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单片机原理及接口技术课后习题答案

第三章

1、?

指令：

CPU根据人的意图来执行某种操作的命令

指令系统：

一台计算机所能执行的全部指令集合

机器语言：

用二进制编码表示，计算机能直接识别和执行的语言

汇编语言：

用助记符、符号和数字来表示指令的程序语言

高级语言：

独立于机器的，在编程时不需要对机器结构及其指令系统有深入了解的通用性语言

2、?

见第1题

3、?

操作码[目的操作数][，源操作数]

4、?

?

寻址方式寻址空间

立即数寻址程序存储器ROM

直接寻址片内RAM低128B、特殊功能寄存器

寄存器寻址工作寄存器R0-R7、A、B、C、DPTR

寄存器间接寻址片内RAM低128B、片外RAM

变址寻址程序存储器（@A+PC,@A+DPTR）

相对寻址程序存储器256B范围（PC+偏移量）

位寻址片内RAM的20H-2FH字节地址、部分SFR

5、?

SFR：

直接寻址，位寻址，寄存器寻址；片外RAM：

寄存器间接寻址

6、?

MOVA，40H；直接寻址（40H）→A

MOVR0，A；寄存器寻址（A）→R0

MOVP1，#0F0H；立即数寻址0F0→P1

MOV@R0,30H；直接寻址（30H）→（R0）

MOVDPTR,#3848H；立即数寻址3848H→DPTR

MOV40H,38H；直接寻址（38H）→40H

MOVR0,30H；直接寻址（30H）→R0

MOVP0,R0；寄存器寻址（R0）→P0

MOV18H，#30H；立即数寻址30H→18H

MOVA，@R0；寄存器间接寻址（（R0））→A

MOVP2，P1；直接寻址（P1）→P2

最后结果：

（R0）=38H，（A）=40H，（P0）=38H，（P1）=（P2）=0F0H，（DPTR）=3848H，（18H）=30H，（30H）=38H，（38H）=40H，（40H）=40H，（48H）=38H

注意：

→左边是内容，右边是单元

7、?

用直接寻址，位寻址，寄存器寻址

8、?

?

