单片机原理及应用课后习题答案张兰红Word文档下载推荐.docx

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此时程序计数器的内容是怎么样的？

程序计数器PC是管理程序执行次序的特殊功能寄存器。

程序计数器PC中存放的是下一条要执行的指令的地址。

它管理程序执行的次序。

在执行转移指令的情况下，程序的执行顺序发生转移。

此时程序计数器直接接受内部总线送来

的数据，并用该数据取代原有的内容。

1.6评价存储器有哪些重要的指标？

为什么说存储器性能已成为计算机性能提高的关键？

存储器的重要指标是容量和存取速度。

容量越大，则记忆的信息越多，计算机的功能就越强。

存储器的存取速度比CPU的运算速度要

低，所以存储器的工作速度是影响计算机工作速度的主要因素。

1.7综述存储器的种类、特点、用途和优缺点？

（主要针对内存）

按结构与使用功能分，内存储器可分为随机存取存储器RAM和只读存储器ROM两类。

随机存取存储器RAM又称读写存储器，它的数据读取、存入时间都很短，因此，计算机运行时，

既可以从RAM中读数据，又可以将数据写入RAM。

但掉电后RAM中存放的信息将丢失。

RAM适宜存放原始数据、中间结果及最后的运算结果，因此又被称作数据存储器。

只读存储器ROM读出一个数据的时间为数百纳秒，有时也可改写，但写入一个数据的时间长达

数十ms，因此在计算机运行时只能执行读操作。

掉电后ROM中存放的数据不会丢失。

ROM适宜存放程序、常数、表格等，因此又称为程序存储器。

只读存储器又可以分为下列四类：

①掩膜ROM：

在半导体工厂生产时，已经用掩膜技术将程序做入芯片，用户只能读出其内容而

不能改写。

掩膜ROM只能应用于有固定程序且批量很大的产品中。

②可编程只读存储器PROM：

用户可将程序写入PROM，仅程序一经写入就不能改写。

③可擦除可编程只读存储器EPROM：

用户可将程序写入EPROM芯片。

如果要改写程序，先

用紫外灯照射芯片，擦去原先的程序，然后写入新程序。

与PROM芯片一样，写入的速度很慢，且

要用到高压，所以必须用特定的EPROM编程器写入信息。

在计算机运行时只能执行读操作。

④电擦除可编程只读存储器EEPROM：

这是近年发展起来的一种只读存储器。

由于采用电擦

除方式，而且擦除、写入、读出的电源都用十5V，故能在应用系统中在线改写。

但目前写入时间较

长，约需10ms左右，读出时间约为几百ns。

1.8何谓堆栈？

为什么要设置堆栈？

栈区是怎样确定的？

数据进栈、出栈按照何种规律？

进栈用什

么指令？

出栈用什么指令？

进栈、出栈时栈指针如何变化？

通常栈底所指是什么内容？

微型计算机中的堆栈是读写存储器RAM中的一个特殊的区域，是一组按照“先进后出”的方式工

作的、用于暂存信息的存储单元。

设置堆栈的目的是便于保护断点地址与现场信息。

用堆栈指针指示堆栈所在的位置。

数据进栈、出栈“按先进后出”的原则工作。

进栈用PUSH指令，出栈用POP指令。

进栈时指针向地址增加的方向变化，出栈时指针向地址

减小的方向变化。

栈底是最先进栈的信息所在的单元。

1.9请解释下列名词：

（1）字长，字，字节，BCD码，ASCII码。

（2）指令，指令地址，指令系统，程序。

（1）一台计算机一次所能处理的二进制代码的位数称为该计算机的字长。

16位二进制数称为一个字。

8位二进制数称为一个字节。

二进制编码的十进制数，简称二

十进制数，又称BCD码（BinaryCodedDecimal）。

ASCII码是美国标准信息交换代码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）的缩写。

（2）指令：

控制计算机进行各种操作的命令称为指令。

指令地址：

指令所在存储单元的地址。

指令系统：

一台计算机所具有的所有指令的结合，称为该计算机的指令系统。

程序：

一系列指令的有序集合称为程序。

1.10计算机中常用的计数制有哪些?

二进制、十进制（BCD）、十六进制。

1.11什么是机器码?

什么是真值?

