单片机原理及其应用课后习题参考.答案16章.doc
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1、单片机原理及应用习题答案第一章第一章 计算机基础知识计算机基础知识1-11-1 微型计算机主要由哪几部分组成?各部分有何功能?微型计算机主要由哪几部分组成?各部分有何功能?答:一台微型计算机由中央处理单元(CPU) 、存储器、I/O 接口及 I/O 设备等组成,相互之间通过三组总线(Bus):即地址总线 AB、数据总线 DB 和控制总线 CB 来连接。CPU 由运算器和控制器组成,运算器能够完成各种算术运算和逻辑运算操作,控制器用于控制计算机进行各种操作。存储器是计算机系统中的“记忆”装置,其功能是存放程序和数据。按其功能可分为 RAM 和 ROM。输入/输出(I/O)接口是 CPU 与外部设
2、备进行信息交换的部件。总线是将 CPU、存储器和 I/O 接口等相对独立的功能部件连接起来,并传送信息的公共通道。1-31-3 什么叫单片机?其主要由哪几部分组成?什么叫单片机?其主要由哪几部分组成?答:单片机(Single Chip Microcomputer)是指把 CPU、RAM、ROM、定时器/计数器以及 I/O 接口电路等主要部件集成在一块半导体芯片上的微型计算机。1-41-4 在各种系列的单片机中,片内在各种系列的单片机中,片内 ROMROM 的配置有几种形式?的配置有几种形式?用户应根据什用户应根据什么么原则来选用?答:单片机片内 ROM 的配置状态可分四种:(1)片内掩膜(Ma
3、sk)ROM 型单片机(如 8051) ,适合于定型大批量应用产品的生产;(2)片内 EPROM 型单片机(如 8751) ,适合于研制产品样机;(3)片内无 ROM 型单片机(如 8031) ,需外接 EPROM,单片机扩展灵活,适用于研制新产品;(4)EEPROM(或 Flash ROM)型单片机(如 89C51) ,内部程序存储器电可擦除,使用更方便。1-51-5 写出下列各数的另两种数制的表达形式(二、十、十六进制)写出下列各数的另两种数制的表达形式(二、十、十六进制)11000101001110010001111001001001111111011011001110111101101
4、1011101011111010111989820039200395851623629149562H4E47H249H249H3F6CH3F6CH1D5D71-61-6 写出下列各数的写出下列各数的 BCDBCD 参与:参与:59:01011001,1996:0001100110010110,4859.2:0100100001011001.0010389.41:001110001001.01000001第二章第二章 MCS-51 单片机的硬件结构单片机的硬件结构2-12-1 80528052 单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件?单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件?答:8052 单片机片内包括:
5、8 位中央处理器 CPU 一个片内振荡器及时钟电路256B 数据存储器 RAM。8KB 片内程序存储空间 ROM21 个特殊功能寄存器 SFR4 个 8 位并行 I/O 端口(32 条线)1 个可编程全双工串行口可寻址 64KB 的外部程序存储空间和外部数据存储空间3 个 16 位的定时器/计数器6 个中断源、2 个优先级嵌套中断结构2-22-2 80528052 的存储器分哪几个空间?如何区别不同空间的寻址?的存储器分哪几个空间?如何区别不同空间的寻址?答:8052 的存储器分为 6 个编址空间:片内 ROM 的容量为 8KB,其地址为 0000H1FFFH;可扩展片外 ROM 的容量为 6
6、4KB,其地址为 0000HFFFFH;片内 RAM 的容量为 256B,其地址为 00HFFH 分为二块:地址 00H7FH 共128B 为片内 RAM 低区,另 128B 为片内 RAM 高区,其地址空间为 80HFFH,其地址空间与 SFR 功能寄存器地址重叠; 可扩展片外 RAM 的容量为 64KB,其地址为 0000H1FFFH;特殊功能寄存器 SFR 的空间为 128B,其地址为 80HFFH,但实际只定义了 26B 单元,这 26B 单元分散在 80HF0H。程序存储器和数据存储器在逻辑上是完全分开的。CPU 通过指令 MOVC 访问程序存储器。当 8052 第 31 脚接高电平
