单片机及应用复习.doc

第1章 单片机概述 思考题及习题1微处理器、微计算机、微处理机、CPU、单片机它们之间有何区别？2除了单片机这一名称之外，单片机还可称为（ ）和（ ）。3单片机与普通计算机的不同之处在于其将（ ）、（ ）、和（ ）三部分集成于一块芯片上。4单片机的发展大致分为哪几个阶段？5. 单片机根据其基本操作处理的位数可分为哪几种类型?6MCS-51系列单片机的基本型芯片分别为哪几种？它们的差别是什么？。7MCS-51系列单片机与80C51系列单片机的异同点是什么？。88051与8751的区别是：（A）内部数据存储单元数目的不同 （B）内部数据存储器的类型不同（C）内部程序存储器的类型不同 （D）内部的寄存器的数目不同9在家用电器中使用单片机应属于微计算机的（A）辅助设计应用（B）测量、控制应用（C）数值计算应用（D）数据处理应用10说明单片机主要应用在哪些领域？补充思考题及习题1. 什么是单片机，什么是微型计算机系统？它们各有什么特点？ 2. 调研目前都有哪些新型的8位单片机，它们各有哪些特点？应用在什么场合？第2章 MCS-51单片机的硬件结构1MCS-51单片机的片内都集成了哪些功能部件？各个功能部件的最主要的功能是什么？2. 说明MCS-51单片机的引脚的作用, 该引脚接高电平和接低电平时各有何种功能?3MCS-51的时钟振荡周期和机器周期之间有何关系？4. 在MCS-51单片机中，如果采用6MHz晶振，一个机器周期为（ ）。5. 程序存储器的空间里，有5个单元是特殊的，这5个单元对应MCS-51单片机5个中断源的中断入口地址，请写出这些单元的地址以及对应的中断源。6. 内部RAM中，位地址为30H的位，该位所在字节的字节地址为（ ）。7若A中的内容为63H，那么，P标志位的值为（ ）。8判断下列说法是否正确：（A）8031的CPU是由RAM和EPROM所组成。（B）区分片外程序存储器和片外数据存储器的最可靠的方法是看其位于地址范围的低端还是高端。（C）在MCS-51中，为使准双向的I/O口工作在输入方式，必须保证它被事先预置为1。（D）PC可以看成是程序存储器的地址指针。9. 8031 单片机复位后，R4所对应的存储单元的地址为（ ），因上电时PSW=（ ）。这时当前的工作寄存器区是（ ）组工作寄存器区。10. 什么是机器周期？一个机器周期的时序是如何来划分的？如果采用12MHz晶振，一个机器周期为多长时间？11判断以下有关PC和DPTR的结论是否正确？(A) DPTR是可以访问的，而PC不能访问。(B) 它们都是16位的寄存器。(C) 它们都具有加“1”的功能。(D) DPTR可以分为2个8位的寄存器使用，但PC不能。12. 内部RAM中，哪些单元可作为工作寄存器区，哪些单元可以进行位寻址？写出它们的字节地址。13使用8031单片机时，需将引脚接（ ）电平，因为其片内无（ ）存储器。14片内RAM低128个单元划分为哪三个主要部分？各部分的主要功能是什么？15. 判断下列说法是否正确（A）程序计数器PC不能为用户编程时直接使用，因为它没有地址。（B）内部RAM的位寻址区，只能供位寻址使用，而不能供字节寻址使用。（C）8031共有21个特殊功能寄存器，它们的位都是可用软件设置的，因此，是可以进行位寻址的。16PC的值是：(A) 当前正在执行指令的前一条指令的地址(B) 当前正在执行指令的地址(C) 当前正在执行指令的下一条指令的地址(D) 控制器中指令寄存器的地址17通过堆栈操作实现子程序调用，首先就要把（ ）的内容入栈，以进行断点保护。调用返回时，再进行出栈保护，把保护的断点送回到（ ）。18. 写出P3口各引脚的第二功能。19MCS-51单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器PC的位数所决定的，因为MCS-51的PC是16位的，因此其寻址的范围为（ ）K字节。20当MCS-51单片机运行出错或程序陷入死循环时，如何来摆脱困境？21. 判断下列说法是否正确？(A) PC是一个不可寻址的特殊功能寄存器。 (B) 单片机的主频越高，其运算速度越快。 （C）在MCS-51单片机中，一个机器周期等于1S。 （D）特殊功能寄存器SP内装的是栈顶首地址单元的内容。22如果手中仅有一台示波器，可通过观察哪个引脚的状态，来大致判断MCS-51单片机正在工作？第3章 MCS-51的指令系统1判断以下指令的正误：（1）MOV 28H，R2 （2）DEC DPTR （3）INC DPTR （4）CLR R0（5）CPL R5 （6）MOV R0，R1 （7）PHSH DPTR （8）MOV F0，C（9）MOV F0，Acc.3 （10）MOVX A，R1 （11）MOV C，30H （12）RLC R02判断下列说法是否正确。（A）立即寻址方式是被操作的数据本身在指令中，而不是它的地址在指令中。（B）指令周期是执行一条指令的时间。（C）指令中直接给出的操作数称为直接寻址。3在基址加变址寻址方式中，以（ ）作变址寄存器，以（ ）或（ ）作基址寄存器。4MCS-51共有哪几种寻址方式？各有什么特点？5MCS-51指令按功能可以分为哪几类？每类指令的作用是什么？6访问SFR，可使用哪些寻址方式？7指令格式是由（ ）和（ ）所组成，也可能仅由（ ）组成。8. 假定累加器A中的内容为30H，执行指令：1000H：MOVC A，A+PC后，把程序存储器（ ）单元的内容送入累加器A中。9在MCS-51中，PC和DPTR都用于提供地址，但PC是为访问（ ）存储器提供地址，而DPTR是为访问（ ）存储器提供地址。10在寄存器间接寻址方式中，其“间接”体现在指令中寄存器的内容不是操作数，而是操作数的（ ）。11下列程序段的功能是什么？PUSH AccPUSH BPOP AccPOP B13写出完成如下要求的指令，但是不能改变未涉及位的内容。（A）把ACC.3， ACC.4，ACC.5和 ACC.6清“0”。（B）把累加器A的中间4位清“0”。（C）使ACC.2和 ACC.3置“1”。18借助本书中的指令表：表3-3表3-7对如下的指令代码(16进制)进行手工反汇编。FF C0 E0 E5 F0 F0第4章 MCS-51汇编语言程序设计用于程序设计的语言分为哪几种？它们各有什么特点？1说明伪指令的作用。“伪”的含义是什么？2解释下列术语:“手工汇编”、“机器汇编”、“交叉汇编” 以及“反汇编”。4设计子程序时注意哪些问题？5试编写一个程序，将内部RAM中45H单元的高4位清0，低4位置1。7试编写程序，查找在内部RAM的30H50H单元中是否有0AAH这一数据。若有，则将51H单元置为“01H”；若未找到，则将51H单元置为“00H”。8试编写程序，查找在内部RAM的20H40H单元中出现“00H”这一数据的次数。并将查找到的结果存入41H单元。9. 若SP=60H，标号LABEL所在的地址为3456H。LCALL指令的地址为2000H，执行如下指令：2000H LCALL LABEL后，堆栈指针SP和堆栈内容发生了什么变化？PC的值等于什么？如果将指令LCALL直接换成ACALL是否可以？如果换成ACALL指令，可调用的地址范围是什么？第5章 MCS-51的中断系统1. 什么是中断系统？中断系统的功能是什么？ 2. 什么是中断嵌套？3. 什么是中断源？MCS-51有哪些中断源？各有什么特点？4. 外部中断1所对应的中断入口地址为（ ）H。5下列说法错误的是：（A）各中断源发出的中断请求信号，都会标记在MCS-51系统中的IE寄存器中。（B）各中断源发出的中断请求信号，都会标记在MCS-51系统中的TMOD寄存器中。（C）各中断源发出的中断请求信号，都会标记在MCS-51系统中的IP寄存器中。（D）各中断源发出的中断请求信号，都会标记在MCS-51系统中的TCON与SCON寄存器中。6. MCS-51单片机响应外部中断的典型时间是多少？在哪些情况下，CPU将推迟对外部中断请求的响应？7中断查询确认后，在下列各种8031单片机运行情况中，能立即进行响应的是：（A）当前正在进行高优先级中断处理（B）当前正在执行RETI指令（C）当前指令是DIV指令，且正处于取指令的机器周期（D）当前指令是MOV A，R388031单片机响应中断后，产生长调用指令LCALL，执行该指令的过程包括：首先把（ ）的内容压入堆栈，以进行断点保护，然后把长调用指令的16位地址送（ ），使程序执行转向（ ）中的中断地址区。