单片机原理及应用习题答案第三版.docx

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单片机原理及应用习题答案第三版

13、清洁的自来水被用来洗脸、刷牙、洗衣、拖地后就成了污水。

答：

水分和氧气是使铁容易生锈的原因。

答：

硫酸铜溶液的颜色逐渐变浅，取出铁钉后，发现浸入硫酸铜溶液中的那部分变红了。

答：

当地球运行到月球和太阳的中间，如果地球挡住了太阳射向月球的光，便发生月食。

7、对于生活中的一些废弃物，我们可以从垃圾中回收它们并重新加工利用。

这样做不但能够减少垃圾的数量，而且能够节省大量的自然资源。

20、对生活垃圾进行分类、分装，这是我们每个公民的义务。

只要我们人人参与，养成良好的习惯，我们周围的环境一定会变得更加清洁和美丽。

2、物质变化有快有慢，有些变化只改变了物质的形态、形状、大小，没有产生新的不同于原来的物质，我们把这类变化称为物理变化；有些变化产生了新的物质，我们把有新物质生成的变化称为化学变化。

19、夏季是观察星座的好季节，天空中有许多亮星，其中人们称之为“夏季大三角”的是天津四、织女星和牛郎星。

它们分别属于天鹅座、天琴座、天鹰座。

答：

月相从新月开始，然后是峨眉月、上弦月、满月、下弦月、峨眉月。

1、月球是地球的卫星，月球围绕着地球运动，运动的方向是逆时针方向。

第一章习题参考答案

1-1：

何谓单片机？

与通用微机相比，两者在结构上有何异同？

答：

将构成计算机的基本单元电路如微处理器（CPU）、存储器、I/O接口电路和相应实时控制器件等电路集成在一块芯片上，称其为单片微型计算机，简称单片机。

单片机与通用微机相比在结构上的异同：

（1）两者都有CPU，但通用微机的CPU主要面向数据处理，其发展主要围绕数据处理功能、计算速度和精度的进一步提高。

例如，现今微机的CPU都支持浮点运算，采用流水线作业，并行处理、多级高速缓冲（Cache）技术等。

CPU的主频达到数百兆赫兹（MHz），字长普遍达到32位。

单片机主要面向控制，控制中的数据类型及数据处理相对简单，所以单片机的数据处理功能比通用微机相对要弱一些，计算速度和精度也相对要低一些。

例如，现在的单片机产品的CPU大多不支持浮点运算，CPU还采用串行工作方式，其振荡频率大多在百兆赫兹范围内;在一些简单应用系统中采用4位字长的CPU，在中、小规模应用场合广泛采用8位字长单片机，在一些复杂的中、大规模的应用系统中才采用16位字长单片机，32位单片机产品目前应用得还不多。

（2）两者都有存储器，但通用微机中存储器组织结构主要针对增大存储容量和CPU对数据的存取速度。

现今微机的内存容量达到了数百兆字节（MB），存储体系采用多体、并读技术和段、页等多种管理模式。

单片机中存储器的组织结构比较简单，存储器芯片直接挂接在单片机的总线上，CPU对存储器的读写按直接物理地址来寻址存储器单元，存储器的寻址空间一般都为64KB。

（3）两者都有I/O接口，但通用微机中I/O接口主要考虑标准外设（如CRT、标准键盘、鼠标、打印机、硬盘、光盘等）。

用户通过标准总线连接外设，能达到即插即用。

单片机应用系统的外设都是非标准的，且千差万别，种类很多。

单片机的I/O接口实际上是向用户提供的与外设连接的物理界面。

用户对外设的连接要设计具体的接口电路，需有熟练的接口电路设计技术。

另外，单片机的微处理器（CPU）、存储器、I/O接口电路集成在一块芯片上，而通用微机的微处理器（CPU）、存储器、I/O接口电路一般都是独立的芯片

1-4IAP、ISP的含义是什么？

ISP：

InSystemProgramable，即在系统编程。

用户可以通过下载线以特定的硬件时序在线编程（到单片机内部集成的FLASH上），但用户程序自身不可以对内部存储器做修改。

IAP:

InApplicationProgramable，即在应用编程。

用户可以通过下载线对单片机进行在线编程，用户程序也可以自己对内部存储器重新修改。

1-651单片机与通用微机相比,结构上有哪些主要特点?

