单片机习题解答.docx
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单片机习题解答
项目1单片机最小系统
1.MCS-51系列的单片机怎么分类的，各类型的区别在哪些方面？
答：
该系列分类可分为8051子系列，8052子系列，80C51子系列。
各系列的区别主要在于使用的片内ROM的类型和容量大小的不同。
2.简述80C51单片机的内部结构和引脚功能。
答：
1）内部结构：
由一个8位CPU、128B片内RAM、21个特殊功能寄存器、4个8位并行I/O口、两个16位定时/计数器、一个串行输入输出口和时钟电路等组成。
2）引脚功能：
共有40个引脚。
包括电源线Vcc、地线Vss，时钟线XTAL1、XTAL2，P1口-P3四个八位口共32根I/O口线，4个控制引脚：
ALE（地址锁存允许）、/PSEN（外ROM读选通信号）、RST（复位信号）、/EA（内外ROM选择信号）。
3.简述80C51单片机存储器空间配置及功能。
答：
80C51有三个不同的存储空间，分别是最高64KB的ROM、最高64KB的外RAM和最高256B的片内RAM。
用不同的指令可控制信号实现操作。
1）ROM共64KB，60KB在片外，4KB在片内。
ROM主要用于存放程序，CPU读ROM中程序以程序计数器PC作为16位地址指针；用户读ROM中数据用MOVC指令，控制信号是/PSEN和/EA。
2）外RAM共64KB，读写外RAM用MOVX指令，控制信号是P3口中的/WR和/RD。
3）内RAM共128B，可分为工作寄存器区（00H~1FH）、位寻址区（20H~2FH）和数据缓冲区（30H~7FH）。
4）特殊功能寄存器（SFR）共21个，离散的分布在128B片内RAM的80H~FFH中。
均有不同的用途和功能。
常用的有累加器Acc、程序状态字PSW、堆栈指针SP及数据指针DPTR等。
5）程序计数器PC不属于特殊功能寄存器，不可访问，主要用于CPU读ROM16为地址指针。
4.单片机的并行I/O口在使用上有什么特点?
答：
P0端口既可以作为通用的I/O口进行数据的输入/输出，也可以作为单片机系统的低8位地址/数据线使用。
P1端口为准双向I/O端口，可作为通用I/O口使用，又能使用第二功能复用，具体功能可见表2-2。
P2端口可以作为通用I/O口使用，P2端口又能作为高8位地址线使用。
P3端口是一个准双向的I/O端口，作为通用I/O口使用，又能使用第二功能复用。
P3口的第二功能见下表。
80C51单片机P3口第二功能表
引脚名称
符号
功能
P3.0
RXD
串行口输入
P3.1
TXD
串行口输出
P3.2
INT0
外部中断0
P3.3
INT1
外部中断1
P3.4
T0
计数器T0输入
P3.5
T1
计数器T1输入
P3.6
WR
外部存储器写选通
P3.7
RD
外部存储器读选通
5.单片机复位后各寄存器的状态如何?
答：
单片机复位后，相关寄存器的状态如下表所示。
单片机复位后部分特殊功能寄存器的状态表
专用寄存器
复位后地址
专用寄存器
复位后地址
PC
0000H
TMOD
00H
ACC
00H
TCON
00H
B
00H
TH0
00H
PSW
00H
TL0
00H
SP
07H
TH1
00H
DPTR
0000H
TL1
00H
P0～P3
FFH
SCON
00H
IP
xxx00000B
SBUF
不定
IE
0xx00000B
PCON
0xxx0000B
注：
x表示无关位。
6.单片机的寻址方式有哪些?
答：
单片机的指令系统共使用了7种寻址方式，包括寄存器寻址、直接寻址、立即数寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、相对寻址和位寻址等。
7.单片机的指令分为哪几类?
