单片机原理及应用第二版张毅刚主编.docx

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单片机原理及应用第二版张毅刚主编

第1章单片机概述

参考答案

1．答：

微控制器，嵌入式控制器

2．答：

CPU、存储器、I/O口、总线

3．答：

C

4．答：

B

5．答：

微处理器、微处理机和CPU它们都是中央处理器的不同称谓，微处理器芯片本身不是计算机。

而微计算机、单片机它们都是一个完整的计算机系统，单片机是集成在一个芯片上的用于测控目的的单片微计算机。

嵌入式处理器一般意义上讲，是指嵌入系统的单片机、DSP、嵌入式微处理器。

目前多把嵌入式处理器多指嵌入式微处理器，例如ARM7、ARM9等。

嵌入式微处理器相当于通用计算机中的CPU。

与单片机相比，单片机本身（或稍加扩展）就是一个小的计算机系统，可独立运行，具有完整的功能。

而嵌入式微处理器仅仅相当于单片机中的中央处理器。

为了满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。

6．答：

MCS-51系列单片机的基本型芯片分别：

8031、8051和8071。

它们的差别是在片内程序存储器上。

8031无片内程序存储器、8051片内有4K字节的程序存储器ROM，而8751片内有集成有4K字节的程序存储器EPROM。

7．答：

因为MCS-51系列单片机中的“MCS”是Intel公司生产的单片机的系列符号，而51系列单片机是指世界各个厂家生产的所有与8051的内核结构、指令系统兼容的单片机。

8．答：

相当于MCS-51系列中的87C51，只不过是AT89S51芯片内的4K字节Flash存储器取代了87C51片内的4K字节的EPROM。

9．单片机体积小、价格低且易于掌握和普及，很容易嵌入到各种通用目的的系统中，实现各种方式的检测和控制。

单片机在嵌入式处理器市场占有率最高，最大特点是价格低，体积小。

DSP是一种非常擅长于高速实现各种数字信号处理运算（如数字滤波、FFT、频谱分析等）的嵌入式处理器。

由于对其硬件结构和指令进行了特殊设计，使其能够高速完成各种复杂的数字信号处理算法。

广泛地用于通讯、网络通信、数字图像处理，电机控制系统，生物信息识别终端，实时语音压解系统等。

这类智能化算法一般都是运算量较大，特别是向量运算、指针线性寻址等较多，而这些正是DSP的长处所在。

与单片机相比，DSP具有的实现高速运算的硬件结构及指令和多总线，DSP处理的算法的复杂度和大的数据处理流量以及片内集成的多种功能部件更是单片机不可企及的。

嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU，它的地址总线数目较多能扩展较大的存储器空间，所以可配置实时多任务操作系统（RTOS）。

RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。

正由于嵌入式微处理器能运行实时多任务操作系统，所以能够处理复杂的系统管理任务和处理工作。

因此，广泛地应用在移动计算平台、媒体手机、工业控制和商业领域（例如，智能工控设备、ATM机等）、电子商务平台、信息家电（机顶盒、数字电视）以及军事上的应用。

10．广义上讲，凡是系统中嵌入了“嵌入式处理器”，如单片机、DSP、嵌入式微处理器，都称其为“嵌入式系统”。

但多数人把“嵌入”嵌入式微处理器的系统，称为“嵌入式系统”。

目前“嵌入式系统”还没有一个严格和权威的定义。

目前人们所说的“嵌入式系统”，多指后者。

第2章AT89S51单片机的硬件结构

参考答案

1．答：

AT89S51单片机的片内都集成了如下功能部件：

（1）1个微处理器（CPU）；

（2）128个数据存储器（RAM）单元；（3）4KFlash程序存储器；（4）4个8位可编程并行I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）；（5）1个全双工串行口；（6）2个16位定时器/计数器；（7）1个看门狗定时器；（8）一个中断系统，5个中断源，2个优先级；（9）25个特殊功能寄存器（SFR），（10）1个看门狗定时器。

2．答：

当脚为高电平时，单片机读片内程序存储器（4K字节Flash）中的内容，但在PC值超过0FFFH（即超出4K字节地址范围）时，将自动转向读外部程序存储器内的程序；当脚为低电平时，单片机只对外部程序存储器的地址为0000H～FFFFH中的内容进行读操作，单片机不理会片内的4K字节的Flash程序存储器。

