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1、单片机原理及应用习题答案 第三版 1-1：何谓单片机？与通用微机相比，两者在结构上有何异同？ 答：将构成计算机的基本单元电路如微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路和相应实时控制器件等电路集成在一块芯片上，称其为单片微型计算机，简称单片机。 单片机与通用微机相比在结构上的异同： (1)两者都有CPU，但通用微机的CPU主要面向数据处理，其发展主要围绕数据处理功能、计算速度和精度的进一步提高。例如，现今微机的CPU都支持浮点运算，采用流水线作业，并行处理、多级高速缓冲(Cache)技术等。CPU的主频达到数百兆赫兹(MHz)，字长普遍达到32位。单片机主要面向控制，控制中的数据类型及数据处理

2、相对简单，所以单片机的数据处理功能比通用微机相对要弱一些，计算速度和精度也相对要低一些。例如，现在的单片机产品的CPU大多不支持浮点运算，CPU还采用串行工作方式，其振荡频率大多在百兆赫兹范围内;在一些简单应用系统中采用4位字长的CPU，在中、小规模应用场合广泛采用8位字长单片机，在一些复杂的中、大规模的应用系统中才采用16位字长单片机，32位单片机产品目前应用得还不多。 (2) 两者都有存储器，但通用微机中存储器组织结构主要针对增大存储容量和CPU对数据的存取速度。现今微机的内存容量达到了数百兆字节(MB)，存储体系采用多体、并读技术和段、页等多种管理模式。单片机中存储器的组织结构比较简单，

3、存储器芯片直接挂接在单片机的总线上，CPU对存储器的读写按直接物理地址来寻址存储器单元，存储器的寻址空间一般都为64 KB。 (3) 两者都有I/O接口，但通用微机中I/O接口主要考虑标准外设(如CRT、标准键盘、鼠标、打印机、硬盘、光盘等)。用户通过标准总线连接外设，能达到即插即用。单片机应用系统的外设都是非标准的，且千差万别，种类很多。单片机的I/O接口实际上是向用户提供的与外设连接的物理界面。用户对外设的连接要设计具体的接口电路，需有熟练的接口电路设计技术。 另外，单片机的微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路集成在一块芯片上，而通用微机的微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路一

4、般都是独立的芯片1-4 IAP、ISP的含义是什么？ ISP：In System Programable，即在系统编程。用户可以通过下载线以特定的硬件时序在线编程（到单片机内部集成的FLASH上），但用户程序自身不可以对内部存储器做修改。IAP:In Application Programable，即在应用编程。用户可以通过下载线对单片机进行在线编程，用户程序也可以自己对内部存储器重新修改。 1-6 51单片机与通用微机相比,结构上有哪些主要特点?（1）单片机的程序存储器和数据存储器是严格区分的，前者为ROM，后者为RAM； （2）采用面向控制的指令系统，位处理能力强；（3）I/O引脚通常是多

5、功能的； （4） 产品系列齐全，功能扩展性强； （5） 功能是通用的，像一般微处理机那样可广泛地应用在各个方面。1-7 51单片机有哪些主要系列产品?（1）Intel公司的MCS-51系列单片机：功能比较强、价格比较低、较早应用的单片机。此系列三种基本产品是：8031/8051/8751；（2）ATMEL公司的89系列单片机：内含Flash存储器，开发过程中可以容易地进行程序修改。有8位Flash子系列、ISP_Flash子系列、I2C_Flash子系列；（3）SST公司的SST89系列单片机：具有独特的超级Flash技术和小扇区结构设计，采用IAP和ISP技术；（4）PHILIPS公司的增强

6、型80C51系列单片机：其产品类型较完整，包括通用型、Flash型、OTP型和低成本型，主要产品系列包括P80、P87、P89、LPC76、LPC900等。第二章习题参考答案2-1 51单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件？（1）一个8位微处理器CPU。（2）256B数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR。（3）4K程序存储器ROM。（4）两个定时/计数器，用以对外部事件进行计数，也可用作定时器。（5）四个8位可编程的I/O（输入/输出）并行端口，每个端口既可做输入，也可做输出。（6）一个串行端口，用于数据的串行通信（7）1个可管理5个中断源、2级优先嵌套的中断管理系统；。（8）片内振荡器及时钟

