单片机原理及接口技术习题答案第四版李朝青修订后.docx
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1、单片机原理及接口技术课后习题答案(第四版)李朝青第一章1 .什么是微解决器(CPU)、微机和单片机?答微解决器自身不是计算机,但它是小型计算机或微机的控制和解决部分。微机则是具有完整运算及控制功能的计算机,除了微解决器外还涉及存储器、接口适配器以及输入输出设备等。单片机是将微解决器、一定容量的RAM、ROM以及I/O口、定期器等电路集成在一块芯片上,构成的单片微型计算机。2 .单片机具有哪些特点(1)片内存储容量越来越大。(2抗干扰性好,可靠性高。(3)芯片引线齐全,容易扩展。(4)运营速度高,控制功能强。(5)单片机内部的数据信息保存时间很长,有的芯片可以达成12023以上。3 .微型计算机
2、如何执行一个程序?答:通过CPlJ指令,提到内存当中,再逐个执行。4 .微型计算机由那几部分构成?微解决器,存储器,接口适配器(即I/O接口),I/O设备第二章1. 89C51单片机内包含哪些重要逻辑功能部件?答:80C51系列单片机在片内集成了以下重要逻辑功能部件:(I)CPU(中央解决器):8位(2)片内RAM:128B(3)特殊功能寄存器:21个(4)程序存储器:4KB(5)并行I/O口:8位,4个(6)串行接口:全双工,1个(7)定期器/计数器:16位,2个(8)片内时钟电路:1个2. 89C51的EA端有何用途?答:/EA端接高电平时,CPU只访问片内并执行内部程序,存储器。/EA端
3、接低电平时,CPU只访问外部ROM,并执行片外程序存储器中的指令。/EA端保持高电平时,CPU执行内部存储器中的指令。3. 89C51的存储器分哪几个空间?如何区别不同空间的寻址?答:ROM(片内ROM和片外ROM统一编址)(使用MoVC)(数据传送指令)(16bits地址)(64KB)片外RAM(MOVX)(16bits地址)(64KB)片内RAM(MOV)(8bits地址)(256B)4. 简述89C51片内RAM的空间分派。答:片内RAM有256B低128B是真正的RAM区高128B是SFR(特殊功能寄存器)区5. 简述布尔解决存储器的空间分派,片内RAM中包含哪些可位寻址单元。答:片内
4、RAM区从00lFFH(256B)其中20H2FH(字节地址)是位寻址区相应的位地址是OOH7FH6. 如何简捷地判断89C51正在工作?答:用示波器观测8051的XTA1.2端是否有脉冲信号输出(判断震荡电路工作是否正常?)A1.E(地址锁存允许)(Address1.atchEnable)输出是fosc的6分频用示波器观测A1.E是否有脉冲输出(判断8051芯片的好坏?)观测PSEN(判断8051可以到EPROM或ROM中读取指令码?)由于/PSEN接外部EPROM(ROM)的/0E端子OE=OutputEnable(输出允许)7. 89C51如何拟定和改变当前工作寄存器组?答:PSW(程序
5、状态字)(ProgramStatusWord)中的RSI和RSO可以给出4中组合用来从4组工作寄存器组中进行选择PSW属于SFR(SpecialFunctionRegister)(特殊功能寄存器)8. 89C51PO口用作通用I/O口输入时,若通过TT1.“0C”门输入数据,应注意什么?为什么?答:应当要接一个上拉电阻9. 读端口锁存器和“读引脚”有何不同?各使用哪种指令?答:读锁存器(AN1.PO,A)就是相称于从存储器中拿数据,而读引脚是从外部拿数据(如M(WA,Pl这条指令就是读引脚的,意思就是把端口pl输入数据送给A)传送类MOV,判位转移JB、JNB、这些都属于读引脚,平时实验时经常