9编写出外部中断1为跳沿触发的中断初始化程序。10在MCS-51中，需要外加电路实现中断撤除的是:(A) 定时中断(B) 脉冲方式的外部中断(C) 外部串行中断(D) 电平方式的外部中断11MCS-51有哪几种扩展外部中断源的方法？各有什么特点？12下列说法正确的是：(A) 同一级别的中断请求按时间的先后顺序顺序响应。(B) 同一时间同一级别的多中断请求，将形成阻塞，系统无法响应。(C) 低优先级中断请求不能中断高优先级中断请求，但是高优先级中断请求能中断低优先级中断请求。(D) 同级中断不能嵌套。13中断服务子程序返回指令RETI和普通子程序返回指令RET有什么区别？14某系统有三个外部中断源1、2、3，当某一中断源变为低电平时，便要求CPU进行处理，它们的优先处理次序由高到底为3、2、1，中断处理程序的入口地址分别为1000H，1100H，1200H。试编写主程序及中断服务程序（转至相应的中断处理程序的入口即可）。第1章 单片机概述1微控制器，嵌入式控制器 2CPU、存储器、I/O口、总线 3C 4B5答：微处理器、微处理机和CPU它们都是中央处理器的不同称谓，微处理器芯片本身不是计算机。而微计算机、单片机它们都是一个完整的计算机系统，单片机是集成在一个芯片上的用于测控目的的单片微计算机。嵌入式处理器一般意义上讲，是指嵌入系统的单片机、DSP、嵌入式微处理器。目前多把嵌入式处理器多指嵌入式微处理器，例如ARM7、ARM9等。嵌入式微处理器相当于通用计算机中的CPU。与单片机相比，单片机本身（或稍加扩展）就是一个小的计算机系统，可独立运行，具有完整的功能。而嵌入式微处理器仅仅相当于单片机中的中央处理器。为了满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。6答：MCS-51系列单片机的基本型芯片分别：8031、8051和8751。它们的差别是在片内程序存储器上。8031无片内程序存储器、8051片内有4K字节的程序存储器ROM，而8751片内有集成有4K字节的程序存储器EPROM。7答：因为MCS-51系列单片机中的“MCS”是Intel公司生产的单片机的系列符号，而51系列单片机是指世界各个厂家生产的所有与8051的内核结构、指令系统兼容的单片机。8答：相当于MCS-51系列中的87C51，只不过是AT89S51芯片内的4K字节Flash存储器取代了87C51片内的4K字节的EPROM。9单片机体积小、价格低且易于掌握和普及，很容易嵌入到各种通用目的的系统中，实现各种方式的检测和控制。单片机在嵌入式处理器市场占有率最高，最大特点是价格低，体积小。 DSP是一种非常擅长于高速实现各种数字信号处理运算（如数字滤波、FFT、频谱分析等）的嵌入式处理器。由于对其硬件结构和指令进行了特殊设计，使其能够高速完成各种复杂的数字信号处理算法。广泛地用于通讯、网络通信、数字图像处理，电机控制系统，生物信息识别终端，实时语音压解系统等。这类智能化算法一般都是运算量较大，特别是向量运算、指针线性寻址等较多，而这些正是DSP的长处所在。与单片机相比，DSP具有的实现高速运算的硬件结构及指令和多总线，DSP处理的算法的复杂度和大的数据处理流量以及片内集成的多种功能部件更是单片机不可企及的。嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU，它的地址总线数目较多能扩展较大的存储器空间，所以可配置实时多任务操作系统(RTOS)。RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。正由于嵌入式微处理器能运行实时多任务操作系统，所以能够处理复杂的系统管理任务和处理工作。因此，广泛地应用在移动计算平台、媒体手机、工业控制和商业领域（例如，智能工控设备、ATM机等）、电子商务平台、信息家电（机顶盒、数字电视）以及军事上的应用。10广义上讲，凡是系统中嵌入了“嵌入式处理器”，如单片机、DSP、嵌入式微处理器，都称其为“嵌入式系统”。