7、发生器。2-2 MCS-51引脚中有多少I/O总线?它们和单片机对外的地址总线和数据总线有什么关系?地址总线和数据总线各是几位？32条I/O口线，分为4组，每组8条，称为P0P3口，P0口有8位数据总线和地址总线的低8位，P2口有地址总线的高8位，因此单片机的地址总线位是16位，寻址空间为64KB，数据总线位宽为8位。同时在P3口还R/W控制信号线。I/O口线的总数与地址总线和数据总线没有多大联系，只是说地址总线和数据总线需要占用一定的端口。像AT89C2051单片机，只有15条I/O口线（P3.6没有引出，作为内部使用），分为P1口（8位）和P3口（7位），没有所谓的地址总线和数据总线，并且

8、P1口并不完整，因为P1.0和P1.1被电压比较器占用了。2-3 51单片机的 EA, ALE,PSEN信号各自功能是什么？ EA：为片外程序存储器选用端,该引脚有效(低电平)时,只选用片外程序存储器,否则单片机上电或复位后选用片内程序存储器。ALE：地址锁存有效信号输出在访问片外程序存储器期间,ALE以每机器周期两次进行信号输出,其下降沿用于控制锁存P0输出的低8位地址;在不访问片外程序存储器期间,ALE端仍以上述频率(振荡频率fosc的1/6)出现,可作为对外输出的时钟脉冲或用于定时目的.PSEN：片外程序存储器读选通信号输出端，低电平有效。2-4 51系列单片机有哪些信号需要芯片引脚的第

9、二功能方式提供?P3.0 ：RxD 串行口输入端 P3.1 ：TxD串行口输出端 P3.2 ：INT0 外部中断0请求输入端，低电平有效 P3.3 ：INT1 外部中断1请求输入端，低电平有效 P3.4 ：T0 定时/计数器 0技术脉冲输入端 P3.5 ：T1 定时/计数器 1技术脉冲输入端 P3.6 ：WR 外部数据存数器写选通信信号输出端，低电平有效 P3.7 ：RD 外部数据存数器读选通信信号输出端，低电平有效2-5 51系列单片机的程序状态字PSW中存放什么信息？其中的OV标志位在什么情况下被置位？置位是表示什么意思？PSW是一个8位标志寄存器，它保存指令执行结果的特征信息，以供程序查

10、询和判别。1）做加法时，最高位，次高位之一有进位则OV被置位 2）做减法时，最高位，次高位之一借位则OV被置位 3）执行乘法指令MUL AB，积大于255，OV=1 4）执行除法指令DIV AB，如果B中所放除数为0 ，OV=10V=1，置位反映运算结果超出了累加器的数值范围2-9 片内RAM低128单元划分为哪几个区域？应用中怎么样合理有效的使用？工作寄存器区，位寻址区，数据缓冲区工作寄存器区用于临时寄存8位信息，分成4组，每组有8个寄存器，每次只用1组， 其他各组不工作位寻址区（20H2FH），这16个单元的每一位都赋予了一个位地址，位地址范围为00H7FH，位寻址区的每一位都可能当作软件

11、触发器，由程序直接进行位处理。由于工作寄存器区，位寻址区，数据缓冲区统一编址，使用同样的指令访问，因此这三个 区既有自己独特的功能，又可统一调度使用，前两个已未使用的单元也可作为一般的用户RAM单元。2-10 51系列单片机的堆栈与通用微机中的堆栈有何异同？在程序设计时，为什么要对堆栈指针SP重新赋值？堆栈是按先进后出或后进先出的远侧进行读/写的特殊RAM区域 51单片机的堆栈区时不固定的，可设置在内部RAM的任意区域内当数据压入堆栈时，SP的内容自动加1，作为本次进栈的指针，然后再存取数据SP的值随着数据的存入而增加，当数据从堆栈弹出之后，SP的值随之减少，复位时，SP的初值为07H，堆栈实

12、际上从08H开始堆放信息，即堆栈初始位置位于工作寄存器区域内，所以要重新赋值2-13 什么是时钟周期，机器周期和指令周期？当振荡频率为6MHZ时，一条双周期指令的执行时间是多少？时钟周期：2个CPU振荡脉冲信号的周期 机器周期：一个机器周期包含6个状态周期 指令周期：执行一条指令所占用的全部时间 12MHZ时，一条双周期指令周期时间为2us 6MHZ时，一条双周期指令周期时间为4us2-14 定时器/计数器定时与计数的内部工作有何异同？定时工作模式和技术工作模式的工作原理相同，只是计数脉冲来源有所不同：处于计数器工作模式时，加法计数器对芯片端子T0(P3.4)或T1(P3.5)上的输入脉冲计数

