周国运版51单片机课后习题答案.pdf
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1、第 1章 习 题 答 案 1.什 么 是 单 片 机？答：将 中 央 处 理 器(Central Processing Unit,CPU)、随 机 存 储 器、只 读 存 储 器、中 断 系 统、定 时 器/计 数 器 以 及 I/O接 口 电 路 等 微 型 计 算 机 的 主 要 部 件 集 成 在 一 块 芯 片 上，使 其 具 有 计 算 机 的 基 本 功 能，就 叫 做 单 片 微 型 计 算 机(Single ChipMicro Computer,SCMC),简 称 单 片 机。由 于 单 片 机 的 指 令 功 能 是 按 照 工 业 控 制 的 要 求 设 计，所 以 单 片
2、 机 又 称 为 微 控 制 器(Micro Controller Unit,MCU)。2.单 片 机 有 哪 些 特 点？答：(1)单 片 机 的 存 储 器 ROM和 RAM是 严 格 区 分 的。ROM称 为 程 序 存 储 器，只 存 放 程 序、固 定 常 数 及 数 据 表 格。RAM则 为 数 据 存 储 器，用 作 工 作 区 及 存 放 用 户 数 据。(2)采 用 面 向 控 制 的 指 令 系 统。(3)单 片 机 的 I/O引 脚 通 常 是 多 功 能 的。(4)单 片 机 的 外 部 扩 展 能 力 强。(5)单 片 机 体 积 小，成 本 低，运 用 灵 活，易
3、于 产 品 化。(6)面 向 控 制，能 有 针 对 性 地 解 决 从 简 单 到 复 杂 的 各 类 控 制 任 务，因 而 能 获 得 最 佳 的 性 能 价 格 比。(7)抗 干 扰 能 力 强，适 用 温 度 范 围 宽。(8)可 以 方 便 地 实 现 多 机 和 分 布 式 控 制，使 整 个 控 制 系 统 的 效 率 和 可 靠 性 大 为 提 高。3.单 片 机 的 应 用 有 哪 些？答：(1)工 业 控 制。单 片 机 可 以 构 成 各 种 工 业 控 制 系 统、数 据 采 集 系 统 等。如 数 控 机 床、自 动 生 产 线 控 制、电 机 控 制、测 控 系
4、统 等。(2)仪 器 仪 表。如 智 能 仪 表、医 疗 器 械、数 字 示 波 器 等。(3)计 算 机 外 部 设 备 与 智 能 接 口。如 图 形 终 端 机、传 真 机、复 印 机、打 印 机、绘 图 仪、磁 盘/磁 带 机、智 能 终 端 机 等。(4)商 用 产 品。如 自 动 售 货 机、电 子 收 款 机、电 子 秤 等。(5)家 用 电 器。如 微 波 炉、电 视 机、空 调、洗 衣 机、录 像 机、音 响 设 备 等。(6)消 费 类 电 子 产 品。(7)通 讯 设 备 和 网 络 设 备。(8)儿 童 智 能 玩 具。(9)汽 车、建 筑 机 械、飞 机 等 大 型
5、机 械 设 备。(10)智 能 楼 宇 设 备。(11)交 通 控 制 设 备。4.常 见 的 单 片 机 有 哪 些 类 型？答：1.AVR单 片 机；2.Motorola单 片 机；3.MicroChip单 片 机；4.Scenix单 片 机；5.EPSON单 片 机；7.GMS90单 片 机；8.华 邦 单 片 机 9.Zilog单 片 机；10.NS单 片 机；11.AX1001单 片 机第 2 章 习 题 答 案 1.MCS-51单 片 机 内 部 包 含 哪 些 主 要 逻 辑 功 能 部 件？答：(1)1个 8 位 的 微 处 理 器 CPU。(2)8KB的 片 内 程 序 存
6、储 器 Flash ROM(51子 系 列 的 Flash ROM为 4KB),用 于 烧 录 运 行 的 程 序、常 数 数 据。(3)256B的 片 内 数 据 存 储 器 RAM(51子 系 列 的 RAM为 128B),在 程 序 运 行 时 可 以 随 时 写 入 数 据 和 读 出，用 于 存 放 函 数 相 互 传 递 的 数 据、接 收 的 外 部 数 据、中 间 结 果、最 后 结 果 以 及 显 示 的 数 据 等。(4)3 个 16位 的 定 时 器/计 数 器(51子 系 列 仅 有 2 个 定 时 器)，每 个 定 时 器/计 数 器 可 以 设 置 为 计 数 方