（1）单片机的程序存储器和数据存储器是严格区分的，前者为ROM，后者为RAM；

（2）采用面向控制的指令系统，位处理能力强；

（3）I/O引脚通常是多功能的；

（4）产品系列齐全，功能扩展性强；

（5）功能是通用的，像一般微处理机那样可广泛地应用在各个方面。

1-751单片机有哪些主要系列产品?

（1）Intel公司的MCS-51系列单片机：

功能比较强、价格比较低、较早应用的单片机。

此系列三种基本产品是：

8031/8051/8751；

（2）ATMEL公司的89系列单片机：

内含Flash存储器，开发过程中可以容易地进行程序修改。

有8位Flash子系列、ISP_Flash子系列、I2C_Flash子系列；

（3）SST公司的SST89系列单片机：

具有独特的超级Flash技术和小扇区结构设计，采用IAP和ISP技术；

（4）PHILIPS公司的增强型80C51系列单片机：

其产品类型较完整，包括通用型、Flash型、OTP型和低成本型，主要产品系列包括P80、P87、P89、LPC76、LPC900等。

第二章习题参考答案

2-151单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件？

（1）一个8位微处理器CPU。

（2）256B数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR。

（3）4K程序存储器ROM。

（4）两个定时/计数器，用以对外部事件进行计数，也可用作定时器。

（5）四个8位可编程的I/O（输入/输出）并行端口，每个端口既可做输入，也可做输出。

（6）一个串行端口，用于数据的串行通信

（7）1个可管理5个中断源、2级优先嵌套的中断管理系统；。

（8）片内振荡器及时钟发生器。

2-2MCS-51引脚中有多少I/O总线?

它们和单片机对外的地址总线和数据总线有什么关系?

地址总线和数据总线各是几位？

32条I/O口线，分为4组，每组8条，称为P0～P3口，P0口有8位数据总线和地址总线的低8位，P2口有地址总线的高8位，因此单片机的地址总线位是16位，寻址空间为64KB，数据总线位宽为8位。

同时在P3口还R/W控制信号线。

I/O口线的总数与地址总线和数据总线没有多大联系，只是说地址总线和数据总线需要占用一定的端口。

像AT89C2051单片机，只有15条I/O口线（P3.6没有引出，作为内部使用），分为P1口（8位）和P3口（7位），没有所谓的地址总线和数据总线，并且P1口并不完整，因为P1.0和P1.1被电压比较器占用了。

2-351单片机的EA,ALE,PSEN信号各自功能是什么？

EA：

为片外程序存储器选用端,该引脚有效（低电平）时,只选用片外程序存储器,否则单片机上电或复位后选用片内程序存储器。

ALE：

地址锁存有效信号输出在访问片外程序存储器期间,ALE以每机器周期两次进行信号输出,其下降沿用于控制锁存P0输出的低8位地址;在不访问片外程序存储器期间,ALE端仍以上述频率（振荡频率fosc的1/6）出现,可作为对外输出的时钟脉冲或用于定时目的.

PSEN：

片外程序存储器读选通信号输出端，低电平有效。

2-451系列单片机有哪些信号需要芯片引脚的第二功能方式提供?

