2022年《单片机教材》习题参考答案 .pdf
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1、优秀学习资料欢迎下载习题 1 答案1.1 单项选择题(1) A (2)C (3)A (4) A (5)A (6) A (7)C (8)C (9) D (10)C 1.2 填空题(1)硬件系统、软件系统(2)时钟、复位(3)XTAL1 、XTAL2 、 RST、 EA(4) 片内数据存储器、片内程序存储器、片外数据存储器、片外程序存储器(5)时钟电路(6)程序存储器(7)工作寄存器组、位寻址区、用户RAM 区(8)1us、2us (9)上电复位电路、按键复位电路(10)2、高1.3 答:单片微型计算机是指集成在一个芯片上的微型计算机,它的各种功能部件,包括CPU(Central Processi
2、ng Unit ) 、随机存取存储器RAM (Random Access Memory ) 、只读存储器ROM (Read-only Memory ) 、基本输入 /输出 (Input/Output ,简称 I/O)接口电路、定时器/计数器等都制作在一块集成芯片上,构成一个完整的微型计算机,可以实现微型计算机的基本功能。单片机应用系统是以单片机为核心,配以输入、输出、显示、控制等外围电路和软件,能实现一种或多种功能的实用系统。单片机应用系统是由硬件和软件组成的,硬件是应用系统的基础,软件则是在硬件的基础上对其资源进行合理调配和使用,从而完成应用系统所要求的任务,二者相互依赖, 缺一不可。1.4
3、 答:P3 口各引脚与第二功能表引脚第二功能信号名称P3.0 RXD 串行数据接收P3.1 TXD 串行数据发送P3.2 0INT外部中断 0 申请P3.3 1INT外部中断 1 申请P3.4 T0 定时 /计数器 0 的外部输入P3.5 T1 定时 /计数器 1 的外部输入P3.6 WR外部 RAM 写选通P3.7 RD外部 RAM 读选通1.5 答:片内RAM 低 128 单元的配置如下:名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 22 页 -
4、- - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载地 址功能30H 7FH 数据缓冲区20H 2FH 位寻址区( 00H7FH )18H 1FH 第 3 组工作寄存器( R7R0)10H 17H 第 2 组工作寄存器( R7R0)08H 0FH 第 1 组工作寄存器( R7R0)00H 07H 第 0 组工作寄存器( R7R0)寄存器常用于存放操作数及中间结果等;内部 RAM 的 20H2FH 单元, 既可作为一般RAM 单元使用,进行字节操作,也可以对单元中每一位进行位操作;在内部RAM 低 128单元中,通用寄存器占去了32 个单元,位寻址区占去了16 个单元,剩下80 个单元,这就是供
5、用户使用的一般RAM 区,其单元地址为30H7FH。片内 RAM 高 128 单元安排有21 个特殊功能寄存器,其他空闲单元用户不能使用。1.6 答:有 21 个可寻址的特殊功能寄存器,它们不连续地分布在片内RAM 的高 128 单元中,尽管其中还有许多空闲地址,但用户不能使用。另外还有一个不可寻址的特殊功能寄存器,即程序计数器PC,它不占据RAM 单元,在物理上是独立的。在可寻址的21 个特殊功能寄存器中,有11 个寄存器不仅可以字节寻址,也可以进行位寻址。1.7 答:程序状态字是一个8 位寄存器,用于存放程序运行中的各种状态信息。其中有些位的状态是根据程序执行结果,由硬件自动设置的,而有些
6、位的状态则由软件方法设定。PSW 的位状态可以用专门指令进行测试,也可以用指令读出。PSW 的各位定义下表所示。PSW 位定义位地址D7H D6H D5H D4H D3H D2H D1H D0H 位名称CY AC F0 RS1 RS0 OV F1 P CY(PSW.7) :进位标志位。CY 是 PWS 中最常用的标志位,其功能有两个:一是存放算术运算的进位标志,在进行加或减运算时,如果操作结果最高位有进位或借位,则CY由硬件置“ 1” ,否则被清“ 0” ;二是在位操作中,作累加位使用。位传送、位与位或等位操作,操作位之一固定是进位标志位。AC(PSW.6) :辅助进位标志位。在进行加或减运算
