《单片机原理及接口技术修订本》部分习题与参考答案.docx
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《单片机原理及接口技术修订本》部分习题与参考答案
《单片机原理及接口技术(修订本)》部分习题与参考答案
第1章绪论
1-2 什么叫单片机?
一个完整的单片机芯片至少有哪些部件?
答:
将微处理器(CPU)、存储器、定时/计数器及输入输出接口电路等部件集成在一块集成电路上,称为单片微型计算机,简称单片机。
一个完整的单片机芯片至少有中央处理器(CPU)、随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、定时/计数器及I/O接口等部件。
1-5Intel公司的主要单片机产品分为哪几大系列?
各系列的区别何在?
答:
Intel公司的MCS-48系列、MCS-51系列、MCS-96系列产品;
48系列的单片机在片内集成4位CPU,片内含有多种I/O接口,有的根据不同用途还配有许多专用接口,价格便宜,控制功能强。
51系列的单片机在片内集成8位CPU、片内RAM为128字节,ROM为4K字节,4个并行I/O口、2个16位定时/计数器、串行接口、5个中断源。
96系列单片机CPU为16位,片内RAM为232字节,ROM为8K字节,片内带有高速输入输出部件,多通道10位A/D转换部件,中断处理为8级。
1-6 叙述51子系列与52子系列的区别?
答:
51子系列包含8031/8051/8751三种型号,它们的基本组成、基本性能都相同,都具有一个8位CPU、片内数据存储器RAM128B、2个16位定时/计数器、有5个中断源,一个全双工串行接口,它们之间的区别在于片内程序存储器配置:
8031片内没有ROM,使用时需在片外接EPROM。
8051片内含有4KB的掩模ROM,其中的程序是生产厂家制作芯片时烧制的。
8751片内含有4KB的EPROM,用户可以先用紫外线擦除器擦除,然后再利用开发机或编程器写入新的程序。
52子系列包含8032/8052/8752三种型号,52子系列与51子系列的区别在于:
片内ROM和RAM的容量比8051子系列各增加一倍,另外,增加了一个定时/计数器和一个中断源。
第2章MCS-51系列单片机的结构及原理
2-2 MCS-51单片机的引脚有何功能?
在使用8031时如何接法?
使用8751时如何接法?
答:
引脚是片内外程序存储器的选择信号。
当端保持高电平时,访问内部程序存储器,但在PC(程序计数器)值超过0FFFH(对于8051/8751/80C51)或1FFFH(对于8052)时,将自动转向访问外部程序存储器。
当端保持低电平时,不管是否有内部程序存储器,则只访问外部程序存储器。
由于8031片内没有程序存储器,所以在使用8031时,引脚必须接低电平。
2-4 MCS-51单片机的内部存储空间是怎样分配的?
答:
MCS-51单片机的内部存储空间分为数据存储器和程序存储器。
内部数据存储器:
共256字节单元,包括低128个单元和高128个单元。
低128字节又分成3个区域:
工作寄存器区(00H~1FH),位寻址区(20H~2FH)和用户RAM区(30H~7FH)。
高128字节是供给特殊功能寄存器使用的,因此称之为特殊功能寄存器区。
内部程序存储器:
在8031片内无程序存储器,8051片内具有4KB掩模ROM,8751片内具有4KBEPROM。
2-5 如何从MCS-51单片机的4个工作寄存器组中选择当前工作寄存器组?
答:
MCS-51单片机提供了4组工作寄存器,对于当前工作寄存器组的选择,是通过PSW中的RS1和RS0来进行选择。
具体关系如下表:
RS1
RS0
当前寄存器组
0
0
第0组工作寄存器
0
1
第1组工作寄存器
1
0
第2组工作寄存器
1
1
第3组工作寄存器
2-6 内部RAM低128个单元是如何划分的?
答:
内部RAM低128个单元按用途分成3个区域:
工作寄存器区(00H~1FH),位寻址区(20H~2FH)和用户RAM区(30H~7FH)。
2-7 DPTR是什么寄存器?
它的作用是什么?
它由哪几个寄存器组成?
答:
DPTR是数据指针寄存器,是一个16位寄存器,用来存放16位存储器的地址,以便对外部数据存储器RAM中的数据进行操作。
DPTR由高位字节DPH和低位字节DPL组成。
2-8 什么是堆栈?
堆栈有何作用?
为什么在程序初始化时要对SP重新赋值?
答:
所谓堆栈,顾名思义就是一种以“堆”的方式工作的“栈”。
堆栈是在内存中专门开辟出来的按照“先进后出,后进先出”的原则进行存取的RAM区域。
堆栈的用途是保护现场和断点地址。
在8051单片机复位后,堆栈指针SP总是初始化到内部RAM地址07H。
从08H开始就是8051的堆栈区,这个位置与工作寄存器组1的位置相同。
因此,在实际应用中,通常要根据需要在程序初始化时对SP重新赋值,以改变堆栈的位置。
2-9 试述程序状态字寄存器PSW各位的含义。
答:
程序状态字寄存器PSW是8位寄存器,用于存放程序运行的状态信息。
CY(PSW.7):
进位标志位。
AC(PSW.6):
辅助进位标志位。
F0(PSW.5)、F1(PSW.1):
用户标志位。
RS1(PSW.4)、RS0(PSW.3):
工作寄存器组选择位。
OV(PSW.2):
溢出标志位。
P(PSW.0):
奇偶标志位。
2-10 P0、P1、P2、P3口的结构有何不同?
使用时要注意什么?
各口都有什么用途?
