《单片机原理与接口技术(修订本)》部分习题与参考答案.pdf
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1、单片机原理及接口技术(修订本)部分习题与参考答案第 1 章 绪论1-2 什么叫单片机?一个完整的单片机芯片至少有哪些部件?答:将微处理器(CPU)、存储器、定时/计数器及输入输出接口电路等部件集成在一块集成电路上,称为单片微型计算机,简称单片机。一个完整的单片机芯片至少有中央处理器(CPU)、随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、定时/计数器及I/O 接口等部件。1-5 Intel 公司的主要单片机产品分为哪几大系列?各系列的区别何在?答:Intel 公司的 MCS-48 系列、MCS-51 系列、MCS-96 系列产品;48 系列的单片机在片集成4 位 CPU,片含有多种I/O 接口,
2、有的根据不同用途还配有许多专用接口,价格便宜,控制功能强。51 系列的单片机在片集成8 位 CPU、片 RAM 为 128 字节,ROM 为 4K 字节,4 个并行 I/O 口、2 个 16 位定时/计数器、串行接口、5 个中断源。96 系列单片机CPU 为 16 位,片 RAM 为 232 字节,ROM 为 8K 字节,片带有高速输入输出部件,多通道10 位 A/D 转换部件,中断处理为8 级。1-6 叙述 51 子系列与 52 子系列的区别?答:51 子系列包含8031/8051/8751 三种型号,它们的基本组成、基本性能都相同,都具有一个 8 位 CPU、片数据存储器RAM128B、2
3、 个 16 位定时计数器、有5 个中断源,一个全双工串行接口,它们之间的区别在于片程序存储器配置:8031 片没有 ROM,使用时需在片外接 EPROM。8051 片含有 4KB 的掩模 ROM,其中的程序是生产厂家制作芯片时烧制的。8751 片含有 4KB 的 EPROM,用户可以先用紫外线擦除器擦除,然后再利用开发机或编程器写入新的程序。52 子系列包含8032/8052/8752 三种型号,52 子系列 与 51 子系列的区别在于:片 ROM和 RAM 的容量比8051 子系列各增加一倍,另外,增加了一个定时/计数器和一个中断源。第 2 章 MCS-51系列单片机的结构及原理2-2 MC
4、S-51 单片机的引脚有何功能?在使用8031 时如何接法?使用8751 时如何接法?答:引脚是片外程序存储器的选择信号。当端保持高电平时,访问部程序存储器,但在PC(程序计数器)值超过0FFFH(对于8051/8751/80C51)或 1FFFH(对于 8052)时,将自动转向访问外部程序存储器。当端保持低电平时,不管是否有部程序存储器,则只访问外部程序存储器。由于 8031 片没有程序存储器,所以在使用8031 时,引脚必须接低电平。2-4 MCS-51 单片机的部存储空间是怎样分配的?答:MCS-51 单片机的部存储空间分为数据存储器和程序存储器。部数据存储器:共 256 字节单元,包括
5、低 128 个单元和高128 个单元。低 128 字节又分成 3 个区域:工作寄存器区(00H1FH),位寻址区(20H2FH)和用户 RAM 区(30H7FH)。高 128 字节是供给特殊功能寄存器使用的,因此称之为特殊功能寄存器区。部程序存储器:在8031 片无程序存储器,8051 片具有4KB 掩模 ROM,8751 片具有4KBEPROM。2-5 如何从 MCS-51 单片机的4 个工作寄存器组中选择当前工作寄存器组?答:MCS-51 单片机提供了4 组工作寄存器,对于当前工作寄存器组的选择,是通过 PSW中的 RS1 和 RS0 来进行选择。具体关系如下表:RS1RS0当前寄存器组0
6、0第 0组工作寄存器01第 1组工作寄存器10第 2组工作寄存器11第 3组工作寄存器2-6 部 RAM 低 128 个单元是如何划分的?答:部 RAM 低 128 个单元按用途分成3 个区域:工作寄存器区(00H1FH),位寻址区(20H2FH)和用户RAM 区(30H7FH)。2-7 DPTR 是什么寄存器?它的作用是什么?它由哪几个寄存器组成?答:DPTR 是数据指针寄存器,是一个16 位寄存器,用来存放16 位存储器的地址,以便对外部数据存储器RAM 中的数据进行操作。DPTR 由高位字节DPH 和低位字节DPL 组成。2-8 什么是堆栈?堆栈有何作用?为什么在程序初始化时要对SP重新