3．答：

2µs

4．答：

1个机器周期等于12个时钟振荡周期。

5.答：

64K程序存储器空间中有5个特殊单元分别对应于5个中断源的中断服务程序入口地址，见下表：

表5个中断源的中断入口地址

入口地址

中断源

0003H

外部中断0（）

000BH

定时器0（T0）

0013H

外部中断1（）

001BH

定时器1（T1）

0023H

串行口

6.答：

28H；88H。

7．答：

50H；88H。

8．答：

P标志位的值为0。

9．答：

（A）错；（B）错；（C）对；（D）对。

10.答：

04H；00H；0组。

11．答：

（A）对；（B）对；（C）错；（D）对。

12.答：

字节地址00H-1FH的单元可作为工作寄存器区。

13．答：

（A）错；（B）错；（C）错；（D）错。

14．答：

（C）。

15.答：

PC；PC。

16．答：

64K字节。

17．P0口每位可驱动8个LSTTL输入，而P1、P2、P3口的每一位的驱动能力，只有P0口的一半。

当P0口的某位为高电平时，可提供400μA的电流；当P0口的某位为低电平（0.45V）时，可提供3.2mA的灌电流，如低电平允许提高，灌电流可相应加大。

所以，任何一个口要想获得较大的驱动能力，只能用低电平输出。

18．答：

按下复位按钮。

19.答：

（A）对；（B）对；（C）错；（D）错。

20.答：

（A）对；（B）对；（C）对；（D）错。

第3章AT89S51的指令系统

参考答案

1．答：

（1）错

（2）错（3）对（4）错（5）错（6）错（7）错（8）对（9）错（10）对（11）对（12）错。

2．答：

（A）对（B）对（C）错（D）错。

3．答：

A，PC，DPTR。

4．答：

只能使用直接寻址方式。

5．答：

操作码，操作数，操作码。

6.答：

1031H。

7．答：

程序，数据。

8．答：

地址。

9．答：

A的内容与B的内容互换。

10．答：

（A）=50H，（SP）=50H，（51H）=30H，（52H）=50H，（PC）＝5030H

11．答：

（A）ANLA，#87H

（B）ANLA，#0C3H

（C）ORLA，#0CH

12．答：

（A）=0CBH。

13．答：

（A）=00H，（R3）=0AAH。

14．答：

（DPH）=3CH，（DPL）=5FH，（SP）=50H

15．答：

（SP）=62H，（61H）=30H，（62H）=70H。

16．答：

MOVR7，A

PUSHAcc

MOVA，B

MOVX@DPTR，A

17．答：

（D）。

18．答：

（C）。

19．答：

基本型的51子系列单片机，由于其片内RAM的地址范围为00H—7FH，而80H—FFH为特殊功能寄存器区，而对特殊功能寄存器寻址，只能使用直接寻址方式。

对片内RAM寻址，当使用寄存器间接寻址是采用R0或R1作为间接寻址的，因此R0或R1的内容不能超过7FH。

增强型的52子系列单片机，片内RAM的地址范围为00H—FFH，因此作为间接寻址寄存器的R0或R1的内容就不受限制。

第4章AT89S51汇编语言程序的设计与调试

参考答案

1．答：

伪指令是程序员发给汇编程序的命令，只有在汇编前的源程序中才有伪指令，即在汇编过程中的用来控制汇编过程的命令。

所谓“伪”是体现在汇编后，伪指令没有相应的机器代码产生。

常用伪指令及其功能如下：

ORG（ORiGin）汇编起始地址命令；END（ENDofassembly）汇编终止命令；EQU（EQUate）标号赋值命令；DB（DefineByte）定义数据字节命令；DW（DefineWord）定义数据字命令；DS（DefineStorage）定义存储区命令；BIT位定义命令

2． 答：

手工汇编：

通过查指令的机器代码表（表3-2），逐个把助记符指令“翻译”成机器代码，再进行调试和运行。

这种人工查表“翻译”指令的方法称为“手工汇编”。

机器汇编：

借助于微型计算机上的软件（汇编程序）来代替手工汇编。

通过在微机上运行汇编程序，把汇编语言源程序翻译成机器代码。

反汇编：

将二进制的机器码程序翻译成汇编语言源程序的过程称为“反汇编”。

3．答：

从1000H开始的各有关存储单元的内容（16进制）如下：

4D41494E12343000

0070787FE4F6D8FD

75810702

4．在编写子程序时应注意以下问题：

（1）子程序的第一条指令前必须有标号。

（2）主程序调用子程序，有如下两条子程序调用指令：

①绝对调用指令ACALLaddr11。

被调用的子程序的首地址与绝对调用指令的下一条指令的高5位地址相同，即只能在同一个2KB区内。

②长调用指令LCALLaddr16。

addr16为直接调用的目的地址，被调用的子程序可放置在64KB程序存储器区的任意位置。

（3）子程序结构中必须用到堆栈，用来保护断点和现场保护。

（4）子程序返回时，必须以RET指令结束。

（5）子程序可以嵌套，但要注意堆栈的冲突。

5．答：

参考程序如下：

MOVA，45H

ANLA，#0FH

ORLA，#0FH

MOV45H，A

6．答：

A=80H，SP=40H，（41H）=50H，（42H）=80H，PC=8050H

7．答：

参考程序如下：

START：

MOVR0,#30H

MOVR2,#20H

LOOP:

MOVA,@R0

CJNEA,#0AAH,NEXT

MOV51H,#01H

LJMPEXIT

NEXT:

INCR0

DJNZR2,LOOP

MOV51H,#00H

EXIT:

RET

8．答：

参考程序如下：

START：

MOV41H,#0

MOVR0，#20H

MOVR2，#20H

LOOP：

MOVA,@R0

JNZNEXT

INC41H

NEXT：

INCR0

DJNZR2，LOOP

RET

9．答：

参考程序如下：

ORG0100H

MOVR2,#20H要比较的数据字节数

MOVA,#21H

MOVR1,A

DECR2

MOVA,@R1

LOOP:

MOVR3,A

DECR1

CLRC

SUBBA，@R1

JNCLOOP1

MOVA，@R1

SJMPLOOP2

LOOP1:

MOVA,R3

LOOP2:

DJNZR2,LOOP

MOV@R0,A

RET

10．答：

（1）SP=SP+1=61H（61H）=PC的低字节=03H

SP=SP+1=62H（62H）=PC的高字节=20H

（2）PC=3456H

（3）可以

（4）2KB＝2048Byte

11．答：

可对程序做如下修改：

ORG0100H

DEL:

MOVR7,#200

DEL1:

MOVR6,#123；将原来的立即数125改为123

DEL2:

DJNZR6,DEL2

NOP；增加的指令

DJNZR7,D