《单片机原理及接口技术》梅丽凤清华大学出版社课后答案.docx

1、单片机原理及接口技术梅丽凤清华大学出版社课后答案单片机原理及接口技术教材习题全部解答第 1 章 绪论1-1 解答：第一台计算机的研制目的是为了计算复杂的数学难题。它的特点是：计算机字长为 12 位，运算速 度为 5 000 次/s，使用 18 800 个电子管，1 500 个继电器，占地面积为 150 m2，重达 30 t，其造价为 100 多万美元。它的诞生，标志着人类文明进入了一个新的历史阶段。1-2 解答： 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。1-3 解答： 单片机的发展

2、大致经历了四个阶段： 第一阶段（19701974 年），为 4 位单片机阶段； 第二阶段（19741978 年），为低中档 8 位单片机阶段； 第三阶段（19781983 年），为高档 8 位单片机阶段；第四阶段（1983 年至今），为 8 位单片机巩固发展阶段及 16 位单片机、32 位单片机推出阶段。1-4 解答：Intel 公司的 MCS-48 系列、MCS-51 系列、MCS-96 系列产品； Motorola 公司的 6801、6802、6803、6805、68HC11 系列产品； Zilog 公司的 Z8、Super8 系列产品；Atmel 公司的 AT89 系列产品；Fairch

3、ild 公司的 F8 和 3870 系列产品；TI 公司的 TMS7000 系列产品；NS 公司的 NS8070 系列产品；NEC 公司的 COM87（PD7800）系列产品；National 公司的 MN6800 系列产品；Hitachi 公司的 HD6301、HD63L05、HD6305。1-5 解答：（1）8031/8051/8751 三种型号，称为 8051 子系列。8031 片内没有 ROM，使用时需在片外接 EPROM。8051 片内含有 4KB 的掩模 ROM，其中的程序是生产厂家制作芯片时烧制的。8751 片内含有 4KB 的EPROM，用户可以先用紫外线擦除器擦除，然后再利用

4、开发机或编程器写入新的程序。（2）8032A/8052A/8752A 是 8031/8051/8751 的增强型，称为 8052 子系列。其中片内 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。（3）80C31/80C51/87C51BH 是 8051 子系列的 CHMOS 工艺芯片，80C32/80C52/87C52 是 8052 子 系列的 CHMOS 工艺芯片，两者芯片内的配置和功能兼容。1-6 解答：8052 子系列片内 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。1-7 解答

5、：AT89 系列单片机是美国 Atmel 公司的 8 位 Flash 单片机产品。它的最大特点是在片内含有 Flash 存 储器，在系统的开发过程中可以十分容易地进行程序的修改，使开发调试更为方便。AT89 系列单片机 以 8031 为内核，是与 8051 系列单片机兼容的系列。1-8 解答：高档型单片机有 AT89S51、AT89S52、AT89S53 和 AT89S8252 等型号，其中 AT89S51 有 4KB 可下 载 Flash 存储器，AT89S52、AT89S8252 有 8KB 可下载 Flash 存储器，AT89S53 有 12KB 可下载 Flash 存 储器。第 2 章

6、 MCS-51 系列单片机的结构及原理2-1 解答：MCS-51 单片机由 8 个部件组成：中央处理器（CPU），片内数据存储器（RAM），片内程序存储器（ROM/EPROM），输入/输出接口（I/O 口，分为 P0 口、P1 口、P2 口和 P3 口），可编程串行口，定时/计数器，中断系统及特殊功能寄存器（SFR）。 中央处理器（CPU）：单片机的核心部分，它的作用是读入和分析每条指令，根据每条指令的功能要求，控制各个部件执行相应的操作。 片内数据存储器（RAM）：存放各项操作的临时数据。 片内程序存储器（ROM/EPROM）：存放单片机运行所需的程序。输入/输出接口（I/O 口）：单片机与

7、外设相互沟通的桥梁。可编程串行口：可以实现与其它单片机或 PC 机之间的数据传送。 定时/计数器：具有可编程功能，可以完成对外部事件的计数，也可以完成定时功能。 中断系统：可以实现分时操作、实时处理、故障处理等功能。特殊功能寄存器（SFR）：反映单片机的运行状态，包含了单片机在运行中的各种状态字和控制字， 以及各种初始值。2-2 解答：EA 引脚是片内外程序存储器的选择信号。当 EA 端保持高电平时，访问内部程序存储器，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 EA 端保持低电平时，

8、不管是否有内部程序存储器，则只访问外部程序存储器。由于 8031 片内没有程序存储器，所以在使用 8031 时， EA 引脚必须接低电平。2-3 解答：在 MCS-51 单片机中，除 P3 口具有第二功能外，还有 3 条控制线具有第二功能。P3 口的第二功能： P3.0RXD：串行数据接收端 P3.1TXD：串行数据发送端P3.2 INT0 ：外部中断 0 申请输入端P3.3 INT1 ：外部中断 1 申请输入端P3.4T0：定时器 0 计数输入端P3.5T1：定时器 1 计数输入端P3.6 WR ：外部 RAM 写选通P3.7 RD ：外部 RAM 读选通3 条控制线的第二功能：ALE PR