答：
（1）按功能可分为5类：
数据传送类指令（共29条）
算数运算类指令（共24条）
逻辑运算及移位类指令（共24条）
控制转移类指令（共17条）
布尔变量操作类指令（共17条）
（2）按字节数可以分为3类：
单字节指令（49条）
双字节指令（46条）
三字节指令（16条）
（3）按指令执行的时间可分为3类：
单机器周期指令（64条）
双机器周期指令（45条）
四机器周期指令（2条）
8.编写程序段实现交换内部RAM20H单元和30H单元的内容
答：
程序如下：
MOVA，20H
XCHA，30H
MOV20H，A
9.编写计算1234H+ABCDH的程序段，并将结果存入内部RAM30H～31H单元（30H存低位）。
解：
参考程序如下：
MOVA，#0CDH
ADDA，#34H
MOV30H，A
MOVA，#0ABH
ADDCA，#12H
MOV31H，A
10.请写出完成下列操作的指令:
（1）使累加器A的低4位清0，其余位不变。
ANLA，#0F0H
（2）使累加器A的低4位置1，其余位不变。
ORLA，#0FH
（3）使累加器A的低4位取反，其余位不变。
XRLA，#0FH
（4）使累加器A中的内容全部取反。
CPLA
11.无条件长转移指令、无条件绝对转移指令、无条件相对转移指令和条件转移指令的转移范围有什么不同？
答：
LJMPaddr16可以转移到64KB程序存储器中的任意位置。
AJMPaddr11转移范围2KB内绝对转移
SJMPrel 转移范围是以本指令的下一条指令为中心的-128～+127字节以内。
条件转移指令转移范围是以本指令的下一条指令为中心的-128～+127字节以内。
12.将一个字节内的两个BCD码十进制数拆开并变成相应的ASCII码的程序段如下,给下面每条指令加上注释。
MOVR0，#32H;R0指向内部RAM32H单元
MOVA，@R0;将32H单元的内容送入A
ANLA，#0FH;屏蔽A的高4位，剩下个位数
ORLA，#30H;个位加上30H，以转换为它的ASCII
MOV31H，A;个位数的ASCII存放在31H单元
MOVA，@R0;将32H单元的内容送入A
SWAPA;将A的个位数和十位数交换
ANLA，#0FH;屏蔽A的高4位,剩下十位数
ORLA，#30H;十位加上30H,以转换为它的ASCII
MOV32H，A;十位数的ASCII存放在32H单元
13.已知两数分别存放在R6和R7单元中，编程求其乘积，并存入R4R5寄存器中。
解：
编程如下：
MOVA,R6
MOVB,R7
MULAB
MOVR5，A;乘积低八位存入R5中
MOVR6,B;乘积高八位存入R4中
14.编写程序，把外部RAM中1000H~100FH中的16个数，传送到内部RAM30H~3FH中去。
解：
参考程序如下：
MOVR7,#16
MOVDPTR,#1000H
MOVR1,#30H
LOOP:
MOVXA,@DPTR
MOV@R1,A
INCDPTR
INCR1
DJNZR7,LOOP
SJMP$
15.编写程序，把内部RAM30H和31H两个单元的低4位二进制数，合并为一个字节，存放到40H单元中（30H的低4位，合并后放到高4位）。
解：
参考程序如下：
CHANGE:
MOVA,30H;取第一个数据
ANLA,#0FH;屏蔽高四位，保留低4位
SWAPA;转移至高四位
MOVB,A;暂存
MOVA,31H;取第二个数据
ANLA,#0FH
ORLA,B;合并
MOV40H,A;存数
16.编写一个子程序，找出外部RAM2000H~200FH数据区的最大值，并放入内部RAM30H单元中。
解：
参考程序如下：
SECH:
MOVDPTR,#2000H;置外部RAM数据区首地址
MOVR7,0FH;置外部RAM数据区长度
MOVXA,@DPTR;读第一个数据
MOVB,A;假设第一个数据为最大值
SLOP:
INCDPTR;指向下一个数据
MOVXA,@DPTR;读下一个数据
CJNEA,B,SLP1;新数据与最大值比较
SLP1：
JCSLP2;新数据小于旧数据，转下一个数比较
MOVB,A;存新的最大值
SLP2：
DJNZR7,SLOP;判循环结束否？
MOV30H,B;存最大值到30H单元
RET
项目2交通灯控制系统习题
1.什么叫中断？
中断有什么特点？
答：
中断是通过硬件来改变CPU的运行方向的。
