1、单片机原理及应用课后习题参考答案16章DOCword文档良心出品单片机原理及应用习题答案第一章 计算机基础知识1-1 微型计算机主要由哪几部分组成?各部分有何功能?答:一台微型计算机由中央处理单元(CPU)、存储器、I/O接口及I/O设备等组成,相互之间通过三组总线(Bus):即地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB来连接。CPU由运算器和控制器组成,运算器能够完成各种算术运算和逻辑运算操作,控制器用于控制计算机进行各种操作。存储器是计算机系统中的“记忆”装置,其功能是存放程序和数据。按其功能可分为RAM和ROM。输入/输出(I/O)接口是CPU与外部设备进行信息交换的部件。总线是将CPU、
2、存储器和I/O接口等相对独立的功能部件连接起来,并传送信息的公共通道。1-3 什么叫单片机?其主要由哪几部分组成?答:单片机(Single Chip Microcomputer)是指把CPU、RAM、ROM、定时器/计数器以及I/O接口电路等主要部件集成在一块半导体芯片上的微型计算机。1-4 在各种系列的单片机中,片内ROM的配置有几种形式?用户应根据什么原则来选用?答:单片机片内ROM的配置状态可分四种:(1)片内掩膜(Mask)ROM型单片机(如8051),适合于定型大批量应用产品的生产;(2)片内EPROM型单片机(如8751),适合于研制产品样机;(3)片内无ROM型单片机(如8031
3、),需外接EPROM,单片机扩展灵活,适用于研制新产品;(4)EEPROM(或Flash ROM)型单片机(如89C51),内部程序存储器电可擦除,使用更方便。1-5 写出下列各数的另两种数制的表达形式(二、十、十六进制)1100010100111001000111100100100111111101101100111011011101011198200395851623629149562H4E47H249H3F6CH1D5D71-6 写出下列各数的BCD参与:59:01011001,1996:0001100110010110,4859.2:010*389.41:001110001001.01
4、000001第二章 MCS-51单片机的硬件结构2-1 8052单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件?答:8052单片机片内包括:8位中央处理器CPU一个片内振荡器及时钟电路256B数据存储器RAM。8KB片内程序存储空间ROM21个特殊功能寄存器SFR4个8位并行I/O端口(32条线)1个可编程全双工串行口可寻址64KB的外部程序存储空间和外部数据存储空间3个16位的定时器/计数器6个中断源、2个优先级嵌套中断结构2-2 8052的存储器分哪几个空间?如何区别不同空间的寻址?答: 8052的存储器分为6个编址空间:片内ROM的容量为8KB,其地址为0000H1FFFH;可扩展片外ROM的容量为
5、64KB,其地址为0000HFFFFH;片内RAM的容量为256B,其地址为00HFFH分为二块:地址00H7FH共128B为片内RAM低区,另128B为片内RAM高区,其地址空间为80HFFH,其地址空间与SFR功能寄存器地址重叠; 可扩展片外RAM的容量为64KB,其地址为0000H1FFFH;特殊功能寄存器SFR的空间为128B,其地址为80HFFH,但实际只定义了26B单元,这26B单元分散在80HF0H。程序存储器和数据存储器在逻辑上是完全分开的。CPU通过指令MOVC访问程序存储器。当8052第31脚接高电平时, CPU将从片内程序存储器0000H单元开始执行,当PC值超出片内程序
6、存储空间,即大于1FFFH时,会自动转向片外程序存储空间。当接低电平时,CPU将从片外程序存储器ROM的0000H单元开始执行。CPU通过MOV指令访问片内数据存储空间RAM,低区128B地址空间00H7FH中地址为00H1FH这32个单元分为4个工作寄存器组,分别用R0R7表示,通过工作寄存器指令进行访问。片内RAM中的20H2FH单元除可作为一般字节寻址单元使用外,这16个单元共128位中的每一位又可单独作为软件触发器使用,具有位寻址功能,其位地址范围为00H7FH;对片内高区128B寻址只能用寄存器间接寻址,而对特殊功能寄存器建起必须使用直接寻址。CPU通过指令MOVX访问片外数据存储器
7、。2-3 DPTR的作用是什么?它由哪几个寄存器组成?答:相对于地址指针,DPTR被称为数据指针,但实际上DPTR中存放的是一个16位的地址,作为访问程序存储器和外部数据存储器的地址指针。当对64KB外部数据存储器空间寻址时,作为间址寄存器使用,而在访问程序存储器时,作为基址寄存器使用。DPTR是一个16位的特殊功能寄存器,由两个8位寄存器DPH、DPL组成,使用SFR中的82H和83H单元。2-4 简述布尔处理存储器的空间分配。答:在单片机中位处理又称布尔处理,允许按位处理的存储器称为布尔处理存储器。其地址空间由二部分构成:一部分是片内RAM中字节地址为20H2FH的16字节的128个位,这
8、些位编址为00H7FH;另一部分在特殊寄存器中,其地址码能被8整除的12个特殊功能寄存器可以按位寻址,但其中4个未定义,一共有92位可按位寻址。这二部分结合起来形成一个具有220位的位寻址空间。2-5 8052单片机设置4组工作寄存器,如何选择确定和改变当前工作寄存器?答:8052片内数据存储器的00H1FH这32个单元分为4级作为4个工作寄存器第0组地址00H07H,第一组08H0FH,第二组10H17H,第3组18H1FH。每个工作寄存器都有8个单元,分别用R0R7表示。4组寄存器中每一组都可能被选为CPU的工作寄存器,这是通过程序状态字PSW的PSW.3(RS0)和PSW.4(RS1)两
9、位的状态来选择决定的。见下表:PSW.4(RS1)PSW.3(RS0)当前使用的工作寄存器组R0R7000组(00H07H)011组(08H0FH)102组(10H17H)113组(18H1FH)通过程序改变RS1和RS0的状态,就可方便地更换工作寄存器组。2-6 程序状态字寄存器PSW的作用是什么?常用的状态标志位有哪些位?作用分别是什么?答:PSW是一个8位的特殊功能寄存器,由一些标志位组成,用于存放程序运行中的各种状态信息。它可以进行位寻址。各位的作用如下:Cy:进位标志位。在进行加(或减)法运算时,若操作结果的最高位(D7位)有进位(或借位)时,Cy由硬件置1,否则Cy清0。在进行位操
10、作时,Cy又是位累加器,指令助记符用C表示。AC:辅助进位标志位。在进行加(或减)运算时,若操作结果的低半字节(D3位)向高半字节产生进位(或借位)时,AC位将由硬件自动置1,否则AC位清0。F0:用户标志位。用户根据需要对F0置位或复位,作为软件标志。RS1和RS0:工作寄存器组选择控制位。由用户用软件改变RS1和RS0的状态,以选择内RAM中的哪组工作寄存器为当前工作寄存器组。OV:溢出标志位。当进行补码运算时,运算结果超出128127范围时,产生溢出,则OV自动置1,否则OV清0。PSW.1:保留位。8051中未定义。P:奇偶校验标志位。每条指令执行完后,该位始终跟踪累加器A中1的数目的
11、奇偶性。如果A中有奇数个1,则P1;否则P0。2-7 8052单片机的引脚有何功能?在使用8032时,引脚就如何处理?答:8052单片机的31脚为, 为访问外部或内部程序存储器控制信号。当引脚接高电平且PC值小于1FFFH时,CPU访问内部程序存储器读取指令,当引脚接低电平时,CPU只访问外部等量齐观存储器读取指令。在8032芯片中没有内部程序存储器,因此,8032芯片的31脚只能接地。2-8 8052内部RAM中低128 B单元划分为哪几个主要部分?各部分主要功能是什么?答:8052内部数据存储器RAM中低128B单元地址空间00H7FH被划分为三个部分。第一部分地址为00H1FH这32个单
12、元分为4个工作寄存器组,分别用R0R7表示,通过工作寄存器指令进行访问。片内RAM中的第二部分20H2FH单元除可作为一般字节寻址单元使用外,这16个单元共128位中的每一位又可单独作为软件触发器使用,具有位寻址功能,其位地址范围为00H7FH;第三部分地址30H7FH,这部分存储区域可作为8位数据缓冲区使用,一般地,用户把堆栈就设置在这部分区域。2-9 8052内部RAM中高128B单元与特殊功能寄存器区地址空间重叠,使用中是如何区分这两个空间的?答:对8052片内高区(80H0FFH)128B只能 采用寄存器间接寻址,而对特殊功能寄存器SFR建起必须采用直接寻址。2-10 什么叫堆栈?堆栈
13、指针SP的作用是什么?答:堆栈是按照“先进后出,后进先出”的原则来存取数据的一个内部RAM区域,这个存储器区域的一端是固定的(栈底),另一端是活动的(栈顶),每个存储单元是不能按字节任意访问的。堆栈指针SP始终指向栈顶单元,栈顶随着数据入栈和出栈上下浮动。2-12 什么是时钟周期、机器周期和指令周期?答:(1)时钟周期(又称为振荡周期)是指振荡器产生一个振荡脉冲信号所用的时间,是振荡频率的倒数,称为拍节。(2)机器周期是指CPU完成某一个规定操作所需的时间,8051单片机的一个机器周期包含6个状态,并依次表示为S1S6,每个状态分为2个节拍。因此一个机器周期包含12个时钟周期(振荡周期),依次
14、表示为:S1P1、S1P2、S2P1、S6P1、S6P2。(3)指令周期是指CPU执行一条指令所需要的时间称为指令周期。MCS-51单片机指令周期根据指令的不同,可包含有1或2或4个机器周期。第三章 MCS-51单片机指令系统3-1 指出下列每一条指令的寻址方式及其完成的操作。MOV 2FH,#40H ;立即寻址,将40H移入片内2FH单元MOV A,2FH ;直接寻址,将片内2FH单元的数移入累加器AMOV R1,#2FH ;立即寻址,将2FH移入当前寄存器组的R1单元MOV A,R1 ;寄存器间接寻址,将寄存器R1中所存地址中的值移入累加器AMOV 2FH,A ;隐含寻址,将累加器A中的值
15、移入片内2FH单元3-2 内部RAM的4FH单元,可用哪几种寻址方式?分别举例说明。答:直接寻址: MOV R1,4FH间接寻址: MOV R1,#4FH寄存器间接寻址: MOV A,R13-3 指出下列各条指令中,45H代表什么?MOV A,#45H ;数值MOV A,45H ;源地址MOV 45H,46H ;目标地址MOV 45H,#45H ;目标地址和数值MOV C,45H ;源地址3-4 已知:(A)=7AH,(R0)=30H,(30H)=0A5H,(PSW)=80H,请写出下列各条指令的执行结果:答:PSW的各位为11110000,即Cy=1,AC=1,F0=1,RS1=1,RS0=
16、0,OV=0,P=0(1)SUBB A,30H结果:(A)=D4H,CY=1,AC=0,OV=1,P=0(2)SUBB A,#30H结果:(A)=49H,CY=0,AC=0,OV=0,P=1(3)ADD A,R0结果:(A)=AAH,CY=0,AC=0,OV=1,P=0(4)ADD A,30H结果:(A)=1FH,CY=1,AC=0,OV=0,P=1(5)ADD A,#30H结果:(A)=AAH,CY=0,AC=0,OV=1,P=0(6)ADDC A,30H结果:(A)=20H,CY=1,AC=1,OV=0,P=1(7)SWAP A 结果:(A)=A7H,对标志位无影响(8)XCHD A,R0
17、结果:(A)=75H,(30H)=AAH,(R0)=AAH,P=1(9)XCH A,30H结果:(A)=0A5H,(30H)=7AH,P=0(10)XCH A,R0结果:(A)=30H,(R0)=7AH,P=0(11)MOV A,R0结果:(A)=0A5H,P=0(12)XCH A,R0结果:(A)=0A5H,(30H)=7AH,P=03-5 试分析以下程序段的执行结果:MOV SP,#3AHMOV A,#20HMOV B,#30HPUSH ACCPUSH BPOP ACCPOP B结果:(SP)=3AH,(A)=30H,(B)=20H,(3BH)=20H,(3CH)=30H3-6 指出下列指
18、令的执行结果,并写出每条指令的机器码。MOV 30H,#52H ;(30H)=52H 01110101(753052H)MOV A,#70H ;(A)=70H 01110100(7470H)MOV A,30H ;(A)=52H 11100101(E530H)MOV R0,#30H ;(R0)=30H 10101000(7830H)MOV A,R0 ;A=52H 11100010(E6H)3-7 分析下列指令的执行结果,并写出每条指令的机器码。MOV A,#70H ;(A)=70H 01110100(74H)MOV DPTR,#2030H ;(DPTR)=2030H 10010000(90H)M
19、OVX DPTR,A ;(2030H)=70H 11110000(F0H)MOV 30H,#40H ;(30H)=40H 01110101(75H)MOV R0,#30H ;(R0)=30H 01111000(78H)MOV A,R0 ;(A)=40H 11100110(E6H)3-8 设R0的内容为32H,A的内容为48H,内部RAM的32H单元内容为80H,40单元内容为08H,指出在执行下列程序段后上述各单元内容的变化。MOV A,R0MOV R0,40HMOV 40H,AMOV R0,#35H结果:(R0)=35H,(A)=80,(32H)=08H,(40H)=80H3-9 已知:(A
20、)=81H,(R0)=20H,(20H)=35H,指出执行完下列程序段后A的内容。ANL A,#17H ;(A)=00000001ORL 20H,A ;(20H)=00110101XRL A,R0 ;(A)=00110100CPL A ;(A)=11001011结果:(A)=CBH3-10 用指令实现下述数据传送:(1)内部RAM20H单元送内部RAM40H单元。答:MOV 40H,20H(2)外部RAM20H单元送R0寄存器。答:MOV R1,#20H MOVX A,R1 MOV R0,A(3)外部RAM20H单元送内部RAM20H单元答:MOV R1,#20H MOVX A,R1 MOV
21、20H,A(4)外部RAM1000H单元送内部RAM20H单元答:MOV DPTR,#1000H MOVX A,DPTR MOV 20H,A(5)外部ROM1000H单元送内部RAM20H单元。答:MOV DPTR,#1000H MOV A,#00H MOVC A,A+DPTR MOV 20H,A (6) 外部ROM1000H单元送外部RAM20H单元。答:MOV DPTR,#1000H MOV A,#00H MOVC A,A+DPTR MOV R1,#20H MOVX R1,A3-11 已知16位二进制数的高8位和低8位分别存放在20H和21H单元,请编写将其右移一们的程序。CLR CMOV
22、 A,20HRRC AMOV 20H,AMOV A,21HRRC AMOV 21H,A3-12 编程实现内部RAM R0R7的内容传递到20H27H单元。3-13 试编程进行两个16位数的减法,6F5DH-13B4H,结果存入内部RAM的30H和31H单元,30H存放差的低8位。CLR CMOV A,#5DHSUBB A,#B4HMOV 30H,AMOV A,#6FHSUBB A,13HMOV 31H,A3-14 编写程序,若累加器A的内容分别满足下列条件时,程序则至LABEL存储单元,设A中存放的是无符号数。A=10 A0 (A)=10CJNE A,#10H,LAB JNZ LABEL MO
23、V R0,ALAB:JNC LABEL MOV A,#10. . CJNE A,R0,LABLABEL: LABEL: LAB:JNC LABEL . LABEL: 3-15 已知(SP)=25H,(PC)=2345H,(24H)=12H,(25H)=34H,(26H)=56H.问此时执行“RET”指令后,(SP)=?,(PC)=?答:(SP)=23H,(PC)=3412H执行RET时,PCH(SP),SPSP-1,PCL(SP),SPSP-13-16 若(sp)=25H,(PC)=2345H,标号LABEL所在的地址为3456H,问执行调用指令“LCALL LABEL”后,堆栈指针和堆栈内容
24、发生什么变化?(PC)的值等于什么?答:最后堆栈指针SP=27H。堆栈指针SP=26H处SP内容为45H,指针SP=27H处内容为23H。最后程序计数器指针PC=3456H。执行LCALL后,PCPC+3,SPSP+1,(SP) PCL,SPSP+1,(SP)PCH,PCaddr16。3-17 试编写程序,查找在内部RAM的20H50H单元中是否有0AAH这一数据。若有,则将51H单元置01H,若未找到,则将51H单元置00H。 MOV 51H,#00H ;先设没找到 MOV R0,#20H ;起始地址LOOP: MOV A,R0 ;取出数字 CJNE A,#0AAH,NEXT ;不相等就跳转
25、 INC 51H ;相等将51单元置1 SJMP EEE ;找到转去结束NEXT: INC R0 ;下一个地址 CJNE R0,#51H,LOOP ;地址没找完就继续EEE: SJMP $ ;暂停3-18 试编写程序,统计在外部RAM 2000H205FH单元中出现00H的次数,并将统计结果丰收入内部RAM 50H单元。 MOV R0,#00H ;RO设为计数器,初始为0 MOV DPTR,#2000H ;置片外RAM起始地址 MOV R1,#60H ;置传送数据个数LOOP: MOVX A,DPTR ;外部RAM单元内容送A JNZ NEXT ;传送数据不为0 跳转 INC R0 ;传送数据