13、；处于定时器工作模式时，加法计数器对内部机器周期脉冲计数。 2-15 定时器/计数器有四种工作方式，它们的定时与计数范围各是多少？使用中怎样选择工作方式?工作方式0：定时范围：18192us；计数值范围：18192 工作方式1：定时范围：165536us；计数值范围：165536 工作方式2：定时范围：1256us；计数值范围：1256 工作方式3：定时范围：1256us；计数值范围：1256通过TMOD来选择，低4位用于定时器/计数器0，高4位用于定时器/计数器1M1,M0：定时器计数器工作方式选择位2-16 定时器/计数器的门控方式与非门控方式有何不同？使用中怎么样选择哪种工作方式？初值应

14、设置为多少（十六进制）？GATE：门控位，用于控制定时器/计数器的启动是否受外部中断请求信号的影响。GATE=1，则定时器/计数器0的启动受芯片引脚INT0(P3.2)控制，定时器/计数器1的启动受芯片引脚INT1(P3.3)控制GATE=0，则定时器/计数器的启动与引脚INT0、INT1无关，一般情况下GATE=02-18 51单片机的五个中断源中哪几个中断源在CPU响应中断后可自动撤除中断请求,哪几个不能撤除中断请求？CPU不能撤除中断请求的中断源时，用户应采取什么措施？可自动撤除：计数器T0T1的溢出中断不可自动撤除：电平触发的外部中断；发送接收中断1）电平触发的外部中断：由于CPU对I

15、NTx引脚没有控制作用，也没有相应的中断请求标志位，因此需要外接电路来撤除中断请求信号。 2）串行口的发送/接收中断：当串行口发送完或接收完一帧信息时，SCON的TI,RI向CPU申请中断，响应中断后，接口电路不能自动将TI或RT清0，用户需采用软件方法将TI或RT清0，来撤除中断请求信号2-21 使单片机复位有几种方式？复位后单片机的初始状态如何？上电复位，按钮复位（PC）=0000H：程序的初始入口地址为0000H (PSW) =00H：由于RS1(PSW.4)=0,RS0（PSW.3）=0,复位后单片机选择工作寄存器0组 （SP）=07H:复位后堆栈早起片内RAM的08H单元处建立 TH

16、1、TL0、TH0、TL0:他们的内容为00H，定时器/计数器的初值为0 （TMOD）=00H:复位后定时器/计数器T0、T1定时器方式0，非门控方式 （TCON）=00H:复位后定时器/计数器T0、T1停止工作，外部中断0、1为电平触发方式 (T2CON) =00H：复位后定时器/计数器T2停止工作 （SCON）=00H：复位后串行口工作在移位寄存器方式，且禁止串行口接收 （IE）=00H:复位后屏蔽所有中断 （IP）=00H:复位后所有中断源都直指为低优先级 P0P3：锁存器都是全1状态，说明复位后4个并行接口设置为输入口2-23 51单片机串行口有几种工作方式？这几种工作方式有何不同？各

17、用于什么场合？有4种工作方式：方式0、方式1、方式2、方式3工作方式：方式0移位寄存器方式;方式1、方式2、方式3都是异步通信方式场合：方式0不用于通信，而是通过外接移位寄存器芯片实现扩展I/O口的功能；方式1用于双机通信；方式2、3主要用于多机通信，也可用于双机通信第三章参考答案 3-1 何谓寻址方式？51单片机有哪几种寻址方式？这几种方式是如何寻址的？所谓寻址方式,就是CPU执行那个一条指令时怎样找到该指令所要求的操作数的方式。1）立即寻址：操作数直接出现在指令中，紧跟在操作码的后面，作为指令的一部分与操作码一起存放在程序存储器中，可以立即得到并执行，例如：MOVA，#30H指令中30H就

18、是立即数。这一条指令的功能是执行将立即数30H传送到累加器A中的操作。2)寄存器寻址：操作数放在寄存器中，在指令中直接以寄存器的名字来表示操作数的地址。例如MOV A，R0，即将R0寄存器的内容送到累加器A中。3)寄存器间接寻址方式：由指令指出某一寄存器的内容作为操作数地址的寻址方法，例如：MOV A，R1，将以工作寄存器R1中的内容为地址的片内RAM单元的数据传送到A中去。4）直接寻址： 指令中直接给出操作数所在的存储器地址，以供取数或存数的寻址方式称为 直接寻址。例如：MOV A，40H指令中的源操作数就是直接寻址，40H为操作数的地址。该指令的功能是把片内RAM地址为40H单元的内容送到

