MCS51单片机原理与接口技术习题答案Word下载.docx

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MCS-51单片机由8个部件组成：

中央处理器（CPU），片内数据存储器（RAM），片内程序存储器（ROM/EPROM），输入/输出接口（I/O口，分为P0口、P1口、P2口和P3口），可编程串行口，定时/计数器，中断系统及特殊功能寄存器（SFR）。

中央处理器（CPU）：

单片机的核心部分，它的作用是读入和分析每条指令，根据每条指令的功能要求，控制各个部件执行相应的操作。

片内数据存储器（RAM）：

存放各项操作的临时数据。

片内程序存储器（ROM/EPROM）：

存放单片机运行所需的程序。

输入/输出接口（I/O口）：

单片机与外设相互沟通的桥梁。

可编程串行口：

可以实现与其它单片机或PC机之间的数据传送。

定时/计数器：

具有可编程功能，可以完成对外部事件的计数，也可以完成定时功能。

中断系统：

可以实现分时操作、实时处理、故障处理等功能。

特殊功能寄存器（SFR）：

反映单片机的运行状态，包含了单片机在运行中的各种状态字和控制字，以及各种初始值。

2-2解答：

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。

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。

2-3解答：

在MCS-51单片机中，除P3口具有第二功能外，还有3条控制线具有第二功能。

P3口的第二功能：

P3.0—RXD：

串行数据接收端

P3.1—TXD：

串行数据发送端

P3.2—

：

外部中断0申请输入端

P3.3—

外部中断1申请输入端

P3.4—T0：

定时器0计数输入端

P3.5—T1：

定时器1计数输入端

P3.6—

外部RAM写选通

P3.7—

外部RAM读选通

3条控制线的第二功能：

ALE—

片内EPROM编程脉冲。

片内具有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。

RESET—VPD：

备用电源。

VCC掉电期间，此引脚可接备用电源，以保持内部RAM数据不丢失。

—VPP：

片内EPROM编程电源。

在对片内具有EPROM的芯片进行编程时，此引脚用于施加21V编程电源。

2-4解答：

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解答：

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

第0组工作寄存器

1

第1组工作寄存器

第2组工作寄存器

第3组工作寄存器

2-6解答：

内部RAM低128个单元按用途分成3个区域：

2-7解答：

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解答：

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解答：

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解答：

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解答：

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解答：

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。

2-13解答：

8051单片机应用系统的电压检测电路监测到电源下降时，触发外部中断，在中断服务子程序中将外部RAM中的有用数据送入内部RAM保存。

（内部RAM由备用电源供电）

80C51单片机应用系统的电压检测电路监测到电源降低时，也出发外部中断，在中断服务子程序中，除了要将外部RAM中有用的数据保存以外，还要将特殊功能寄存器的有用内容保护起来，然后对电源控制寄存器PCON进行设置。

2-14解答：

单片机退出空闲状态有两种方法：

中断退出和硬件复位退出。

第三章MCS-51系列单片机的指令系统

3-1解答：

指令是规定计算机进行某种操作的命令，一台计算机所能执行的指令集合称为该计算机的指令系统。

计算机内部只识别二进制数，因此，能别计算机直接识别、执行的指令时使用二进制编码表示的指令，这种指令别称为机器语言指令。

以助记符表示的指令就是计算机的汇编语言指令。

3-2解答：

[标号：

]<

操作码>

[操作数][；

注释]

3-3解答：

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。

（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解答：

直接寻址方式。

3-5解答：

寄存器间接寻址方式。

3-6解答：

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解答：

变址寻址方式

3-8解答：

对于8052单片机内部RAM的高128B，必须采用寄存器间接寻址方式进行访问。

3-9解答：

外部数据传送指令有6条：

MOVXA，@DPTRMOVX@DPTR，A

MOVXA，@RiMOVX@Ri，A

MOVCA，@A+DPTRMOVCA，@A+PC

（1）MOVXA，@R1MOVXA，@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）MOVXA，@DPTRMOVX@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，AMOVX@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）MOVCA，@A+DPTRMOVXA，@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解答：

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解答：

（1）由于在工作寄存器与工作寄存器之间不能直接传送数据，所以需要借助累加器A。

MOVA，R1

MOVR0，A

（2）片外RAM向片内RAM传送数据，不能直接进行，需要借助累加器A。

由于片外RAM是60H单元，地址小于FFH，所以间址寄存器使用Ri即可。

MOVR1，#60H

MOVXA，@R1

MOVR0，A

（3）MOVR1，#60H

MOV40H，A

（4）片外数据不能直接送入片外单元，需要先将片外数据读入累加器，然后再送到片外。

MOVDPTR，#1000H

MOVXA，@DPTR

MOVR1，#40H

MOVX@R1，A

（5）ROM中的数据需要使用查表指令才能读出来，所以此题不能使用一般的传送指令从ROM中读数据。

MOVDPTR，#2000H

MOVA，#00H

MOVCA，@A+DPTR

MOVR2，A

（6）MOVDPTR，#2000H

（7）MOVDPTR，#2000H

MOVDPTR，#0200H

MOVX@DPTR，A

3-12解答：

片外RAM与片内RAM之间的数据传送不能直接进行，需要借助累加器A。

数据交换需要使用数据交换指令XCH。

XCHA，60H

3-13解答：

本题需要采用查表指令。

ORG0200H

MOVDPTR，#TAB

MOVA，R7

ORG0300H

TAB：

DB0，1，4，9，16，25，36，49，64，81

3-14解答：

（1）结果：

（A）←→（R1），（A）=40H，（R1）=5BH，（PSW）=81H

（2）结果：

（A）←→（40H），（A）=C3H，（40H）=5BH，（PSW）=80H

（3）结果：

（A）←→（（R1）），（A）=C3H，（（R1））=（40H）=5BH，（PSW）=80H

（4）结果：

（A）0~3←→（（R1））0~3，（A）=53H，（（R1））=（40H）=CBH，（PSW）=80H

（5）结果：

（A）0~3←→（A）4~7，（A）=B5H，（PSW）=81H

（6）结果：

A←（A）+（R1），（A）=9BH，（PSW）=05H

（7）结果：

A←（A）+（40H），（A）=1EH，（PSW）=80H

（8）结果：

A←（A）+40H，（A）=9BH，（PSW）=05H

（9）结果：

A←（A）+（40H）+CY，（A）=1FH，（PSW）=81H

（10）结果：

A←（A）-（40H）-CY，（A）=97H，（PSW）=85H

（11）结果：

A←（A）-40H-CY，（A）=1AH，（PSW）=01H

3-15解答：

（1）该组指令执行后（A）=00H，不影响CY位。

（2）该组指令执行后（A）=00H，影响CY位。

说明：

单独执行INC指令，只影响奇偶标志位P，不影响半进位标志位AC和进位位CY位。

执行ADD指令后，将影响CY、AC和P位。

3-16解答：

本题涉及的是16位数的减法运算，首先应让低8位相减，然后让高8位带着借位相减。

注意：

应在低8位相减前将进位位CY清空0。

CLRC

MOVA，#56H

SUBBA，#78H

MOVA，#23H

SUBBA，#45H

MOVR1，A

3-17解答：

A←（A）∧23H，（A）=03H

42H←（42H）∨（A），（42H）=37H

A←（A）

（（R0）），（A）=34H

A←（

），（A）=CBH

（A）=CBH

3-18解答：

（1）MOVDPTR，#1000H

CPLA

（2）MOVR0，#60H

MOVXA，@R0

ANLA，#3FH

XRLA，#03H

MOVX@R0，A

3-19解答：

DAA指令的作用是对A中刚进行的两个BCD码的加法结果进行修正，即继续使BCD码加法运算的结果保持为BCD码。

使用时，DAA指令只能使用在加法指令后，即ADD指令和ADDC指令。

3-20解答：

MOVB，#10

MULAB

MOV30H，A

MOV31H，B

MOVB，#32

ADDA，30H

MOVA，B

ADDCA，31H

MOV31H，A

3-21解答：

MOVR7，#10

MOVDPTR，#block1

MOVR0，#block2

LOOP：

MOVXA，@DPTR

MOV@R0，A

INCDPTR

INCR0

DJNZR7，LOOP

3-22解答：

MOVA，#01H

MOVP0，A

RLA

LCALLDELAY

SJMPLOOP

DELAY：

MOVR7，#00H

DELAY1：

MOVR6，#00H

DJNZR6，$

DJNZR7，DELAY1

RET

3-23解答：

ORLC，11H

MOV11H，C

MOVC，P1.0

ORLC，10H

ANLC，11H

MOVP1.0，C

3-24解答：

（1）正确。

（2）错误。

原因：

清零指令只能用于累加器ACC和位操作，而本题中E0H只能是字节地址（位地址的范围是00H~7FH），所以该条指令错误。

（3）错误。

ACC是直接字节地址，不能用于清零指令。

（4）正确。

ACC.0是一个位，可以应用到清零指令中。

（5）正确。

（6）错误。

取反指令只能用于累加器ACC和位操作，而本题中E0H只能是字节地址（位地址的范围是00H~7FH），所以该条指令错误。

（7）错误。

ACC是直接字节地址，不能用于取反指令。

（8）正确。

ACC.0是一个位，可以应用到取反指令中。

3-25解答：

ANLA，B

ORLA，C

MOVF，C

3-26解答：

指令LJMPaddr16是长转移指令，指令中提供了16位目的地址，寻址范围是64KB。

指令AJMPaddr11是绝对转移指令，指令中11位目的地址，其中a7~a0在第二字节，a10~a8则占据第一字节的高3位，寻址范围是与PC当前值（本指令所在地址+本条指令所占用的字节数2）在同一个2K的区域内。

3-27解答：

（1）MOVP1，#0CAH；

P1←CAH，P1=CAH=B

MOVA，#56H；

A←56H，A=56H=01010110B

JBP1.2，L1；

若P1.2=1，则转移至L1

JNBACC.3，L2；

若ACC.3=0，则转移至L2

…

L1：

…

L2：

执行完本段程序后将转移至L2，因为P1.2=0，ACC.3=0，所以转至L2。

（2）MOVA，#43H；

A←43H，A=43H=01000011B

JBACC.2，L1；

若ACC.2=1，则转移至L1

JBCACC.6，L2；

若ACC.6=1，则转移至L2，同时将ACC.6清零

执行完本段程序后将转移至L2，因为ACC.2=0，ACC.6=1，所以转至L2，并且将ACC.6清零。

3-28解答：

（1）

MOVA，P1

ANLA，#0F0H

SWAPA

MOVP1，A

（2）：

JNBP1.4，L1；

JNBP1.5，L2；

JNBP1.6，L3；

JNBP1.7，L4；

LJMPLOOP；

MOVP1，#01H；

MOVP1，#02H；

L3：

MOVP1，#03H；

L4：

MOVP1，#04H；

第4章汇编语言程序设计

4-1解答：

ORG0100H

MOVA，21H

ADDA，23H

MOV25H，A

MOVA，20H

ADDCA，22H

MOV24H，A

4-2解答：

MOVA，51H

MOVB，#20

MOV53H，A

MOV52H，B