P3.0：

RxD串行口输入端

P3.1：

TxD串行口输出端

P3.2：

INT0外部中断0请求输入端，低电平有效

P3.3：

INT1外部中断1请求输入端，低电平有效

P3.4：

T0定时/计数器0技术脉冲输入端

P3.5：

T1定时/计数器1技术脉冲输入端

P3.6：

WR外部数据存数器写选通信信号输出端，低电平有效

P3.7：

RD外部数据存数器读选通信信号输出端，低电平有效

2-551系列单片机的程序状态字PSW中存放什么信息？

其中的OV标志位在什么情况下被置位？

置位是表示什么意思？

●PSW是一个8位标志寄存器，它保存指令执行结果的特征信息，以供程序查询和判别。

●1）做加法时，最高位，次高位之一有进位则OV被置位

2）做减法时，最高位，次高位之一借位则OV被置位

3）执行乘法指令MULAB，积大于255，OV=1

4）执行除法指令DIVAB，如果B中所放除数为0，OV=1

●0V=1，置位反映运算结果超出了累加器的数值范围

2-9片内RAM低128单元划分为哪几个区域？

应用中怎么样合理有效的使用？

●工作寄存器区，位寻址区，数据缓冲区

①工作寄存器区用于临时寄存8位信息，分成4组，每组有8个寄存器，每次只用1组，其他各组不工作

②位寻址区（20H~2FH），这16个单元的每一位都赋予了一个位地址，位地址范围为00H~7FH，位寻址区的每一位都可能当作软件触发器，由程序直接进行位处理。

③由于工作寄存器区，位寻址区，数据缓冲区统一编址，使用同样的指令访问，因此这三个区既有自己独特的功能，又可统一调度使用，前两个已未使用的单元也可作为一般的用户RAM单元。

2-1051系列单片机的堆栈与通用微机中的堆栈有何异同？

在程序设计时，为什么要对堆栈指针SP重新赋值？

●堆栈是按先进后出或后进先出的远侧进行读/写的特殊RAM区域

51单片机的堆栈区时不固定的，可设置在内部RAM的任意区域内

●当数据压入堆栈时，SP的内容自动加1，作为本次进栈的指针，然后再存取数据SP的值随着数据的存入而增加，当数据从堆栈弹出之后，SP的值随之减少，复位时，SP的初值为07H，堆栈实际上从08H开始堆放信息，即堆栈初始位置位于工作寄存器区域内，所以要重新赋值

2-13什么是时钟周期，机器周期和指令周期？

当振荡频率为6MHZ时，一条双周期指令的执行时间是多少？

●时钟周期：

2个CPU振荡脉冲信号的周期

机器周期：

一个机器周期包含6个状态周期

指令周期：

执行一条指令所占用的全部时间

12MHZ时，一条双周期指令周期时间为2us

6MHZ时，一条双周期指令周期时间为4us

2-14定时器/计数器定时与计数的内部工作有何异同？

●定时工作模式和技术工作模式的工作原理相同，只是计数脉冲来源有所不同：

处于计数器工作模式时，加法计数器对芯片端子T0（P3.4）或T1（P3.5）上的输入脉冲计数；

处于定时器工作模式时，加法计数器对内部机器周期脉冲计数。

2-15定时器/计数器有四种工作方式，它们的定时与计数范围各是多少？

使用中怎样选择工作方式?

