单片机习题内容答案.doc
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1、.单片机应用技术习题答案第一章 概述1. 什么是总线?总线主要有哪几部分组成?各部分的作用是什么?总线是连接计算机各部件之间的一组公共的信号线。一般情况下,可分为系统总线和外总线。系统总线应包括:地址总线(AB) 控制总线(CB) 数据总线( DB)地址总线(AB) : CPU 根据指令的功能需要访问某一存储器单元或外部设备时,其地址信息由地址总线输出,然后经地址译码单元处理。地址总线为 16 位时,可寻址范围为 216=64K,地址总线的位数决定了所寻址存储器容量或外设数量的范围。在任一时刻,地址总线上的地址信息是惟一对应某一存储单元或外部设备。控制总线(CB):由 CPU 产生的控制信号是
2、通过控制总线向存储器或外部设备发出控制命令的,以使在传送信息时协调一致的工作。CPU 还可以接收由外部设备发来的中断请求信号和状态信号,所以控制总线可以是输入、输出或双向的。数据总线(DB) : CPU 是通过数据总线与存储单元或外部设备交换数据信息的,故数据总线应为双向总线。在 CPU 进行读操作时,存储单元或外设的数据信息通过数据总线传送给CPU;在 CPU 进行写操作时, CPU 把数据通过数据总线传送给存储单元或外设2什么是接口电路? CPU 与接口电路连接一般应具有哪些信号线?外部设备与接口电路连接一般应具有哪些信号线?CPU 通过接口电路与外部输入、输出设备交换信息,一般情况下,外
3、部设备种类、数量较多,而且各种参量(如运行速度、数据格式及物理量)也不尽相同。CPU 为了实现选取目标外部设备并与其交换信息,必须借助接口电路。一般情况下,接口电路通过地址总线、控制总线和数据总线与 CPU 连接;通过数据线(D) 、控制线(C)和状态线(S)与外部设备连接。3. 存储器的作用是什么?只读存储器和随机存储器有什么不同?存 储 器 具 有 记 忆 功 能 , 用 来 存 放 数 据 和 程 序 。 计 算 机 中 的 存 储 器 主 要 有 随 机 存 储 器( RAM) 和 只 读 存 储 器 ( ROM) 两 种 。 随 机 存 储 器 一 般 用 来 存 放 程 序 运 行
4、 过 程 中 的 中 间 数据 , 计 算 机 掉 电 时 数 据 不 再 保 存 。 只 读 存 储 器 一 般 用 来 存 放 程 序 , 计 算 机 掉 电 时 信 息 不 会丢 失 。4 什么是单片机?单片机与微机相比有何特点?单片机(Single-Chip-Microcomputer)又称单片微控制器,其基本结构是将微型计算机的基本功能部件:中央处理机(CPU) 、存储器、输入接口、输出接口、定时器/计数器、中断系统等全部集成在一个半导体芯片上,因此,单片机其体积小、功耗低、价格低廉,且具有逻辑判断、定时计数、程序控制等多种功能。单片机结构上的设计,在硬件、指令系统及 I/O 能力等
5、方面都有独到之处,具有较强而有效的控制功能。虽然单片机只是一个芯片,但无论从组成还是从其逻辑功能上来看,都具有微机系统的含义。另一方面,单片机毕竟是一个芯片,只有外加所需的输入、输出设备,才可以构成实用的单片机应用系统。5. 单片机主要应用于哪些领域?(1) 智能仪器。智能仪器是含有微处理器的测量仪器。单片机广泛应用于各种仪器仪表,.使仪器仪表智能化取得了令人瞩目的进展。(2) 工业控制。单片机广泛应用于各种工业控制系统中,如数控机床、温度控制、可编程顺序控制等。(3) 家用电器。目前各种家用电器普遍采用单片机取代传统的控制电路,如洗衣机、电冰箱、空调、彩电、微波炉、电风扇及高级电子玩具等。由
6、于配上了单片机,使其功能增强而身价倍增,深受用户的欢迎。(4) 机电一体化。机电一体化是机械工业发展的方向,机电一体化产品是指集机械技术、微电子技术、计算机技术于一体,具有智能化特征的机电产品。单片机除以上各方面应用之外,还广泛应用于办公自动化领域(如复印机) 、汽车电路、通信系统(如手机) 、计算机外围设备等,成为计算机发展和应用的一个重要方向。第二章 硬件1. 举例说明 MCS-51 有哪些典型产品,它们有何区别?MCS-51 系列单片机可分为两大系列:51 子系列和 52 子系列。51 子系列单片机的典型产品有 8051、8751、8031、80C51、80C31 等。它们的结构基本相同
7、,其主要差别反映在片内存储器的配置上有所不同2. 8051 单片机内部包含哪些主要功能部件?各功能部件的主要作用是什么?8051 单片机内部由 CPU、4KB 的 ROM、128B 的 RAM、4 个 8 位的 I/O 并行端口、一个串行口、两个 16 位定时/计数器及中断系统等组成。3. 程序状态字寄存器 PSW 各位的定义是什么?PSW 是一个 8 位寄存器,用于寄存当前指令执行后的某些状态,即反映指令执行结果的一些特征信息。Cy(PSW.7 ):即 PSW 的 D7 位,进位/ 借位标志。AC(PSW.6 ):即 PSW 的 D6 位,辅助进位标志。F0(PSW.5)及 F1(PSE.1