7、式，用 于 对 外 部 事 件 信 号 进 行 计 数，也 可 以 设 置 为 定 时 方 式，满 足 各 种 定 时 要 求。(5)有 一 个 管 理 6 个 中 断 源(51子 系 列 1 是 5 个 中 断 源)、两 个 优 先 级 的 中 断 控 制 器。(6)4 个 8 位 并 行 I/O端，每 个 端 口 既 可 以 用 作 输 入，也 可 以 用 于 输 出。(7)一 个 全 双 工 的 UART(通 用 异 步 接 收 发 送 器)串 行 I/O 口，用 于 单 片 机 之 间 的 串 行 通 信，或 者 单 片 机 与 PC机、其 它 设 备、其 它 芯 片 之 间 的 串
8、行 通 信。(8)片 内 振 荡 电 路 和 时 钟 发 生 器，只 需 外 面 接 上 一 晶 振 或 输 入 振 荡 信 号 就 可 产 生 单 片 机 所 需 要 的 各 种 时 钟 信 号。(9)有 一 个 可 寻 址 64KB外 部 数 据 存 储 器、还 可 以 寻 址 64KB外 部 程 序 存 储 器 的 三 总 线 的 控 制 电 路。2.MCS-51单 片 机 的 瓦 引 脚 有 何 功 能？信 号 为 何 种 电 平？答：诙 为 片 外 程 序 存 储 器 选 择 输 入 端。该 引 脚 为 低 电 平 时，使 用 片 外 程 序 存 储 器，为 高 电 平 时，使 用
9、片 内 程 序 存 储 器。3.MCS-51单 片 机 的 ALE引 脚 有 何 功 能？信 号 波 形 是 什 么？答：ALE为 地 址 锁 存 信 号，每 个 机 器 周 期 输 出 两 个 正 脉 冲。在 访 问 片 外 存 储 器 时 一，下 降 沿 用 于 控 制 外 接 的 地 址 锁 存 器 锁 存 从 P0 口 输 出 的 低 8 位 地 址。在 没 有 接 外 部 存 储 器 时，可 以 将 该 引 脚 的 输 出 作 为 时 钟 信 号 使 用。4.MCS-51单 片 机 的 存 储 器 分 为 哪 几 个 空 间？如 何 区 分 不 同 空 间 的 寻 址？答：MCS-5
10、1单 片 机 有 4 个 存 储 空 间，它 们 是 片 内 程 序 存 储 器 和 数 据 存 储 器，在 片 外 可 以 扩 展 的 程 序 存 储 器 和 数 据 存 储 器。这 4 个 存 储 空 间 可 以 分 成 三 类：片 内 数 据 存 储 空 间(256B的 RAM和 128B的 特 殊 功 能 寄 存 器)、片 外 数 据 存 储 空 间(64KB)、片 内 和 片 外 统 一 编 址 的 程 序 存 储 空 间(64KB)。不 同 的 存 储 空 间，它 们 有 各 自 的 寻 址 方 式 和 访 问 指 令。片 内 数 据 存 储 空 间 用 MOV指 令 访 问。片
11、外 数 据 存 储 空 间 用 MOVX指 令 访 问。片 内 和 片 外 统 一 编 址 的 程 序 存 储 空 间 用 MOVC指 令 访 问。5.简 述 MCS-51单 片 机 片 内 RAM的 空 间 分 配。内 部 RAM低 128字 节 分 为 哪 几 个 主 要 部 分？各 部 分 主 要 功 能 是 什 么？答：片 内 数 据 存 储 器 按 照 寻 址 方 式，可 以 分 为 三 个 部 分：低 128字 节 数 据 区，高 128字 节 数 据 区 间，特 殊 功 能 寄 存 器 区。低 128字 节 数 据 区 分 为 三 个 区 域：工 作寄 存 器 区，位 寻 找 区
12、 和 通 用 数 据 区。工 作 寄 存 器 区 4 组 工 作 寄 存 器；位 寻 找 区 既 可 以 做 位 操 作，也 可 以 字 节 操 作；通 用 数 据 区 用 于 堆 栈 和 存 放 程 序 运 行 时 的 数 据 和 中 间 结 果。6.简 述 MCS-51单 片 机 布 尔 处 理 器 存 储 空 间 分 配，片 内 RAM包 含 哪 些 可 以 位 寻 址 的 单 元。位 地 址 7DH与 字 节 地 址 7DH如 何 区 别？位 地 址 7DH具 体 在 片 内 RAM中 的 什 么 位 置？答:低 128字 节 数 据 区 的 位 寻 找 区 和 高 128字 节 数
13、据 区 的 某 些 可 位 寻 址 的 特 殊 功 能 寄 存 器。位 地 址 7DH与 字 节 地 址 7DH可 通 过 不 同 的 指 令 来 区 别，位 地 址 7DH用 位 寻 址 指 令 来 访 问，字 节 地 址 7DH用 字 节 寻 址 指 令 来 访 问，位 地 址 7DH在 低 128字 节 数 据 区 的 位 寻 找 区 的 2FH字 节。7.MCS-51单 片 机 的 程 序 状 态 寄 存 器 PSW的 作 用 是 什 么？常 用 标 志 有 哪 些 位？作 用 是 什 么？答:PSW是 一 个 8 位 寄 存 器，用 于 设 定 CPU的 状 态 和 指 示 指 令
