单片机期末考试.docx

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单片机期末考试

《单片机开发与应用技术》部分参考答案

习题1-4：

什么是单片机，它有哪些主要特点？

单片机（SingleChipMicrocomputer，SCM）全称单片微型计算机，国际上统称为微控制器（MicroControllerUnit，MCU），它是在一块半导体芯片上集成了中央处理器CPU、只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、定时/计数器和多种输入/输出（I/O）接口的一个完整的微型计算机。

它是微型计算机发展过程中的一个重要分支，是计算机家族中的一个重要成员。

其实质上就是一个以芯片形态表现的微型计算机，是集成了微型计算机核心技术的智能化集成电路芯片。

r

主要特点有：

高性价比；高集成度、高可靠性；控制能力强；低功耗、低电压；体积小；丰富的总线接口；配置典型、应用灵活。

习题1-7：

ISP和IAP与传统编程器相比有哪些优势？

ISP（In-SystemProgramming）是指在系统中编程，这种编程方式通过下载线将程序代码下载到单片机中后，由单片机内部的编程电路自行固化程序代码。

设计时只要预留相应的引脚接口，甚至不用将单片机从系统中取下，就能实现重新编程。

而IAP（In-ApplicationProgramming）是指在应用中编程，这种编程方式一般是通过串口先将程序代码下载到单片机，然后由单片机内部的监控程序自行将程序代码固化到存储器中。