7、赋值?答:所谓堆栈,顾名思义就是一种以“堆”的方式工作的“栈”。堆栈是在存中专门开辟出来的按照“先进后出,后进先出”的原则进行存取的RAM 区域。堆栈的用途是保护现场和断点地址。在8051 单片机复位后,堆栈指针SP 总是初始化到部RAM 地址 07H。从08H 开始就是 8051 的堆栈区,这个位置与工作寄存器组1 的位置相同。因此,在实际应用中,通常要根据需要在程序初始化时对SP重新赋值,以改变堆栈的位置。2-9 试述程序状态字寄存器PSW 各位的含义。答:程序状态字寄存器PSW 是 8 位寄存器,用于存放程序运行的状态信息。CY(PSW.7):进位标志位。AC(PSW.6):辅助进位标志
8、位。F0(PSW.5)、F1(PSW.1):用户标志位。RS1(PSW.4)、RS0(PSW.3):工作寄存器组选择位。OV(PSW.2):溢出标志位。P(PSW.0):奇偶标志位。2-10 P0、P1、P2、P3 口的结构有何不同?使用时要注意什么?各口都有什么用途?答:P0 口由一个所存器、两个三态输入缓冲器、场效应管、控制与门、反相器和转换开关组成;作为输出口时,必须外接上拉电阻才能有高电平输出,作为输入口时,必须先向锁存器写“1”;作为普通I/O 口使用或低8 位地址/数据总线使用。P1 口没有转换开关,但有上拉电阻;只用作普通I/O 口使用。P2 口比 P1 口多了一个转换控制开关;
9、作为普通I/O 口使用或高8 位地址线使用。P3 口比 P1 口增加了与非门和缓冲器;具有准双向I/O 功能和第二功能。上述 4 个端口在作为输入口使用时,应注意必须先向端口写“1”。2-11 请说出 指令周期、机器周期、状态和拍的概念。当晶振频率为12MHz、8MHz 时,一个机器周期为多少微秒?答:指令周期:执行一条指令所需要的时间。机器周期:CPU 完成一个基本操作所需要的时间。状态:振荡脉冲经过二分频后,得到的单片机的时钟信号。拍:振荡脉冲的周期。当晶振频率为12MHz 时,一个机器周期为1s;当晶振频率为8MHz 时,一个机器周期为 3s。2-12 什么是单片机复位?复位后单片机的状
10、态如何?答:在时钟电路工作后,只要在单片机的RESET 引脚上出现24 个时钟震荡脉冲(两个机器周期)以上的高电平,单片机就能实现复位。复位后,CPU 和系统都处于一个确定的初始状态,在这种状态下,所有的专用寄存器都被赋予默认值,除SP=07H,P0P3 口为 FFH 外,其余寄存器均为0。第 3 章 MCS-51系列单片机的指令系统3-3 MCS-51系列单片机有哪几种寻址方式?各种寻址方式所对应的寄存器或存储器寻址空间如何?答:MCS-51 系列单片机提供了7 种寻址方式:(1)立即寻址:操作数在指令中直接给出,立即数前面有“#”。(2)直接寻址:在指令中直接给出操作数地址。对应片低128
11、 个字节单元和特殊功能寄存器。(3)寄存器寻址:以寄存器的容作为操作数。对应的寄存器有:R0R7、A、AB 寄存器和数据指针DPTR。(4)寄存器间接寻址:以寄存器的容作为RAM地址,该地址中的容才是操作数。对应片 RAM 的低 128 个单元采用R0、R1 作为间址寄存器,片外 RAM 低 256 个单元可用R0、R1 作为间址寄存器,整个64KB 空间可用DPTR 作为间址寄存器。(5)变址寻址:以DPTR 或 PC 作为基址寄存器,以累加器A 作为变址寄存器,并以两者容相加形成的16 位地址作为操作数地址。对应片、片外的ROM 空间。(6)相对寻址:只在相对转移指令中使用。对应片、片外的
12、ROM 空间。(7)位寻址:对可寻址的位单独进行操作。对应位寻址区20H2FH 单元的 128 位和字节地址能被8 整除的特殊功能寄存器的相应位。3-4 若访问特殊功能寄存器,可使用那些寻址方式?答:直接寻址方式。3-5 若访问外部RAM 单元,可使用那些寻址方式?答:寄存器间接寻址方式。3-6若访问部RAM 单元,可使用那些寻址方式?答:立即寻址方式,直接寻址方式,寄存器寻址方式,寄存器间接寻址方式,位寻址方式。3-7若访问外程序存储器,可使用那些寻址方式?答:变址寻址方式3-9 外部数据传送指令有几条?试比较下面每一组中两条指令的区别。(1)MOVX A,R1 ,MOVX A,DPTR(2
