《单片机原理与接口技术修订本》部分习题与参考答案.docx
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《单片机原理与接口技术修订本》部分习题与参考答案
《单片机原理及接口技术(修订本)》部分习题与参考答案
第1章绪论
1-2 什么叫单片机?
一个完整的单片机芯片至少有哪些部件?
答:
将微处理器(CPU)、存储器、定时/计数器及输入输出接口电路等部件集成在一块集成电路上,称为单片微型计算机,简称单片机。
一个完整的单片机芯片至少有中央处理器(CPU)、随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、定时/计数器及I/O接口等部件。
1-5Intel公司的主要单片机产品分为哪几大系列?
各系列的区别何在?
答:
Intel公司的MCS-48系列、MCS-51系列、MCS-96系列产品;
48系列的单片机在片集成4位CPU,片含有多种I/O接口,有的根据不同用途还配有许多专用接口,价格便宜,控制功能强。
51系列的单片机在片集成8位CPU、片RAM为128字节,ROM为4K字节,4个并行I/O口、2个16位定时/计数器、串行接口、5个中断源。
96系列单片机CPU为16位,片RAM为232字节,ROM为8K字节,片带有高速输入输出部件,多通道10位A/D转换部件,中断处理为8级。
1-6 叙述51子系列与52子系列的区别?
答:
51子系列包含8031/8051/8751三种型号,它们的基本组成、基本性能都相同,都具有一个8位CPU、片数据存储器RAM128B、2个16位定时/计数器、有5个中断源,一个全双工串行接口,它们之间的区别在于片程序存储器配置:
8031片没有ROM,使用时需在片外接EPROM。
8051片含有4KB的掩模ROM,其中的程序是生产厂家制作芯片时烧制的。
8751片含有4KB的EPROM,用户可以先用紫外线擦除器擦除,然后再利用开发机或编程器写入新的程序。
52子系列包含8032/8052/8752三种型号,52子系列与51子系列的区别在于:
片ROM和RAM的容量比8051子系列各增加一倍,另外,增加了一个定时/计数器和一个中断源。
第2章MCS-51系列单片机的结构及原理
2-2 MCS-51单片机的引脚有何功能?
在使用8031时如何接法?
使用8751时如何接法?
答:
引脚是片外程序存储器的选择信号。
当端保持高电平时,访问部程序存储器,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。
当端保持低电平时,不管是否有部程序存储器,则只访问外部程序存储器。
由于8031片没有程序存储器,所以在使用8031时,引脚必须接低电平。
2-4 MCS-51单片机的部存储空间是怎样分配的?
答:
MCS-51单片机的部存储空间分为数据存储器和程序存储器。
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。
部程序存储器:
在8031片无程序存储器,8051片具有4KB掩模ROM,8751片具有4KBEPROM。
2-5 如何从MCS-51单片机的4个工作寄存器组中选择当前工作寄存器组?
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
0
0
第0组工作寄存器
0
1
第1组工作寄存器
1
0
第2组工作寄存器
1
1
第3组工作寄存器
2-6 部RAM低128个单元是如何划分的?
答:
部RAM低128个单元按用途分成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)。
2-7 DPTR是什么寄存器?
它的作用是什么?
它由哪几个寄存器组成?
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 什么是堆栈?
堆栈有何作用?
为什么在程序初始化时要对SP重新赋值?
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 试述程序状态字寄存器PSW各位的含义。
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 P0、P1、P2、P3口的结构有何不同?
使用时要注意什么?
各口都有什么用途?
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 请说出指令周期、机器周期、状态和拍的概念。
当晶振频率为12MHz、8MHz时,一个机器周期为多少微秒?
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 什么是单片机复位?
复位后单片机的状态如何?
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。
第3章MCS-51系列单片机的指令系统
3-3 MCS-51系列单片机有哪几种寻址方式?
各种寻址方式所对应的寄存器或存储器寻址空间如何?
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:
以寄存器的容作为RAM地址,该地址中的容才是操作数。
对应片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,并以两者容相加形成的16位地址作为操作数地址。
对应片、片外的ROM空间。
(6)相对寻址:
只在相对转移指令中使用。
对应片、片外的ROM空间。
(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 若访问特殊功能寄存器,可使用那些寻址方式?
答:
直接寻址方式。
3-5 若访问外部RAM单元,可使用那些寻址方式?
答:
寄存器间接寻址方式。
3-6 若访问部RAM单元,可使用那些寻址方式?
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 若访问外程序存储器,可使用那些寻址方式?
答:
变址寻址方式
3-9外部数据传送指令有几条?
