单片机原理及应用课后习题答案.docx

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单片机原理及应用课后习题答案

课后思考题级习题答案

思考题与习题1

一、填空

1.单片机按照用途通常分为通用型和专用型。

2.单片机也称为微控制器和单片微型计算机。

二、简答

1.什么是单片机？

答：

单片机也称微控制器，它是将中央处理器、程序处理器、数据处理器、输入/输出接口、定时/计数器串行口、系统总线等集成在一个半导体芯片上的微计算机，因此又称为单片微型计算机，简称为单片机。

2.简述单片机的特点和应用领域。

答：

（1）单片机体积小，应用系统结构简单，能满足很多应用领域对硬件功能的要求。

（2）单片机的可靠性高。

（3）单片机的指令系统简单，易学易用。

（4）单片机的发展迅速，特别是最近几年，单片机的内部结构越来越完善。

3.写出AT89S51与AT89S52芯片的主要区别。

内部程序存储区容量不同，52的程序存储空间为8K，内部数据存储空间为256B，中断源8个，定时器／计数器有3个，而51的程序存储空间为4K，内部数据存储空间为128B，中断源5个，定时器／计数器有2个。

思考题与习题2

一、填空题

1.如果（PSW）=10H,则内部RAM工作寄存器区的当前寄存器是第二组寄存器，8个寄存器的单元地址为10H~17H。

2.为寻址程序状态字F0位，可使用的地址和符号有PSW.5、0D0H.5、F0和0D5H。

3.单片机复位后，（SP）=07H，P0~P3=FFH，PC=0000H，PSW=00HA=00H。

4.AT89S51单片机的程序存储器的寻址范围是由PC决定的，由于AT89S51单片机的PC是16位的，所以最大寻址范围为64KB。

5.写出位地址为20H所在的位，字节地址24H.0。

6.写出字节地址为20H的单元最高位的位地址为07H，最低位的位地址为00H。

7.如果晶振频率

，则一个时钟周期为1.66667E-7，一个机器周期为2us。

8.AT89S51单片机共有26个特殊功能寄存器。

9.AT89S51单片机片外数据存储器最多可以扩展64KB。

10.如果CPU从片外ROM的0000H单元开始执行程序，那么

引脚应接低电平。

二、选择题

1.PC的值是（C）。

A.当前指令前一条指令的地址B.当前正在执行指令的地址

C.下一条指令的地址D.控制器中指令寄存器的地址

2.对程序计数器PC的操作是（A）。

A.自动进行的B.通过传送进行

C.通过加“1”指令进行的D.通过减“1”指令进行

3.在AT89S51单片机中P0口作为（D）。

A.数据总线B.地址总线

C.控制总线D.数据总线和地址总线

4.在AT89S51单片机中（C）。

A.具有独立的专用的地址总线B.P0口和P1口作为地址总线

C.P0口和P2口作为地址总线D.P2口和P1口作为地址总线

三、简答题

1.AT89S51单片机的

引脚有何功能？

如果使用片内ROM，该引脚该如何处理？

答：

为该引脚的第一功能，为访问程序存储器控制信号。

如果使用片内ROM，则

信号为高电平。

2.什么是指令周期，机器周期和时钟周期？

答：

指令周期是CPU每取出并执行一条指令所需的全部时间；机器周期是CPU完成一个基本操作所需要的时间。

时钟周期是指计算机主时钟的周期时间。

3.堆栈的作用是什么？

在程序设计时，为什么要对堆栈指针SP重新赋值？

答：

堆栈是一个特殊的存储区，主要功能是暂时存放数据和地址，通常用来保护断点和现场；堆栈指针SP复位后指向07H单元，00H-1FH为工作寄存器区，20H-2FH为位寻址区，这些单元有其他功能，因此在程序设计时，需要对SP重新赋值。