7、时, EACPU 将从片内程序存储器 0000H 单元开始执行,当 PC 值超出片内程序存储空间,即大于 1FFFH 时,会自动转向片外程序存储空间。当接低电平时,CPU 将从EA片外程序存储器 ROM 的 0000H 单元开始执行。CPU 通过 MOV 指令访问片内数据存储空间 RAM,低区 128B 地址空间00H7FH 中地址为 00H1FH 这 32 个单元分为 4 个工作寄存器组,分别用 R0R7表示,通过工作寄存器指令进行访问。片内 RAM 中的 20H2FH 单元除可作为一般字节寻址单元使用外,这 16 个单元共 128 位中的每一位又可单独作为软件触发器使用,具有位寻址功能,其
8、位地址范围为 00H7FH;对片内高区 128B 寻址只能用寄存器间接寻址,而对特殊功能寄存器建起必须使用直接寻址。CPU 通过指令 MOVX 访问片外数据存储器。2-32-3 DPTRDPTR 的作用是什么?它由哪几个寄存器组成?的作用是什么?它由哪几个寄存器组成?答:相对于地址指针,DPTR 被称为数据指针,但实际上 DPTR 中存放的是一个 16 位的地址,作为访问程序存储器和外部数据存储器的地址指针。当对64KB 外部数据存储器空间寻址时,作为间址寄存器使用,而在访问程序存储器时,作为基址寄存器使用。DPTR 是一个 16 位的特殊功能寄存器,由两个 8 位寄存器 DPH、DPL 组成
9、,使用 SFR 中的 82H 和 83H 单元。2-42-4 简述布尔处理存储器的空间分配。简述布尔处理存储器的空间分配。答:在单片机中位处理又称布尔处理,允许按位处理的存储器称为布尔处理存储器。其地址空间由二部分构成:一部分是片内 RAM 中字节地址为20H2FH 的 16 字节的 128 个位,这些位编址为 00H7FH;另一部分在特殊寄存器中,其地址码能被 8 整除的 12 个特殊功能寄存器可以按位寻址,但其中 4 个未定义,一共有 92 位可按位寻址。这二部分结合起来形成一个具有 220 位的位寻址空间。2-52-5 80528052 单片机设置单片机设置 4 4 组工作寄存器,如何选
10、择确定和改变当前工作寄存组工作寄存器,如何选择确定和改变当前工作寄存器?器?答:8052 片内数据存储器的 00H1FH 这 32 个单元分为 4 级作为 4 个工作寄存器第 0 组地址 00H07H,第一组 08H0FH,第二组 10H17H,第 3 组18H1FH。每个工作寄存器都有 8 个单元,分别用 R0R7 表示。4 组寄存器中每一组都可能被选为 CPU 的工作寄存器,这是通过程序状态字 PSW 的 PSW.3(RS0)和 PSW.4(RS1)两位的状态来选择决定的。见下表:PSW.4(RS1)PSW.3(RS0)当前使用的工作寄存器组 R0R7000 组(00H07H)011 组(
11、08H0FH)102 组(10H17H)113 组(18H1FH)通过程序改变 RS1 和 RS0 的状态,就可方便地更换工作寄存器组。2-62-6 程序状态字寄存器程序状态字寄存器 PSWPSW 的作用是什么?常用的状态标志位有哪些位?的作用是什么?常用的状态标志位有哪些位?作用分别是什么?作用分别是什么?答:PSW 是一个 8 位的特殊功能寄存器,由一些标志位组成,用于存放程序运行中的各种状态信息。它可以进行位寻址。各位的作用如下:Cy:进位标志位。在进行加(或减)法运算时,若操作结果的最高位(D7位)有进位(或借位)时,Cy 由硬件置 1,否则 Cy 清 0。在进行位操作时,Cy又是位累
12、加器,指令助记符用 C 表示。AC:辅助进位标志位。在进行加(或减)运算时,若操作结果的低半字节(D3 位)向高半字节产生进位(或借位)时,AC 位将由硬件自动置 1,否则 AC位清 0。F0:用户标志位。用户根据需要对 F0 置位或复位,作为软件标志。RS1 和 RS0:工作寄存器组选择控制位。由用户用软件改变 RS1 和 RS0 的状态,以选择内 RAM 中的哪组工作寄存器为当前工作寄存器组。OV:溢出标志位。当进行补码运算时,运算结果超出128127 范围时,产生溢出,则 OV 自动置 1,否则 OV 清 0。PSW.1:保留位。8051 中未定义。P:奇偶校验标志位。每条指令执行完后,
