单片机原理与-应用(盛珣华~)习题和思考题-答案~.doc
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1、|习题和思考题答案第一章 单片机概述1. 第一台电子数字计算机发明的年代和名称。1946 年、ENIAC 。2. 根据冯诺依曼提出的经典结构,计算机由哪几部分组成?运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。3. 微型计算机机从 20 世纪 70 年代初问世以来,经历了哪四代的变化?经历了 4 位、8 位、16 位、32 位四代的变化。4. 微型计算机有哪些应用形式?系统机、单板机、单片机。5. 什么叫单片机?其主要特点有哪些?单片机就是在一片半导体硅片上,集成了中央处理单元(CPU) 、存储器(RAM、ROM) 、并行 IO 、串行 IO、定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线
2、的用于测控领域的微型计算机,简称单片机。单片机技术易于掌握和普及、功能齐全,应用广泛、发展迅速,前景广阔、嵌入容易,可靠性高。6. 举例说明单片机的应用?略7. 当前单片机的主要产品有哪些?各自有何特点?MCS 是 Intel 公司生产的单片机的系列符号, MCS-51 系列单片机是 Intel 公司在MCS-48 系列的基础上于 20 世纪 80 年代初发展起来的,是最早进入我国,并在我国应用最为广泛的单片机机型之一,也是单片机应用的主流品种。其它型号的单片机:PIC 单片机、TI 公司单片机、AVR 系列单片机。8. 简述单片机应用系统的开发过程。(1)根据应用系统的要求进行总体设计总体设
3、计的目标是明确任务、需求分析和拟定设计方案,确定软硬件各自完成的任务等。总体设计对应用系统是否能顺利完成起着重要的作用。(2)硬件设计根据总体设计要求设计并制作硬件电路板(即目标系统) ,制作前可先用仿真软件(如Proteus 软件)进行仿真,仿真通过后再用硬件实现并进行功能检测。(3)软件设计软件编程并调试,目前一般用 keil 软件进行设计调试。调试成功后将程序写入目标单片机芯片中。(4)综合调试进行硬软件综合调试,检测应用系统是否达到设计的功能。9. 说明单片机开发中仿真仪的作用。单片机本身没有开发功能,必须借助开发器(仿真仪)来排除应用系统的硬件故障和软件错误。在硬件设计和软件设计完成
4、后,将调试完成的程序借助开发器固化到单片机的芯片中,完成整体的开发过程。10MCS 一 51 系列单片机的基本型芯片分为哪几种?它们的差别是什么?MCS-5l 系列单片机主要包括基本型产品: 8031、 8051、 8751(对应的低功耗型 80C31、 80C51、87C51 )和增强型产品:8032、 8052、8752。8031 片内没有程序存储器、8051 单片机片内含有 4 KB 的 ROM,8751 单片机片内含有 4 KB 的 EPROM。11叙述 AT89S51 单片机的特点,并说明“S”的含义是什么?AT89S51 单片机增加了一些新的功能,如看门狗定时器 WDT、ISP(在
5、系统编程,也|称在线编程)及 SPI 串行接口技术等。片内 Flash 存储器允许在线 (+5V)电擦除、使用编程器或串行下载写入对其重复编程。另外,AT89C5xAT89S5x 单片机还支持由软件选择的两种节电工作方式,非常适于电池供电或其他要求低功耗的场合。“S”表示含有串行下载的 Flash 存储器,12简述单片机开发中 Proteus 软件和 keil 软件的作用。单片机应用系统设计时可先用 Proteus 软件进行设计和仿真,以提高设计的成功率。keil 软件用于单片机软件的录入、编辑、编译、调试。Keil 软件提供了包括宏汇编、链接器、库管理和仿真调试器在内的完整开发方案,并通过集
6、成开发环境(Vision)将它们组合在一起。第二章 单片机硬件系统一填空1MCS-51 系列单片机中 8051/8751/8031 单片机的区别是 内部是否有 ROM 。2单片机由 CPU、存储器和 I/O 接口 3 部分组成。3AT89S51 单片机的 应接 高 电平,可扩充的外部程序存储器最大容量为 60KB 。4当 信号有效时,表示 CPU 要从 外部 ROM 读取信息。589SC51 单片机的状态寄存器 PSW 中,RS0 和 RS1 的用途是 工作寄存器组选择位 ,CY 的作用为 进位借位位 和 位累加器 。6晶振频率 12M,机器周期为 1uS 。指令周期为 1uS 至 4uS 。
