单片机原理及应用教程第3版习题课后答案.docx
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1、单片机原理及应用程序(第三版)习题参考答案第一章1. 为什么计算机要采纳二进制数?学习十六进制数的目的是什么? 在计算机中,由于所采纳的电子逻辑器件仅能存储和识别两种状态的特点,计算机内部一切信息存储、处理和传送均采纳二进制数的形式。可以说,二进制数是计算机硬件能干脆识别并进展处理的惟一形式。十六进制数可以简化表示二进制数。2(1) 01111001 79H(2) 0.110.CH (3) 01111001.1179.CH (4) 11101010.101 0EA.AH(5)01100001 61H(6) 00110001 31H3.(1) 0B3H (2)80H(3) 17.AH(4) 0C
2、.CH4.(1)01000001B 65 (2) 110101111B 431 5.(1) 00100100 00100100 00100100 (2) 10100100 11011011 11011100 (5) 10000001 11111110 11111111 6. 00100101B 00110111BCD 25H7. 137 119 898什么是总线?总线主要有哪几局部组成?各局部的作用是什么?总线是连接计算机各部件之间的一组公共的信号线。一般状况下,可分为系统总线和外总线。系统总线应包括:地址总线(AB) 限制总线(CB) 数据总线(DB)地址总线(AB):CPU依据指令的功能须
3、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,地址总线的位数确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。限制总线(CB):由CPU产生的限制信号是通过限制总线向存储器或外部设备发出限制吩咐的,以使在传送信息时协调一样的工作。CPU还可以接收由外部设备发来的中断恳求信号和状态信号,所以限制总线可以是输入、输出或双向的。数据总线(DB):CPU是通过数据总线及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进展读操作时,存储单元或外设
4、的数据信息通过数据总线传送给CPU;在CPU进展写操作时,CPU把数据通过数据总线传送给存储单元或外设9什么是接口电路? CPU及接口电路连接一般应具有哪些信号线?外部设备及接口电路连接一般应具有哪些信号线?CPU通过接口电路及外部输入、输出设备交换信息,一般状况下,外部设备种类、数量较多,而且各种参量(如运行速度、数据格式及物理量)也不尽一样。CPU为了实现选取目的外部设备并及其交换信息,必需借助接口电路。一般状况下,接口电路通过地址总线、限制总线和数据总线及CPU连接;通过数据线(D)、限制线(C)和状态线(S)及外部设备连接。10. 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?
5、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丧失。11某存储器的存储容量为64KB,它表示多少个存储单元?64102412. 简述微型计算机硬件系统组成。一台计算机的根本构造由运算器、限制器、存储器、输入设备和输出设备五局部组成。13. 什么是单片机?单片机及微机相比有何特点?单片机(Single-Chip-Microcomputer)又称单片微限制器,其根本构造是将微型计算机的根本功能部件:中央处理机(CP
6、U)、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,且具有逻辑推断、定时计数、程序限制等多种功能。单片机构造上的设计,在硬件、指令系统及I/O实力等方面都有独到之处,具有较强而有效的限制功能。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,单片机终归是一个芯片,只有外加所需的输入、输出设备,才可以构成好用的单片机应用系统。14. 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,使仪器仪表智能化获得了令人瞩目的进展。(
7、2) 工业限制。单片机广泛应用于各种工业限制系统中,如数控机床、温度限制、可编程依次限制等。(3) 家用电器。目前各种家用电器普遍采纳单片机取代传统的限制电路,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。由于配上了单片机,使其功能增加而身价倍增,深受用户的欢送。(4) 机电一体化。机电一体化是机械工业开展的方向,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,成为计算机开展和应用的一个重要方向。15. 什么是嵌入式系统?嵌入
8、式系统有哪些重要特征?所谓嵌入式系统,是“以应用为中心、以计算机技术为根底、软件硬件可裁减、功能、牢靠性、本钱、体积、功耗严格要求的专用计算机系统”。即以嵌入式应用为目的计算机系统。嵌入式系统的重要特征:(1)系统内核小 (2)专用性强。 (3)系统精简嵌入式系统一般没有系统软件和应用软件的明显区分,其功能设计及实现上不要求过于困难,这样一方面利于限制系统本钱,同时也利于实现系统平安。(4)高实时性。第二章1. 举例说明MCS-51有哪些典型产品,它们有何区分? 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、
9、80C31等。它们的构造根本一样,其主要差异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. 程序状态字存放器PSW各位的定义是什么?PSW是一个8位存放器,用于存放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/借位标记。AC(PSW.6):即PSW的D6位,协助进位标记。F0(PSW.5)及F1(PSE.1):即PSW的D5位、D1位
10、,用户标记位。RS1及RS0(PSW.4及PSW.3):即PSW的D4位、D3位,存放器组选择限制位。OV(PSW.2):即PSW的D2位,溢出标记。4. MCS-51存储器构造的主要特点是什么?程序存储器和数据存储器各有何不同?MCS-51单片机的存储器构造及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、状态标记位等。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-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
11、分为高、低128B两大局部。低128B为RAM区,地址空间为00H7FH,可分为:存放器区、位寻址区、堆栈及数据存储区。存放程序运算的中间结果、状态标记位等。高128B为特别功能存放器(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P0P3四个I/O端口在构造上有何异同?运用时应留意哪些事项?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。在运用时应留意以下方面:P0P3都是准双向I/O口,即CPU