9、OG ：片内 EPROM 编程脉冲。片内具有 EPROM 的芯片，在 EPROM 编程期间，此引脚 输入编程脉冲。RESETVPD：备用电源。VCC 掉电期间，此引脚可接备用电源，以保持内部 RAM 数据不丢失。EA VPP：片内 EPROM 编程电源。在对片内具有 EPROM 的芯片进行编程时，此引脚用于施加21V 编程电源。2-4 解答：MCS-51 单片机的内部存储空间分为数据存储器和程序存储器。内部数据存储器：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（00H1FH），位寻址区（20H2FH）和用户 RAM 区（

10、30H7FH）。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。内部程序存储器：在 8031 片内无程序存储器，8051 片内具有 4KB 掩模 ROM，8751 片内具有4KBEPROM。2-5 解答：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：RS1RS0当前寄存器组00第 0 组工作寄存器01第 1 组工作寄存器10第 2 组工作寄存器11第 3 组工作寄存器2-6 解答：内部 RAM 低 128 个单元按用途分成 3 个区域：工作寄存器区（00H1FH），位寻址区

11、（20H2FH） 和用户 RAM 区（30H7FH）。2-7 解答：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 解答： 所谓堆栈，顾名思义就是一种以“堆”的方式工作的“栈”。堆栈是在内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 总是初始化到内部 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

12、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 解答：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 解答：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，

13、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 口内没有转换开关，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 解答：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

14、为 1s；当晶振频率为 8MHz 时，一个机器周期为 3s。2-12 解答：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，P0P3 口为 FFH 外，其余寄存器均为 0。2-13 解答：8051 单片机应用系统的电压检测电路监测到电源下降时，触发外部中断，在中断服务子程序中将外 部 RAM 中的有用数据送入内部 RAM 保存。（内部 RAM 由备用电源供电）80C51 单片机应用系统的电压检测电路监

15、测到电源降低时，也出发外部中断，在中断服务子程序中， 除了要将外部 RAM 中有用的数据保存以外，还要将特殊功能寄存器的有用内容保护起来，然后对电源 控制寄存器 PCON 进行设置。2-14 解答： 单片机退出空闲状态有两种方法：中断退出和硬件复位退出。第 3 章 MCS-51 系列单片机的指令系统3-1 解答： 指令是规定计算机进行某种操作的命令，一台计算机所能执行的指令集合称为该计算机的指令系统。计算机内部只识别二进制数，因此，能别计算机直接识别、执行的指令时使用二进制编码表示的指 令，这种指令别称为机器语言指令。以助记符表示的指令就是计算机的汇编语言指令。3-2 解答：标号： 操作数 ；

16、注释3-3 解答：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。对应片内低 128 个字节单元和特殊功能寄存器。（3）寄存器寻址：以寄存器的内容作为操作数。对应的寄存器有：R0R7、A、AB 寄存器和数据 指针 DPTR。（4）寄存器间接寻址：以寄存器的内容作为 RAM 地址，该地址中的内容才是操作数。对应片内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。

17、（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，并以两者内容相 加形成的 16 位地址作为操作数地址。对应片内、片外的 ROM 空间。（6）相对寻址：只在相对转移指令中使用。对应片内、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 20H2FH 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 解答： 直接寻址方式。3-5 解答：寄存器间接寻址方式。3-6 解答： 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 解答：变址寻址方式3-8 解答：对于 8052 单片机内部

18、 RAM 的高 128B，必须采用寄存器间接寻址方式进行访问。3-9 解答： 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，R1MOVX A，DPTR都是访问片外 RAM，但二者寻址范围不同。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。

19、 后 1 条指令是对片外 RAM64KB 空间的“写”操作。（3）MOV R0，A二者访问的空间不同。MOVX R0，A前 1 条指令是对片内 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+DPTR MOVX 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 解答： R030H，（R0）=30H A（R0），（A）=40H R1（A），（R1）=40HB（R1），（B）=10H（R1）（P1），（R1

20、）=（40H）=EFHP2（P1），（P2）=EFH10H20H，（10H）=20H30H（10H），（30H）=20H结果：（R0）=30H，（A）=40H，（R1）=40H，（B）=10H，（40H）=EFH，（P2）=EFH，（10H）=20H，（30H）=20H3-11 解答：（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。MOV A，R1MOV R0，A（2）片外 RAM 向片内 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。MOVR1，#60HMOVXA，R1M

21、OVR0，A（3）MOVR1，#60HMOVXA，R1MOV40H，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，DPTRMOV 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，#2000HMOV A，#00HMOVC A，A+DPTRMOV R2，A（6） MOVDPTR，#2000HMOV A，#00H MOVC A，A+DPTR MOV 40H，A（7）MOVDPTR，#2000HMOVA，#00HM