4.单片机复位有几种方法？

答：

1、上电复位2、按键复位3、看门狗复位4、软件复位

5.AT89S51单片机运行出错或程序陷入死循环时，如何摆脱困境？

可以采用复位键进行复位，使单片机初始化，也可以在软件中使用看门狗。

6.AT89S51单片机P0~P3口的驱动能力如何？

如果想获得较大的驱动能力，采用低电平输出还是高电平输出？

答：

P0口每位可驱动8个LSTTL输入，而P1.P2.P3口的每一位的驱动能力，只有P0口的一半。

当P0口的某位为高电平时，可提供400μA的电流；当P0口的某位为低电平（0.45V）时，可提供3.2mA的灌电流，如低电平允许提高，灌电流可相应加大。

所以，任何一个口要想获得较大的驱动能力，只能用低电平输出。

7.AT89S51单片机内部RAM低128单元划分为几个部分？

每部分有什么特点？

答：

工作寄存器区、位寻址区、用户RAM区。

每部分特点如下：

00H-1FH为工作寄存器区，共32个单元，被分为4组，每组有八个寄存器（R0-R7）。

任意时刻，CPU只能使用一组寄存器，当前正在使用的寄存器组被称为当前寄存器。

在程序运行过程中如果不使用的寄存器也可以作为RAM使用。

20H-2FH为位寻址区，共16个单元。

这16个单元可以作为字节单元使用，同时这16个单元的每一位也可以单独使用，即位寻址。

30H-7FH为用户RAM区，用于存放各种数据、中间结果，起到数据缓冲的作用。

在实际使用中，常需要把堆栈设在用户RAM中。

8.AT89S51单片机的片内都包含了哪些功能部件？

各个功能部件主要的功能是什么？

答：

1个微处理器（CPU）；

128个数据存储器（RAM）单元；

4KBFlash程序存储器；

4个8位可编程并行I/O口；

1个全双工串行口；

2个16位定时器/计数器；

1个看门狗定时器；

1个中断系统，5个中断源，2个优先级；

26个特殊功能寄存器（SFR）；

1个看门狗定时器。

9.程序存储器的空间中，有5个特殊单元，分别对应AT89S51单片机5个中断源的入口地址，写出这些单元的地址及对应的中断源。

中断源

中断入口地址

外部中断0

0003H

定时/计数器0溢出中断

000BH

外部中断1

0013H

定时/计数器1溢出中断

001BH

串行中断

0023H

10.AT89S51单片机有几个存储器空间？

画出它的存储器结构图。

AT89S51单片机的有3个存储器空间，即片内片外统一编制的程序存储器，片内数据存储器和片外数据存储器。

11.什么是空闲方式？

怎样进入和退出空闲方式？

答：

空闲方式：

CPU处于休眠的状态，而片内所有其他外围设备保持工作状态，即振荡器保持工作，时钟脉冲继续输出到中断、串行口、定时器等功能部件，使它们继续工作，但时钟脉冲不再送到CPU，因而CPU停止工作。