答:
P0口由一个所存器、两个三态输入缓冲器、场效应管、控制与门、反相器和转换开关组成;作为输出口时,必须外接上拉电阻才能有高电平输出,作为输入口时,必须先向锁存器写“1”;作为普通I/O口使用或低8位地址/数据总线使用。
P1口内没有转换开关,但有上拉电阻;只用作普通I/O口使用。
P2口比P1口多了一个转换控制开关;作为普通I/O口使用或高8位地址线使用。
P3口比P1口增加了与非门和缓冲器;具有准双向I/O功能和第二功能。
上述4个端口在作为输入口使用时,应注意必须先向端口写“1”。
2-11 请说出指令周期、机器周期、状态和拍的概念。
当晶振频率为12MHz、8MHz时,一个机器周期为多少微秒?
答:
指令周期:
执行一条指令所需要的时间。
机器周期:
CPU完成一个基本操作所需要的时间。
状态:
振荡脉冲经过二分频后,得到的单片机的时钟信号。
拍:
振荡脉冲的周期。
当晶振频率为12MHz时,一个机器周期为1μs;当晶振频率为8MHz时,一个机器周期为3μs。
2-12 什么是单片机复位?
复位后单片机的状态如何?
答:
在时钟电路工作后,只要在单片机的RESET引脚上出现24个时钟震荡脉冲(两个机器周期)以上的高电平,单片机就能实现复位。
复位后,CPU和系统都处于一个确定的初始状态,在这种状态下,所有的专用寄存器都被赋予默认值,除SP=07H,P0~P3口为FFH外,其余寄存器均为0。
第3章MCS-51系列单片机的指令系统
3-3 MCS-51系列单片机有哪几种寻址方式?
各种寻址方式所对应的寄存器或存储器寻址空间如何?
答:
MCS-51系列单片机提供了7种寻址方式:
(1)立即寻址:
操作数在指令中直接给出,立即数前面有“#”。
(2)直接寻址:
在指令中直接给出操作数地址。
对应片内低128个字节单元和特殊功能寄存器。
(3)寄存器寻址:
以寄存器的内容作为操作数。
对应的寄存器有:
R0~R7、A、AB寄存器和数据指针DPTR。
(4)寄存器间接寻址:
以寄存器的内容作为RAM地址,该地址中的内容才是操作数。
对应片内RAM的低128个单元采用R0、R1作为间址寄存器,片外RAM低256个单元可用R0、R1作为间址寄存器,整个64KB空间可用DPTR作为间址寄存器。
(5)变址寻址:
以DPTR或PC作为基址寄存器,以累加器A作为变址寄存器,并以两者内容相加形成的16位地址作为操作数地址。
对应片内、片外的ROM空间。
(6)相对寻址:
只在相对转移指令中使用。
对应片内、片外的ROM空间。
(7)位寻址:
对可寻址的位单独进行操作。
对应位寻址区20H~2FH单元的128位和字节地址能被8整除的特殊功能寄存器的相应位。
3-4 若访问特殊功能寄存器,可使用那些寻址方式?
答:
直接寻址方式。
3-5 若访问外部RAM单元,可使用那些寻址方式?
答:
寄存器间接寻址方式。
3-6 若访问内部RAM单元,可使用那些寻址方式?
答:
立即寻址方式,直接寻址方式,寄存器寻址方式,寄存器间接寻址方式,位寻址方式。
3-7 若访问内外程序存储器,可使用那些寻址方式?
答:
变址寻址方式
3-9外部数据传送指令有几条?
试比较下面每一组中两条指令的区别。
(1)MOVX A,@R1 ,MOVX A,@DPTR
(2)MOVX A,@DPTR ,MOVX @DPTR,A
(3)MOV @R0,A ,MOVX @R0,A
(4)MOVC A,@A+DPTR ,MOVX A,@DPTR
答:
外部数据传送指令有6条:
MOVX A,@DPTR MOVX @DPTR,A
MOVX A,@Ri MOVX @Ri,A
MOVC A,@A+DPTR MOVC A,@A+PC
(1)MOVX A,@R1 MOVX A,@DPTR
都是访问片外RAM,但二者寻址范围不同。
前1条指令是对片外RAM低256个单元的“读”操作。
后1条指令是对片外RAM64KB空间的“读”操作。
(2)MOVX A,@DPTR MOVX @DPTR,A
访问空间相同,但数据传送方向不同。
前1条指令是对片外RAM64KB空间的“读”操作。
后1条指令是对片外RAM64KB空间的“写”操作。
(3)MOV @R0,A MOVX @R0,A
二者访问的空间不同。
前1条指令是对片内RAM低128个单元的“写”操作。
后1条指令是对片外RAM低256个单元的“写”操作。
(4)MOVC A,@A+DPTRMOVX A,@DPTR
二者访问的空间不同,寻址方式不同。
前1条指令是变址寻址方式,对ROM操作。
后1条指令是寄存器间接寻址方式,对片外RAM操作。
3-10 已知(30H)=40H,(40H)=10H,(10H)=32H,(P1)=EFH,试写出执行以下程序段后有关单元的内容。
MOV R0, #30H
MOV A, @R0
MOV R1, A
MOV B, @R1
MOV @R1, P1
MOV P2, P1
MOV 10H, #20H
MOV 30H, 10H
答:
R0←30H,(R0)=30H
A←((R0)),(A)=40H
R1←(A),(R1)=40H
B←((R1)),(B)=10H
(R1)←(P1),((R1))=(40H)=EFH
P2←(P1),(P2)=EFH
10H←20H,(10H)=20H
30H←(10H),(30H)=20H
结果:
(R0)=30H,(A)=40H,(R1)=40H,(B)=10H,(40H)=EFH,(P2)=EFH,(10H)=20H,(30H)=20H
3-11 试写出完成以下数据传送的的指令序列。
(1)R1的内容传送R0;
(2)片外RAM60H单元的内容送入R0;
(3)片外RAM60H单元的内容送入片内RA
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