单片机在执行程序的过程中，当CPU运行当前程序时，CPU之外的其它硬件（例如定时器、串行口等）会出现某些特殊情况，这些特殊情况会以一定的方式向CPU发出中断请求信号，要求CPU暂时中断当前程序的执行而转去执行相应的处理程序，待处理程序执行完毕后，再继续执行原来被中断的程序。
这种程序在执行过程中由于外界的原因而被中间打断的情况称为“中断”。
中断的特点：
分时操作、实时处理、故障处理。
2.80C51单片机有几个中断源，几个中断优先级？
各中断标志是如何产生的？
CPU响应各中断时，其中断入口地址是多少？
答：
80C51单片机有5中断源，2级中断优先级。
T0、T1的外部中断源根据电平触发或边缘触发后，置IE0/IE1=0；T0、T1的定时器溢出后，置TF0/TF1=1；串行口每发送或接收一帧数据后置中断标志ES=1。
CPU响应中断时，各中断源的中断入口地址如下表所示。
中断源
中断服务入口地址
0003H
T0
000BH
0013H
T1
001BH
串行口
0023H
T2
002BH
3.外部中断有哪两种触发方式？
对触发脉冲或电平有什么要求？
如何选择和设定？
答：
外部中断触发方式有电平触发或边缘触发。
电平触发方式为了让CPU能够检测到下降沿，
的高、低电平必须保持1个机器周期以上。
当IT1=0时，外部中断1控制为电平触发方式；当IT1=1时，外部中断1控制为边沿触发，即下降沿触发。
4.涉及80C51单片机中断控制的有哪几个特殊功能寄存器？
答：
有中断请求、中断允许和中断优先级控制3个方面的特殊功能寄存器。
1）中断请求：
定时和外中断控制寄存器TCON、串行口控制寄存器SCON；
2）中断允许控制寄存器IE；
3）中断优先级控制寄存器IP。
5.简述中断的过程，并说明是什么中断嵌套？
答：
系统的中断处理有以下几个步骤:
1）中断响应的条件
2）中断响应的过程
3）关闭中断
4）保护现场
5）打开中断
6）中断服务程序
7）中断服务程序
8）恢复现场
9）打开中断
10）恢复断点
中断嵌套：
当CPU响应某一中断时，若有优先权高的中断源发出中断请求，则CPU会中断正在进行的中断服务程序，并保留这个程序的断点，响应高级中断。
高级中断处理结束以后，再继续进行被中断的中断服务程序，这个过程称为中断嵌套
6.利用中断设计一个应用系统，实时显示P3.2引脚上出现负跳变脉冲的个数（设此脉冲数≤255，可直接调用显示子程序DISPLAY）。
解：
参考程序如下：
ORG0
LJMPMAIN
ORG0003H
LJMPPINT0;外中断0服务程序入口地址
ORG0100H
MAIN:
MOVSP,#60H;调整堆栈指针
SETBIT0;置外中断0为边沿触发方式
MOVIP,#01H;外中断0为高优先级
MOVR7,#00H;脉冲计数器清0
SETBEA;开放外中断0
SETBEX0
LOOP:
LCALLDISPLAY;调用显示子程序
SJMPLOOP;循环显示并等待中断
PINT0：
INCR7;脉冲计数器加1
RETI;中断返回
7.定时/计数器工作于定时和计数方式时有何异同点？
答：
设置为定时工作方式时，计数器对内部机器周期进行计数，每过一个机器周期，计数器增1，直至计满溢出。
定时器的定时时间与系统的振荡频率紧密相关，适当选择定时器的初值可获取各种定时时间。
设置为计数工作方式时，计数器对来自输入引脚T0（P3.4），T1（P3.5）和T2（P1.0）的外部信号进行计数，外部脉冲的下降沿将触发计数。
8.80C51单片机定时/计数器相关的寄存器有哪些？
简述它们每位的功能。
答：
定时/计数器T0、T1的初始化通过定时/计数器的方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON来完成。
（1）定时/计数器T0、T1的方式寄存器TMOD
1）GATE:
门控位。
2）C/
:
功能选择位。
3）M1和M0:
T0、T1的工作方式选择位
（2）定时/计数器T0、T1的控制寄存器TCON
1）TCON.7（TF1）:
T1溢出标志位。
2）TCON.6（TR1）:
T1运行控制位。
3）TCON.5（TF0）:
T0溢出标志位。
4）TCON.4（TR0）:
T0运行控制位。
5）TCON.3（IE1）:
外部中断（
）请求标志位。
6）TCON.2（IT1）:
外部中断1触发方式选择位。
7）TCON.1（IE0）:
外部中断0（
）请求标志位。
8）TCON.0（IT0）:
外部中断0触发方式选择位。
9.利用定时/计数器T0，编程产生定时时钟从P1.1输出周期为0.5s的正脉冲信号，晶振频率为12MHz。
解：
参考程序如下：
START:
CLRP1.0
LCALLDELAY
SETBP1.0
LCALLDELAY
LJMPSTART
DELAY:
MOVR5，#28H;置25ms计数循环初值40D
MOVR6，#64H;置250s计数循环初值100D
MOVTMOD，#20H;置T1为方式2
MOVTH1，#06H;置定时器初值
MOVTL1，#06H
SETBTR1;启动定时器T1
LP1:
JBCTF1，LP2;查询计数溢出
SJMPLP1;无溢出则继续计数
LP2:
DJNZR6，LP1;未到25ms继续循环
MOVR6，#64H
DJNZR5，LP1;未到1s继续循环
RET
10.利用定时/计数器T0，编程产生定时时钟,由P2口控制8个LED，使8个指示灯依次循环闪动，每个led闪动的间隔为1s。
LED为共阳极,晶振频率为12MHz。
解：
参考程序如下：
MOVA,#01111111b
LOOP:
MOVP2,A
ACALLDELAY
RRA
SJMPLOOP
DELAY:
MOVR5，#28H;置25ms计数循环初值40D
MOVR6，#64H;置250s计数循环初值100D
MOVTMOD，#02H;置T1为方式2
MOVTH1，#06H;置定时器初值
MOVTL1，#06H
SETBTR1;启动定时器T1
LP1:
JBCTF1，LP2;查询计数溢出
SJMPLP1;无溢出则继续计数
LP2:
DJNZR6，LP1;未到25ms继续循环
MOVR6，#64H
DJNZR5，LP1;未到1s继续循环
RET
11.LED数码管的静态显示方式和动态扫描显示方式各有何特点？
分别适用于什么场合？
答：
LED静态显示方式下，每一位显示器的字段需要一个8位I/O口控制，而且该I/O口须有锁存功能，N位显示器就需要N个8位I/O口，每一位字段码分别从I/O控制口输出，保持不变直至CPU刷新显示为止，也就是各字段的亮灭状态不变。
静态显示方式编程较简单，但占用I/O口线多，硬件成本较高，一般适用于显示位数较少的场合。
动态扫描显示是将各位的所有相同字段线连在一起，每一位的a段连在一起，b段连在一起，…，dp段连在一起，共8段，由一个8位I/O口控制，而每一位的公共端（共阳或共阴com）由另一个I/O口控制。
数码管采用扫描方式轮流点亮。
动态扫描显示电路的特点是占用I/O端口线少，电路简单，硬件成本低，但编程较复杂，CPU要定时刷新扫描。
适用于显示位数较多的应用系统。
12.AT89C51单片机扩展一片8255A，若把8255A的PA口用作输入，每一位接一个开关；PA口用作输出，每一位接一个发光二极管。
请画出出电路原理图，并编写出PA口某一位开关接高电平时，PB口相应位发光二极管被点亮的程序。
参考电路：
由图8255A与单片机的连接方式分析可得I/O口地址为：
A口：
7CFFH；B口：
7DFFH；C口：
7EFFH；控制口：
7FFFH。
子程序清单如下：
MOVDPTR,#7FFFH
MOVA,#98H;设置A口为方式0输入口，B口为方式0输出口，
MOVX@DPTR,A
MOVDPTR,#7CFFH
MOVXA,@DPTR;从A口输入数据
MOVDPTR,#7DFFH
MOVX@DPTR,A;从B口输出数据
END
13.参考教材图2-24，按下列要求修改后，画出电路并编制数码管显示子程序。
（1）用4片74LS164连接4位LED数码管；
（2）用P1.7控制串行口输出；
（3）4位显示符已存放在以70H（低位）为首址的内部RAM中。
解：
参考电路设计
参考程序如下：
DIR2：
SETBP1.7；允许串行输出
MOVR7，#04H；置显示位数
MOVR0，#70H；置显示缓冲区首址
MOVDPTR，#TAB；置字段码表首址
LP：
MOVA，@R0；取显示数
MOVCA，@A+DPTR；读相应字段码
MOVSBUF，A；串口输出
JNBT1，$；等待串行传送结束
CLRT1；清串口中断标志
INCR0；修改显示数据区地址
DJNZR7，LP；判别显示完毕否?
CLRP1.0；停止串行输出
RET
TAB：
DB0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H；0~9共阳字段码表
DB92H，82H，0F8H，80H，90H
14.参考教材图2-27，按下列要求修改相关连线，画出电路并编制数码管动态扫描子程序。
（1）用单片机P0口做段控口，采用74LS240所反相驱动器；用P1.0~P1.3做位控输出线，采用74LS07做同相驱动，扩展4位LED共阴极数码管。
（2）显示缓冲区设置在30H~33H，对应从右到左的4位数码管。
（3）编制数码管动态扫描子程序，每调用一次子程序，对数码管从右到左扫描2次。
解：
参考电路：
参考程序设计：
显示子程序如下：
;*******************************************************************
;动态扫描子程序
;功能:
将30H~33H显示缓冲区的值取出送LED数码管显示
;*******************************************************************
ORG0D50H
SSEE:
SETBRS1换工作区
MOVR5,#02H;扫描5遍
SSE2:
MOV30H,#0FEH;设置位控码，从右往左扫描
MOV31H,#30H;从最高位开始扫描
MOVR7,#04H;扫描6个数码管
SSE1:
MOVA,30H;取位控码
MOVP1,,A;输出位控码
MOVR0,31H
MOVA,@R0
MOVDPTR,#DDFF
MOVCA,@A+DPTR
MOVP0,A;输出段控码
MOVA,30H
RLA;位控码左移一位
MOV30H,A
INC31H
MOVA,#0FFH;数码管全灭
MOVX@R1,A
DJNZR7,SSE1;6位数码管扫描完否？
DJNZR5,SSE2;5遍扫描完否？
CLRRS1;恢复工作区
RET
DDFF:
DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H
DB88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH,0FFH,0CH,89H,0DEH
;数码管代码表0~9，A~B,灭，P.,H,特定提示符
;*******************************************************************
项目3电子钟
1.为什么会有“键抖动”？
如何消除?
答：
由于按键开关的结构为机械弹性元件，在按键按下和断开时，触点在闭合和断开的瞬间会产生接触不稳定，引起输出电平不稳定，即出现“键抖动”现象。
键盘的抖动时间一般为5~10ms，抖动现象会引起CPU对一次按键操作进行多次处理，从而可能产生错误，因此必须消除抖动的不良后果。
消除“键抖动”不良后果的方法主要有硬件和软件去抖动两种方法。
硬件去抖动通常有双稳去抖电路、单稳去抖电路和RC滤波去抖电路。
其中RC去抖电路简单实用。
软件去抖动的原理是根据按键抖动的特性，在第一次检测到按键按下后，执行10ms左右的延时子程序后再确认该键是否确实按下，从而消除抖动。
2.键盘扫描控制方式有几种?
各有何优缺点？
答：
单片机应用系统中，对键盘的处理工作仅是CPU工作内容的一部分，CPU好要进行数据处理、显示和其他输入输出操作，因此键盘处理工作既不能占用CPU太多时间，又需要CPU对键盘操作能及时作出响应。
CPU对键盘处理控制的工作方式有以下几种：
程序控制扫描方式。
程序控制扫描方式是在CPU工作空余，调用键盘扫描子程序，响应键输入信号要求。
程序控制扫描方式的键处理程序固定在主程序的某个程序段。
当主程序运行到该程序段时，每次扫描键盘，判断是否键输入，若有，则计算按键编号，执行相应键功能子程序。
这种工作方式，对CPU工作影响小，但应考虑键盘处理程序的运行间隔周期不能太长，否则会影响对键输入响应的及时性。
定时控制扫描方式。
利用定时/计数器每隔一段时间产生定时中断，CPU响应中断后对键盘进行扫描，并在有键闭合时转入该键的功能子程序。
定时控制扫描方式与程序控制扫描方式的区别是，在扫描间隔时间内，前者用CPU工作程序填充，后者用定时/计数器定时控制，定时控制扫描方式也应考虑定时时间不能太长，否则会影响对键输入响应的及时性。
中断控制方式。
中断控制方式是利用外部中断源，响应键输入信号。
当无键按下时，CPU执行正常工作程序。
当有键按下时，CPU立即产生中断，在中断服务子程序中扫描键盘，判断是哪一个键被按下，然
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