把符号数值化的数称为机器数或机器码，原来的数值叫做机器数的真值。

1.12完成下列数制的转换。

（1）10100110B＝（）D＝（）H

（2）0.11B＝（）D

（3）253.25＝（）B＝（）H

（4）10ll011.101B＝（）H＝（）BCD

（1）166，A6

（2）0.75

（3）11111101.01，FD.4

（4）5B.A，10010001．011000100101

1.138位和16位二进制数的原码、补码和反码可表示的数的范围分别是多少？

8位二进制数原码（127

～+127）、16位二进制数原码（32767

～+32767）

8位二进制数补码（128～+

127）、16位二进制数补码（32768

8位二进制数反码（127～+

127）、16位二进制数反码（32767～+

32767）

1.14写出下列真值对应的原码和补码的形式。

（1）X＝111001lB

（2）X＝71D

（3）X＝+1001001B

（1）原码：

11110011B补码：

10001101B

（2）原码：

11000111B补码：

10111001B

（3）原码：

01001001B补码：

01001001B

1.15写出符号数10110101B的反码和补码。

11001010B，11001011B

1.16已知X和Y的真值，求[X十Y]的补码

（1）X＝1110111B

Y＝+l011010B

（2）X＝56DY＝21D

解；

（1）11100011B

（2）00100011B

1.17己知X＝1101001B，

Y＝1010110B．

用补码求XY

的值。

11101101B

1.18请写出下列字符的ASCII码。

4A3＝！

34H，41H，33H，3DH，21H

1.19若给字符4和9的ASCII码加奇校验，应是多少?

34H，B9H

1.20上题中若加偶校验，结果如何?