编程时系统无需断电停止工作，即在应用中就能实现程序代码的擦除和改写。

相比传统方式，ISP和IAP省却了编程器，编程时芯片不用从电路板上取下，避免了芯片和电路板的损伤，也使得程序的升级和改动变得更加容易。

此外IAP方式还可通过网络实现远程升级和维护。

习题1-8：

MCS-51单片机有哪几种代表类型，主要特性如何？

MCS-51系列产品中有字母“C”的表示CMOS或CHMOS工艺，否则是HMOS工艺。

该系列可分为51/31和52/32两个子系列，其中51子系列是基本型，而52子系列是加强型。

其主要特性如表所示。

系列

型号

片内ROM

片内RAM

定时/计数器

I/O线

串口

中断源

MCS-51

8031/80C31

无

128Byte

2×16位

32

1

5

8032/80C32

无

256Byte

3×16位

32

1

6

8051/80C51

4KByte

128Byte

2×16位

32

1

5

8052/80C52

8KBtye

256Byte

3×16位

32

1

6

习题2-1：

Intel80C51主要由哪几部分组成，各自功能如何？

Intel80C51主要组成部分及其功能是：

（1）8位CPU。

负责执行指令，完成各种运算，以及管理、控制单片机中各部件，使它们能协调一致的工作。

（2）内部时钟电路OSC。

产生单片机执行过程中所需要的定时时钟信号。

（3）时序和控制部分。

负责产生单片机访问外部存储器时所需的逻辑控制信号，以及通过外部手段对单片机进行复位操作时的内部复位信号。

（4）特殊功能寄存器SFR。

用来对单片机内部资源进行操作控制。

（5）片内RAM存储器。

主要用来存储数据。

（6）片内ROM存储器。

主要用来存储程序和常量数据。

（7）定时/计数器。

用来产生定时信号和对外部脉冲进行计数，在串行通信中还可用作波特率发生器。

（8）异步串行接口。

可被用作和其它处理器或设备的通信。

（9）并行I/O口。

用作单片机与外部进行并行信息交换。

（10）外中断接口。

用于外设向单片机请求中断。

习题2-2：

Intel80C51内部的CPU寄存器有哪些，有何用途？

（11）8位累加器A。

是CPU中使用频率最高，工作最繁忙的一个寄存器。

许多指令，比如像算术运算、逻辑运算等都要使用该寄存器来临时存放数据。

（12）8位寄存器B。

主要与累加器A组合用于乘除运算，也可作普通数据存储用。

（13）8位程序状态字寄存器PSW。

主要用于存放运算结果特征。

（14）16位数据指针寄存器DPTR。

用于存放有关操作数据在存储器中的地址。

（15）8位堆栈寄存器SP。

用于存放堆栈的栈顶地址。

习题2-5：

Intel80C51的存储器是如何组织的？

引脚

有何用途？

Intel80C51的存储器空间物理上分为：

片内ROM、片外ROM、片内RAM和片外RAM四个独立存储空间。

逻辑上分为：

统一编址的程序存储空间（0000H~FFFFH）、片内数据存储空间（00H~FFH）和片外数据存储空间（0000H~FFFFH）三部分。

其片内数据存储空间又可分为：

通用寄存器区（00H~1FH）、位寻址区（20H~2FH）、数据缓冲区（30H~7FH）、特殊功能寄存器区（80H~FFH）。

引脚

用来选择程序存储空间的低4KB（0000H~0FFFH）映射在片内还是片外。

当

=0时，映射在片外，而当

=1时，映射在片内。

习题2-10：

什么叫寻址方式，MCS-51单片机的指令有几种寻址方式，各有何特点？

寻址方式就是如何寻找操作数或其存放地址的方法形式，寻址方式越丰富，编程越灵活方便。

（16）立即寻址。

操作对象以常数形式在指令中给出，其作为机器指令编码的一部分，读取指令的同时也就得到操作对象。

（17）寄存器寻址。

操作对象存放在寄存器中，在指令中给出存放的寄存器名称。

（18）直接寻址。

操作对象存放在片内RAM或SFR中，在指令中直接给出存放的片内RAM单元或SFR地址，该地址作为机器指令编码的一部分。

（19）寄存器间接寻址。

操作对象存放在片内RAM或片外RAM中，在指令中间接给出存放操作对象的RAM单元地址，该地址可存放在R0、R1或DPTR寄存器中。

（20）变址寻址。

操作对象存放在ROM中，在指令中间接给出存放操作对象的ROM单元地址，该地址是A寄存器与PC或DPTR寄存器的和。

（21）位寻址。

操作对象存放在位单元中，在指令中直接给出存放的位单元地址，该地址作为机器指令编码的一部分。

（22）转移地址寻址。

为指令提供转移的目标地址，有相对寻址、绝对寻址、变址寻址3种。

习题2-11：

请用数据传送指令实现以下操作：

（23）将R3寄存器的值传送到R4寄存器中。

MOVA，R3

MOVR4，A

（24）交换R3和R4寄存器中的值。

MOVA，R3

XCHA，R4

MOVR3，A

（25）将片外RAM中1010H单元的值传送到片外0200H单元中。

MOVDPTR，#1010H

MOVXA，@DPTR

MOVDPTR，#0200H

MOVX@DPTR，A

（26）交换片外RAM中1010H单元和0200H单元的值。

MOVDPTR，#1010H

MOVXA，@DPTR

MOVB，A

MOVDPTR，#0200H

MOVXA，@DPTR

XCHA，B

MOVX@DPTR，A

MOVA，B

MOVDPTR，#1010H

MOVX@DPTR，A

（27）将B寄存器高4位和低4位交换。

MOVA，B

SWAPA

MOVB，A

习题2-16：

将累加器A的高3位数据通过P1口的低3位输出。

RLA

RLA

RLA

ANLP1，#F8H

ORLP1，A

习题3-2：

编程实现逻辑表达式：

P1.4=

∧P1.1∨

⊕

。

上述逻辑表达式可改写为：

P1.4=

∧P1.1∨P1.2∧

∨

∧P1.3

ORG0000H

MOVC，P1.1

ANLC，/P1.0

MOVF0，C

MOVC，P1.2

ANLC，/P1.3

ORLC，F0

MOVF0，C

MOVC，P1.3

ANLC，/P1.2

ORLC，F0

MOVP1.4，C

END

习题3-3：

比较两个存放在R6和R7寄存器中的带符号数大小，将其中最大的一个存放到R5寄存器中。

