2022年单片机原理及应用第二版课后习题答案 .pdf
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1、第 1 章单片机概述参考答案1.1 答:微控制器,嵌入式控制器1.2 答: CPU、存储器、 I/O口、总线1.3 答: C 1.4 答: B 1.5 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
2、,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。1.6 答: MCS-51 系列单片机的基本型芯片分别:8031 、8051 和 8071 。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 。1.7 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
3、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。1.8 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 。1.9 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、
4、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
5、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。1.10 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
6、个数据存储器(RAM )单元;( 3)4K Flash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) 1 个看门狗定时器;(8)一个中断系统,5 个中断源, 2 个优先级;( 9)25 个特殊功能寄存器(SFR),( 10)1 个看门狗定时器。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页,共 21 页 - - - - - - - - - - 2答:当脚为高电平时,单片机
7、读片内程序存储器(4K 字节 Flash)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0000H FFFFH 中的内容进行读操作,单片机不理会片内的4K 字节的 Flash程序存储器。3答: 2s4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
8、( )001BH 定时器 1 (T1) 0023H 串行口6. 答: 28H ;88H。7答: 50H ;88H。8答: P 标志位的值为0。9答:( A)错;( B)错;( C)对;( D)对。10. 答: 04H; 00H;0 组。11 答: (A) 对;(B) 对; (C) 错; (D) 对。12. 答:字节地址00H-1FH的单元可作为工作寄存器区。13 答: (A) 错;(B) 错; (C) 错; (D) 错。14 答: (C)。15. 答: PC;PC。16 答: 64K 字节。17 P0 口每位可驱动8 个 LSTTL 输入,而 P1、P2、P3 口的每一位的驱动能力,只有P0口
9、的一半。当P0 口的某位为高电平时,可提供400mA 的电流;当P0 口的某位为低电平(0.45V)时,可提供3.2mA的灌电流,如低电平允许提高,灌电流可相应加大。所以,任何一个口要想获得较大的驱动能力,只能用低电平输出。18 答:按下复位按钮。19. 答: (A) 对; (B) 对;( C)错;( D)错。20. 答: (A) 对; (B) 对;( C)对;( D)错。第 3 章 AT89S51的指令系统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( D)错。3
10、答: A,PC,DPTR。4答:只能使用直接寻址方式。5答:操作码,操作数,操作码。6. 答: 1031H 。7答:程序,数据。8答:地址。9答: A 的内容与B 的内容互换。10 答:( A)=50H ,(SP)=50H ,( 51H)=30H ,( 52H )=50H ,( PC) 5030H 11 答:( A)ANL A,#87H (B)ANL A, #0C3H (C)ORL A , #0CH 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页,共 21 页 - - - - - - - - -
11、- 12 答:( A)=0CBH。13 答:( A)=00H ,(R3)=0AAH。14 答:( DPH) =3CH,( DPL)=5FH,( SP)=50H 15 答:( SP)=62H ,( 61H)=30H ,( 62H)=70H 。16 答:MOV R7,A PUSH Acc MOV A,B MOVX DPTR ,A 17 答:( D)。18 答:( C)。19 答:基本型的51 子系列单片机,由于其片内RAM的地址范围为00H 7FH,而 80H FFH 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
12、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00H FFH,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参考答案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 By
13、te)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
14、49 4E 12 34 30 00 00 70 78 7F E4 F6 D8 FD 75 81 07 02 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
15、程序可以嵌套,但要注意堆栈的冲突。5答:参考程序如下:MOV A,45H ANL A,#0FH 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页,共 21 页 - - - - - - - - - - ORL A,#0FH MOV 45H,A 6答: A=80H ,SP=40H ,(41H)=50H,(42H)=80H ,PC=8050H 7答:参考程序如下:START:MOV R0,#30H MOV R2,#20H LOOP: MOV A,R0 CJNE A,#0AAH,NEXT MOV 51H,#