19、A中5）变址寻址：基地址寄存器加变址寄存器间接寻址6）相对寻址：相对寻址是以当前程序计数器PC值加上指令中给出的偏移量rel，而构成实际操作数地址的寻址方法。它用于访问程序存储器，常出现在相对转移指令中。7）位寻址：位寻址是在位操作指令中直接给出位操作数的地址，可以对片内RAM中的128 位和特殊功能寄存器SFR中的93位进行寻址。3-2 访问片内、片外程序存储器有哪几种寻址方式？采用基址寄存器加变址寄存器间接寻址方式MOVC A,A+DPTR MOVC A,A+PC3-3 访问片内RAM单元和特殊功能寄存器各有哪几种寻址方式？访问片内RAM有：立即寻址，寄存器寻址，寄存器间接寻址，直接寻址

20、特殊功能有：直接寻址3-4若要完成以下的数据传送，应如何用51的指令来完成。（1）R0的内容送到R1中。MOV A, R1 MOV R0,A（2）外部RAM的20H单元内容送R0，送内部RAM的20H单元。MOV DPTR,#0020H MOVX A,DPTR MOV R0,A 3-5 试比较下列每组两条指令的区别1）MOV A,#24与MOV A,24H2）MOV A,R0与MOV A,R03）MOV A,R0与MOVX A,R04）MOV A,R1与MOVX A,DPTR1）前者为立即寻址，将立即数24H单元的内容送到A中；后者为直接寻址，将24H单元的片内RAM内容送到A中。 2）前者为

21、直接寻址，将R0单元的内容送到A中，后者为寄存器间接寻址，将R0中的内容为地址的片内RAM单元的数据送到A中。 3）前者为寄存器间接寻址，将R0中的内容为地址的片内RAM单元的数据送到A；后者为寄存器间接寻址，将R0中的内容为地址的片外RAM单元的数据送到A中。4）用R1做地址指针可寻址片内RAM的256个单元，但能访问SFR块，也可8位地址访问片外RAM的低256个地址单元（00ffH）；用DPTR做地址指针，用于访问片外RAM的64KB范围(0000ffffH)（16位）。3-6已知（A）= 7AH，（ B）= 02H，（ R0）= 30H，（ 30H）= A5H，（ PSW）=80H，写

22、出以下各条指令执行后A和PSW的内容。（1）XCH A， R0 （A）=30H,(PSW)=00H, （R0）= 7AH，（2）XCH A， 30H （A）=A5H,(PSW)=00H（3）XCH A， R0 （A）=A5H,(PSW)=00H（4）XCHD A， R0 （A）=75H,(PSW)=01H（5）SWAP A （A）=A7H,(PSW)=01H（6）ADD A， R0 （A）=AAH,(PSW)=00H（7）ADD A， 30H （A）=1FH,(PSW)=81H（8）ADD A， #30H （A）=AAH,(PSW)=00H（9）ADDC A， 30H （A）=20H,(PSW

23、)=01H （10）SUBB A， 30H （A）=D5H,(PSW)=85H（11）SUBB A， #30H （A）=4AH,(PSW)=01H（12）INC R0 （A）=7AH,(PSW)=80H；（13）MUL AB （14）DIV AB 3-7 已知（A）=02H，（R1）=7FH，（DPTR）=2FFCH，（SP）=30H，片内RAM（7FH）=70H，片外RAM（2FFEH）=11H，ROM（2FFEH）=64H，试分别写出以下指令执行后目标单元的结果。1）MOVX DPTR,A2）MOVX A,R13）MOVC A,A+DPTR4）PUSH ACC1）（2FFEH）=02H 2

24、）（A）=70H 3）（A）=（02H+2FFCH）=（2FFEH）=64H 4）(31H)=02H 3-9 DA A指令有什么作用？怎样使用？这条指令是进行BCD码运算时，跟在ADD或ADDC指令之后，将相加后存放在累加器中的结果进行修正。修正的条件和方法为：若（A03）9或（AC）=1，则（A03）+06H（A03）；若（A47）9或（CY）=1，则（A47）+06H（A47）。若以上二条同时发生，或高4位虽等于9 ，但低4位修正后有进位，则应加66H修正。3-9 设（A）=83H，（R0）=17H，（17H）=34H，分析当执行下面的每条指令后目标单元的内容，及4条指令组成的程序段执行后