7、中,若低4 位向高 4 位进位或借位, AC 由硬件置“ 1” ,否则被清“ 0” 。在 BCD 码调整中也要用到AC 位状态。F0(PSW.5) :用户标志位。这是一个供用户定义的标志位,需要利用软件方法置位或复位,用来控制程序的转向。RS1 和 RS0(PSW.4,PSW.3) :工作寄存器组选择位。它们被用于选择CPU 当前使用的通用寄存器组。通用寄存器共有4 组,其对应关系如下表所示。工作寄存器组选择RS1 RS0 寄存器组片内 RAM 地址0 0 第 0 组00H07H 0 1 第 1 组08H0FH 1 0 第 2 组10H17H 1 1 第 3 组18H1FH 这两个选择位的状态
8、是由软件设置的,被选中的寄存器组即为当前通用寄存器组。但当单片机上电或复位后,RS1 RS0=00。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 22 页 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载OV(PSW.2) :溢出标志位。在带符号数加减运算中,OV=1 表示加减运算超出了累加器 A 所能表示的符号数有效范围(-128 +127) ,即产生了溢出,因此运算结果是错误的; OV=0 表示运算正确,即无溢出产生。在乘法运算中,OV=1
9、 表示乘积超过255,即乘积分别在B 与 A 中;否则, OV=0,表示乘积只在A 中。在除法运算中,OV=1 表示除数为0,除法不能进行;否则,OV=0 ,除数不为0,除法可正常进行。F1(PSW.1) :保留未使用。P (PSW.0) :奇偶标志位。 P标志位表明累加器A 中内容的奇偶性,如果A 中有奇数个“ 1” ,则 P 置“ 1” ,否则置“ 0” 。凡是改变累加器A 中内容的指令均会影响P 标志位。此标志位对串行通信中的数据传输有重要的意义。在串行通信中常采用奇偶校验的办法来校验数据传输的可靠性。1.8 答:0003H002AH 这 40 个单元被均匀地分为5 段,作为 5 个中断
10、源的中断地址区。其中:0003H000AH 外部中断0 中断地址区000BH 0012H 定时器 /计数器 0 中断地址区0013H001AH 外部中断1 中断地址区001BH 0022H 定时器 /计数器 1 中断地址区0023H002AH 串行中断地址区中断响应后,按中断种类,自动转到各中断区的首地址去执行程序。因此在中断地址区中理应存放中断服务程序。但通常情况下,8 个单元难以存下一个完整的中断服务程序,因此通常也是从中断地址区首地址开始存放一条无条件转移指令,以便中断响应后,通过中断地址区,再转到中断服务程序的实际入口地址。1.9 答:当需要扩展存储器时,低8 位地址 A7A0 和 8
11、 位数据 D7D0 由 P0 口分时传送,高8 位地址 A15A8 由 P2 口传送。因此,只有在没有扩展片外存储器的系统中,P0 口和 P2口的每一位才可作为双向I/O端口使用。1.10 答:单片机晶振电路一般地,电容C1 和 C2 取 30pF 左右,晶体的振荡频率范围是1.2MHz 12 MHz 。如果名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 22 页 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载晶体振荡频率高,则系统的时钟频率也
12、高,单片机运行速度也就越快。MCS-51 在通常应用情况下,使用振荡频率为的6MHz 或 12MHz 的晶振,如果系统中使用了单片机的串行口通信,则一般采用振荡频率为11.059MHz 的晶振。1.11 答:规定一个机器周期的宽度为12 个振荡脉冲周期,因此机器周期就是振荡脉冲的十二分频。当振荡脉冲频率为12 MHz 时, 一个机器周期为1 s;当振荡脉冲频率为6 MHz 时,一个机器周期为2 s。1.12 答:(a) 上电复位电路(b) 按键复位电路单片机常见的复位电路图( a)为上电复位电路,它是利用电容充电来实现的。在接电瞬间,RST 端的电位与 VCC 相同, 随着充电电流的减少,RS
13、T 的电位逐渐下降。只要保证 RST 为高电平的时间大于两个机器周期,便能正常复位。图( b)为按键复位电路。该电路除具有上电复位功能外,若要复位,只需按图(b)中的 RESET 键,此时电源VCC 经电阻 R1、R2 分压,在RST 端产生一个复位高电平。习题 2 答 案2.1 单项选择题(1)C ( 2)A (3)B (4) A (5)D 2.2 答:单片机开发过程所用的设备与软件称为单片机开发系统或开发工具。单片机开发系统包括计算机、单片机在线仿真器、开发工具软件、 编程器等。连接方法如下图所示。名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整