MOVA,DATA;直接寻址2字节1周期

MOVA,#DATA;立即数寻址2字节1周期

MOVDATA1,DATA2;直接寻址3字节2周期

MOV74H,#78H;立即数寻址3字节2周期

如果想查某一指令的机器码，字节数或周期数可查阅书本后面的附录A

9、

MOVA,@R0;（（R0））=80H→A

MOV@R0,40H;（40H）=08H→（R0）

MOV40H,A;（A）=80→40H

MOVR0,#35H;35H→R0

最后结果：

（R0）=35H（A）=80H，（32H）=08H，（40H）=80H

10、用直接寻址，位寻址，寄存器寻址

11、只能采用寄存器间接寻址（用MOVX指令）

12、低128字节：

直接寻址，位寻址，寄存器间接寻址，寄存器寻址（R0~R7）

高128字节：

直接寻址，位寻址，寄存器寻址

13、采用变址寻址（用MOVC指令）

14、压缩BCD码在进行加法运算时应逢十进一，而计算机只将其当作十六进制数处理，此时得到的结果不正确。

用DAA指令调整（加06H，60H，66H）

15、用来进行位操作

16、ANLA，#17H；83H∧17H=03H→A

ORL17H，A；34H∨03H=37H→17H

XRLA，@R0；03H⊕37H=34H

CPLA；34H求反等于CBH

所以（A）=CBH

17、

（1）SETBACC.0或SETBE0H;E0H是累加器的地址

（2）CLRACC.7

CLRACC.6

CLRACC.5

CLRACC.4

（3）CLRACC.6

CLRACC.5

CLRACC.4

CLRACC.3

18、MOV27H，R7

MOV26H，R6

MOV25H，R5

MOV24H，R4

MOV23H，R3

MOV22H，R2

MOV21H，R1

MOV20H，R0

19、MOV2FH，20

MOV2EH，21

MOV2DH，22

20、CLRC

MOVA，#5DH；被减数的低8位→A

MOVR2，#B4H；减数低8位→R2

SUBBA，R2；被减数减去减数，差→A

MOV30H，A；低8位结果→30H

MOVA，#6FH；被减数的高8位→A

MOVR2，#13H；减数高8位→R2

SUBBA，R2；被减数减去减数，差→A

MOV31H，A；高8位结果→30H

注意：

如果在你的程序中用到了进位位，在程序开始的时候要记得清0进位位

21、

（1）A≥10

CJNEA，#0AH，L1；（A）与10比较，不等转L1

LJMPLABEL；相等转LABEL

L1：

JNCLABEL；（A）大于10，转LABEL

或者：

CLRC

SUBBA，#0AH

JNCLABEL

（2）A＞10

CJNEA，#0AH，L1；（A）与10比较，不等转L1

RET；相等结束

L1：

JNCLABEL；（A）大于10，转LABEL

RET；（A）小于10，结束

或者：

CLRC

SUBBA，#0AH

JNCL1

RET

L1：

JNZLABEL

RET

（3）A≤10

CJNEA，#0AH，L1；（A）与10比较，不等转L1

L2：

LJMPLABEL；相等转LABEL

L1：

JCL2；（A）小于10，转L2

RET

或者：

CLRC

SUBBA，#0AH

JCLABEL

JZLABEL

RET

22、（SP）=23H，（PC）=3412H

参看书上80页

23、（SP）=27H，（26H）=48H，（27H）=23H，（PC）=3456H

参看书上79页

?

24、不能。

ACALL是短转指令，可调用的地址范围是2KB。

在看这个题的时候同时看一下AJMP指令。

同时考虑调用指令ACALL和LCALL指令和RET指令的关系。

25、MOVR2，#31H；数据块长度→R2

MOVR0，#20H；数据块首地址→R0

LOOP：

MOVA，@R0；待查找的数据→A

CLRC；清进位位

SUBBA，#0AAH；待查找的数据是0AAH吗

JZL1；是，转L1

INCR0；不是，地址增1，指向下一个待查数据

DJNZR2，LOOP；数据块长度减1，不等于0，继续查找

MOV51H，#00H；等于0，未找到，00H→51H

RET

L1：

MOV51H，#01H；找到，01H→51H

RET

26、MOVR2，#31H；数据块长度→R2

MOVR0，#20H；数据块首地址→R0

LOOP：

MOVA，@R0；待查找的数据→A

JNZL1；不为0，转L1

INC51H；为0，00H个数增1

L1：

INCR0；地址增1，指向下一个待查数据

DJNZR2，LOOP；数据块长度减1，不等于0，继续查找

RET

27、MOVDPTR，#SOURCE；源首地址→DPTR

MOVR0，#DIST；目的首地址→R0

LOOP：

MOVXA，@DPTR；传送一个字符

MOV@R0，A

INCDPTR；指向下一个字符

INCR0

CJNEA，#24H，LOOP；传送的是“$”字符吗？

不是，传送下一个字符

RET

28、MOVA，R3；取该数高8位→A

ANLA，#80H；取出该数符号判断

JZL1；是正数，转L1

MOVA，R4；是负数，将该数低8位→A

CPLA；低8位取反

ADDA，#01H；加1

MOVR4，A；低8位取反加1后→R4

MOVA，R3；将该数高8位→A

CPLA；高8位取反

ADDCA，#00H；加上低8位加1时可能产生的进位

MOVR3，A；高8位取反加1后→R3

L1：

RET

29、CLRC；清进位位C

MOVA，31H；取该数低8位→A

RLCA；带进位位左移1位

MOV31H，A；结果存回31H

MOVA，30H；取该数高8位→A

RLCA；带进位位左移1位

MOV30H，A；结果存回30H

30、MOVR2，#04H；字节长度→R2

MOVR0，#30H；一个加数首地址→R0

MOVR1，#40H；另一个加数首地址→R1

CLRC；清进位位

LOOP：

MOVA，@R0；取一个加数

ADDCA，@R1；两个加数带进位位相加

DAA；十进制调整

MOV@R0，A；存放结果

INCR0；指向下一个字节

INCR1；

DJNZR2，LOOP；数据块长度减1，不等于0，继续查找

RET

31、MOVR2，#08H；数据块长度→R2

MOVR0，#30H；数据块目的地址→R0

MOVDPTR，#2000H；数据块源地址→DPTR

LOOP：

MOVXA，@DPTR；传送一个数据

MOV@R0，A

INCDPTR；指向下一个数据

INCR0；

DJNZR2，LOOP；数据块长度减1，没传送完，继续传送

RET

32、

（1）MOVR0，0FH；2字节，2周期4字节4周期（差）

MOVB，R0；2字节，2周期

（2）MOVR0，#0FH；2字节，1周期4字节3周期（中）

MOVB，@R0；2字节，2周期

（3）MOVB，#0FH；3字节，2周期3字节2周期（好）

33、

（1）功能是将片内RAM中50H~51H单元清0。

（2）7A0A（大家可以看一下书上，对于立即数寻址的话，后面一个字节存放的是立即数）7850（第一个字节的后三位是寄存器，前一个条指令是010也就是指的R2，在这里是R0，所以应该是78，后一个字节存放的是立即数）DAFC（这里涉及到偏移量的计算，可以参考书上56页）