14、执 行 后 的 状 态。CY(PSW,7)：进 位 标 志。在 执 行 加 减 运 算 指 令 时，如 果 运 算 结 果 的 最 高 位(D7)发 生 了 进 位 或 借 位，则 CY由 硬 件 自 动 置 1。AC(PSW.6)：半 进 位 标 志 位，也 称 为 辅 助 标 志 位。在 执 行 加 减 运 算 指 令 时，如 果 运 算 结 果 的 低 半 字 节(D3)发 生 了 向 高 半 字 节 进 位 或 借 位，则 AC由 硬 件 自 动 置 1。FO、Fl(PSW.5 和 PSW.1)：用 户 标 志 位。用 户 可 以 根 据 需 要 对 FO、F1赋 予 一 定 的 含
15、义，由 用 户 置 1和 清 0,作 为 软 件 标 志。RSk RSO(PSW.4 和 PSW.3)：工 作 寄 存 器 组 选 择 控 制 位。通 过 对 这 两 位 设 定，可 以 从 4 个 工 作 寄 存 器 组 中 选 择 一 组 作 为 当 前 工 作 寄 存 器。0V(PSW.2)：溢 出 标 志 位，有 两 种 情 况 影 响 该 位。一 是 执 行 加 减 运 算 时，如 果 D7或 D6任 一 位，并 且 只 一 位 发 生 了 进 位 或 借 位，则 0V自 动 置 1,P(PSW.0)：奇 偶 标 志 位。每 条 指 令 执 行 完 后，该 位 都 会 指 示 当 前
16、 累 加 器 A中 1的 个 数。如 果 A 中 有 奇 数 个 1,则 P 自 动 置 1。8.MCS-51单 片 机 复 位 后，CPU使 用 哪 组 工 作 寄 存 器？它 们 的 地 址 是 什 么？用 户 如 何 改 变 当 前 工 作 寄 存 器 组？答：MCS-51单 片 机 复 位 后，CPU使 用 0 组 工 作 寄 存 器。它 们 的 地 址 是 08H0FH。通 过 程 序 状 态 字 PSW中 的 RSk RS0标 志 位 改 变 当 前 工 作 寄 存 器 组。9.什 么 叫 堆 栈？堆 栈 指 针 SP的 作 用 是 什 么？答：堆 栈 是 在 RAM专 门 开 辟
17、 的 一 个 特 殊 用 途 的 存 储 区。堆 栈 是 按 照“先 进 后 出”(即 先 进 入 堆 栈 的 数 据 后 移 出 堆 栈)的 原 则 存 取 数 据。堆 栈 指 针 SP是 一 个 8 位 寄 存 器，其 值 为 栈 顶 的 地 址，即 指 向 栈 顶，SP为 访 问 堆 栈 的 间 址 寄 存 器。10.PC与 DPTR各 有 哪 些 特 点?有 何 异 同？答：PC与 DPTR都 是 16位 的 寄 存 器。PC由 两 个 8 位 的 计 数 器 PCH和 PCL组 成。P C 实 际 是 程 序 的 字 节 地 址 计 数 器，它 的 内 容 是 将 要 执 行 的 下
18、 一 条 指 令 的 地 址，具 有 自 加 1功 能。改 变 PC的 内 容 就 可 以 改 变 程 序 执 行 的 方 向。DPTR的 高 字 节 寄 存 器 用 DPH表 示，低 字 节 寄 存 器 用 DPL表 示。DPTR既 可 以 作 为 一 个 16位 寄 存 器 使 用，也 可 以 作 为 两 个 独 立 的 8 位 寄 存 器 使 用。DPTR主 要 用 于 存 放 16位 地 址，以 便 对 64KB的 片 外 RAM和 64KB的 程 序 存 储 空 间 作 间 接 访 问。11.测 试 哪 个 引 脚，可 以 快 捷 地 判 断 单 片 机 是 否 正 在 工 作？答：
19、若 要 检 查 单 片 机 是 否 工 作，可 以 使 用 示 波 器 查 看 ALE引 脚 是 否 有 脉 冲 信 号 输 出。12.读 端 口 锁 存 器 和“读 引 脚”有 何 不 同？各 使 用 哪 些 指 令？答：一 种 是 读 取 锁 存 器 原 来 的 输 出 值，另 一 种 情 况 是 打 开 端 口 的 缓 冲 器 读 取 引 脚 上 的 信 号，读 端 口 锁 存 器,用 MOV A,Pi指 令。“读 引 脚”，要 先 用 MOV Pi,#OFFH对 相 应 端 口 写 FFH,使 输 出 场 效 应 管 T 截 止，才 能 够 正 确 输 入，再 用 MOV A,Pi指