13、)MOVX A,DPTR ,MOVX DPTR,A(3)MOV R0,A ,MOVX R0,A(4)MOVC A,A+DPTR ,MOVX A,DPTR 答:外部数据传送指令有6 条:MOVX A,DPTR MOVX DPTR,A MOVX A,Ri MOVX Ri,A MOVC A,A+DPTR MOVC A,A+PC(1)MOVX A,R1 MOVX A,DPTR都是访问片外RAM,但二者寻址围不同。前 1 条指令是对片外RAM 低 256 个单元的“读”操作。后 1 条指令是对片外RAM64KB 空间的“读”操作。(2)MOVX A,DPTR MOVX DPTR,A访问空间相同,但数据传
14、送方向不同。前 1 条指令是对片外RAM64KB 空间的“读”操作。后 1 条指令是对片外RAM64KB 空间的“写”操作。(3)MOV R0,A MOVX R0,A二者访问的空间不同。前 1 条指令是对片RAM 低 128 个单元的“写”操作。后 1 条指令是对片外RAM 低 256 个单元的“写”操作。(4)MOVC A,A+DPTR MOVX A,DPTR二者访问的空间不同,寻址方式不同。前 1 条指令是变址寻址方式,对ROM 操作。后 1 条指令是寄存器间接寻址方式,对片外RAM 操作。3-10 已知(30H)=40H,(40H)=10H,(10H)=32H,(P1)=EFH,试写出执
15、行以下程序段后有关单元的容。MOV R0,#30H MOV A,R0 MOV R1,A MOV B,R1 MOV R1,P1 MOV P2,P1 MOV 10H,#20H MOV 30H,10H 答:R030H,(R0)=30HA(R0),(A)=40HR1(A),(R1)=40HB(R1),(B)=10H(R1)(P1),(R1)=(40H)=EFHP2(P1),(P2)=EFH10H 20H,(10H)=20H30H(10H),(30H)=20H结果:(R0)=30H,(A)=40H,(R1)=40H,(B)=10H,(40H)=EFH,(P2)=EFH,(10H)=20H,(30H)=2
16、0H 3-11 试写出完成以下数据传送的的指令序列。(1)R1 的容传送R0;(2)片外 RAM 60H 单元的容送入R0;(3)片外 RAM 60H 单元的容送入片RAM 40H 单元;(4)片外 RAM 1000H单元的容送入片外RAM 40H 单元;(5)ROM 2000H 单元的容送入R2;(6)ROM 2000H 单元的容送入片RAM 40H 单元;(7)ROM 2000H 单元的容送入片外RAM 0200H 单元。答:(1)由于在工作寄存器与工作寄存器之间不能直接传送数据,所以需要借助累加器A。MOV A,R1 MOV R0,A(2)片外RAM 向片 RAM 传送数据,不能直接进行
17、,需要借助累加器A。由于片外RAM 是 60H 单元,地址小于FFH,所以间址寄存器使用Ri 即可。MOV R1,#60H MOVX A,R1 MOV R0,A(3)MOV R1,#60H MOVX A,R1 MOV 40H,A(4)片外数据不能直接送入片外单元,需要先将片外数据读入累加器,然后再送到片外。MOV DPTR,#1000H MOVX A,DPTR MOV R1,#40H MOVX R1,A(5)ROM 中的数据需要使用查表指令才能读出来,所以此题不能使用一般的传送指令从 ROM 中读数据。MOV DPTR,#2000H MOV A,#00H MOVC A,A+DPTR MOV R
18、2,A(6)MOV DPTR,#2000H MOV A,#00H MOVC A,A+DPTR MOV 40H,A(7)MOV DPTR,#2000H MOV A,#00H MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#0200H MOVX DPTR,A3-12 试编程,将外部RAM 1000H 单元中的数据与部RAM 60H 单元中的数据相互交换。答:片外 RAM 与片 RAM 之间的数据传送不能直接进行,需要借助累加器A。数据交换需要使用数据交换指令XCH。MOV DPTR,#1000H MOVX A,DPTR XCH A,60H MOVX DPTR,A3-14 已知(A)=5BH,(R1
19、)=40H,(40H)=C3H,(PSW)=81H,试写出各条指令的执行结果,并说明程序状态字的状态。(1)XCH A,R1 (2)XCH A,40H(3)XCH A,R1 (4)XCHD A,R1(5)SWAP A (6)ADD A,R1(7)ADD A,40H (8)ADD A,#40H(9)ADDC A,40H (10)SUBB A,40H(11)SUBB A,#40H 答:(1)结果:(A)(R1),(A)=40H,(R1)=5BH,(PSW)=81H(2)结果:(A)(40H),(A)=C3H,(40H)=5BH,(PSW)=80H(3)结果:(A)(R1),(A)=C3H,(R1)