14、理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 22 页 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载单片机开发系统连接方法示意图2.3 答:单片机应用系统的开发过程如下:设计电路图制作电路板程序设计硬软件联调程序下载产品测试2.4 答:1. 在线仿真功能在线仿真器( In Circuit Emulator ,简称 ICE)是由一系列硬件构成的设备,它能仿真用户系统中的单片机,并能模拟用户系统的ROM 、RAM 和 I/O 口。因此,在线仿真状态下,用户系统的运行环境和脱机运行的环境完全“逼真”。2. 调试功能1) 运行控制功能开发
15、系统应能使用户有效地控制目标程序的运行,以便检查程序运行的结果,对存在的硬件故障和软件错误进行定位。2) 单片机状态查看修改功能当 CPU 停止执行程序运行后,开发系统允许用户方便地读出或修改目标系统资源的状态,以便检查程序运行的结果、设置断点条件以及设置程序的初始参数。任务2 中图 2.13给出了在Medwin 调试环境下查看单片机内部资源的菜单。3. 程序编译功能1) 程序设计语言单片机程序设计语言包括机器语言、汇编语言和高级语言。机器语言是单片机唯一能够识别的语言。汇编语言具有使用灵活、实时性好的特点。目前,在实际项目开发中较少使用汇编语言。高级语言通用性好,且具有较好的可读性和可移植性
16、,是目前单片机编程语言的主流。 2) 程序编译单片机开发系统能够提供源程序的编辑、编译和下载功能以及工程管理功能。4. 程序固化功能编程器是完成这种任务的专用设备,它也是单片机开发系统的重要组成部分。习题 3 答案3.1 单项选择题名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 22 页 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载(1) A (2) A (3) C (4)C (5) A (6) B (7) D (8) D (9)A (10)
17、A (11)B (12)C (13) D (14)D (15)C 3.2 填空题(1)P3 口(2)字节,位(3)主函数main() (4)sbit FLAG=P31; (5)sfr (6)顺序结构、选择结构和循环结构(7)表达式加上分号“; ”(8) if, switch (9)do-while , while (10)无限次(11)10000 (12)unsigned char (13)变量在 MCS-51 硬件系统中所使用的存储区域(14)0 (15)程序存储器ROM 中3.3 上机操作题(1)/xiti3_3_1.c 第三章习题3.3 上机操作题( 1)#include void de
18、lay(unsigned char i); /延时函数声明void main() /主函数 while(1)P1=0 x55; /按状态 1 的方式点亮8 个 LEDdelay(200); /延时P1=0 xaa; /按状态 2 的方式点亮8 个 LEDdelay(200); /延时 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 22 页 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载void delay(unsigned char i) /
19、延时函数参见任务1 程序 ex1_1.c (2)/xiti3_3_2.c 第三章习题3.3 上机操作题(2)#include /包含头文件REG51.H void delay(unsigned char i); /延时函数声明void main() /主函数 unsigned char i,l,r; while(1) l=0 x10; / 高 4位灯的位置初值为00010000B r=0 x08; / 低 4位灯的位置初值为00001000B for(i=0;i4;i+) P1=(l|r); / 循环点亮灯l=1; / 低 4位灯的位置移动delay(200); /延时 void delay(