26、为0,计数器加1NEXT: INC DPTR ;下一个地址 DJNZ R1,LOOP ;地址没找完就继续 MOV 50H,R0 ;统计结果存入50H单元 SJMP $ ;暂停3-19 已知R3和R4中存有一个16位的二进制数,高位在R3中代位在R4中。请编程将其求补,并存回原处。答:首先假设R3、R4中是原码,根据原码求补的方法当最高位(R3的D7位)为0时表示为正数,那么补码与原码相同,当最高位为1时,表明是负数,负数的补码是最高位不变,其余位取反加1. MOV A,R3 JB ACC.7,NEG SJMP $ NEG: MOV A,R4 CPL A CLR C ADD A,#01H MOV
27、 R4,A MOV A,R3 CPL A ADDC A,#00H SETB ACC.7 MOV R3,A SJMP $3-20 编写一个程序,把片外RAM从2000H开始存放的10个数传送到片内RAM 30H开始单元。START: MOV R0,#30H MOV R1,#10H MOV DPTR,#2000HLOOP: MOVX A,DPTR MOV R0,A INC R0 INC DPTR DJNZ R1,LOOP SJMP $3-21 试编程将内部RAM的30H至4FH单元的内容分别传送到外部RAM的2040H205FH单元。START: MOV R0,#30H MOV R1,#20H M
28、OV DPTR,#2040HLOOP: MOV A,R0 MOVX DPTR,A INC DPTR INC R0 DJNZ R1,LOOP SJMP $3-22 若外部RAM的(2000H)=X,(2001H)=Y,编程实现Z=3X+2Y,结果存入内部RAM的20H单元,设Z=255。START: MOV DPTR,#2000H MOVX A,DPTR MOV B,#03H MUL AB MOV R0,A INC DPTR MOVX A,DPTR ADD A,A ADD A,R0 MOV 20H,A3-23 试对内部RAM 20H单元的内容进行判断,若为正数,转向2100H若为负数,转向220
29、0H;若为0,转向2300H。START: MOV A,20H JB ACC.7,NEG ;为负数 JNB ACC.7, POSI ;为0 LJMP #2100H SJMP EEENEG: LJMP #2200H SJMP EEEPOSI: LJMP #2300H SJMP EEEEEE: SJMP $3-24 已知30H、31H中存有一个16位二进制数,高位在前低位在后。试编程将它们乘2,再存回原单位中。START: MOV A,31H ADD A,31H MOV 31H,A MOV A,30H ADDC A,30H MOV 30H,A SJMP $3-25 已知从外部RAM 2000H开始
30、的单元中有20个带符号的补码数,试编程把正数和0取出来存放到内部RAM20H开始的存储单元中(负数为作处理)。START: MOV R0,#20H ;需处理的数的个数 MOV DPTR,#2000H ;需处理数的起始地址 MOV R1,#20H ;用于存储的目标地址LOOP: MOVX A,DPTR JB ACC.7,NEG ;负数不需处理 MOV R1,A INC R1NEG: INC DPTR DJNZ R0,LOOP SJMP $第四章 汇编语言程序设计4-1 什么叫伪指令?伪指令与指令有什么区别?答:伪指令不属于单片机指令集中的指令,在汇编时不产生目标代码,不影响程序的执行,仅指明在汇编时执行一些特定的操作。如为程序指定一个存储区、将一些数据、表格常数存放在指定的存储单元、对地址赋用户名等。指令是计算机所能执行的一种基本操作的描述,是计算机软件的基本单元。51单片机单片机的指令有二种表达方式:机器码指令和汇编语言指令。4-2
copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有
经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1