22、OVCA，A+DPTRMOVDPTR，#0200HMOVXDPTR，A3-12 解答：片外 RAM 与片内 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，DPTRXCH A，60H MOVX DPTR，A3-13 解答： 本题需要采用查表指令。ORG 0200HMOV DPTR，#TABMOV A，R7MOVC A，A+DPTRORG 0300HTAB： DB3-14 解答：0，1，4，9，16，25，36，49，64，81（1）结果：（A）（R1），（A）=40H，（R1）=5BH，（PSW）=8

23、1H（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）03（R1）03，（A）=53H，（R1）=（40H）=CBH，（PSW）=80H（5）结果：（A）03（A）47，（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

24、，（PSW）=81H（10）结果：A（A）-（40H）-CY，（A）=97H，（PSW）=85H（11）结果：A（A）- 40H - CY，（A）=1AH，（PSW）=01H3-15 解答：（1）该组指令执行后（A）=00H，不影响 CY 位。（2）该组指令执行后（A）=00H，影响 CY 位。说明：单独执行 INC 指令，只影响奇偶标志位 P，不影响半进位标志位 AC 和进位位 CY 位。执行ADD 指令后，将影响 CY、AC 和 P 位。3-16 解答：本题涉及的是 16 位数的减法运算，首先应让低 8 位相减，然后让高 8 位带着借位相减。注意：应 在低 8 位相减前将进位位 CY 清空

25、 0。CLR CMOV A，#56H SUBB A，#78H MOV R0，A MOV A，#23H SUBB A，#45H MOV R1，A3-17 解答：A（A）23H，（A）=03H42H（42H）（A），（42H）=37HA（A） （R0），（A）=34HA（ A ），（A）=CBH结果：（A）=CBH3-18 解答：（1）MOV MOVXDPTR，#1000H A，DPTR（2）CPL MOVX MOV MOVX ANL XRL MOVXADPTR，AR0，#60HA，R0A，#3FHA，#03HR0，A3-19 解答：DA A 指令的作用是对 A 中刚进行的两个 BCD 码的加法结

26、果进行修正，即继续使 BCD 码加法运 算的结果保持为 BCD 码。使用时，DA A 指令只能使用在加法指令后，即 ADD 指令和 ADDC 指令。3-20 解答：MOVDPTR，#1000HMOVX A，DPTR MOV B，#10MUL ABMOV 30H，AMOV 31H，BMOV DPTR，#2000HMOVX A，DPTRMOV B，#32MUL ABADD A，30H MOV 30H，A MOV A，B ADDC A，31H MOV 31H，A3-21 解答：MOV R7，#10MOV MOVDPTR，#block1R0，#block2LOOP：MOVX A，DPTRMOV R0，

27、AINC DPTR INC R0DJNZ R7，LOOP3-22 解答：MOV LOOP： MOVA，#01H P0，ARL A LCALL DELAY SJMP LOOPDELAY： MOV R7，#00HDELAY1： MOVR6，#00HDJNZ R6，$DJNZ R7，DELAY1RET3-23 解答：ORLC，11HMOV 11H，C MOV C，P1.0ORL C，10HANLC，11HMOV P1.0，C3-24 解答：（1）正确。（2）错误。原因：清零指令只能用于累加器 ACC 和位操作，而本题中 E0H 只能是字节地址（位 地址的范围是 00H7FH），所以该条指令错误。（3

28、）错误。原因：ACC 是直接字节地址，不能用于清零指令。（4）正确。ACC.0 是一个位，可以应用到清零指令中。（5）正确。（6）错误。原因：取反指令只能用于累加器 ACC 和位操作，而本题中 E0H 只能是字节地址（位 地址的范围是 00H7FH），所以该条指令错误。（7）错误。原因：ACC 是直接字节地址，不能用于取反指令。（8）正确。ACC.0 是一个位，可以应用到取反指令中。3-25 解答：ANL A，B ORL A，CMOV3-26 解答：F，C指令 LJMP addr16 是长转移指令，指令中提供了 16 位目的地址，寻址范围是 64KB。指令 AJMPaddr11 是绝对转移指令

29、，指令中 11 位目的地址，其中 a7a0 在第二字节，a10a8 则占据第一字节的高 3 位，寻址范围是与 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 的区域内。3-27 解答：（1） MOV P1，#0CAH；P1CAH，P1=CAH=11001010BMOV A，#56H ；A56H，A=56H=01010110BJB P1.2，L1；若 P1.2=1，则转移至 L1JNB 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

30、 ；A43H，A=43H=01000011B JB ACC.2，L1 ；若 ACC.2=1，则转移至 L1JBC 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。3-28 解答：（1）（2）：MOV A，P1CPL AANL A，#0F0HSWAP AMOV P1，ALOOP： JNB P1.4，L1 ； JNB P1.5，L2 ； JNB P1.6，L3 ； JNB P1.7，L4 ； LJMP LOOP ；L1： MOV P1，#01H ；LJMP LOOP ；L2： MOV P1，#02H ；LJMP LOOP ；L3： MOV P1，#03H