右循环移位一次。

ＸCHA,R7

RＲ　A

XＣHＡ,R7

将寄存器R3的内容乘以4（结果不超出8为二进制数的范围）。

MOV　　Ａ,R3

ＭＯV　B,　#4

ＭULＡB

MOVR3，A

ﻩﻩ法二：

ＸCＨＡ,R3

RＬA

ＲLA

ＸCHA,Ｒ3

将寄存器DPＴR的内容减1。

法一:

判断DＰL＝0否？

如是，DPL减1后，DＰＨ也减１；

否则,DPH不变。

ＸCH　A，DＰＬ

JNＺNOB

ＤＥC　ＤPＨ

ＮＢＯ：

XCＨA，DPＬ

DECDPL

法二:

（DPH）（ＤPL）-1→DＰH,DPL（即ＤPTR）

ＣLRC

XCHA，ＤPL

ＳUＢBA，＃1

XCＨA,ＤPＬ

XCHＡ，　DＰH

ＳUBBA,　#０

XCH　A，　ＤPH

法三：

（DPH）（DPL）+0FFFFH→DPＴＲ

XCHA，DPL

ADDA,#0FＦH

XCHA,DPL

XＣHA,DPH

ADDC　A，　＃０FFH

XCＨA,　DＰＨ

比较以上各方法，其中法三利用了-1的补码是０ＦＦFＦH的原理，将减法改为了加法。

将寄存器R6的内容压入堆栈（设寄存器工作在3区）

ＰUSH　1EＨ

将R4,R5寄存器连接起来循环右移一位。

（设R4为高8位,R５为低8位;

执行完后R4R５中的内容右移一位,R4的最低位移入R5