20、=(40H)=5BH,(PSW)=80H(4)结果:(A)03(R1)03,(A)=53H,(R1)=(40H)=CBH,(PSW)=80H(5)结果:(A)03(A)47,(A)=B5H,(PSW)=81H(6)结果:A(A)+(R1),(A)=9BH,(PSW)=05H(7)结果:A(A)+(40H),(A)=1EH,(PSW)=80H(8)结果:A(A)+40H,(A)=9BH,(PSW)=05H(9)结果:A(A)+(40H)+CY,(A)=1FH,(PSW)=81H(10)结果:A(A)-(40H)-CY,(A)=97H,(PSW)=85H(11)结果:A(A)-40H-CY,(A)
21、=1AH,(PSW)=01H 3-26 已知(A)=5BH,(R1)=40H,(40H)=C3H,(PSW)=81H,试写出各条指令的执行结果,并说明程序状态字的状态。(1)XCH A,R1 (2)XCH A,40H(3)XCH A,R1 (4)XCHD A,R1(5)SWAP A (6)ADD A,R1(7)ADD A,40H (8)ADD A,#40H(9)ADDC A,40H (10)SUBB A,40H(11)SUBB A,#40H 答:指令 LJMP addr16 是长转移指令,指令中提供了16 位目的地址,寻址围是64KB。指令 AJMP addr11 是绝对转移指令,指令中 11
22、 位目的地址,其中 a7a0在第二字节,a10a8 则占据第一字节的高3 位,寻址围是与PC 当前值(本指令所在地址+本条指令所占用的字节数2)在同一个2K 的区域。3-27 试分析以下两段程序中各条指令的作用。程序执行完将转向何处?(1)MOV P1,#0CAH MOV A,#56H JB P1.2,L1 JNB ACC.3,L2 L1:L2:(2)MOV A,#43H JB ACC.2,L1 JBC ACC.6,L2 L1:L2:答:(1)MOV P1,#0CAH ;P1CAH,P1=CAH=11001010B MOV A,#56H ;A56H,A=56H=01010110B JB P1.
23、2,L1 ;若 P1.2=1,则转移至L1 JNB ACC.3,L2 ;若 ACC.3=0,则转移至L2L1:L2:执行完本段程序后将转移至L2,因为 P1.2=0,ACC.3=0,所以转至L2。(2)MOV A,#43H ;A43H,A=43H=01000011B JB ACC.2,L1 ;若 ACC.2=1,则转移至L1 JBC ACC.6,L2 ;若 ACC.6=1,则转移至 L2,同时将 ACC.6清零L1:L2:执行完本段程序后将转移至L2,因为 ACC.2=0,ACC.6=1,所以转至L2,并且将 ACC.6清零。第 4 章 汇编语言程序设计4-3 存放在部RAM 的 DATA 单
24、元中的变量X 是一个无符号整数,试编程计算下面函数的函数值并存放到部RAM 的 FUNC 单元中。答:ORG 0300H MOV A,DATA CJNE A,#20,LOP1LOP1:JC LOP3 CJNE A,#50,LOP2LOP2:JC LOP4 MOV B,#1 LJMP LOP5LOP3:MOV B,#2 LJMP LOP5LOP4:MOV B,#5LOP5:MUL AB MOV FUNC,A RET4-5 某单片机应用系统有44 键盘,经键盘扫描程序得到被按键的键值(00H0FH)存放在 R2 中,16 个键的键处理程序入口地址分别为KEY0、KEY1、KEY2、KEY15。试编
25、程实现,根据被按键的键值,转对应的键处理程序。答:ORG 0500H MOV DPTR,#JPTAB MOV A,R2 RL A JMP A+DPTRJPTAB:AJMP KEY0 AJMP KEY1 AJMP KEY2 AJMP KEY15KEY0:KEY1:KEY2:KEY15:4-6 试编程将片40H60H 单元中容传送到外部RAM 以 2000H 为首地址的存储区中。答:ORG 0600H MOV R0,#40H MOV DPTR,#2000H MOV R7,#21HLOOP:MOV A,R0 MOVX DPTR,A INC R0 INC DPTR DJNZ R7,LOOP RET4-
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