7、7单片机复位时,PC 的值是 0000H ,SP 的值是 0007H 。889S51 单片机的内部 RAM 容量为 128B 。 外部可扩充的数据 RAM 的容量为 64KB 。9工作寄存器组共占 32 字节的地址空间,地址从 00 H 到 1F H。10位寻址区有 16 字节,有 128 位。11堆栈的数据结构为 后进先出 ,堆栈应设置在内部 RAM 30-7FH 区域。1289S51 单片机共有 4 个 8 位并行 I/O 口;其中作地址低 8 位的是 P0 口 , 作地址高 8 位的是 P2 口 ,具有双功能作用的是 P3 口 。13除了单片机和电源外,单片机最小系统还包括 时钟 电路和
8、 复位 电路。1421 个 SFR 的寻址区域为 80-FFH 。其中可位操作的 SFR 的地址特征是 地址能被 8 整除 。二选择题189S51 单片机四个并行 I/O 口中,可作为数据总线的是( A )A.P0 B.P1 C.P2 D.P32 若特殊功能寄存器 PSW 的 RS1、RS0 位的内容是 01,那么此时工作寄存器 R1的字节地址是( C )A. 19H B. 11H C. 09H D. 01H3CPU 复位时,下面说法正确的是(A )A.P0=FFH B.P1=00H C.SP=00H D.PC=07H4复位时,RST 引脚应保持( C )A. 一个机器周期的高电平 B. 一个
9、机器周期的低电平C. 二个机器周期的高电平 D. 二个机器周期的低电平 5下列是关于 89S51 单片机特殊功能寄存器(SFR)的描述, 其中正确的是( B ) 。EAPSN|A.特殊功能寄存器容量为 32B,分为四组。B.特殊功能寄存器容量为 21B, 部分有位地址。C.特殊功能寄存器容量 64kB, 字节地址和位地址范围均为 0000HFFFFH 。D.特殊功能寄存器容量为 128B, 字节地址和位地址范围均为 00H7FH。6程序计数器 PC 中存放的是( A )A. 下一条要执行的指令的地址 B. 当前执行的指令 C. 下一条要执行的指令 D.当前执行的指令的地址7MCS-51 单片机
10、堆栈操作,正确的说法是( C )A. 数据入栈再修改指针 B. 修改指针再出栈 C. 修改指针数据入栈 D. 以上说法都不对8ALE 信号有效时,表示( D )A. 从 ROM 中读取数据 B. 从 RAM 中读取数据 C.P0 口输出数据 D.P0 口输出地址989S51 单片机的 CPU 是( C )A. 32 位 CPU B. 16 位 CPUC. 8 位 CPU D. 4 位 CPU1089S51 单片机的 PC 是 16 位的计数器,其寻址范围是( D )A. 8KB B. 16KBC. 32KB D. 64KB三、回答问题1简述 MCS-51 单片机的内部结构。(l)8 位微处理器
11、(CPU) ;(2)时钟和复位电路;(3)片内存储器:数据存储器(128B RAM) ;程序存储器( 4KB Flash ROM) ;(4)2 个可编程的 16 位定时器计数器; (5)P0-P3 4 个 8 位可编程并行 I/O 口;(6)l 个全双工的异步串行口;(7)中断系统具有 5 个中断源,2 个优先级;(8)AT89C51 单片机的特殊功能寄存器(SFR)21 个(AT89S51 单片机扩展到 26 个)2程序状态寄存器 PSW 的作用是什么?叙述 OV、AC、 P 位的具体含义。PSW 用来保存 ALU 运算结果的特征和处理器的状态。OV :溢出标志位,有溢出时OV= l,否则
12、OV= 0;AC :辅助进位、借位标志(低 4 位与高 4 位间的进位、借位) ,有辅助进位、借位时 AC=1,否则 AC=0;P:奇偶标志位,运算结果中有奇数个“l ”时 P=1,会则 P=0,可用于串行通信时的奇偶校验。3说明 MCS-51 单片机的堆栈和堆栈指针的用途。堆栈主要是为子程序调用和中断操作而设立的。堆栈的具体功能有两个:保护断点和现场保护。堆栈的操作需要一个指针指示,在单片机中设置了堆栈指针 SP。堆栈指针 SP 指示堆栈栈顶的位置,存放该位置的地址。4简述晶振周期、状态周期、机器周期、指令周期的含义和它们之间的关系。时钟周期:又称震荡周期,是单片机时钟控制信号的基本时间单位
13、。时钟周期是单片机晶振频率的倒数。机器周期:CPU 完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。一个机器周期包含 6个 S 状态周期: S1、S2 、S3、S4、S5、S6 。每个 S 状态有 P1 和 P2 2 个节拍,一拍即一个|震荡周期,因此一个机器周期包含 12 个振荡周期。指令周期:一条指令的执行时间称作指今周期。MCS-51 单片机的指令按执行时间可以分为三类:单周期指令、双周期指令和四周期指令。5位地址 20H 和字节地址 20H 有何区别,位地址 20H 在内存的什么位置?位地址是单片机进行位操作时某一位的地址,字节地址是单片机进行 8 位操作时数据的地址。位地址 20H 在字节