13、该位始终跟踪累加器 A 中 1 的数目的奇偶性。如果 A 中有奇数个 1,则 P1;否则 P0。2-72-7 80528052 单片机的单片机的引脚有何功能?在使用引脚有何功能?在使用 80328032 时,时,引脚就如何处引脚就如何处EAEA理?理?答:8052 单片机的 31 脚为, 为访问外部或内部程序存储器控制信EAEA号。当引脚接高电平且 PC 值小于 1FFFH 时,CPU 访问内部程序存储器读取EA指令,当引脚接低电平时,CPU 只访问外部等量齐观存储器读取指令。EA在 8032 芯片中没有内部程序存储器,因此,8032 芯片的 31 脚只能接EA地。2-82-8 8052805
14、2 内部内部 RAMRAM 中低中低 128128 B B 单元划分为哪几个主要部分?各部分主要功单元划分为哪几个主要部分?各部分主要功能是什么?能是什么?答:8052 内部数据存储器 RAM 中低 128B 单元地址空间 00H7FH 被划分为三个部分。第一部分地址为 00H1FH 这 32 个单元分为 4 个工作寄存器组,分别用 R0R7 表示,通过工作寄存器指令进行访问。片内 RAM 中的第二部分20H2FH 单元除可作为一般字节寻址单元使用外,这 16 个单元共 128 位中的每一位又可单独作为软件触发器使用,具有位寻址功能,其位地址范围为00H7FH;第三部分地址 30H7FH,这部
15、分存储区域可作为 8 位数据缓冲区使用,一般地,用户把堆栈就设置在这部分区域。2-92-9 80528052 内部内部 RAMRAM 中高中高 128B128B 单元与特殊功能寄存器区地址空间重叠,使单元与特殊功能寄存器区地址空间重叠,使用中是如何区分这两个空间的?用中是如何区分这两个空间的?答:对 8052 片内高区(80H0FFH)128B 只能 采用寄存器间接寻址,而对特殊功能寄存器 SFR 建起必须采用直接寻址。2-102-10 什么叫堆栈?堆栈指针什么叫堆栈?堆栈指针 SPSP 的作用是什么?的作用是什么?答:堆栈是按照“先进后出,后进先出”的原则来存取数据的一个内部RAM 区域,这
16、个存储器区域的一端是固定的(栈底) ,另一端是活动的(栈顶) ,每个存储单元是不能按字节任意访问的。堆栈指针 SP 始终指向栈顶单元,栈顶随着数据入栈和出栈上下浮动。2-122-12 什么是时钟周期、机器周期和指令周期?什么是时钟周期、机器周期和指令周期?答:(1)时钟周期(又称为振荡周期)是指振荡器产生一个振荡脉冲信号所用的时间,是振荡频率的倒数,称为拍节。(2)机器周期是指 CPU 完成某一个规定操作所需的时间,8051 单片机的一个机器周期包含 6 个状态,并依次表示为 S1S6,每个状态分为 2 个节拍。因此一个机器周期包含 12 个时钟周期(振荡周期) ,依次表示为:S1P1、S1P
17、2、S2P1、S6P1、S6P2。(3)指令周期是指 CPU 执行一条指令所需要的时间称为指令周期。MCS-51单片机指令周期根据指令的不同,可包含有 1 或 2 或 4 个机器周期。第三章第三章 MCS-51 单片机指令系统单片机指令系统3-13-1 指出下列每一条指令的寻址方式及其完成的操作。指出下列每一条指令的寻址方式及其完成的操作。MOVMOV 2FH,#40H2FH,#40H ;立即寻址,将 40H 移入片内 2FH 单元MOVMOV A,2FHA,2FH;直接寻址,将片内 2FH 单元的数移入累加器 AMOVMOV R1,#2FHR1,#2FH;立即寻址,将 2FH 移入当前寄存器
18、组的 R1 单元MOVMOV A,R1A,R1;寄存器间接寻址,将寄存器 R1 中所存地址中的值移入累加器 AMOV 2FH,A;隐含寻址,将累加器 A 中的值移入片内 2FH 单元3-23-2 内部内部 RAMRAM 的的 4FH4FH 单元,可用哪几种寻址方式?分别举例说明。单元,可用哪几种寻址方式?分别举例说明。答:直接寻址:MOV R1,4FH间接寻址:MOV R1,#4FH寄存器间接寻址: MOV A,R13-33-3 指出下列各条指令中,指出下列各条指令中,45H45H 代表什么?代表什么?MOVMOV A,#45HA,#45H;数值MOVMOV A,45HA,45H;源地址MOV