16、01H LJMP EXIT NEXT: INC R0 DJNZ R2,LOOP MOV 51H,#00H EXIT: RET 8答:参考程序如下:START:MOV 41H,#0 MOV R0,#20H MOV R2,#20H LOOP:MOV A,R0 JNZ NEXT INC 41H NEXT:I NC R0 DJNZ R2,LOOP RET 9答:参考程序如下:ORG 0100H MOV R2, #20H 要比较的数据字节数MOV A , #21H MOV R1 , A DEC R2 MOV A , R1 LOOP: MOV R3,A DEC R1 CLR C SUBB A,R1 JNC
17、 LOOP1 MOV A,R1 SJMP LOOP2 LOOP1: MOV A,R3 LOOP2: DJNZ R2, LOOP MOV R0,A RET 10 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)2KB 2048 Byte 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页,共 21 页 - - - - - - - - - - 11 答:可对程序做如下修改:ORG 010
18、0H DEL: MOV R7, #200 DEL1: MOV R6, #123 ; 将原来的立即数125 改为 123 DEL2: DJNZ R6, DEL2 NOP ; 增加的指令DJNZ R7, DEL1 RET 程序修改后的延时时间为:1+(1+123*2+1+2)*200+2=50003us=50.003ms 第 5 章 AT89S51的中断系统参考答案1答: 0013H ;001BH 2答:串行口中断; 外部中断 1 3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: D 5答:在一
19、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。6答: D 7答: PC、PC、程序存储器8答 : 参考程序段如下:SETB IT1 SETB EX1 SETB EA 9答:( A)10 答:一个中断源的中断请求被响应,必须满足
20、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:ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0013H LJMP INT_EX1 ORG 0030H MAIN: CLR IT0 ;采用电平触发,低电平有效中断SETB EX1 ;允许外部中断1 SETB EA 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - -
21、- - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页,共 21 页 - - - - - - - - - - ;插入一段用户程序WAIT: MOV PCON,#01H ;单片机进入休眠方式等待中断NOP LJMP WAIT ;以下为外部中断1 服务子程序INT_EX1 :JB P1.2 ,NEXT1 ;判断是不是3 号中断LJMP INT_IR3 ;跳转到 3 号中断处理程序NEXT1: JB P1.1 ,NEXT2 ;判断是不是2 号中断LJMP INT_IR2 ;跳转到 2 号中断处理程序NEXT2: LJMP INT_IR1 ;跳转到1 号中断处理程序ORG 1
22、000H INT_IR3: 相应中断处理程序RETI ;中断返回ORG 1100H INT_IR2: 相应中断处理程序RETI ;中断返回ORG 1200H INT_IR1: 相应中断处理程序RETI ;中断返回第 6 章 AT89S51的定时 / 计数器参考答案1答:( A)对;( B)错;( C)错;( D)错;2答:因为机器周期:所以定时器 / 计数器工作方式0 下,其最大定时时间为同样可以求得方式1 下的最大定时时间为262.144ms;方式 2 下的最大定时时间为1024ms 。3答:定时 / 计数器作定时时,其计数脉冲由系统振荡器产生的内部时钟信号12 分频后提供。定时时间与时钟频
23、率和定时初值有关。4答:由于确认1 次负跳变要花2 个机器周期,即24 个振荡周期,因此外部输入的计数脉冲的最高频率为系统振荡器频率的1/24 。5答:定时器/ 计数器 T0 在计数和定时工作完成后,均采用中断方式工作。除了第一次计数工作方式设置在主程序完成外,后面的定时或计数工作方式分别在中断程序完成,用一标志位识别下一轮定时器/ 计数器 T0 的工作方式。参考程序如下:ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP IT0P MAIN: MOV TMOD,#06H ;定时器 / 计数器 T0 为计数方式2 MOV TL0,#156;计数 100 个脉冲的初值赋值MOV
24、 TH0,#156 SETB GATE;打开计数门SETB TR0;启动 T0,开始计数SETB ET0;允许 T0 中断精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页,共 21 页 - - - - - - - - - - SETB EA;CPU 开中断CLR F0 ;设置下一轮为定时方式的标志位WAIT: AJMP WAIT IT0P: CLR EA;CPU 关中断JB F0,COUNT ;F0=1 ,转计数方式设置MOV TMOD,#00H ;定时器 / 计数器 T0 为定时方式0 MOV T
25、H0,#0FEH ;定时 1ms 初值赋值MOV TL0,#0CH SETB EA RETI COUNT: MOV TMOD,#06H MOV TL0,#156 SETB EA RETI 6. 答:定时器 / 计数器的工作方式2 具有自动恢复初值的特点,适用于精确定时,比如波特率的产生。7. 答:根据题意,从P1.0输出的矩形脉冲的高低电平的时间为10:1 ,则高低电平的时间分别为 363.63s 和 36.37s。如果系统采用6MHz 晶振的话, T cy=2s ,因此高低电平输出取整,则约为364s和 36s 。参考程序如下:ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJ
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