34、INC@R0；（7EH）=00H

INCR0；（R0）=7FH

INC@R0；（7FH）=39H

INCDPTR；（DPTR）=10FFH

INCDPTR；（DPTR）=1100H

INCDPTR；（DPTR）=1101H

35、解：

（1000H）=53H（1001H）=54H（1002H）=41H

（1003H）=52H（1004H）=54H（1005H）=12H

（1006H）=34H（1007H）=30H（1008H）=00H

（1009H）=70H

36、MOVR0，#40H；40H→R0

MOVA，@R0；98H→A

INCR0；41H→R0

ADDA，@R0；98H+（41H）=47H→A

INCR0

MOV@R0，A；结果存入42H单元

CLRA；清A

ADDCA，#0；进位位存入A

INCR0

MOV@R0，A；进位位存入43H

功能：

将40H，41H单元中的内容相加结果放在42H单元，进位放在43H单元，（R0）=43H，（A）=1，（40H）=98H，（41H）=AFH，（42H）=47H，（43H）=01H

37、MOVA，61H；F2H→A

MOVB，#02H；02H→B

MULAB；F2H×O2H=E4H→A

ADDA，62H；积的低8位加上CCH→A

MOV63H，A；结果送62H

CLRA；清A

ADDCA，B；积的高8位加进位位→A

MOV64H，A；结果送64H

功能：

将61H单元的内容乘2，低8位再加上62H单元的内容放入63H，将结果的高8位放在64H单元。

（A）=02H，（B）=01H，（61H）=F2H，（62H）=CCH，（63H）=B0H，（64H）=02H

39、MOVA，XXH

ORLA，#80H

MOVXXH，A

40、

（2）MOVA，XXH

MOVR0，A

XRLA，R0

第五章

1、什么是中断和中断系统？

其主要功能是什么？

答：

当CPU正在处理某件事情的时候，外部发生的某一件事件请求CPU迅速去处理，于是，CPU暂时中止当前的工作，转去处理所发生的事件，中断服务处理完该事件以后，再回到原来被终止的地方，继续原来的工作。

这种过程称为中断，实现这种功能的部件称为中断系统。

功能：

（1）?

?

使计算机具有实时处理能力，能对外界异步发生的事件作出及时的处理

（2）?

?

完全消除了CPU在查询方式中的等待现象，大大提高了CPU的工作效率

（3）?

?

实现实时控制

2、试编写一段对中断系统初始化的程序，使之允许INT0，INT1，TO，串行口中断，且使T0中断为高优先级中断。

解：

MOVIE,#097H

MOVIP,#02H

3、在单片机中，中断能实现哪些功能？

答：

有三种功能：

分时操作，实时处理，故障处理

4、89C51共有哪些中断源？

对其中端请求如何进行控制？

答：

（1）89C51有如下中断源

①:

外部中断0请求，低电平有效

②:

外部中断1请求，低电平有效

③T0：

定时器、计数器0溢出中断请求

④T1：

定时器、计数器1溢出中断请求

⑤TX/RX：

串行接口中断请求

（2）通过对特殊功能寄存器TCON、SCON、IE、IP的各位进行置位或复位等操作，可实现各种中断控制功能

5、什么是中断优先级？

中断优先处理的原则是什么？

答：

中断优先级是CPU相应中断的先后顺序。

原则：

（1）?

?

先响应优先级高的中断请求，再响应优先级低的

（2）?

?

如果一个中断请求已经被响应，同级的其它中断请求将被禁止

（3）?

?

如果同级的多个请求同时出现，则CPU通过内部硬件查询电路，按查询顺序确定应该响应哪个中断请求

查询顺序：

外部中断0→定时器0中断→外部中断1→定时器1中断→串行接口中断

6、说明外部中断请求的查询和响应过程。

答：

当CPU执行主程序第K条指令，外设向CPU发出中断请求，CPU接到中断请求信号并在本条指令执行完后，中断主程序的执行并保存断点地址，然后转去响应中断。

CPU在每个S5P2期间顺序采样每个中断源，CPU在下一个机器周期S6期间按优先级顺序查询中断标志，如果查询到某个中断标志为1，将在接下来的机器周期S1期间按优先级进行中断处理，中断系统通过硬件自动将相应的中断矢量地址装入PC，以便进入相应的中断服务程序。

中断服务完毕后，CPU返回到主程序第K+1条指令继续执行。

7、89C51在什么条件下可响应中断？

答：

（1）?