B4H，39H

1.21计算下列表达式。

（1）（4EH十10110101B）×

（0.0101）BCD＝（）D

（2）4EH（

24/08H十‘B’/2）＝（）B

（1）129．5D

（2）101010B

第2章MCS51

单片机的硬件结构

2.1请结合课本中MCS51

系列单片机的结构图，阐明其大致组成。

按功能部件分，51子系列单片机由CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、特殊功能寄存

器、4个并行I/O口、1个串行口、定时器/计数器、中断系统等八个功能部件组成。

CPU由累加器A、暂存器1、2、ALU、PSW等组成

数据存储器由RAM地址寄存器、RAM单元等组成。

程序存储器指EPROM或ROM。

SFR指P0、P1、P2、P3锁存器、B、DPTR等。

2.2综述MCS51

系列单片机各引脚的作用，并进行分类。

（1）主电源引脚

Vcc：

接+5V电源正端。

Vss：

：

接+5V电源地端。

（2）外接晶体引脚

XTAL1：

片内反相放大器输入端

XTAL2：

片内反相放大器输出端

（3）输入／输出引脚

P0.0P0.7：

P0口的8个引脚。

在不接片外存储器与不扩展I／O接口时，作为准双向输入／输

出接口（在输入时需要附加条件的双向输入输出口，称为准双向I/O口）。

在接有片外存储器或扩展

I/O接口时，P0口分时复用为低8位地址总线和双向数据总线。

P1.0P1.7：

P1口的8个引脚。

可作为准双向I／O接口使用。

对于52子系列，P1.0与P1.1还有

第二种功能：

P1.0可用作定时器／计数器2的计数脉冲输入端T2；

P1.1可用作定时器／计数器2的

外部控制端T2EX。

P2.0P2.7；

P2口的8个引脚。

一般可作为准双向I／O接口；

在接有片外存储器或扩展I／O接

口且寻址范围超过256个字节时，P2口用为高8位地址总线。

P3.0P3.7；

P3口的8个引脚。

①一般可作为准双向I／O接口；

②P3口的第二功能如表21

所示。

表21

引脚第二功能

P3.0

P3.1

P3.2

P3.3

P3.4

P3.5

P3.6

P3.7

RXD（串行输入口）

RXD（串行输出口）

INT0（外部中断0请求输入端）

INT1（外部中断1请求输入端）

T0（定时器/计数器0计数脉冲输入端）

T1（定时器/计数器1计数脉冲输入端）

WR（片外数据存储器写选通信号输出端）

RD（片外数据存储器读选通信号输出端）

2.3EA引脚的作用是什么？

在下列四种情况下，EA引脚各应该接何种电平？

（1）只有片内ROM。

（2）只有片外ROM。

（3）有片内ROM和片外ROM。

（4）有片内ROM和片外ROM，片外ROM所存为调试程序。

EA／VDD：

片外程序存储器选用端。

（1）EA=1。

（2）EA=0。

（3）若片外ROM和片内ROM编址不重叠，则EA=1。

（4）若片外ROM和片内ROM编址重叠，则访问片内ROM时EA=1，访问片外ROM时EA=0。

2.4MCS51

系列单片机的引脚中有多少根I/O线？

它们与单片机对外的地址总线和数据总线之间有

什么关系？

其地址总线和数据总线各有多少位？

对外可寻址的地址空间有多大？

MCS51

系列单片机有4个I/O端口，每个端口都是8位双向口，共占32根引脚。

在无片外扩

展的存储器的系统中，这4个端口的每一位都可以作为双向通用I/O端口使用。

在具有片外扩展存

储器的系统中，P2口作为高8位地址线，P0口分时作为低8位地址线和双向数据总线，P3口作为

控制线使用。

地址和数据线分别是16位和8位，对外可寻址的地址空间是64KB。

2.5程序计数器的符号是什么？

系列单片机的程序计数器有几位？

它的位置在哪里？

程序计数器的符号是PC，MCS51

系列单片机的程序计数器有16位，为一个专用寄存器。

在

CPU内部。

2.6何谓程序状态字？

它的符号是什么？

它各位的含义是什么？

为1、为0各代表

什么？

各在何种场合有用？

程序状态字是一个8位寄存器，它包含了程序运行的状态信息，它的符号是PSW。

它的位置在

CPU中。

各位含义如下：

D7D6D5D4D3D2D1D0

CACF0RS1RS0O2P

（1）进位标志位C（PSW.7）：

作用：

在执行某些算术操作类、逻辑操作类指令时，可被硬件或软件置位或清零。

例如8位加法运算时，如果运算结果的最高位D7有进位，则C=1，否则C＝0；

又如8位减法运算时，如果运算结果的最高位D7有借位，则C＝1，否则C＝0。

（2）辅助进位标志Ac（PSW.6）：

8位加法运算时，如果低半字节的最高位D3有进位，则Ac＝1，否则Ac＝0；

8位减法

运算时，如果D3有借位，则Ac＝1，否则Ac＝0。

Ac在作BCD码运算而进行二—十进制调整时有用。

（3）软件标志F0（PSW.5）

是用户定义的一个状态标志。

可通过软件对它置位、或清零。

编程时，也常测试其是否

建起而进行程序分支。

（4）工作寄存器组选择位RS1、RS0（PSW.4、PSW.3）：

用软件置位或清零，以确定四组工作寄存器中的哪一组工作，它们与各组的对应关系为

RS1RS0

000组（地址从0007H）

011组（地址从080FH）

102组（地址从1017H）

113组（地址从181FH）

（5）溢出标志OV（PSW.2）：

当执行算术运算时，由硬件置位或清零，以指示溢出状态。