●工作方式0：

定时范围：

1~8192us；计数值范围：

1~8192

工作方式1：

定时范围：

1~65536us；计数值范围：

1~65536

工作方式2：

定时范围：

1~256us；计数值范围：

1~256

工作方式3：

定时范围：

1~256us；计数值范围：

1~256

●通过TMOD来选择，低4位用于定时器/计数器0，高4位用于定时器/计数器1

M1,M0：

定时器计数器工作方式选择位

2-16定时器/计数器的门控方式与非门控方式有何不同？

使用中怎么样选择哪种工作方式？

初值应设置为多少（十六进制）？

●GATE：

门控位，用于控制定时器/计数器的启动是否受外部中断请求信号的影响。

GATE=1，则定时器/计数器0的启动受芯片引脚INT0（P3.2）控制，定时器/计数器1的启动受芯片引脚INT1（P3.3）控制

GATE=0，则定时器/计数器的启动与引脚INT0、INT1无关，一般情况下GATE=0

2-1851单片机的五个中断源中哪几个中断源在CPU响应中断后可自动撤除中断请求,哪几个不能撤除中断请求？

CPU不能撤除中断请求的中断源时，用户应采取什么措施？

●可自动撤除：

计数器T0`T1的溢出中断

不可自动撤除：

电平触发的外部中断；发送接收中断

●1）电平触发的外部中断：

由于CPU对INTx引脚没有控制作用，也没有相应的中断请求标志位，因此需要外接电路来撤除中断请求信号。

2）串行口的发送/接收中断：

当串行口发送完或接收完一帧信息时，SCON的TI,RI向CPU申请中断，响应中断后，接口电路不能自动将TI或RT清0，用户需采用软件方法将TI或RT清0，来撤除中断请求信号

2-21使单片机复位有几种方式？

复位后单片机的初始状态如何？

●上电复位，按钮复位

●（PC）=0000H：

程序的初始入口地址为0000H

（PSW）=00H：

由于RS1（PSW.4）=0,RS0（PSW.3）=0,复位后单片机选择工作寄存器0组

（SP）=07H:

复位后堆栈早起片内RAM的08H单元处建立

TH1、TL0、TH0、TL0:

他们的内容为00H，定时器/计数器的初值为0

（TMOD）=00H:

复位后定时器/计数器T0、T1定时器方式0，非门控方式

（TCON）=00H:

复位后定时器/计数器T0、T1停止工作，外部中断0、1为电平触发方式

（T2CON）=00H：

复位后定时器/计数器T2停止工作

（SCON）=00H：

复位后串行口工作在移位寄存器方式，且禁止串行口接收

（IE）=00H:

复位后屏蔽所有中断

（IP）=00H:

复位后所有中断源都直指为低优先级

P0~P3：

锁存器都是全1状态，说明复位后4个并行接口设置为输入口

2-2351单片机串行口有几种工作方式？

这几种工作方式有何不同？

各用于什么场合？

●有4种工作方式：

方式0、方式1、方式2、方式3

工作方式：

方式0移位寄存器方式;方式1、方式2、方式3都是异步通信方式

场合：

方式0不用于通信，而是通过外接移位寄存器芯片实现扩展I/O口的功能；方式1用于双机通信；方式2、3主要用于多机通信，也可用于双机通信

第三章参考答案

3-1何谓寻址方式？

51单片机有哪几种寻址方式？

这几种方式是如何寻址的？

●所谓寻址方式,就是CPU执行那个一条指令时怎样找到该指令所要求的操作数的方式。

●1）立即寻址：

操作数直接出现在指令中，紧跟在操作码的后面，作为指令的一部分与操作码一起存放在程序存储器中，可以立即得到并执行，例如：

MOV　A，#30H指令中30H就是立即数。

这一条指令的功能是执行将立即数30H传送到累加器A中的操作。

2）寄存器寻址：

操作数放在寄存器中，在指令中直接以寄存器的名字来表示操作数的地址。

例如MOVA，R0，即将R0寄存器的内容送到累加器A中。

3）寄存器间接寻址方式：

由指令指出某一寄存器的内容作为操作数地址的寻址方法，例如：

MOVA，@R1，将以工作寄存器R1中的内容为地址的片内RAM单元的数据传送到A中去。

4）直接寻址：

指令中直接给出操作数所在的存储器地址，以供取数或存数的寻址方式称为直接寻址。

例如：

MOVA，40H指令中的源操作数就是直接寻址，40H为操作数的地址。

该指令的功能是把片内RAM地址为40H单元的内容送到A中

5）变址寻址：

基地址寄存器加变址寄存器间接寻址

6）相对寻址：

相对寻址是以当前程序计数器PC值加上指令中给出的偏移量rel，而构成实际操作数地址的寻址方法。

它用于访问程序存储器，常出现在相对转移指令中。

7）位寻址：

位寻址是在位操作指令中直接给出位操作数的地址，可以对片内RAM中的128位和特殊功能寄存器SFR中的93位进行寻址。

3-2访问片内、片外程序存储器有哪几种寻址方式？

●采用基址寄存器加变址寄存器间接寻址方式

MOVCA,@A+DPTRMOVCA,@A+PC

3-3访问片内RAM单元和特殊功能寄存器各有哪几种寻址方式？

●访问片内RAM有：

立即寻址，寄存器寻址，寄存器间接寻址，直接寻址

●特殊功能有：

直接寻址

3-4若要完成以下的数据传送，应如何用51的指令来完成。

（1）R0的内容送到R1中。

MOVA,R1

MOVR0,A

（2）外部RAM的20H单元内容送R0，送内部RAM的20H单元。

MOVDPTR,#0020H

MOVXA,@DPTR

MOVR0,A

3-5试比较下列每组两条指令的区别

1）MOVA,#24与MOVA,24H

2）MOVA,R0与MOVA,@R0

3）MOVA,@R0与MOVXA,@R0

4）MOVA,@R1与MOVXA,@DPTR

●1）前者为立即寻址，将立即数24H单元的内容送到A中；后者为直接寻址，将24H单元的片内RAM内容送到A中。

2）前者为直接寻址，将R0单元的内容送到A中，后者为寄存器间接寻址，将R0中的内容为地址的片内RAM单元的数据送到A中。

3）前者为寄存器间接寻址，将R0中的内容为地址的片内RAM单元的数据送到A；后者为寄存器间接寻址，将R0中的内容为地址的片外RAM单元的数据送到A中。

4）用R1做地址指针可寻址片内RAM的256个单元，但能访问SFR块，也可8位地址访问片外RAM的低256个地址单元（00~ffH）；用DPTR做地址指针，用于访问片外RAM的64KB范围（0000~ffffH）（16位）。