19、MOV 45H,46H45H,46H;目标地址MOVMOV 45H,#45H45H,#45H;目标地址和数值MOVMOV C,45HC,45H;源地址3-43-4 已知:(已知:(A A)=7AH,(R0)=30H=7AH,(R0)=30H, (30H30H)=0A5H=0A5H, (PSWPSW)=80H,=80H,请写出下列请写出下列各条指令的执行结果:各条指令的执行结果:答:答:PSWPSW 的各位为的各位为 11110000,11110000,即即 Cy=1,AC=1,F0=1,RS1=1,RS0=0,OV=0,P=0Cy=1,AC=1,F0=1,RS1=1,RS0=0,OV=0,P=
20、0(1)SUBB(1)SUBB A,30HA,30H结果:(A)=D4H,CY=1,AC=0,OV=1,P=0(2 2)SUBBSUBB A,#30HA,#30H结果:(A)=49H,CY=0,AC=0,OV=0,P=1(3 3)ADDADD A A,R0R0结果:(A)=AAH,CY=0,AC=0,OV=1,P=0(4 4)ADDADD A A,30H30H结果:(A)=1FH,CY=1,AC=0,OV=0,P=1(5 5)ADDADD A,#30HA,#30H结果:(A)=AAH,CY=0,AC=0,OV=1,P=0(6 6)ADDCADDC A A,30H30H结果:(A)=20H,CY
21、=1,AC=1,OV=0,P=1(7)SWAP(7)SWAP A A 结果:(A)=A7H,对标志位无影响(8 8)XCHDXCHD A,R0A,R0结果:(A)=75H, (30H)=AAH, (R0)=AAH,P=1(9 9)XCHXCH A A,30H30H结果:(A)=0A5H, (30H)=7AH,P=0(1010)XCHXCH A,R0A,R0结果:(A)=30H, (R0)=7AH,P=0(1111)MOVMOV A,R0A,R0结果:(A)=0A5H,P=0(1212)XCHXCH A,R0A,R0结果:(A)=0A5H,(30H)=7AH,P=03-53-5 试分析以下程序段
22、的执行结果:试分析以下程序段的执行结果:MOVMOV SP,#3AHSP,#3AHMOVMOV A,#20HA,#20HMOVMOV B,#30HB,#30HPUSHPUSH ACCACCPUSHPUSH B BPOPPOP ACCACCPOPPOP B B结果:(SP)=3AH, (A)=30H, (B)=20H, (3BH)=20H, (3CH)=30H3-63-6 指出下列指令的执行结果,并写出每条指令的机器码。指出下列指令的执行结果,并写出每条指令的机器码。MOVMOV 30H,#52H30H,#52H; ;(30H)=52H01110101(753052H)MOVMOV A,#70H
23、A,#70H; ;(A)=70H01110100(7470H)MOVMOV A,30HA,30H; ;(A)=52H11100101(E530H)MOVMOV R0,#30HR0,#30H; ;(R0)=30H10101000(7830H)MOVMOV A,R0A,R0; ;A=52H11100010(E6H)3-73-7 分析下列指令的执行结果,并写出每条指令的机器码。分析下列指令的执行结果,并写出每条指令的机器码。MOVMOV A,#70HA,#70H;(A)=70H;(A)=70H01110100(74H)MOVMOV DPTR,#2030HDPTR,#2030H;(DPTR)=2030
24、H;(DPTR)=2030H10010000(90H)MOVXMOVX DPTR,ADPTR,A;(2030H)=70H;(2030H)=70H11110000(F0H)MOVMOV 30H,#40H30H,#40H;(30H)=40H;(30H)=40H01110101(75H)MOVMOV R0,#30HR0,#30H;(R0)=30H;(R0)=30H01111000(78H)MOVMOV A,R0A,R0;(A)=40H;(A)=40H11100110(E6H)3-83-8 设设 R0R0 的内容为的内容为 32H32H,A A 的内容为的内容为 48H48H,内部,内部 RAMRAM
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- 单片机 原理 及其 应用 课后 习题 参考 答案 16
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