但多数人把 “嵌入”嵌入式微处理器的系统，称为“嵌入式系统”。 目前“嵌入式系统”还没有一个严格和权威的定义。目前人们所说的“嵌入式系统”，多指后者。第2章 AT89S51单片机的硬件结构1答：AT89S51单片机的片内都集成了如下功能部件：（1）1个微处理器（CPU）；（2）128个数据存储器（RAM）单元 ；（3）4K 程序存储器；（4）4个8位可编程并行I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）；（5）1个全双工串行口；（6）2个16位定时器/计数器；（7）一个中断系统，5个中断源，2个优先级；（8）特殊功能寄存器（SFR）。2答：当脚为高电平时，单片机读片内程序存储器（4K 字节）中的内容，但在PC值超过0FFFH（即超出4K字节地址范围）时，将自动转向读外部程序存储器内的程序；当脚为低电平时，单片机只对外部程序存储器的地址为0000HFFFFH中的内容进行读操作，单片机不理会片内的4K 字节的程序存储器。3答：2µs 4答：1个机器周期等于12个时钟振荡周期。5. 答：64K程序存储器空间中有5个特殊单元分别对应于5个中断源的中断服务程序入口地址，见下表：表 5个中断源的中断入口地址入口地址中断源0003H外部中断0 ()000BH定时器0 (T0)0013H外部中断1 ()001BH定时器1 (T1)0023H串行口6.26H。 7P标志位的值为0。 8（A）错；（B）错；（C）对；（D）对。 9. 04H；00H；0组。10完成一个基本操作所需要的时间成为机器周期。 11(A) 对；(B) 对；(C) 错；(D) 对。 12.字节地址00H-1FH的单元可作为工作寄存器区。 13.低。程序。 15答：(A) 对；(B) 错；(C) 错。 16 (C)。17. PC；PC。 1964K字节。 20按下复位按钮。 21. A) 对； (B) 对；（C）错；（D）错。第3章 AT89S51的指令系统参考答案1答：（1）错（2）错（3）对（4）错（5）错（6）错（7）错（8）对（9）错（10）对（11）对（12）错。2答：（A）对（B）对（C）错。3答：A，PC，DPTR。6答：只能使用直接寻址方式。7答：操作码，操作数，操作码。8. 答：1031H。9答：程序，数据。10答：地址。11答：A的内容与B的内容互换。12答：（A）=50H，（SP）=50H，（51H）=30H，（52H）=50H，（PC）5030H13答：（A）ANL A，#87H（B）ANL A，#0C3H（C）ORL A，#0CH14答：（A）=0C8H。15答：（A）=00H，（R3）=0AAH。16答：（DPH）=3CH，（DPL）=5FH，（SP）=50H17答：（SP）=62H，（61H）=30H，（62H）=70H。18答：MOVR7，APUSHAccMOVA，BMOVXDPTR，A 基本型的51子系列单片机，由于其片内RAM的地址范围为00H7FH，而80HFFH为特殊功能寄存器区，而对特殊功能寄存器寻址，只能使用直接寻址方式。对片内RAM寻址，当使用寄存器间接寻址是采用R0或R1作为间接寻址的，因此R0或R1的内容不能超过7FH。增强型的52子系列单片机，片内RAM的地址范围为00HFFH，因此作为间接寻址寄存器的R0或R1的内容就不受限制。第4章 AT89S51汇编语言程序的设计与调试1答：伪指令是程序员发给汇编程序的命令，只有在汇编前的源程序中才有伪指令，即在汇编过程中的用来控制汇编过程的命令。所谓“伪”是体现在汇编后，伪指令没有相应的机器代码产生。常用伪指令及其功能如下： ORG（ORiGin）汇编起始地址命令；END(END of assembly)汇编终止命令；EQU（EQUate）标号赋值命令；DB（Define Byte）定义数据字节命令；DW（Define Word）定义数据字命令；DS（Define Storage）定义存储区命令；BIT 位定义命令2 答：手工汇编：通过查指令的机器代码表（表3-2），逐个把助记符指令“翻译”成机器代码，再进行调试和运行。这种人工查表“翻译”指令的方法称为“手工汇编”。机器汇编：借助于微型计算机上的软件(汇编程序)来代替手工汇编。通过在微机上运行汇编程序，把汇编语言源程序翻译成机器代码。反汇编：将二进制的机器码程序翻译成汇编语言源程序的过程称为“反汇编”。3答：从1000H开始的各有关存储单元的内容(16进制)如下：4D 41 49 4E 12 34 30 0000 70 4在编写子程序时应注意以下问题：（1）子程序的第一条指令前必须有标号。（2）主程序调用子程序，有如下两条子程序调用指令： 绝对调用指令ACALL addr11。被调用的子程序的首地址与绝对调用指令的下一条指令的高5位地址相同，即只能在同一个2KB区内。 长调用指令LCALL addr16。addr16为直接调用的目的地址，被调用的子程序可放置在64KB程序存储器区的任意位置。（3）子程序结构中必须用到堆栈，用来保护断点和现场保护。（4）子程序返回时，必须以RET指令结束。（5）子程序可以嵌套，但要注意堆栈的冲突。 5答：参考程序如下：MOVA，45HANLA，#0FHORLA，#0FHMOV45H，A6答：A=80H ，SP=40H，(41H)=50H，(42H)=80H ，PC=8050H7答：参考程序如下：START：MOVR0,#30HMOVR2,#20HLOOP:MOVA,R0CJNEA,#0AAH,NEXTMOV51H,#01HLJMPEXITNEXT:INCR0DJNZR2,LOOPMOV51H,#00HEXIT:RET8答：参考程序如下：START：MOV41H,#0MOVR0，#20HMOVR2，#20HLOOP：MOVA,R0JNZNEXTINC41HNEXT：INCR0DJNZR2，LOOPRET9答：（1）SP=SP+1=61H(61H)=PC的低字节=03H SP=SP+1=62H(62H)=PC的高字节=20H（2）PC=3456H（3）可以（4）2KB2048 Byte第5章 AT89S51的中断系统1答：0013H；001BH2答：串行口中断; 外部中断13 答：RETI指令在返回的同时清除相应的优先级触发器，以允许下次中断，而RET指令则没有这个操作。除了这一点两条指令不同外，其它操作都相同。4答：D6 答：在一个单一中断的系统里，AT89S51单片机对外部中断请求的响应时间总是在38个机器周期之间。在下述三种情况下，AT89S51将推迟对外部中断请求的响应：（1）AT89S51正在处理同级或更高优先级的中断。（2）所查询的机器周期不是当前正在执行指令的最后一个机器周期。（3）正在执行的指令是RETI或是访问IE或IP的指令。如果存在上述三种情况之一，AT89S51将丢弃中断查询结果，将推迟对外部中断请求的响应。7答：D 8答：PC、PC、程序存储器9答: 参考程序段如下：SETBIT1SETBEX1SETBEA10答：（D）10答：一个中断源的中断请求被响应，必须满足以下必要条件：（1）总中断允许开关接通，即IE寄存器中的中断总允许位EA=1。（2）该中断源发出中断请求，即该中断源对应的中断请求标志为“1”。（3）该中断源的中断允许位=1，即该中断被允许。（4）无同级或更高级中断正在被服务。11答：（A）、（C）、（D）12答：参见电路如图5-10，参考程序如下：ORG0000HLJMPMAINORG0013HLJMPINT_EX1ORG0030HMAIN:CLRIT0；采用电平触发，低电平有效中断SETBEX1；允许外部中断1SETBEA；插入一段用户程序WAIT: MOVPCON,#01H；单片机进入休眠方式等待中断NOPLJMPWAIT；以下为外部中断1服务子程序INT_EX1：JBP1.2，NEXT1；判断是不是3号中断 LJMPINT_IR3；跳转到3号中断处理程序NEXT1:JBP1.1，NEXT2；判断是不是2号中断 LJMPINT_IR2；跳转到2号中断处理程序NEXT2:LJMPINT_IR1；跳转到1号中断处理程序ORG1000HINT_IR3:相应中断处理程序RETI；中断返回ORG1100HINT_IR2:相应中断处理程序RETI；中断返回ORG1200HINT_IR1:相应中断处理程序RETI；中断返回