ORG0000H

MOVA，R6

CLRC

SUBBA，R7

JZL1

MOVC，OV

ANLC，/ACC.7

MOVF0，C

MOVC，ACC.7

ANLC，/OV

ORLC，F0

JNCL1

MOVA，R7

JMPNEXT

L1：

MOVA，R6

NEXT：

MOVR5，A

END

习题3-7：

定义一个子程序将A中的数字字符“0”～“9”转换为对应的数字。

SUBP：

CLRC

MOVB，A

SUBBA，#30H

JCRETURN

CLRC

MOVA，B

SUBBA，#40H

JNCRETURN

CLRC

MOVA，B

SUBBA，#30H

RETURN：

RET

习题4-3：

按要求用C51定义下列变量。

（28）一个存放在片内直接寻址区中的无符号字符型变量ch。

unsigendchardatach；

（29）一个存放在ROM中的字符数组string，其内容为字符串“MCS-51”。

charcodestring[]="MCS-51"；

（30）一个存放在片内间接寻址区中的整型变量i，变量地址为95H。

intidatai_at_0x95；

（31）一个存放在片外RAM中的无符号整型常变量N，其值为10000。

constunsignedintxdataN=10000；

（32）一个存放在片外RAM中的易变量整型数组arr，数组首地址为0100H。

volatileintxdataarr[10]_at_0x100；

（33）一个指向片内直接寻址区的字符型存储器指针变量p1。

chardata*p1；

（34）一个存放在片内间接寻址区中的整型通用指针变量p2。

int*idatap2；

（35）一个指向片外RAM并存放在片内间接寻址区中的实型存储器指针变量p3。

floatxdata*idatap3；

（36）一个指向分页片外RAM的空指针变量p4。

voidpdata*p4；

（37）2个位变量a和b。

bita，b；

习题4-4：

编程将P1口低4位的输入，输出到高4位。

#include"reg51.h"

main（）

{unsignedn；

P1|=0x0f；

n=P1；

n<<=4；

P1&=0x0f；

P1|=n；

}

习题4-6：

编程将存放在片外RAM中地址0000H起始的100个8位无符号数中的最大数找出。

#include"reg51.h"

volatileunsignedcharxdataarr[100]_at_0x0000；

main（）

{unsignedchari，max；

max=arr[0]；

for（i=1；i<100；i++）

if（max

}

习题6-1：

MCS-51单片机的4个输入/输出口各有何用途。

MCS-51单片机有4个8位双向的并行输入/输出口P0、P1、P2和P3，这些口既可以整体8位输入/输出，也可以只对某个引脚单独输入/输出。

此外在外扩存储器时，P0口被用作地址/数据线AD7～AD0，P2口被用作高8位地址线A15～A8；P1口在8051单片机中没有复用的第二功能；P3口引脚从低到高依次复用为RXD串行接收、TXD串行发送、

外中断0输入、

外中断1输入、T0定时/计数器0外部计数输入、T1定时/计数器1外部计数输入、

片外RAM存储器写信号、

片外RAM存储器读信号。

习题6-3：

什么是中断？

中断响应的基本步骤如何?

54

中断（Interrupt）是指执行程序过程中，因某种事件发生，处理器于是暂停正被执行的程序，转而去为事件服务，服务完毕后又返回原来程序中被暂停处继续执行的过程。

中断响应的基本步骤。

（38）中断源提出中断请求，置位相应中断标志位；

（39）对应中断源及总中断使能；

（40）中断优先级判别；

（41）处理器查询到中断请求，且当前指令执行完毕，或是没有同级或高级中断程序被执行，保护现场，处理器转到对应中断向量处执行中断程序；

（42）中断程序执行完毕，恢复现场，中断返回。

习题6-6：

使用汇编语言编写MCS-51单片机的中断程序时需注意哪些问题？

（43）设置中断向量。

在中断向量处安排中断程序，或放置一条转移指令将流程转到中断程序处。

（44）现场保护。

执行中断程序前将重要寄存器如A、PSW，及其他有关数据保存到堆栈中。

（45）恢复现场。

在中断程序执行完后，将现场保护的数据按相反顺序从堆栈中恢复。

（46）中断返回。

最后执行IRET指令返回被中断程序。

（47）此外对于硬件不能自动清除的中断请求标志位如RI、TI，需要在中断程序返回前用指令清除。

习题6-5：

80C51单片机的定时/计数器有几种工作方式，各有何特点？

80C51单片机的定时/计数器有4种工作方式。

方式0。

13位计数，定时时的定时时间=（213－计数初值）×12/fOSC。

方式1。

16位计数，定时时的定时时间=（216－计数初值）×12/fOSC。

方式2。

8位自动重装计数，定时时的定时时间=（28－计数初值）×12/fOSC。

方式3。

将T0拆分为两个8为计数器，其中TL0可以定时或计数，而TH0只能定时。

T1不能工作在此方式。

习题6-9：

80C51单片机的串行口有几种工作方式，各有何特点？

80C51单片机的串行口有4种工作方式，数据收发均为先低位后高位。

方式0。

移位寄存器方式，波特率为fOSC/12，数据由RXD引脚收发，TXD引脚输出移位时钟。

方式1。

10位异步通信方式，波特率可变，数据由RXD引脚接收，TXD引脚发送。

一帧数据由1位起始位、8位数据位和1位停止位组成。

方式2。

11位异步通信方式，波特率为fOSC/32或fOSC/64，数据由RXD引脚接收，TXD引脚发送。

一帧数据由1位起始位、8位数据位、1位可编程的第9位和1位停止位组成。

方式3。

11位异步通信方式，波特率可变，数据由RXD引脚接收，TXD引脚发送。

一帧数据由1位起始位、8位数据位、1位可编程的第9位和1位停止位组成。

习题6-10：

分别计算一下，在振荡时钟频率为11.05

92MHz和12MHz情况下，方式1的波特率分别为1200、2400、4800、9600、19200、38400bps时，定时/计数器T1的计数初值应取多少合适，它们与实际的偏差各为多少?