14、地址 24H 的最低位,见表 2-5。6 信号和 、 信号功能有何不同。/PSEN:片外程序存储器的读选通信号。/WR、/RD 是片外数据存储器的写/读选通信号。7AT89S51 单片机有哪两种低功耗节电工作模式?两种低功耗节电工作模式:空闲模式和掉电保持模式。8叙述 Proteus ISIS 仿真软件的功能和电路设计的步骤。(1)启动并新建设计文件 (2)设定图纸的大小(3)添加元器件 (4)将器件放置在图形编辑窗口的合适位置并布线(5)设置和修改元件属性(6)保存设计。 第三章 单片机程序设计第一部分 汇编语言程序设计一、选择题1已知:A=64H,R1=43H, (43H)=22H,Cy=
15、1,执行指令 SUBB A, R1 后, A和 Cy 的内容分别为(A )A. (A)=41H, Cy=0 B. (A)=42H, Cy=0C. (A)=20H, Cy=0 D. (A )=21H, Cy=02下列指令中哪个是正确的指令( A )A. MOV R0,A B. MOV R0,#8000H C. MOV C,#5H D. MOVX B,DPTR3不管 P1 口以前的内容为何值,总可以使其高 4 位为 1,低 4 位不变的指令是( B )A. ANL P1 ,#0F0H B. ORL P1 ,#0F0HC. XRL P1 ,#0F0H D. MOV P1 ,#0F0H4. 指令 AJ
16、MP 的跳转范围是( C )A. 256B B. 1KB C. 2KB D. 64KB5. 已知单片机的晶振频率 12MHz。下列延时子程序中各指令运行的机器周期数列在指令右边:DELAY:MOV R3, #28 ;1 个机器周期LOOP:DJNZ R3, LOOP ;2 个机器周期RET ;2 个机器周期则该子程序的延时时间为( B )A. 83S B. 59 S C. 43 S D. 5 S 6下列各条指令中寻址方式属于正确变址寻址的是( D)A. MOVX A, A+PC B. MOV A, A+DPTRC. MOVC B, B+PC D. MOVC A,A+PCPSENWRD|7已知:
17、(09H) = 10000011B, (21H) = 01000001B, 执行指令:CPL 09H 09H 和 21H 单元的内容分别为( B)A.(09H)=83H,(21H)=41H B.(09H)=7CH ,(21H)=41HC.(09H)=7CH,(21H)=43H D.(09H)=83H ,(21H)=43H8若寄存器 1 组为当前工作寄存器组,现要改为 0 组为当前工作寄存器组,能使用指令( B )A. SETB PSW.3 B. CLR PSW.3C. MOV PSW.3,#01 D. MOV PSW,#08H二、说明指令中源操作数的寻址方式(1)MOV DPTR,#2000H
18、 立即数(2)MOV R7,A 寄存器(3)ADD A,40H 直接 (4)MOV P1,#0FFH 立即数 (5)MOVX 20H,DPTR 寄存器间接 (6)MOVC A,A+PC 变址 (7)SJMP LOOP 相对 (8)MOV C,P1.1 位(9) JB ACC.5,TAB 位 (10)SETB F0三、改错(找出下列指令中的错误并改正)1. MOVX A,1000H 片外送片内需要寄存器间接寻址2. DEC DPTR 无此条指令3. SET P1.0 改为 SETB 4. SUB A,#23 改为 SUBB5. MOVC A,PC A+PC6. PUSH R0 PUSH 后面用直
19、接寻址7. MOV A , P3.1 位不能送字节,该 A 为 C8. CJNE R3, 40H,LOP 不能用 R3,要用 A四、(A)=0E8H,(R0)=40H,(R1)=20H, (R5)=3AH,(40H)=2CH,(20H)=0FH, 单独执行下列指令后寄存器和存储单元的内容 (1) MOV A,R0 (A )=2CH (2) ANL 40H,#0FH (40H )=0CH(3) XCH A,R5 (A )=3AH(4) SWAP A (A )=C2H(5) DEC R1 R1= (20H)=0EH (6) XCHD A,R1 (A )=0E2H五、回答问题1、什么是指令与指令系统
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