各种算术指令对该位的影响情

况在指令系统中详细介绍。

（6）奇偶标志P（PSW.0）：

每执行一条指令，单片机都能根据A中1的个数的奇偶自动令P置位或清零：

奇为1，偶为0。

此标志对串行通信的数据传输非常有用，通过奇偶校验可检验传输的可靠性。

2.7MCS51

系列单片机的内存由哪几部分组成？

其编址与访问的规律是怎样的？

系列单片机内存由程序存储器与数据存储器两个独立的空间。

程序存储器的编址自0000H开始，最大可至FFFFH。

单片机有3种不同的芯片：

片内

有掩膜只读存储器的（如8051、8052）、片内有EPROM的（如8751）和片内没有只读存储器的（如8031、

8032），而ROM的寻址范围为64KB，所以片内程序存储器的容量远小于该数，可见如扩展片外存

储器，其裕量是很大的。

ROM编址规律：

程序存储器的编址规律为：

先片内、后片外，片内、片外连续，二者一般不作

重叠。

根据PC的内容进行访问。

片内RAM从00H开始编址，片外RAM从0000H开始，部分地址重叠（实际并不完全一样），

若只需扩展少量片外RAM，容量不超过256个单元，则也可以按照8位二进制编址，从00H开始，

到FFH结束。

由于访问片内外RAM所用的指令不一样，不会引起混淆。

2.8MCS51

系列单片机片内RAM有多少单元？

有哪些用途？

这些用途各占用哪些单元？

堆栈的栈

区设在哪里？

51子系列片内RAM有128B单元，52子系列片内RAM有256B单元。

单片机片内RAM可分为：

工作寄存器区，位寻址区，数据缓冲区三个区域。

（1）工作寄存器区：

00H1FH

单元为工作寄存器区。

供用户编程时使用，临时寄存8位信息。

分

为四组：

07R~R，但同时只能有一组参与程序程序的运行，用RS1，RS0两位的状态来选择参与

运行的工作寄存器组。

（2）位寻地址：

20H2FH，

对该区的每一位，都有一个位地址，共有128个位地址。

（3）数据缓冲区：

30H7FH（

52子系列为30H~FFH），作为普通的RAM单元使用。

（4）堆栈栈区一般设在2FH以上的单元。

2.9MCS51

系列单片机在片内集成了哪些主要逻辑功能部件？

各个逻辑部件的主要功能是什么？

单片机在片内集成了中央处理器（CPU）、程序存储器（ROM）、数据存储器（RAM）、

定时器/计数器、并行I/O接口、串行I/O接口和中断系统等几大单元。

CPU是整个单片机的核心部件，由运算器和控制器组成。

运算器可以完成算术运算和逻辑运算，

其操作顺序在控制器控制下进行。

控制器是由程序计数器PC（ProgramCounter）、指令寄存器IR

（InstructionRegister）、指令译码器ID（InstructionDecoder）、定时控制逻辑和振荡器OSC等电路组

成。

CPU根据PC中的地址将欲执行指令的指令码从存储器中取出，存放在IR中，ID对IR中的指

令码进行译码，定时控制逻辑在OSC配合下对ID译码后的信号进行分时，以产生执行本条指令所

需的全部信号。

程序存储器（ROM）用于存储程序、常数、表格等。

数据存储器（RAM）用于存储数据。

8051内部有两个16位可编程序的定时器/计数器T0和T1，均为加1计数器。

可用于定时和对

外部输入脉冲的计数。

8051的中断系统主要由中断允许控制器IE和中断优先级控制器IP等电路组成。

可实现对5个

中断源的管理。

其

中，IE用于控制5个中断源中哪些中断请求被允许向CPU提出，哪些中断源的中断请求被禁止；

用于控制5个中断源的中断请求的优先权级别。

I/O接口是MCS51

单片机对外部实现控制和信息交换的必经之路，用于信息传送过程中的速度

匹配和增加它的负载能力。

可分为串行和并行I/O接口。

2.108051单片机的控制总线信号有哪些？

各有何作用？

独立的控制线一共有4条：

（1）ALE/PROG：

地址锁存允许/编程线，配合P0口引脚的第二功能使用。

在访问片外存储器时，

8051ＣＰＵ在P0.7～P0.0引脚上输出片外存储器低８位地址的同时在ALE/PROG上输出一个高电位

脉冲，用于把这个片外存储器低８位地址锁存到外部专用地址锁存器，以便空出P0.7～P0.0引脚线

去传送随后而来的片外存储器读写数据。

在不访问片外存储器时，8051自动在ALE/PROG上输出频

率为fosc/6的脉冲序列。

该脉冲序列可用作外部时钟源或作为定时脉冲源使用。

（2）EA/Vpp：

允许访问片外存储器／编程电源线，可以控制8051使用片内ROM还是使用片外

ROM。

若EA＝０，则允许使用片内ROM；

若EA＝１则允许使用片外ROM。

（3）PSEN：

片外ROM选通线，在执行访问片外ROM的指令MOVC时，8051自动在PSEN上产

生一个负脉冲，用于为片外ROM芯片的选通。

其他情况下PSEN线均为高电平封锁状态。

（4）RST/VPD：

复位／备用电源线，可以使8051处于复位工作状态。

2.11何谓特殊功能寄存器？

8031有哪些特殊功能寄存器？

试按其用途相关联的硬件功能单元（如

CPU、并行I/O口、串行I/O口、定时器/计数器、中断控制等）进行分类。

特殊功能寄存器也称专用寄存器。

专用于控制、管理片内算术逻辑部件，并行I/O口，串行I/O

口，定时器/计数器，中断系统等功能模块的工作，用户在编程时可以置数设定，但不能移作它用。

除PC外，8031有18个专用寄存器，其中3个为双字节寄存器，共占用21个字节，按其用途