6、用这些指令于外部通信,判断外部键盘等;字节互换XCH、XCHD算术及逻辑运算OR1.、CP1.、AN1.sADD、ADDCsSUBB、INC、DEC控制转移CJNE、DJNZ都属于读锁存器。10.89C51P0P3口结构有何不同?用作通用1/0口输入数据时,应注意什么?答:PO口内部没有上拉电阻,可以用做16位地址的低8位;P3有第二功能;P2口可以用做16位地址的高8位;需要上拉电阻。OC门电路无法输出高低电平,只有靠上拉电阻才干实现11 .89C51单片机的EA信号有何功能?在使用8031时,EA信号引脚应如何解决?答:(l)80C51单片机的EA信号的功能EA为片外程序存储器访问允许信号
7、,低电平有效;在编程时,其上施加21V的编程电压EA引脚接高电平时,程序从片内程序存储器开始执行,即访问片内存储器;EA引脚接低电平时,迫使系统所有执行片外程序存储器程序。(2)在使用80C31时,EA信号引脚的解决方法由于80C31没有片内的程序存储器,所以在使用它时必然要有外部的程序存储器,EA信号引脚应接低电平。12 .89C51单片机有哪些信号需要芯片引脚以第2功能的方式提供?答:第一功能第二功能串行口:P3.0RXD(串行输入口)中断:P3.2INTO外部中断0P3.3INTl外部中断1定期器/计数器(TO、T1):P3.4TO(定期器/计数器0的外部输入)P3.5Tl(定期器/计数
8、器1的外部输入)数据存储器选通:P3.6WR(外部存储器写选通,低电平有效,输出)P3.7RD(外部存储器读选通,低电平有效,输出)定期器/计数器(T2):P1.OT2(定期器T2的计数端)Pl.1T2EX(定期器T2的外部输入端)P3.1TXD(串行输出口)13 .内部RAM低128字节单元划分为哪3个重要部分?各部分重要功能是什么?答:片内RAM低128单元的划分及重要功能:(1)工作寄存器组(OOH1FH)这是一个用寄存器直接寻址的区域,内部数据RAM区的031(00HlFH),共32个单元。它是4个通用工作寄存器组,每个组包含8个8位寄存器,编号为R(TR7。(2)位寻址区(20H2F
9、H)从内部数据RAM区的3247(20H2FH)的16个字节单元,共包含128位,是可位寻址的RAM区。这16个字节单元,既可进行字节寻址,又可实现位寻址。(3)字节寻址区(30H7FH)从内部数据RAM区的48127(30H7FH),共80个字节单元,可以采用间接字节寻址的方法访问。14 .使单片机复位有几种方法?复位后机器的初始状态如何?答:(1)单片机复位方法单片机复位方法有:上电自动复位、按键手动复位和两种方式(2)复位后的初始状态复位后机器的初始状态,即各寄存器的状态:PC之外,复位操作还对其他一些特殊功能寄存器有影响,它们的复位状态如题表2-1所例15 .开机复位后,CPU使用的是
10、哪组工作寄存器?它们的地址是什么?CPU如何拟定和改变当前工作寄存器组?答:一般开机复位后都是选择第一组通用工作寄存器作为工作寄存器的,一共有4组,分别为0.1.2.3连续位于OOh到IFH地址,然后在机器中有个程序状态字PSW,它的第四和第三位RSI,RSO是用来选择工作寄存器组的,也许不同机器地址稍有不同。他们俩的值和寄存器组的关系:RS1/RS00/00/11/01/1使用的工作寄存器Ol23地址00-0708-0F10-1718-1F写程序的时候就是通过定义程序状态字来选择使用不同的寄存器组。也可以直接对RSI和RSO赋值。(最后一问同题7)16 .程序状态寄存器PSW的作用是什么?常
11、用标志有哪些位?作用是什么?答:PSW是一个SFR(特殊功能寄存器)位于片内RAM的高128B具体地址DoH(OOHFFH)(片内RAM的编址)(8bits编址方法)PSW=ProgramStatusWord(程序状态字)PSW的常用标志位有哪些?CY=Carry(进位标志位)AC=AuxiliaryCarry(辅助进位标志位)(半进位标志位)FO用户标志位RSbRSO,用来选择当前工作寄存器组(R(TR7)(4选1)OV=Overflow(溢出标志位)P=Parity(奇偶校验位)17 .位地址7CH与字节地址7CH如何区别?位地址7CH具体在片内RAM中的什么位置?答:用不同的寻址方式来加