3-6已知（A）=7AH，（B）=02H，（R0）=30H，（30H）=A5H，（PSW）=80H，写出以下各条指令执行后A和PSW的内容。

（1）XCHA，R0（A）=30H,（PSW）=00H,（R0）=7AH，

（2）XCHA，30H（A）=A5H,（PSW）=00H

（3）XCHA，@R0（A）=A5H,（PSW）=00H

（4）XCHDA，@R0（A）=75H,（PSW）=01H

（5）SWAPA（A）=A7H,（PSW）=01H

（6）ADDA，R0（A）=AAH,（PSW）=00H

（7）ADDA，30H（A）=1FH,（PSW）=81H

（8）ADDA，#30H（A）=AAH,（PSW）=00H

（9）ADDCA，30H（A）=20H,（PSW）=01H

（10）SUBBA，30H（A）=D5H,（PSW）=85H

（11）SUBBA，#30H（A）=4AH,（PSW）=01H

（12）INC@R0（A）=7AH,（PSW）=80H；

（13）MULAB

（14）DIVAB

3-7已知（A）=02H，（R1）=7FH，（DPTR）=2FFCH，（SP）=30H，

片内RAM（7FH）=70H，片外RAM（2FFEH）=11H，ROM（2FFEH）=64H，试分别写出以下指令执行后目标单元的结果。

1）MOVX@DPTR,A

2）MOVXA,@R1

3）MOVCA,@A+DPTR

4）PUSHACC

●1）（2FFEH）=02H

2）（A）=70H

3）（A）=（02H+2FFCH）=（2FFEH）=64H

4）（31H）=02H

3-9DAA指令有什么作用？

怎样使用？

●这条指令是进行BCD码运算时，跟在ADD或ADDC指令之后，将相加后存放在累加器中的结果进行修正。

修正的条件和方法为：

若（A0～3）>9或（AC）=1，则（A0～3）+06H→（A0～3）；

若（A4～7）>9或（CY）=1，则（A4～7）+06H→（A4～7）。

若以上二条同时发生，或高4位虽等于9，但低4位修正后有进位，则应加66H修正。

3-9设（A）=83H，（R0）=17H，（17H）=34H，分析当执行下面的每条指令后目标单元的内容，及4条指令组成的程序段执行后A的内容是什么？

ANLA,#17H；与

ORL17H,A；或

XRLA,@R0；异或

CPLA；取反

ANLA,#17H10000011与00010111=00000011

ORL17H,A00110100或00000011=00110111

XRLA,@R000110111异或00000011=00110100

CPLA~A11001000CBH

3-10请写出达到下列要求的逻辑操作的指令，要求不得改变未涉及位的内容

1）使累加器A的低位置‘1’

2）清累加器A的高4位

3）使A.2和A.3置‘1’

4）清除A.3、A.4、A.5、A.6

SETBACC.1;

ANLA,#0FH;

ORLA,#00001100B

ANLA,#10000111B

3-11指令LJIMPaddr16与AJMPaddr11的区别是什么？

●LJIMPaddr16是长转移，LCALL的作用就是将addr16直接赋给PC

●AJMPaddr11，在当前PC的2KB范围跳转（因为addr11就是2KB），即PC高五位不变，低十一位等于addr11。

3-12试说明指令CJNE@R1，#7AH，10H的作用。

若本条指令地址为2500H，其转移地址是多少？

当前地址2500H。

执行该指令后PC为2503H，加上10H后，目标地址是2513H。

3-13下面执行后（SP）=42H,（A）=40H,（B）=40H,并解释每条指令的作用。

ORG2000H；起始地址为2000H

MOVSP,#40H；（SP）=40H

MOVA,#30H；（A）=30H

LCALL2500H；调用2500H子程序

ADDA,#10H；（A）<—（A）+10，（A）=40H

MOVB,A；（B）=40H

HERE:

SJMPHERE

ORG2500H；起始地址为2500H

MOVDPTR,#2009H；（DPTR）=2009H

PUSHDPL；（SP）=40H+1=41H

PUSHDPH;（SP）=41H+1=42H

RET;返回

3-14已知P1.7=1，A.0=0，C=1，FIRST=1000H，SECOND=1020H，试写出下列指令的执行结果。

（1）MOV26H，C1

（2）CPLA.01

（3）CLRP1.70

（4）ORLC，/P1.71

（5）FIRST：

JCSECOND

（6）FIRST：

JNBA.0，SECOND

（7）SECOND：

JBCP1.7，FIRST

3-15经汇编后，下列各条语句标号将是什么值？

ORG2000H

TABLE：

DS5

WORD：

DB15，20，25，30（2005H）=15，

FANG：

EQU1000HFANG=1000H

BEGIN：

MOVA，R0

3-16设fosc=12MHZ,定时器/计数器0的初始化程序和中断服务程序如下：

MOVTH0,#0DH

MOVTL0,#0D0H

MOVTMOD,#01H

SETBTR0

:

;中断服务程序

ORG000BH

MOVTH0,#0DH

MOVTL0,#0D0H

:

RETI

问：

1）该定时器/计数器工作于什么方式?

2）相应的定时时间或计数值是多少？

3）为什么在中断服务程序中药重置定时器/计数器的初值？

●1）方式1

2）定时时间为：

fosc=12MHZTcy=1us

T=N*Tcy

=（65536-x）*Tcy

定时范围：

1~65536

计数值为：

N=216-x=65536-x

计数范围为：

1~65536

3）定时器T0的溢出对外无脉冲信号，重置定时器/计数器的初值可以再形成计数脉冲

3-18设有100个有符号数，连续存放在以2000H为首地址的存储区中，试编程统计其中正数、负数、零的个数。

ZEROEQU20H;零的统计

NEGETIVEEQU21H;负数的统计

POSITIVEEQU22H;正数的统计

C