20、unsigned char i) /延时函数参见任务1 程序 ex1_1.c (3)/xiti3_3_3.c 第三章习题3.3 上机操作题(3)#include /包含头文件REG51.H void delay(unsigned char i); /延时函数声明void main() /主函数 unsigned char i; unsigned char display=0 x89, 0 xff,0 x86, 0 xff,0 xc7, 0 xff,0 xc7, 0 xff,0 xc0, 0 xff; while(1) for(i=0;i10;i+) P1=displayi; /显示字送 P1
21、口名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 22 页 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载delay(200); /延时 void delay(unsigned char i) /延时函数参见任务1 程序 ex1_1.c 习题 4 答案4.1 单项选择题(1)B (2)A ( 3)C (4)A (5)A (6)B (7)A ( 8)A (9)D (10)A (11)C (12)C ( 13)A (14)D 4.2 填空题(1)
22、定时器T0 定时器T1 定时器方式寄存器TMOD 定时器控制寄存器TCON (2)GATE=0 (3)TMOD=0 x05 (4)选择定时器T0/T1 的工作方式(5)控制定时器的启动、停止,标志定时器的溢出和中断情况。(6)定时控制寄存器TCON、串行口控制寄存器SCON、中断允许寄存器IE、中断优先权寄存器IP (7)外部中断0、定时器0、外部中断1、定时器1、串行口(8)电平触发方式(9)硬件自动清除、软件清除、硬件配合软件共同清除(10)0 4. 3 答:当定时 /计数器设置为定时工作方式时,计数器对内部机器周期计数,每过一个机器周期,计数器增1,直至计满溢出。定时器的定时时间与系统的
23、振荡频率紧密相关,如果单片机系统采用12M 晶振,则计数周期为:s112/110121T6,这是最短的定时周期,适当选择定时器的初值可获取各种定时时间。当定时 /计数器设置为计数工作方式时,计数器对来自输入引脚T0(P3.4)和 T1(P3.5)的外部信号计数, 外部脉冲的下降沿将触发计数,检测一个由1 到 0 的负跳变需要两个机器周期, 所以, 最高检测频率为振荡频率的1/24。计数器对外部输入信号的占空比没有特别的限制,但必须保证输入信号的高电平与低电平的持续时间在一个机器周期以上。当需要准确计算时间时往往采用定时器的定时方式,而当要对一些外部事件计数时则采用定时器的计数方式。4. 4 答
24、:软件定时是通过编写一段延时程序来实现定时,这段延时程序不完成任何操作,只是通过一些空操作浪费掉一段时间。这样的软件定时往往浪费CPU 的工作效率,并且定时不够名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -精心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 22 页 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载准确,前面三章的各个任务中均采用了这种方法。硬件定时是通过单片机的定时器来实现时间的计算,用户只需要对定时器的工作方式、初始值赋予合适的数值,启动定时器后, 定时器将自动按照机器周期定
25、时。这种由定时器实现的定时方式,定时时间准确、CPU 的工作效率高。4.5 答:MCS-51系列单片机的定时/ 计数器是增1 计数器。对于增 1 计数器,计数初值应等于最大计数值减去所需要的计数值。而减 1 计数器,计数初值就等于所需要的计数值。例如: 假设需要计数50000 次。对于增 1 计数器的单片机,若采用方式1 的定时器, 最大计数值为65536,则初值应为:655365000015536。而对于减 1 计数器,则计数初值将为50000。4.6 答:在定时 / 计数器工作于方式1 下,最大计数值为65536。若晶振频率为6MHz ,则一个机器周期为2 S,所以最短定时时间为2S(计数
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