25、A的内容是什么？ANL A,#17H ；与 ORL 17H,A ；或 XRL A,R0 ；异或 CPL A ；取反ANL A,#17H 10000011与00010111 = 0000 0011 ORL 17H,A 00110100或00000011 = 0011 0111XRL A,R0 00110111异或 0000 0011 = 0011 0100CPL A A 1100 1000 CBH3-10 请写出达到下列要求的逻辑操作的指令，要求不得改变未涉及位的内容1）使累加器A的低位置12）清累加器A的高4位3）使A.2和A.3置14）清除A.3、A.4、A.5、A.6 SETB ACC.1

26、;ANL A,#0FH;ORL A,#00001100BANL A,#10000111B3-11 指令LJIMP addr16与AJMP addr11的区别是什么？LJIMP addr16是长转移， LCALL的作用就是将addr16直接赋给PCAJMP addr11，在当前PC的2KB范围跳转（因为addr11就是2KB）， 即PC高五位不变，低十一位等于addr11。 3-12试说明指令CJNE R1， #7AH， 10H的作用。若本条指令地址为2500H，其转移地址是多少？当前地址 2500H。执行该指令后PC为2503H，加上10H后，目标地址是2513H。3-13下面执行后（SP）=

27、42H, (A) = 40H, (B) =40H ,并解释每条指令的作用。 ORG 2000H ；起始地址为2000H MOV SP,#40H ；（SP）=40H MOV A,#30H ；（A）=30H LCALL 2500H ；调用2500H子程序 ADD A,#10H ；（A）（A）+10，（A）=40H MOV B,A ；（B）=40HHERE:SJMP HERE ORG 2500H ；起始地址为2500H MOV DPTR,#2009H ；（DPTR）=2009H PUSH DPL ；（SP）=40H+1=41H PUSH DPH ; (SP)=41H+1=42HRET ;返回3-14

28、已知P1.7= 1， A.0= 0， C= 1， FIRST=1000H， SECOND=1020H，试写出下列指令的执行结果。（1）MOV 26H， C 1（2）CPL A.0 1（3）CLR P1.7 0（4）ORL C， /P1.7 1（5）FIRST： JC SECOND （6）FIRST： JNB A.0， SECOND （7）SECOND： JBC P1.7， FIRST 3-15经汇编后，下列各条语句标号将是什么值？ORG 2000H TABLE： DS 5 WORD： DB 15， 20， 25， 30 (2005H)=15，FANG： EQU 1000H FANG=1000H

29、BEGIN： MOV A， R0 3-16 设fosc=12MHZ,定时器/计数器0的初始化程序和中断服务程序如下：MOV TH0,#0DHMOV TL0,#0D0HMOV TMOD,#01HSETB TR0 : ;中断服务程序ORG 000BHMOV TH0,#0DHMOV TL0,#0D0H :RETI问：1）该定时器/计数器工作于什么方式? 2）相应的定时时间或计数值是多少？ 3）为什么在中断服务程序中药重置定时器/计数器的初值？1）方式1 2）定时时间为：fosc=12MHZ Tcy=1us T=N*Tcy =(65536-x)*Tcy 定时范围：165536计数值为：N=216 -x

30、=65536-x 计数范围为：1655363）定时器T0的溢出对外无脉冲信号，重置定时器/计数器的初值可以再形成计数脉冲3-18设有100个有符号数，连续存放在以2000H为首地址的存储区中，试编程统计其中正数、负数、零的个数。ZERO EQU 20H ;零的统计 NEGETIVE EQU 21H ;负数的统计 POSITIVE EQU 22H ;正数的统计 COUNT EQU 100 ;比较个数 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0040H MOV ZERO,#0 MOV NEGETIVE,#0 MOV POSITIVE,#0 MOV R2,#0 MOV DPTR,# 2000

31、H LOOP: MOVX A,DPTR CJNE A,#0,NONZERO INC ZERO AJMP NEXT NONZERO: JC NEG INC POSITIVE AJMP NEXT NEG: INC NEGETIVE NEXT: INC DPTR INC R2 CJNE R2,#COUNT,LOOP SJMP $ 3-20 51单片机从串行口发送缓冲区首址为30H的10个ASCII码字符，最高位用于奇偶校验，采用偶校验方式，要求发送的波特率为2400波特，时钟频率osc=12MHz，试编写串行口发送子程序。单片机采用12 MHz晶振；设串行口工作于方式1；定时器/计数器T1用作波特率发生器，工作于方式2；PCON