试比较下面每一组中两条指令的区别。
(1)MOVX A,R1 ,MOVX A,DPTR
(2)MOVX A,DPTR ,MOVX DPTR,A
(3)MOV R0,A ,MOVX R0,A
(4)MOVC A,A+DPTR ,MOVX A,DPTR
答:
外部数据传送指令有6条:
MOVX A,DPTR MOVX DPTR,A
MOVX A,Ri MOVX Ri,A
MOVC A,A+DPTR MOVC A,A+PC
(1)MOVX A,R1 MOVX A,DPTR
都是访问片外RAM,但二者寻址围不同。
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)MOVX A,DPTR MOVX 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,A MOVX R0,A
二者访问的空间不同。
前1条指令是对片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)MOVC A,A+DPTRMOVX A,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 已知(30H)=40H,(40H)=10H,(10H)=32H,(P1)=EFH,试写出执行以下程序段后有关单元的容。
MOV R0, #30H
MOV A, R0
MOV R1, A
MOV B, R1
MOV R1, P1
MOV P2, P1
MOV 10H, #20H
MOV 30H, 10H
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 试写出完成以下数据传送的的指令序列。
(1)R1的容传送R0;
(2)片外RAM60H单元的容送入R0;
(3)片外RAM60H单元的容送入片RAM40H单元;
(4)片外RAM1000H单元的容送入片外RAM40H单元;
(5)ROM2000H单元的容送入R2;
(6)ROM2000H单元的容送入片RAM40H单元;
(7)ROM2000H单元的容送入片外RAM0200H单元。
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。
MOV R1,#60H
MOVX A,R1
MOV R0,A
(3) MOV R1,#60H
MOVX A,R1
MOV 40H,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。
MOV DPTR,#1000H
MOVX A,DPTR
MOV R1,#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。
MOV DPTR,#2000H
MOV A,#00H
MOVC A,A+DPTR
MOV R2,A
(6) MOV DPTR,#2000H
MOV A,#00H
MOVC A,A+DPTR
MOV 40H,A
(7) MOV DPTR,#2000H
MOV A,#00H
MOVC A,A+DPTR
MOV DPTR,#0200H
MOVX DPTR,A
3-12 试编程,将外部RAM1000H单元中的数据与部RAM60H单元中的数据相互交换。
答:
片外RAM与片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。
MOV DPTR,#1000H
MOVX A,DPTR
XCH A,60H
MOVX DPTR,A
3-14 已知(A)=5BH,(R1)=40H,(40H)=C3H,(PSW)=81H,试写出各条指令的执行结果,并说明程序状态字的状态。
(1)XCH A,R1
(2)XCH A, 40H
(3)XCH A,R1 (4)XCHD A,R1
(5)SWAP A (6)ADD A, R1
(7)ADD A, 40H (8)ADD A, #40H
(9)ADDC A, 40H (10)SUBB A,40H
(11)SUBB A, #40H
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
3-26 已知(A)=5BH,(R1)=40H,(40H)=C3H,(PSW)=81H,试写出各条指令的执行结果,并说明程序状态字的状态。
(1)XCH A,R1
(2)XCH A, 40H
(3)XCH A,R1 (4)XCHD A,R1
(5)SWAP A (6)ADD A, R1
(7)ADD A, 40H (8)ADD A, #40H
(9)ADDC A, 40H (10)SUBB A,40H
(11)SUBB A, #40H
答:
指令LJMP addr16是长转移指令,指令中提供了16位目的地址,寻址围是64KB。
指令AJMP addr11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。
3-27 试分析以下两段程序中各条指令的作用。
程序执行完将转向何处?
(1)MOV P1,#0CAH
MOV A,#56H
JB P1.2,L1
JNB ACC.3,L2
…
L1:
┇
L2:
┇
(2)MOV A,#43H
JB ACC.2,L1
JBC ACC.6,L2
…
L1:
┇
L2:
┇
答:
(1) MOV P1,#0CAH ;P1←CAH,P1=CAH=11001010B
MOV A,#56H ;A←56H,A=56H=01010110B
JB P1.2,L1 ;若P1.2=1,则转移至L1
JNB ACC.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) MOV A,#43H ;A←43H,A=43H=01000011B
JB ACC.2,L1 ;若ACC.2=1,则转移至L1
JBC ACC.6,L2 ;若ACC.6=1,则转移至L2,同时将ACC.6清零
…
L1:
…
L2:
…
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。
第4章汇编语言程序设计
4-3 存放在部RAM的DATA单元中的变量X是一个无符号整数,试编程计算下面函数的函数值并存放到部RAM的FUNC单元中。
答:
ORG 0300H
MOV A,DATA
CJNE A,#20,LOP1
LOP1:
JC LOP3
CJNE A,#50,LOP2
LOP2:
JC LOP4
MOV B,#1
LJMP LOP5
LOP3:
MOV B,#2
LJMP LOP5
LOP4:
MOV B,#5
LOP5:
MUL AB
MOV FUNC,A
RET
4-5 某单片机应用系统有4×4键盘,经键盘扫描程序得到被按键的键值(00H~0FH)存放在R2中,16个键的键处理程序入口地址分别为KEY0、KEY1、KEY2、…、KEY15。
试编程实现,根据被按键的键值,转对应的键处理程序。
答:
ORG 0500H
MOV DPTR,#JPTAB
MOV A,R2
RL A
JMP A+DPTR
JPTAB:
AJMP KEY0
AJMP KEY1
AJMP KEY2
……
AJMP KEY15
KEY0:
…
KEY1:
…
KEY2:
…
……
KEY15:
…
4-6 试编程将片40H~60H单元中容传送到外部RAM以2000H为首地址的存储区中。
答:
ORG 0600H
MOV R0,#40H
MOV DPTR,#2000H
MOV R7,#21H
LOOP:
MOV A,R0
MOVX DPTR,A
INC R0
INC DPTR
DJNZ R7,LOOP
RET
4-7 试编程将片40H~60H单元中容传送到外部RAM以2000H为首地址的存储区中。
答: