单片机应用技术c语言版 第版王静霞习题答案.docx

1、单片机应用技术c语言版 第版王静霞习题答案 习 题 11.1 单项选择题（1） A （2）C （3）C1.2 填空题（1）硬件系统、软件系统（2）时钟电路、复位电路（3）XTAL1、XTAL2、RESET、EA （4）晶振1.3 问答题什么是单片机它由哪几部分组成什么是单片机应用系统 答：单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）简称单片机，是指集成在一个芯片上的微型计算机，它的各种功能部件，包括CPU（Central Processing Unit）、存储器（memory）、基本输入/输出(Input/Output，简称I/O)接口电路、定时/计数器和中断系统等，都

2、制作在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机。单片机应用系统是以单片机为核心，配以输入、输出、显示等外围接口电路和控制程序，能实现一种或多种功能的实用系统。1.4 上机操作题（1）参考程序：#include /包含头文件reg51.h，定义了51单片机的专用寄存器/函数名：delay/函数功能：实现软件延时/形式参数：无符号整型变量i，控制空循环的循环次数/返回值：无void delay(unsigned int i) /延时函数 unsigned int k; for(k=0;ki;k+);void main() /主函数 while(1) P1=0x00; delay(20000); /

3、调用延时函数，实际参数为20000 P1=0xff; delay(20000); /调用延时函数，实际参数为20000 （2）参考程序：#include /包含头文件reg51.h，定义了51单片机的专用寄存器/函数名：delay/函数功能：实现软件延时/形式参数：无符号整型变量i，控制空循环的循环次数/返回值：无void delay(unsigned int i) /延时函数 unsigned int k; for(k=0;ki;k+);void main() /主函数 while(1) P1=0x55; delay(20000); /调用延时函数，实际参数为20000 P1=0xff; d

4、elay(20000); /调用延时函数，实际参数为20000 习 题 22.1 单项选择题（1）C （2）A （3）A （4）A （5）A （6）D （7）C （8）A （9）A （10）C2.2 填空题（1）外部程序存储器、外部数据存储器、内部程序存储器、内部数据存储器（2）程序存储器（3）工作寄存器组、位寻址区、用户RAM（4）1us、2us（5）按键复位、上电复位（6）2、高2.3 回答题（1）P3口的第二功能是什么答： P3口各引脚的第二功能如下表。第一功能第二功能第二功能信号名称P3.0RXD串行数据接收P3.1TXD串行数据发送P3.2外部中断0申请P3.3外部中断1申请P3.4

5、T0定时/计数器0的外部输入P3.5T1定时/计数器1的外部输入P3.6外部RAM或外部I/O写选通P3.7外部RAM或外部I/O读选通（2）画出单片机时钟电路，并指出石英晶体和电容的取值范围。答：单片机时钟电路单片机时钟电路如下图。一般地，电容C1和C2取30 pF左右；晶体振荡器，简称晶振，频率范围是1.212 MHz。晶体振荡频率越高，系统的时钟频率也越高，单片机的运行速度也就越快。在通常情况下，使用振荡频率为6 MHz或12 MHz的晶振。如果系统中使用了单片机的串行口通信，则一般采用振荡频率为11.0592 MHz的晶振。（3）什么是机器周期机器周期和晶振频率有何关系当晶振频率为6M

6、Hz时，机器周期是多少答：51单片机采用定时控制方式，有固定的机器周期。规定一个机器周期的宽度为6个状态，即12个振荡脉冲周期，因此机器周期就是振荡脉冲的十二分频。当晶振频率为6MHz时，机器周期是2us。（4）51单片机常用的复位方法有几种画电路图并说明其工作原理。答：2种，上电复位和按键复位。单片机常见的复位电路下图所示。（a）为上电复位电路。它利用电容充电来实现复位，在接电瞬间，RST端的电位与VCC相同，随着充电电流的减少，RST的电位逐渐下降。只要保证RST为高电平的时间大于两个机器周期，便能正常复位。（b）为按键复位电路。该电路除具有上电复位功能外，还可以按图2.5（b）中的RES

7、ET键实现复位，此时电源VCC经两个电阻分压，在RST端产生一个复位高电平。图1.23中的信号灯控制电路就采用按键复位电路。（5）51单片机片内RAM的组成是如何划分的各有什么功能答：8051的内部RAM共有256个单元，通常把这256个单元按其功能划分为两部分：低128单元（单元地址0x000x7F）和高128单元（单元地址0x800xFF）。片内RAM的低128个单元用于存放程序执行过程中的各种变量和临时数据，称为DATA区。内部RAM的高128单元地址为0x800xFF，是供给专用寄存器SFR（Special Function Register，也称为特殊功能寄存器）使用的。（6）51单

8、片机有多少个特殊功能寄存器它们分布在什么地址范围答：51单片机有21个可寻址的专用寄存器，它们不连续地分布在片内RAM的高128单元中，尽管其中还有许多空闲地址，但用户不能使用。另外还有一个不可寻址的专用寄存器，即程序计数器PC，它不占据RAM单元，在物理上是独立的。（7）简述程序状态寄存器PSW各位的含义，单片机如何确定和改变当前的工作寄存器组。答：程序状态字PSW是一个8位寄存器，用于存放程序运行中的各种状态信息。PSW的各位定义如下表所示。位 地 址0xD70xD60xD50xD40xD30xD20xD10xD0位 名 称CYACF0RS1RS0OVF1PCY（PSW.7）：进位标志位。

9、存放算术运算的进位标志。AC（PSW.6）：辅助进位标志位。存放算术运算中低4位向高4位进位或借位。F0（PSW.5）：用户标志位。供用户定义的标志位，需要利用软件方法置位或复位。RS1和RS0（PSW.4，PSW.3）：工作寄存器组选择位。上电或复位后，RS1 RS0=00。OV（PSW.2）：溢出标志位。存放带符号数加减运算的溢出位。F1（PSW.1）：保留未使用。P（PSW.0）：奇偶标志位。存放累加器ACC数据的二进制形式中1的个数的奇偶性。一般用于异步串行通信中的奇偶校验。（8）C51编译器支持的存储器类型有哪些答：单片机的存储器结构包括4个物理存储空间，C51编译器对这4个物理存储

10、空间都能支持。常见的C51编译器支持的存储器类型如下表所示。存储器类型描 述data直接访问内部数据存储器，允许最快访问（128 B）bdata可位寻址内部数据存储器，允许位与字节混合访问（16 B）idata间接访问内部数据存储器，允许访问整个内部地址空间（256 B）pdata“分页”外部数据存储器（256 B）xdata外部数据存储器（64 KB）code程序存储器（64 KB）（9）当单片机外部扩展RAM和ROM时，P0口和P2口各起什么作用答：P0口可以分时复用作为8位数据总线和低8位地址线，P2口作为高8位地址线。（10）在单片机的C语言程序设计中，如何使用SFR和可寻址位答：采用

11、sfr和sbit来定义专用寄存器和位。2.4 上机操作题（1）修改程序ex2_1.c，使得蜂鸣器发出有变化的报警声。提示：修改延时参数，声音就会有改变。（2）利用单片机控制蜂鸣器和发光二极管，设计一个声光报警系统。提示：增加一个LED发光二极管，采用一个I/O口来控制，当报警时，发出声音的同时，灯也闪动。（3）利用单片机控制按键和发光二极管，设计一个单键控制单灯亮灭的系统。参考电路如下图：参考程序如下：/功能：单键控制单灯程序#include sbit P1_0=P10; /定义P1.0引脚名称为P1_0sbit P3_0=P30; /定义P3.0引脚名称为P3_0void main() /主

12、函数 bit led; /定义位变量led P3_0=1; /P3.0作为输入口，置1 led=P3_0; /读P3.0 if(led=1) P1_0=1; /判断按键是否按下,没有按下，灯熄灭 if()led=0 P1_0=0; /按键按下，灯点亮（4）利用单片机控制4个按键和4个发光二极管，设计一个4人抢答器，要求当有某一参赛者首先按下抢答开关时，相应的LED灯亮，此时抢答器不再接受其他输入信号，需按复位按键才能重新开始抢答。参考电路如下图。参考程序如下。/功能：实用4路抢答器程序#include sbit P3_0=P30; /定义P3.0引脚名称为P3_0sbit P3_1=P31;

13、/定义P3.1引脚名称为P3_1sbit P3_2=P32; /定义P3.2引脚名称为P3_2sbit P3_3=P33; /定义P3.3引脚名称为P3_3void main() /主函数 bit flag; /定义位变量flag while(!flag) if(!P3_0) P1=0xfe; flag=1; else if(!P3_1) P1=0xfd; flag=1; else if(!P3_2) P1=0xfb; flag=1; else if(!P3_3) P1=0xf7; flag=1; while(flag); 习 题 33.1 单项选择题（1）C （2）A （3）A （4）D （

14、5）D （6）D （7）A （8）B （9）C （10）A（11）void delay (unsigned int i)、delay、delay 3.2 填空题（1）main （2）sbit FLAG=P31; （3）sfr （4）顺序、选择和循环（5）表达式和分号 （6）if、switch （7）do-while语句、while语句 （8）无限次（9）10000 （10）unsigned char （11）指定该变量在51单片机硬件系统中所使用的存储区域，并在编译时准确的定位。（12）03.3 上机操作题（1）感应灯控制系统设计。实现当照明灯感应到有人接近时自动开灯，当人离开后自动关灯的功能

15、。提示：采用热释电红外传感器模块和发光二极管模拟电灯（2）自动滑动门开关控制系统设计。实现当滑动玻璃门感应到有人接近时自动开门，当人离开后自动关门的功能。提示：采用热释电红外传感器模块和电机模拟自动开关门 习题 44.1 单项选择题 （1）C （2）A （3）C （4）B （5）B （6）D （7）B （8）C （9）D （10）D （11）C4.2 填空题（1）ledk delay(); （2）0 （3）程序存储器4.3 在任务10的图4.1中，如果直接将共阳极数码管换成共阴极数码管，能否正常显示为什么应采取什么措施答：不能正常显示。因为共阳极数码管和共阴极数码管的显示码不同，二者是反相关系

16、。修改程序，或者将显示码数组disp中的显示码换成共阴极显示码，或者在程序中增加取反操作即可。4.4 七段LED静态显示和动态显示在硬件连接上分别具有什么特点，实际设计时应如何选择使用答：静态显示是指使用数码管显示字符时，数码管的公共端恒定接地（共阴极）或5 V电源（共阳极）。将每个数码管的8个段控制引脚分别与单片机的一个8位I/O端口相连。只要I/O端口有显示字型码输出，数码管就显示给定字符，并保持不变，直到I/O端口输出新的段码。数码管动态显示电路通常是将所有数码管的8个显示段分别并联起来，仅用一个并行I/O端口控制，称为“段选端”。各位数码管的公共端，称为“位选端”，由另一个I/O端口控

17、制。实际应用时，当显示位数少于2位时，可以采用静态显示方式；当显示位数较多时，建议采用动态显示方式。4.5 LED大屏幕显示一次能点亮多少行显示的原理是怎样的答：LED大屏幕显示一次能点亮1行，采用逐行点亮的方式。显示原理：先给第1行送高电平（行高电平有效），同时给8列送该行显示码（列低电平有效）；然后给第2行送高电平，同时给8列送显示码，最后给第8行送高电平，同时给8列显示码。每行点亮延时时间为约1 ms，第8行结束后再从第1行开始循环显示。利用视觉驻留现象，人们看到的就是一个稳定的字符。4.6 机械式按键组成的键盘，应如何消除按键抖动答：按键的机械抖动可采用硬件电路来消除，也可以采用软件方

18、法进行去抖。软件去抖编程思路：在检测到有键按下时，先执行10 ms左右的延时程序，然后再重新检测该键是否仍然按下，以确认该键按下不是因抖动引起的。同理，在检测到该键释放时，也采用先延时再判断的方法消除抖动的影响。4.7 独立式按键和矩阵式按键分别具有什么特点适用于什么场合答：在单片机应用系统中，如果系统需要按键数量较少，一般采用独立式按键接口，每个按键单独占用一根I/O端口线，按键的工作不会影响其他I/O端口线的状态，独立式按键的电路配置灵活，软件结构简单，但每个按键必须占用一根I/O端口线，因此，在按键较多时，I/O端口线浪费较大，不宜采用。为了节约单片机硬件接口资源，当系统需要按键数量较多

19、时，一般采用矩阵键盘接口方式。由4根行线和4根列线组成，例如：P0.0P0.3控制行线，P2.0P2.3控制列线，按键位于行、列线的交叉点上，且行线通过上拉电阻接到5 V电源上，构成了一个44（16个按键）的矩阵式键盘。习 题 55.1 单项选择题（1）C （2）A （3）D （4）A （5）A （6）B （7）A （8）A （9）C（10）A （11）C （12）C （13）C （14）D5.2 填空题（1）T0、T1、方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON （2）GATE=0（3）0x50 （4）设置定时器的工作方式（5）控制定时器的启动、停止、标识定时器的溢出和中断情况（6）中断标志寄存

20、器TCON、串行口控制寄存器SCON、中断允许控制寄存器IE和中断优先级控制寄存器IP（7）中断标志寄存器TCON和串行口控制寄存器SCON、中断允许控制寄存器IE和中断优先级控制寄存器IP（8）电平触发方式 （9）软件方法、硬件方法、硬软结合 （10）05.3 问答题（1）51单片机定时/计数器的定时功能和计数功能有什么不同分别应用在什么场合答：T0或T1用做计数器时，分别对从芯片引脚T0（P3.4）或T1（P3.5）上输入的脉冲进行计数，外部脉冲的下降沿将触发计数，每输入一个脉冲，加法计数器加1。计数器对外部输入信号的占空比没有特别的限制，但必须保证输入信号的高电平与低电平的持续时间都在一

21、个机器周期以上。一般用于需要计数的场合，对时间没有要求。用做定时器时，对内部机器周期脉冲进行计数，由于机器周期是固定值，故计数值确定时，定时时间也随之确定。如果51单片机系统采用12MHz晶振，则计数周期为：T机器周期=1/(12106 /12)=1?s，这是最短的定时周期。适当选择定时器的初值可获取各种定时时间。一般用于对时间有要求的场合。（2）软件定时与硬件定时的原理有何异同答：软件定时是靠CPU运行空操作实现的，CPU在定时时不能进行其它操作，白白占用CPU时间。硬件定时是指采用单片机内部定时器实现定时，当定时器进行计数操作时，CPU可以进行其它操作。（3）51单片机的定时/计数器是增1

22、计数器还是减1计数器增1和减1计数器在计数和计算计数初值时有什么不同答：51单片机的定时/计数器是增1计数器。增1计数器是在初值基础上加1计数，直到翻转；减1计数器是在初值基础上减1计数，直到翻转。计算初值时，增1计数的初值需要用最大计数值（模值）减去计数值；减1计数的初值就是计数值。（4）当定时/计数器在工作方式1下，晶振频率为6 MHz，请计算最短定时时间和最长定时时间各是多少答：工作方式1的计数模值是65536，机器周期2us，所以最短定时时间为2us，最长定时时间为：2us*65536=130ms。（5）51单片机定时/计数器四种工作方式的特点有哪些如何进行选择和设定答：工作方式0是1

23、3位定时计数器，工作方式1是16位定时计数器，工作方式2是初值自动重载的8位定时计数器，工作方式3下只有T0可以设置为工作方式3，T1设置为工作方式3后不工作。可根据应用场合和定时时间来确定工作方式，在TMOD寄存器中设定。（6）什么叫中断中断有什么特点答：中断是指通过硬件来改变CPU的运行方向。计算机在执行程序的过程中，外部设备向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”。中断特点：同步工作、实时处理、异常处理等。（7）51单片机有哪几个中