12、以区分,即访问128个位地址用位寻址方式,访问低128字节单元用字节寻址和间接寻址。具体地址为2F的第五位,即为7C。18 .89C51单片机的时钟周期与振荡周期之间有什么关系?什么叫机器周期和指令周期?答:时钟信号的周期称为机器状态周期,是振荡周期的两倍。一个机器周期是指CPU访问存储器一次所需的时间。指令周期是执行一条指令所需的时间。19 .一个机器周期的时序如何划分?答:一个机器周期=12个震荡周期二6个时钟周期(状态周期)SlPl,S1P2,S2P1,S2P2,S3P1,S3P2,S4P1,S4P2,S5P1,S5P2,S6P1,S6P2其中s=state(状态),p=phase(相位
13、)20 .什么叫堆栈?堆栈指针SP的作用是什么?89C51单片机堆栈的容量不能超过多少字节?答:堆栈都是一种数据项按序排列的数据结构,只能在一端(称为栈顶(top)对数据项进行插入和删除。要点:堆:顺序随意栈:后进先出(1.aStTnFirst-OUt)在调用子程序时需要保存调用函数的CPU寄存器PC指针,PC指针是被CA1.1.指令自动压入SP所指向的片内存储器,CPU寄存器要由用户用PUSH指令自行保存,因此SP的作用就是一个指针,当进行中断调用,子函数调用时将现场数据压入SP所指向的存储器,SP自动增长1或2,当中断结束RETI,调用返回RET,POP时将SP数据弹出,SP自动减1或,2
14、8051最大为128字节的片内存储器,21 .89C51有几种低功耗方式?如何实现?答:空闲方式和掉电方式空闲方式和掉电方式是通过对SFR中的PCoN(地址87H)相应位置1而启动的。当CPU执行完置ID1.=I(PCONj)的指令后,系统进入空闲工作方式。这时,内部时钟不向CPU提供,而只供应中断、串行口、定期器部分。CPU的内部状态维持,即涉及堆栈指针SP、程序计数器PC、程序状态字PSM累加器ACC所有的内容保持不变,端口状态也保持不变。A1.E和PSEN保持逻辑高电平。当CPU执行一条置PCON.1位(PD)为1的指令后,系统进入掉电工作方式。在这种工作方式下,内部振荡器停止工作。由于
15、没有振荡时钟,因此,所有的功能部件都停止工作。但内部RAM区和特殊功能寄存器的内容被保存,而端口的输出状态值都保存在相应的SFR中,A1.E和PSEN都为低电平。22 .PC与DPTR各有哪些特点?有何异同?答:(1)程序计数器PC作为不可寻址寄存器的特点程序计数器PC是中央控制器申最基本的寄存器,是一个独立的计数器,存放着下一条将程序存储器中取出的指令的地址。程序计数器PC变化的轨迹决定程序的流程。程序计数器的宽度决定了程序存储器可以寻址的范围。程序计数器PC的基本工作方式有:程序计数器PC自动加1.这是最基本的工作方式,也是这个专用寄存器被称为计数器的因素。执行条件或无条件转移指令时,程序
16、计数器将被置入新的数值,程序的流向发生变化。变化的方式有下列几种:带符号的相对跳转SJMP、短跳转AJMP、长跳转IJMP及JMPA+DPTR等。在执行调用指令或响应中断时:PC的现行值,即下一条将要执行的指令的地址送入堆栈,加以保护;将子程序的入口地址或者中断矢量地址送入PC,程序流向发生变化,执行子程序或中断服务程序;子程序或中断服务程序执行完毕,碰到返回指令RET或RETl时,将栈顶的内容送到PC寄存器中,程序流程又返回到本来的地方,继续执行。(2)地址指针DPTR的特点地址指针DPTR的特点是,它作为片外数据存储器寻址用的地址寄存器(间接寻址)。(3)地址指针DPTR与程序计数器PC的