8、):即 PSW 的 D5 位、D1 位,用户标志位。RS1 及 RS0(PSW.4 及 PSW.3):即 PSW 的 D4 位、D3 位,寄存器组选择控制位。OV(PSW.2):即 PSW 的 D2 位,溢出标志。4. MCS-51 存储器结构的主要特点是什么?程序存储器和数据存储器各有何不同?MCS-51 单片机的存储器结构与一般微机存储器的配置方法不同,一般微机把程序和数据共存同一存储空间,各存储单元对应惟一的地址。而 MCS-51 的存储器把程序和数据的存储空间严格区分开。数据存储器用于存放程序运算的中间结果、状态标志位等。程序存储器用于存放已编制好的程序及程序中用到的常数。5. MCS
9、-51 单片机内部 RAM 可分为几个区?各区的主要作用是什么?内部数据存储器分为高、低 128B 两大部分。低 128B 为 RAM 区,地址空间为 00H7FH,可分为:寄存器区、位寻址区、堆栈及数据存储区。存放程序运算的中间结果、状态标志位等。高 128B 为特殊功能寄存器( SFR)区,地址空间为 80HFFH,其中仅有 21 个字节单元是有定义的。6. MCS-51 单 片 机 的 P0 P3 四 个 I/O 端 口 在 结 构 上 有 何 异 同 ? 使 用 时 应 注 意 哪 些 事 项 ?.P0 口是一个 8 位漏极开路型双向 I/O 端口。P1 口是一个内部带上拉电阻的 8
10、位准双向 I/O 端口。P2 口也是一个内部带上拉电阻的 8 位准双向 I/O 端口P3 口是一个内部带上拉电阻的 8 位多功能双向 I/O 端口。在使用时应注意以下方面: P0P3 都是准双向 I/O 口,即 CPU 在读取数据时,必须先向相应端口的锁存器写入“1” 。各端口名称与锁存器名称在编程时相同,均可用 P0P3 表示。当系统复位时,P0P3 端口锁存器全为“1” ,故可直接对其进行读取数据。 P0 口 每 一 输 出 位 可 驱 动 8 个 LS 型 TTL 负 载 , P0 口 可 作 通 用 输 入 、 输 出 端 口 使 用 , 此 时 ,若 要 驱 动 NMOS 或 其 他
11、 拉 电 流 负 载 时 , 需 外 接 上 拉 电 阻 , 才 能 使 该 位 高 电 平 输 出 有 效 。在单片机进行外部存储器扩展时,P0 口必须作为地址/数据复用线使用,此时,不必外接上拉电阻,P0 也不能作通用 I/O 口使用。 P1、P2、P3 口输出均接有内部上拉电阻,输入端无需外接上拉电阻,每一位输出可以驱动 4 个 LS 型 TTL 电路。 P0、P2 口除可以作通用 I/O 端口、以实现与外部进行数据交换外,更主要的是,当CPU 访问外部存储器时,CPU 将自动地把外部存储器的地址线信号(16 位)送 P0、P2 口,作为地址总线(P0 口输出低 8 位地址,P2 口输出
12、高 8 位地址) ,向外部存储器输出 16 位存储单元地址。在控制信号作用下,该地址低 8 位被锁存后,P0 口自动切换为数据总线,这时经 P0 口可向外部存储器进行读、写数据操作。此时,P2 口不再作通用 I/O 端口,P0 口为地址/ 数据复用口。7. 在什么情况下,P3 口作为第二功能使用?P3 口的第二功能是作为控制端口使用的。由于单片机没有专设的控制信号引脚,单片机在进行外部存储器和 I/O 端口扩展时所需要的控制信号必须由 P3 口提供,P3 口第二功能相当于 PC 机中 CPU 的控制线引脚。8. 为什么说单片机具有较强的位处理能力?对于许多控制系统,开关量控制是控制系统的主要对
13、象之一。作为传统的 CPU,对于简单的个别开关量进行控制却显得不那么方便,而让 MCS-51 值得骄傲的正是它有效地解决了单一位的控制。MCS-51 片内 CPU 还是一个性能优异的位处理器,也就是说 MCS-51 实际上又是一个完整而独立的 1 位单片机(也称布尔处理机) 。该布尔处理机除了有自己的 CPU、位寄存器、位累加器(即进位标志 Cy) 、I/O 口和位寻址空间外,还有专供位操作的指令系统,可以直接寻址对位存储单元和 SFR 的某一位进行操作。MCS-51 单片机对于位操作(布尔处理)有置位、复位、取反、测试转移、传送、逻辑与和逻辑或运算等功能。所以,单片机具有较强的位处理能力。9
14、. 指出 8051 可进行位寻址的存储空间。007FH(即 20H.02FH.7)及 SFR 地址能被 8 整除的寄存器中的各位。10. 位地址 90H 和字节地址 90H 及 P1.0 有何异同?如何区别?位地址 90H 表示 P1.0 位字节地址 90H 表示 P1 口.11. 在访问外部 ROM 或 RAM 时,P0 和 P2 口各用来传送什么信号?P0 口为什么要采用片外地址锁存器?P0 口传送地址低八位后可复用数据线,所以,P0 口要采用片外地址锁存器。P2 口传送地址高八位。12. 什么是时钟周期?什么是机器周期?什么是指令周期?当振荡频率为 12MHz 时,一个机器周期为多少微秒
15、?时钟周期:也称振荡周期,即振荡器的振荡频率 fosc 的倒数,是时序中最小的时间单位。机器周期:执行一条指令的过程可分为若干个阶段,每一阶段完成一规定的操作,完成一个规定操作所需要的时间称为一个机器周期,一个机器周期包含 12 个时钟周期。当振荡频率为 12MHz 时,一个机器周期为 12/(121000000)秒=1 微秒指令周期:定义为执行一条指令所用的时间。13. MCS-51 单片机有几种复位方法?复位后,CPU 从程序存储器的哪一个单元开始执行程序?MCS-51 的复位电路包括上电复位电路和按键(外部)复位电路0000H14. 8051 系统掉电时如何保存内部 RAM 中的数据?单
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