24、断源如何设定它们的优先级答：中断源有5个，分别为外部中断0请求、外部中断1请求、T0溢出中断请求TF0、T1溢出中断请求TF1和串行口中断请求RI或TI。51单片机有两个中断优先级：高优先级和低优先级。每个中断源都可以通过设置中断优先级寄存器IP确定为高优先级中断或低优先级中断，实现二级嵌套。同一优先级别的中断源可能不止一个，因此，也需要进行优先权排队。同一优先级别的中断源采用自然优先级。中断优先级寄存器IP，用于锁存各中断源优先级控制位。IP中的每一位均可由软件来置1或清零，1表示高优先级，0表示低优先级。（8）外部中断有哪两种触发方式如何选择和设定答：外部中断有电平触发方式和下降沿触发方式

25、。由TCON中的IT位设定，例如：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（下降沿）触发方式。（9）中断函数的定义形式是怎样的答：C51编译器支持在C源程序中直接以函数形式编写中断服务程序。中断函数的定义形式如下：void 函数名（） interrupt n其中n为中断类型号，C51编译器允许031个中断，n的取值范围为031。5.4 操作题（1）设计时间间隔为1 s的流水灯控制程序。参考程序如下：/功能：间隔显示时间为1秒的流水灯程序#include REG51.H /包含头文件REG51.H，定义了MCS-51单片机的特殊功能寄存器/函数名

26、：delay1s/函数功能：用T1工作在方式1下的1秒延时函数，采用查询方式实现/形式参数：无 /返回值：无void delay1s() unsigned char i; for(i=0;i0x14;i+) /设置20次循环次数 TH1=0x3c; /设置定时器初值为3CB0H TL1=0xb0; TR1=1; /启动T1 while(!TF1); /查询计数是否溢出，即定时50ms时间到，TF1=1 TF1=0; /50ms定时时间到，将T1溢出标志位TF1清零 void main() /主函数 unsigned char i,w; TMOD=0x10; /设置T1为工作方式1 while(

27、1)w=0x01; /显示码初值为01H for(i=0;i8;i+) P1=w; /w取反后送P1口，点亮相应LED灯 w=1; /点亮灯的位置移动 delay1s(); /调用1秒延时函数 （2）用单片机控制8个LED发光二极管，要求8个发光二极管按照BCD码格式循环显示0059，时间间隔为1 s。提示：BCD（Binary Coded Decimal）码是用二进制数形式表示十进制数，例如十进制数45，其BCD码形式为0x45。BCD码只是一种表示形式，与其数值没有关系。BCD码用4位二进制数表示一位十进制数，这4位二进制数的权为8421，所以BCD码又称为8421码。用4位二进制数表示一

28、个十进制数，例如十进制数56、87和143的BCD码表示形式如下：0101 0110 （56）1000 0111 （87）0001 0100 0011 （143）答：参考程序如下：/功能：采用BCD码格式显示的059简易秒表程序#include void delay1s() /1秒延时函数，参见任务7程序ex4_1.cvoid main() unsigned char i, t; TMOD=0x10; / 置T1为工作方式1 while(1)for(i=0;i60;i+) t=(i/10)4)|(i%10);/ 将i转换为BCD码 P1=t; / 计数值取反后送P1口显示 delay1s();

29、 / 调用1秒延时函数 （3）可控霓虹灯设计。系统包括8个发光二极管，连接在P3.2引脚的一个按键，通过按键改变霓虹灯的显示方式。要求正常情况下8个霓虹灯依次顺序点亮，循环显示，时间间隔为1 s。按键按下后8个霓虹灯同时亮灭一次，时间间隔为0.5 s。（按键动作采用外部中断0实现）。答：参考程序如下：/功能：可控信号灯程序#include /函数名：delay0_5s/函数功能：用T0的方式1编制0.5秒延时程序，假定系统采用12MHz晶振，定/ 时器1、工作方式1定时50ms，再循环10次即可定时到0.5秒/形式参数：无 /返回值：无void delay0_5s() unsigned char i; for(i=0;i0x0a;i+) / 设置10次循环次数 TH0=0x3c; / 设置定时器初值 TL0=0xb0; TR0=1; / 启动T0 while(!TF0); / 查询计数是否溢出，即定时50ms时间到，TF0=0 TF0