进入：

每当CPU执行一条将IDL位置1的指令，就使它进入空闲方式，CPU即停止工作，进入空闲方式。

退出：

两种：

一是被允许的中断源请求中断时，由内部的硬件电路清0IDL位，终止空闲方式；另一种方式是硬件复位。

RST引脚上的复位信号直接将IDL为清0，从而使单片机退出空闲方式。

12.什么是掉电方式？

怎样进入和退出掉电方式？

答：

掉电：

振荡器停止工作，单片机内部所有的功能部件全部停止工作。

进入：

CPU执行一条将PD位置1的指令，就使单片机进入掉电方式。

退出：

唯一的方法是硬件复位，复位后单片机内部特殊功能寄存器的内容被初始化，PCON=0，从而退出掉电方式。

13.AT89S51单片机的控制信号引脚有哪些？

说出其功能。

答：

RST（9脚）：

复位信号输入端，高电平有效。

当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。

ALE（30脚）：

地址锁存控制信号。

当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE输出脉冲用于锁存低8位地址。

（29脚）：

程序储存允许输出端，是外部程序存储器的读选通信号，低电平有效。

当AT89S51从外部程序存储器取指令时，每个机器周期两次

有效，即输出两个脉冲。

当访问外部数据存储器，不会出现两次有效的

信号。

（31脚）：

为该引脚的第一功能，为访问程序存储器控制信号。

当

信号为低电平时，对ROM的读操作限定在外部程序存储器；而当

信号为高电平时，则对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延续至外部程序存储器。

4、设计一个电路，使单片机的P0口能驱动8只发光二极管。

思考题与习题3

思考题与习题3

一、填空

1.假定外部数据存储器3000H单元的内容为50H，执行下列指令后，累加器A中的内容为50H。

MOVDPTR,#3000H

MOVXA，@DPTR

2.假定累加器A中的内容为30H，DPTR中的内容为2000H，执行指令：

MOVCA，@A+DPTR

后，把程序存储器2030H单元的内容送入累加器A中。

3.已知（30H）=21H，（31H）=04H，说明下列程序的功能,执行后（30H）=04H，（31H）=21H。

PUSH30H

PUSH31H

POP30H

POP31H

4.已知程序执行前，在AT89S51单片机片内RAM中，（A）=33H，（R0）=28H，（28H）=0BCH，写出执行如下程序后，（A）=63H。

ANLA,#60H

ORL28H,A

XRLA,@R0

CPLA

5.对程序存储器的读操作使用的指令MOVC指令。

6.对外部数据存储器的读操作使用的指令MOVX指令。

7.执行如下三条指令后，20H单元的内容是0FH  

     M O V           R 0，＃20H    

M O V          40H，＃0 F H   

M O V         ﹫R 0，40H      

二、判断

判断以下指令的正误。

（1）MOVR1,R2×

（2）MOV20H,@R3×

（3）DECDPTR×

（4）INCDPTR√

（5）MOVXA,@R1√

（6）MOVCA,@DPTR×

（7）PUSHDPTR×

（8）CLRR1×

（9）MOV20H,30H√

（10）MOVF0,C√

（11）CPLR7×

（12）RCA×

三、简答

1.MCS-51共有哪几种寻址方式？

试举例说明。

（1）寄存器寻址方式MOVA,R2

（2）直接寻址方式MOVA,30H

（3）寄存器间接寻址方式MOVA,@R0

（4）立即寻址MOVA,#20H

（5）变址寻址MOVCA,@A+DPTR

（6）相对寻址SJMPrel

（7）位寻址MOVC,0D5H;

2.MCS-51指令按功能可以分为哪几类？

每类指令的作用是什么？

数据传送类指令（28条）；数据传送是指将源地址单元中的数据传送到目的地址单元中，且源地址单元中的数据保持不变，或者源地址单元中的数据与目的地址单元中的数据互换。

算术运算类指令（24条）；这类指令中，大多数都要用累加器A来存放源操作数，另一个操作数是工作寄存器Rn、片内RAM单元或立即数。

执行指令时，CPU总是将源操作数与累加器A中的操作数进行相应操作，然后将结果保留在累加器A中，同时会影响程序状态字PSW中的溢出标志OV、进位标志CY、辅助进位标志AC和奇偶标志位P。