12、在读取数据时,必需先向相应端口的锁存器写入“1”。各端口名称及锁存器名称在编程时一样,均可用P0P3表示。当系统复位时,P0P3端口锁存器全为“1”,故可干脆对其进展读取数据。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、输出端口运用,此时,若要驱动NMOS或其他拉电流负载时,需外接上拉电阻,才能使该位高电平输出有效。在单片机进展外部存储器扩展时,P0口必需作为地址/数据复用线运用,此时,不必外接上拉电阻,P0也不能作通用I/O口运用。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、
13、以实现及外部进展数据交换外,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口输出高8位地址),向外部存储器输出16位存储单元地址。在限制信号作用下,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展读、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. 在什么状况下,P3口作为第二功能运用?P3口的第二功能是作为限制端口运用的。由于单片机没有专设的限制信号引脚,单片机在进展外部存储器和I/O端口扩展时所须要的限制信号必需由P3口供应,P3口第二功
14、能相当于PC机中CPU的限制线引脚。8. 为什么说单片机具有较强的位处理实力?对于很多限制系统,开关量限制是限制系统的主要对象之一。作为传统的CPU,对于简洁的个别开关量进展限制却显得不那么便利,而让MCS-51值得傲慢的正是它有效地解决了单一位的限制。MCS-51片内CPU还是一特性能优异的位处理器,也就是说MCS-51事实上又是一个完好而独立的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、位存放器、位累加器(即进位标记Cy)、I/O口和位寻址空间外,还有专供位操作的指令系统,可以干脆寻址对位存储单元和SFR的某一位进展操作。MCS-51单片机对于位操作(布尔处理)有置位、复
15、位、取反、测试转移、传送、逻辑及和逻辑或运算等功能。所以,单片机具有较强的位处理实力。9. 指出8051可进展位寻址的存储空间。 007FH(即20H.02FH.7)及SFR地址能被8整除的存放器中的各位。10. 位地址90H和字节地址90H及P1.0有何异同?如何区分?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口为什么要采纳片外地址锁存器? P0口传送地址低八位后可复用数据线,所以,P0口要采纳片外地址锁存器。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,
16、一个机器周期为多少微秒?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须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场执行程序?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?单片机在
17、运行过程中,假如发生掉电,片内RAM和SFR中的信息将会丧失。为防止信息丧失,可以把一组备用电源加到RST/VPD端,当VCC上的电压低于VPD上的电压时,备用电源通过VPD端,以低功耗保持内部RAM和SFR中的数据。15. 8051单片机引脚ALE的作用是什么?当8051不外接RAM和ROM时,ALE上输出的脉冲频率是多少?其作用是什么?地址锁存使能输出ALE:当单片机访问外部存储器时,外部存储器的16位地址信号由P0口输出低8位,P2口输出高8位,ALE可用作低8位地址锁存限制信号;当不用作外部存储器地址锁存限制信号时,该引脚仍以时钟振荡频率的1/6固定地输出正脉冲,可以驱动8个LS型TT
18、L负载。第三章1MCS-51有哪几种寻址方式?举例说明它们是怎样寻址的?MCS-51指令系统的寻址方式有以下7种:马上寻址方式:操作数干脆出如今指令中。干脆寻址方式中:操作数的单元地址干脆出如今指令中。存放器寻址方式中:存放器中的内容就是操作数。存放器间接寻址方式中,指定存放器中的内容是操作数的地址,该地址对应存储单元的内容才是操作数。变址寻址方式是以程序指针PC或数据指针DPTR为基址存放器,以累加器A作为变址存放器,两者内容相加(即基地址+偏移量)形成16位的操作数地址,相对寻址是以程序计数器PC的当前值作为基地址,及指令中的第二字节给出的相对偏移量rel进展相加,所得和为程序的转移地址。
19、位地址:内部RAM地址空间的可进展位寻址的128位和SFR地址空间的可位寻址的11个8位存放器的88位。位寻址给出的是干脆地址。2位寻址和字节寻址如何区分?在运用时有何不同?由寻址方式可以看出,不同的寻址方式所寻址的存储空间是不同的。正确地运用寻址方式不仅取决于寻址方式的形式,而且取决于寻址方式所对应的存储空间。字节寻址必需是对8位存储单元,位寻址的存储空间只能是片内RAM的20H2FH字节地址中的全部位(位地址为00H7FH)和局部SFR的位,决不能是该范围之外的任何单元的任何位。3要访问专用存放器和片外数据存放器,应采纳什么寻址方式?举例说明。 访问专用存放器:可采纳干脆寻址或存放器寻址。
20、访问片外数据存放器:存放器间接寻址4什么是堆栈?其主要作用是什么? 堆栈是后进先出的数据存储区一般用于中断处理过程中,若须要爱护现场数据(如内部RAM单元的内容),可运用入栈指令,将数据压入堆栈,中断处理过程执行完后,再运用出栈指令复原现场数据。5编程将内部RAM的20H单元的内容传送给外部RAM的2000H单元。 MOV A,20HMOV DPTR,#2000HMOVX DPTR,A6编程将内部数据存储器20H30H单元内容清零。 MOV R0,#20HMOV A,#0MOV R3,#17LOP :MOV R0,AINC R0DJNZ R3,LOP7编程查找内部RAM的32H41H单元中是否
21、有0AAH这个数据,若有这一数据,则将50H单元置为0FFH,否则清50H单元为0。MOV R3, #10HMOV A,#0AAH MOV R0,#31HLOP :INC R0 SUBB A,R0 JZ LOP1 DJNZ R3,LOP MOV 50H,#0H AJMP LOP3 LOP1:MOV 50H,#0FFH LOP3: AJMP 1OP3 8查找20H4FH单元中出现00H的次数,并将查找结果存入50H单元。 MOV R3,#30H MOV R0,#20H MOV A,#0LOP: MOV A,R0 JZ LOP1LOP3: INC R0 DJNZ R3,LOP AJMP LOP2L
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