20、令。13.MCS-51单 片 机 的 P0 P3 口 结 构 有 何 不 同？用 作 通 用 I/O 口 输 入 数 据 时 应 注 意 什 么？答：P2 口 是 一 个 双 功 能 口，一 是 通 用 I/O 口，二 是 以 总 线 方 式 访 问 外 部 存 储 器 时 作 为 高 8 位 地 址 口。其 端 口 某 一 位 的 结 构 如 图 2 T 1 所 示，对 比 图 2 T 0 知，与 P1 口 的 结 构 类 似，驱 动 部 分 基 本 上 与 P1 口 相 同，但 比 P1 口 多 了 一 个 多 路 切 换 开 关 MUX和 反 相 器 3。P3 口 是 一 个 多 功 能
21、 口，其 某 一 位 的 结 构 见 图 2-12。与 P1口 的 结 构 相 比 不 难 看 出，P3 口 与 P1 口 的 差 别 在 于 多 了“与 非 门”3 和 缓 冲 器 4。正 是 这 两 个 部 分，使 得 P3 口 除 了 具 有 P1 口 的 准 双 向 I/O 口 的 功 能 之 外，还 可 以 使 用 各 引 脚 所 具 有 的 第 2 功 能。P0多 了 一 路 总 线 输 出（地 址/数 据）、总 线 输 出 控 制 电 路（反 相 器 3和 与 门 4）、两 路 输 出 切 换 开 关 MUX及 开 关 控 制 C,并 且 把 上 拉 电 阻 换 成 了 场 效
22、应 管 T1,以 增 加 总 线 的 驱 动 能 力。用 作 通 用 I/O 口 输 入 数 据 时 应 注 意 要 先 用 MOV Pi,#OFFH对 相 应 端 口 写 FFH,使 输 出 场 效 应 管 T 截 止，才 能 够 正 确 输 入。14.P0 口 用 作 通 用 I/O 口 输 出 数 据 时 应 注 意 什 么？答：P0 口 与 其 它 端 口 不 同，它 的 输 出 级 无 上 拉 电 阻。当 把 它 用 作 通 用 I/O 口 时,输 出 级 是 开 漏 电 路，故 用 其 输 出 去 驱 动 NMOS输 入 时 外 接 上 拉 电 阻，这 时 每 一 位 输 出 可
23、以 驱 动 4 个 LS型 TTL负 载。用 作 输 入 时，应 先 向 端 口 锁 存 器 写 1。15.什 么 叫 时 钟 周 期？什 么 叫 机 器 周 期？什 么 叫 指 令 周 期？时 钟 周 期、机 器 周 期 与 振 荡 周 期 之 间 有 什 么 关 系？答：时 钟 周 期 即 振 荡 周 期：为 晶 振 的 振 荡 周 期，是 最 小 的 时 序 单 位。状 态 周 期：是 振 荡 频 率 2 分 频 后 的 时 钟 周 期。显 然，一 个 状 态 周 期 包 含 2 个 振 荡 周 期。机 器 周 期（MC）：1个 机 器 周 期 由 6 个 状 态 周 期、即 12个 振
24、 荡 周 期 组 成，是 量 度 指 令 执 行 时 间 的 单 位。指 令 周 期：是 执 行 一 条 指 令 所 需 要 的 时 间。一 个 指 令 周 期 由 1 4 个 机 器 周 期 组 成。16.MCS-51单 片 机 常 用 的 复 位 电 路 有 哪 些？复 位 后 机 器 的 初 始 状 态 如 何？答：复 位 电 路 有 两 种 方 式：上 电 自 动 复 位 电 路 和 手 动 复 位 电 路。复 位 后，程 序 计 数 器 PC变 为 0000H,使 单 片 机 从 程 序 存 储 器 地 址 0000H单 元 开 始 执 行。除 P0 P3为 FF出 SP为 07H；
25、SBUF为 不 确 定。大 部 分 特 殊 功 能 寄 存 器 清 零。17.MCS-51单 片 机 有 几 种 低 功 耗 工 作 方 式？如 何 实 现，又 如 何 退 出？答：MCS-51单 片 机 有 空 闲 和 掉 电 两 种 低 功 耗 工 作 方 式。当 CPU执 行 完 置 IDL=1的 指 令 后，系 统 就 进 入 空 闲 方 式。进 入 空 闲 方 式 之 后，有 两 种 方 法 可 以 退 出。一 种 是 任 何 中 断 请 求 被 响 应 都 可 以 由 硬 件 将 IDL位 清 0 而 结 束 空 闲 方 式。另 一 种 退 出 空 闲 方 式 的 方 法 是 硬
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- 国运 51 单片机 课后 习题 答案
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