?

有中断源发出中断请求

（2）?

?

中断中允许位EA=1.即CPU开中断

（3）?

?

申请中断的中断源的中断允许位为1，即中断没有被屏蔽

（4）?

?

无同级或更高级中断正在服务

（5）?

?

当前指令周期已经结束

（6）?

?

若现行指令为RETI或访问IE或IP指令时，该指令以及紧接着的另一条指令已执行完毕

8、简述89C51单片机的中断响应过程。

答：

CPU在每个机器周期S5P2期间顺序采样每个中断源，CPU在下一个机器周期S6期间按优先级顺序查询中断标志，如查询到某个中断标志为1，将在接下来的机器周期S1期间按优先级进行中断处理，中断系统通过硬件自动将相应的中断矢量地址装入PC，以便进入相应的中断服务程序。

一旦响应中断，89C51首先置位相应的中断“优先级生效”触发器，然后由硬件执行一条长调用指令，把当前的PC值压入堆栈，以保护断点，再将相应的中断服务的入口地址送入PC，于是CPU接着从中断服务程序的入口处开始执行。

对于有些中断源，CPU在响应中断后会自动清除中断标志。

9、在89C51内存中，应如何安排程序区？

答：

主程序一般从0030H开始，主程序后一般是子程序及中断服务程序。

在这个大家还要清除各个中断的中断矢量地址。

10、试述中断的作用及中断的全过程。

答：

作用：

对外部异步发生的事件作出及时的处理

过程：

中断请求，中断响应，中断处理，中断返回

11、当正在执行某一个中断源的中断服务程序时，如果有新的中断请求出现，试问在什么情况下可响应新的中断请求？

在什么情况下不能响应新的中断请求？

答：

（1）符合以下6个条件可响应新的中断请求：

a）有中断源发出中断请求

b）中断允许位EA=1，即CPU开中断

c）申请中断的中断源的中断允许位为1，即中断没有被屏蔽d）无同级或更高级中断正在被服务

e）当前的指令周期已结束

f）若现行指令为RETI或访问IE或IP指令时，该指令以及紧接着的另一条指令已被执行完

12、89C51单片机外部中断源有几种触发中断请求的方法？

如何实现中断请求？

答：

有两种方式：

电平触发和边沿触发

电平触发方式：

CPU在每个机器周期的S5P2期间采样外部中断引脚的输入电平。

若为低电平，使IE1（IE0）置“1”，申请中断；若为高电平，则IE1（IE0）清零。

边沿触发方式：

CPU在每个机器周期S5P2期间采样外部中断请求引脚的输入电平。

如果在相继的两个机器周期采样过程中，一个机器周期采样到外部中断请求为高电平，接着下一个机器周期采样到外部中断请求为低电平，则使IE1（IE0）置“1”申请中断；否则，IE1（IE0）置0。

13、89C51单片机有五个中断源，但只能设置两个中断优先级，因此，在中断优先级安排上受到一定的限制。

试问以下几种中断优先顺序的安排（级别由高到低）是否可能：

若可能，则应如何设置中断源的中断级别：

否则，请简述不可能的理由。

⑴定时器0，定时器1，外中断0，外中断1，串行口中断。

可以，MOVIP,#0AH

⑵串行口中断，外中断0，定时器0，外中断1，定时器1。

可以，MOVIP,#10H

⑶外中断0，定时器1，外中断1，定时器0，串行口中断。

不可以，只能设置一级高级优先级，如果将INT0,T1设置为高级，而T0级别高于INT1.

⑷外中断0，外中断1，串行口中断，定时器0，定时器1。

可以，MOVIP,#15H

⑸串行口中断，定时器0，外中断0，外中断1，定时器1。

不可以

⑹外中断0，外中断1，定时器0，串行口中断，定时器1。

不可以

⑺外中断0，定时器1，定时器0，外中断1，串行口中断。

可以，MOVIP,#09H

14、89C51各中断源的中断标志是如何产生的？

又是如何清0的？

CPU响应中断时，中断入口地址各是多少？

答：

各中断标志的产生和清“0”如下：

（1）?

?

外部中断类

外部中断是由外部原因引起的，可以通过两个固定引脚，即外部中断0和外部中断1输入信号。

外部中断0请求信号，由P3.2脚输入。

通过IT0来决定中断请求信号是低电平有效还是下跳变有效。

一旦输入信号有效，则向CPU申请中断，并且使IE0=1。

硬件复位。

外部中断1请求信号，功能与用法类似外部中断0

（2）?