由波特率计算公式：

fosc×2SMOD/（32×12×（28－T1的计数初值））

推导出：

T1的计数初值=28－fosc×2SMOD/（32×12×波特率）

取SMOD=0，fosc=11.0592MHz，波特率=1200bps时，计算得到：

T1的计数初值=232，实际波特率=1200bps，偏差为0。

取SMOD=0，fosc=11.0592MHz，波特率=2400bps时，计算得到：

T1的计数初值=244，实际波特率=2400bps，偏差为0。

取SMOD=0，fosc=11.0592MHz，波特率=4800bps时，计算得到：

T1的计数初值=250，实际波特率=4800bps，偏差为0。

取SMOD=0，fosc=11.0592MHz，波特率=9600bps时，计算得到：

T1的计数初值=253，实际波特率=9600bps，偏差为0。

取SMOD=1，fosc=11.0592MHz，波特率=19200bps时，计算得到：

T1的计数初值=253，实际波特率=19200bps，偏差为0。

取SMOD=1，fosc=11.0592MHz，波特率=38400bps时，计算得到：

T1的计数初值≈254，实际波特率=28800bps，偏差为25%。

取SMOD=0，fosc=12MHz，波特率=1200bps时，计算得到：

T1的计数初值≈230，实际波特率≈1202bps，偏差为0.17%。

取SMOD=0，fosc=12MHz，波特率=2400bps时，计算得到：

T1的计数初值≈243，实际波特率≈2404bps，偏差为0.17%。

取SMOD=0，fosc=12MHz，波特率=4800bps时，计算得到：

T1的计数初值≈250，实际波特率≈5208bps，偏差为8.5%。

取SMOD=0，fosc=12MHz，波特率=9600bps时，计算得到：

T1的计数初值≈253，实际波特率≈10417bps，偏差为8.5%。

取SMOD=1，fosc=12MHz，波特率=19200bps时，计算得到：

T1的计数初值≈253，实际波特率≈20833bps，偏差为8.5%。

取SMOD=1，fosc=12MHz，波特率=38400bps时，计算得到：

T1的计数初值≈254，实际波特率≈31250bps，偏差为18.6%。

习题7-2：

常见的单片机键盘接口方式有哪两种，各有何特点？

依键盘与单片机接口方式的不同，可分为独立式按键和矩阵式按键两种类型。

独立式键盘的按键组织结构和程序比较简单，一个按键就需占用一个I/O引脚，资源利用率不高。

适用于单片机接口资源比较丰富，同时按键数目又不太多的应用中。

矩阵式按键组织结构和程序都稍复杂，但在占用较少单片机引脚的情况下即可获得更多数量的按键。

适用于单片机接口资源比较紧张，同时按键数目又较多的应用中。

习题7-5：

LED数码管的静态显示和动态显示方式各有何特点？

静态显示方式的特点是直接采用单片机并行I/O口的硬件结构较简单，程序编制容易，但由于单片机I/O口的限制，因而不易扩展太多，且由于数码管常亮，所以系统整体功耗较大。

动态显示方式的特点硬件结构稍复杂，程序编制难度稍大，在扩展较多位数时所占用的单片机I/O口不会增加太多，但工作时序要求较高，由于每个时刻只有一只数码管在点亮，所以系统整体功耗较低。

习题7-8：

为MCS-51单片机外扩存储器，其中ROM采用两片2732共8K，第1片的地址为1000H～1FFFH，第2片的地址为2000H～2FFFH；RAM采用1片6264，其地址为4000H～5FFFH。

画出设计的连线示意图，并简要说明。

由图可知：

第一片2732选中条件是A15A14A13A12=0001，对应地址段1000H～1FFFH。

第二片2732选中条件是A15A14A13A12=0010，对应地址段2000H～2FFFH。

6264选中条件是A15A14A13A12=0100或A15A14A13A12=0101，对应地址段4000H～5FFFH。