逻辑运算及移位类指令（25条）；在这类指令中，仅当目的操作数为累加器A时对奇偶标志位P有影响，其余指令均不影响PSW的状态。

控制转移类指令（17条）；

位操作类指令（17条）。

MCS-51系列单片机的硬件结构中有一个位处理器，对位地址空间具有丰富的位操作指令。

由于位操作数是“位”，取值只能是0或1，故又称为布尔操作指令。

3.访问SFR，可使用哪些寻址方式？

寄存器寻址，直接寻址，位寻址

4.执行指令：

MOVA，R0；

在程序状态字PSW中⑴RS1=0，RS0=0;⑵RS1=1，RS0=0的两种情况下，上述指令执行结果有何不同？

RS1=0，RS0=0时，是将内部RAM00H单元中的内容传送给累加器A，RS1=1，RS0=0时，是将内部RAM10H单元中的内容传送给累加器A

4.SJMP（短转移）指令和LJMP（长对转移）指令的目的地址的范围各是多少？

SJMP指令的目的地址范围是-128B~+127B；

LJMP指令的目的地址范围是64KB。

5.JB指令和JBC指令的区别是什么？

6.答：

这类指令是判断直接寻址位是否为“1”或为“0”，当条件满足时转移，否则继续顺序执行。

而JBC指令当条件满足时，指令执行后同时将该位清“0”。

7.指出下列每条指令的寻址方式。

（1）MOVA，40H；直接寻址

（2）MOV30H，#00H；立即寻址

（3）SJMPLOOP；相对寻址

（4）MOVCA，@A+DPTR；变址寻址

（5）MOVXA，@R0；寄存器寻址

（6）MOVC，20H；位寻址

（7）MOV20H，R3；寄存器寻址

（8）MOV31H，20H；直接寻址

8.已知程序执行前，在AT89S51单片机片内RAM（10H）=20H，（20H）=33H，（33H）=45H，（45H）=56H，（P1）=30H。

分析下列程序按顺序执行每条指令后的结果。

MOVA,33H；（A）=45H

MOVR1，A；（R1）=45H

MOV@R1，#0FFH；（45H）0FFH

MOV45H,33H；（45H）=45H

MOVR0,#10H；（R0）=10H

MOVA,@R0；（A）=20H

MOVP1,#0FFH；（P1）=0FFH

MOVA,P1；；（P1）=30H

MOV20H,A；（20H）=30H

9.已知程序执行前，在AT89S51单片机片内RAM中，（A）=85H，（R0）=20H，（20H）=0AFH，（Cy）=1，（21H）=0FFH。

写出下列指令独立执行后寄存器和存储单元的内容，若该指令影响标志位，写出CY、AC、OV和P的值。

ADDA，@R0；CY=1，AC=1，OV=1，P=1,（A）=34H

ADDCA,21H;CY=1，AC=1，P=1，OV=0,（A）=85H

SWAPA;（A）=58H，P=1

SUBBA,#50H;CY=0，AC=0，P=1，OV=1,（A）=34H

DECR0;R0=1FH

XCHDA,@R0;（A）=8FH，（20H）=0A5H，P=1

10.写出完成如下要求的指令，但是不能改变未涉及位的内容。

（1）把ACC.3，ACC.4，ACC.5和ACC.6置“1”。

ORLA,#01111000B

（2）把累加器A的中间4位清“0”。

ANLA,#11000011B

（3）将内部数据存储器10H单元中的数据的高2位，低3位清“0”。

ANL10H,#00111000B

（4）将内部数据存储器50H单元中的数据所有位取反。

XRL50H,#11111111B

（5）将内部数据存储器40H单元中的数据高4位取反。

XRL40H,#11110000B

（6）将内部数据存储器10H单元中的数据低3位置“1”。

ORL10H,#00000111B

11.分析执行下列指令序列所实现的逻辑运算式

  MOV C，P1.0

  ANL C，/P1.1 

MOV20H,C

MOV C，/P1.0

ANL C，P1.1 

  ORLC，20H

  MOV P3.0，C

  P3.0=（P1.0∧/P1.1）∨（/P1.0∧P1.1） 

思考题与习题4

一、简答题

1.什么是汇编语言源程序、汇编、汇编程序？

（1）使用汇编语言编写的程序称为汇编语言源程序。

（2）汇编语言程序不能直接在计算机上运行，需要将它翻译成机器语言程序，也就是目标代码程序，这个翻译过程称为汇编。

（3）完成汇编任务的程序成为汇编程序。

2.什么叫伪指令，有什么作用？

所谓伪指令是告诉汇编程序应该如何完成汇编工作，只有在汇编前的源程序中才有伪指令，而在汇编后没有机器代码产生。

伪指令具有控制汇编程序的输入输出、定义数据和符号、条件汇编、分配存储空间等功能。

二、编程题

1.在外部RAM3000H单元中有一个8位二进制数，试编程将该数的低四位屏蔽掉，并送给外部RAM3001H单元中。

MOVDPTR,#3000H

MOVXA,@DPTR

ANLA,#0F0H

INCDPTR

MOVX@DPTR,A

2.已知

，试编写延时20ms和1s的程序

DELAY20MS:

MOVR6,#100;延时20ms

D1:

MOVR7,#98

nop

D2:

DJNZR7,D2

DJNZR6,D1

RET

END

DELAY1S:

MOVR7,#250

DEL1:

MOVR6,#200

DEL2:

MOVR5,#98

DEL3:

DJNZR5,DEL3

NOP

DJNZR6,DEL2

DJNZR7,DEL1

RET

END

3.用查表的方法求0~6之间的整数的立方。

已知整数存在内部RAM30H单元中，查表结果回存30H单元。

MOVDPTR,#tab

MOVA,30H

MOVCA,@A+DPTR

MOV30H,A

Ret

ORG1000H

TAB:

DB00H,01H,08H,1BH,40H,7DH,0D8H

4.若有3个无符号数x、y、z分别在内部存储器40H、41H、42H单元中，试编写一个程序，实现x≥y时，x＋z的结果存放在43H、44H单元中；当x＜y时，y＋z的结果存放入43H、44H单元中。

MOVA,40H

CLRC

SUBBA,41H;相减比较大小

JCL1

MOVA,40H；x>=y

SJMPL2

L1:

MOVA,41H;x

L2:

ADDA,42H

MOV43H,A

MOVA,#0;保存进位到44H单元

ADDCA,#0

MOV44H,A

5.在内部RAM的BLOCK开始的单元中有一无符号数据块，数据块长度存人LEN单元。

试编程求其中的最小的数并存入MINI单元。

MOVR2,#11H；要比较的数据字节数

MOVR1,#BLOCK；置数据块的首地址

DECLEN

MOVA,@R1

LOOP:

MOVMINI,A

INCR1

CLRC

SUBBA，@R1；两个数比较

JCLOOP1；C=1，A中的数小，跳转到LOOP1

MOVA，@R1；C=1，则把小数送给A

SJMPLOOP2

LOOP1:

MOVA,MINI

LOOP2:

DJNZR2,LOOP；比较是否结束

MOV50H,A；把大数存入50H单元

RET

6.在外部RAM3000H起始的单元中存放一组有符号数，字节个数存在内部RAM20H单元中。

统计其中大于0、等于0和小于0的数的数目，并把统计结果存放在内部RAM21H、22H和23H单元中。

MOVDPTR,#3000H;设置首地址

MOV22H,#0；清零

MOV23H,#0

MOV24H,#0

L2：

MOVXA,@DPTR；取数据

JNZL1

INC22H；为0

SJMPNEXT

L1:

JBACC.7,FU

INC21H；正数

SJMPNEXT

FU:

INC23H;负数

NEXT:

INCDPTR

DJNZ20H,L2

RET

7.查找内部RAM20H~40H单元中是否有0FFH这一数据，如果有，将PSW中的F0位置1，没有则将其清零。

MOVR0,#20H

MOVR1,#21H

CLRF0

NEXT:

MOVA,@R0

CJNEA,#0FFH,L1

SETBF0

SJMPL2

L1:

INCR0

DJNZR1,NEXT

L2:

RET

8.在片内RAM的30H单元开始，相继存放5个无符号数，请使用冒泡法编写程序，使这组数据按照从小到大顺序排列。

MAIN:

MOVR0，#30H；数据存储区首单元地址

MOVR7．#04H；各次冒泡比较次数

CLRF0；互换标志清“0”

LOOP:

MOVA，@R0；取前数

MOVR2，A；存前数

INCR0

MOVA，@R0；取后数

CLRC

SUBBA,R2；比较大小

JNCLOOP1

SETBF0；互换，置标志位

MOVA,R2；互换数据

XCHA,@R0

DECR0

XCHA,@R0

INCR0

LOOP1:

MOVA,@R0

DJNZR7,LOOP；进行下一次比较

JBF0,MAIN；进行下一轮冒泡

SJMP$；排序结束

思考题与习题5

一、填空

1.AT89S51单片机的五个中断源的中断入口地址分别是

：

0013H

：

001BHT0：

0000BHT1：

000BH；串行口：

0023H。

2.AT89S51单片机中断系统中共有

、

、T0、T1、串行口五个中断源，其中优先权最高的是

，优先级最低的是串行口。

3.在CPU未执行同级或更高优先级中断服务程序的条件下，中断响应等待时间最少需要3个机器周期。

4.AT89S51单片机的堆栈区只可设置在 内部RAM30H-7FH ，堆栈寄存器SP是8位寄存器。

5.若（IP）=00010100B，则中断优先级最高者为   

    ，最低者为       T1。

6.对中断进行查询时，查询的中断标志位共有  IE0  、  TF0 、  IE1  、  TF1 、  RI和 TI六个中断标志位。

7.AT89S51单片机内部有16位加1定时器/计数器，可通过编程决定它们的工作方式，其中可进行13位定时器/计数器的是方式是方式0。

8.处理定时器/计数器的溢出请求有两种方法，分别是中断方式和查询方式。

使用中断方式时，必须___开中断___；使用查询方式时，必须___关中断____。

9.假定定时器1工作在方式2，单片机的振荡频率为6MHz，则最大的定时时间为   512us    。

二、选择题

1．CPU响应中断后，能自动清除中断请求“1”标志的有（C）。

A．

/

采用电平触发方式B．

/

采用两边触发方式

C．定时/计数器T0/T1中断D．串行口中断TI/RI

2．AT89S51五个中断源中，属外部中断的有（AB）。

A．

B．

C．T0D．T1E．TIF．RI

3．按下列中断优先顺序排列，有可能实现的有（B）。

A．T1、T0、

、

、串行口B．

、T1、T0、

、串行口

C．

、

、串行口、T0、T1D．

、串行口、T0、

、T1

4．各中断源发出的中断申请信