?

定时中断类

定时中断是为满足定时或计数溢出处理需要而设置的。

当定时器/计数器中的计数结构发生计数溢出的，即表明定时时间到或计数值已满，这时就以计数溢出信号作为中断请求，去置位一个溢出标志位。

这种中断请求是在单片机芯片内部发生的，无需在芯片上设置引入端，但在计数方式时，中断源可以由外部引入。

TF0：

定时器T0溢出中断请求。

当定时器T0产生溢出时，定时器T0请求标志TF0=1，请求中断处理。

使用中断时由硬件复位，在查询方式下可由软件复位。

TF1：

定时器T1溢出中断请求。

功能与用法类似定时器T0

（3）?

?

串行口中断类

串行口中断是为串行数据的传送需要而设置的。

串行中断请求也是在单片机芯片内部发生的，但当串行口作为接收端时，必须有一完整的串行帧数据从RI端引入芯片，才可能引发中断。

RI或TI：

串行口中断请求。

当接收或发送一串帧数据时，使内部串行口中断请求标志RI或TI=1，并请求中断。

响应后必须软件复位。

CPU响应中断时，中断入口地址如下：

中断源入口地址

外部中断00003H

定时器T0中断000BH

外部中断10013H

定时器T1中断001BH

串行口中断0023H

15、中断响应时间是否为确定不变的？

为什么？

答：

中断响应时间不是确定不变的。

由于CPU不是在任何情况下对中断请求都予以响应的；此外，不同的情况对中断响应的时间也是不同的。

下面以外部中断为例，说明中断响应的时间。

在每个机器周期的S5P2期间，端的电平被所存到TCON的IE0位，CPU在下一个机器周期才会查询这些值。

这时满足中断响应条件，下一条要执行的指令将是一条硬件长调用指令“LCALL”，使程序转入中断矢量入口。

调用本身要用2个机器周期，这样，从外部中断请求有效到开始执行中断服务程序的第一条指令，至少需要3个机器周期，这是最短的响应时间。

如果遇到中断受阻的情况，这中断响应时间会更长一些。

例如，当一个同级或更高级的中断服务程序正在进行，则附加的等待时间取决于正在进行的中断服务程序：

如果正在执行的一条指令还没有进行到最后一个机器周期，附加的等待时间为1~3个机器周期；如果正在执行的是RETI指令或者访问IE或IP的指令，则附加的等待时间在5个机器周期内。

若系统中只有一个中断源，则响应时间为3~8个机器周期。

16、中断响应过程中，为什么通常要保护现场？

如何保护？

答：

因为一般主程序和中断服务程序都可能会用到累加器，PSW寄存器及其他一些寄存器。

CPU在进入中断服务程序后，用到上述寄存器时，就会破坏它原来存在寄存器中的内容；一旦中断返回，将会造成主程序的混乱。

因而在进入中断服务程序后，一般要先保护现场，然后再执行中断处理程序，在返回主程序以前再恢复现场。

保护方法一般是把累加器、PSW寄存器及其他一些与主程序有关的寄存器压入堆栈。

在保护现场和恢复现场时，为了不使现场受到破坏或者造成混乱，一般规定此时CPU不响应新的中断请求。

这就要求在编写中断服务程序时，注意在保护现场之前要关中断，在恢复现场之后开中断。

如果在中断处理时允许有更高级的中断打断它，则在保护现场之后再开中断，恢复现场之前关中断。

17、清叙述中断响应的CPU操作过程，为什么说中断操作是一个CPU的微查询过程？

答：

在中断响应中，CPU要完成以下自主操作过程：

a）置位相应的优先级状态触发器，以标明所响应中断的优先级别b）?

中断源标志清零（TI、RI除外）

c）?

中断断点地址装入堆栈保护（不保护PSW）

d）?

中断入口地址装入PC，以便使程序转到中断入口地址处

在计算机内部，中断表现为CPU的微查询操作。

89C51单片机中，CPU在每个机器周期的S6状态，查询中断源，并按优先级管理规则处理同时请求的中断源，且在下一个机器周期的S1状态中，响应最高级中断请求。

但是以下情况除外：

a）CPU正在处理相同或更高优先级中断

b）多机器周期指令中，还未执行到最后一个机器周期

c）?

正在执行中断系统的SFR操作，如RETI指令及访问IE、IP等操作时，要延后一条指令

18、在中断请求有效并开中断状况下，能否保证立即响应中断？

有什么条件？

答：

在中断请求有效并开中断状况下，并不能保证