17、异同相同之处: 两者都是与地址有关的、16位的寄存器。其中,PC与程序存储器的地址有关,而DPTR与数据存储器的地址有关。 作为地址寄存器使用时,PC与DPTR都是通过PO和P2口(作为16位地址总线)输出的。但是,PC的输出与A1.E及PSEN有关;DPTR的输出,则与A1.E、RD及WR相联系。不同之处: PC只能作为16位寄存器对待,由于有自动加1的功能,故又称为计数器;DPTR可以作为16位寄存器对待,也可以作为两个8位寄存器对待。 PC是不可以访问的,有自己独特的变化方式,它的变化轨迹决定了程序执行的流程;DPTR是可以访问的,如MOVDPTR,#XXXXH,INCDPTPo23.8
18、9C51端口锁存器的“读一修改一写”操作与“读引脚”操作有何区别?答:指令系统中有些指令读锁存器的值,有些指令则读引脚上的值。读锁存器指令是从锁存器中读取一个值并进行解决,把解决后的值(原值或已修改后的值)重新写入锁存器中。这类指令称为读-修改-写指令。对于读-修改-写指令。直接读锁存器而不是读端口引脚,是由于从引脚上读出的数据不一定能真正反映锁存器的状态。第三章1、指令:CPU根据人的意图来执行某种操作的命令指令系统:一台计算机所能执行的所有指令集合机器语言:用二进制编码表达,计算机能直接辨认和执行的语言汇编语言:用助记符、符号和数字来表达指令的程序语言高级语言:独立于机器的,在编程时不需要
19、对机器结构及其指令系统有进一步了解的通用性语言2、见第1题3、操作码目的操作数,源操作数4、寻址方式寻址空间立即数寻址程序存储器ROM直接寻址片内RAM低128B、特殊功能寄存器寄存器寻址工作寄存器R0-R7、A、B、C、DPTR寄存器间接寻址片内RAM低128B、片外RAM变址寻址程序存储器(A+PC,A+DPTR)相对寻址程序存储器256B范围(PC+偏移量)位寻址片内RAM的20H-2FH字节地址、部分SFR5、要访问特殊功能寄存器和片外数据存储器,应采用哪些寻址方式?答SFR:直接寻址,位寻址,寄存器寻址;片外RAM:寄存器间接寻址6、MOVA,40H;直接寻址(40H)-AMOVRO
20、,A;寄存器寻址(八)-RoMOVPl,#0F0H;立即数寻址OFOfPlMOVR0,30H;直接寻址(30H)(RO)MOVDPTR,#3848H;立即数寻址3848HfDpTRMOV40H,38H;直接寻址(38H)-40HMOVR0,30H;直接寻址(30H)-ROMOVPO,RO;寄存器寻址(RO)-PoMOV18H,#30H;立即数寻址30H-18HMOVA,R0;寄存器间接寻址(Ro)fAMOVP2,Pl;直接寻址(PI)P2最后结果:(Ro)=38H,(八)=40H,(PO)=38H,(Pl)=(P2)=OFOH,(DPTR)二3848H,(18H)=30H,(30H)=38H,
21、(38H)=40H,(40H)=40H,(48H)=38H注意:一左边是内容,右边是单元7、对89C51/S51片内RAM的高128字节的地址空间寻址要注意什么?答用直接寻址,位寻址,寄存器寻址8、指出下列指令的本质区别?MOVA,DATA;直接寻址2字节1周期MOVA,#DATA;立即数寻址2字节1周期MOVDATA1,DATA2;直接寻址3字节2周期MOV74H,#78H;立即数寻址3字节2周期假如想查某一指令的机器码,字节数或周期数可查阅书本后面的附录A9、MOVA,R0;(RO)=80HfAMOVR0,40H;(40H)=O8H-(RO)MOV40H,A;(八)=80-40HMOVR0
22、,#35H;35H-R0最后结果:(RO)=35H(八)=80H,(32H)=08H,(40H)=80H10、如何访问SFR?用直接寻址,位寻址,寄存器寻址Ik如何访问片外RAM?只能采用寄存器间接寻址(用MOVX指令)12、如何访问片内RAM?低128字节:直接寻址,位寻址,寄存器间接寻址,寄存器寻址(R0R7)高128字节:直接寻址,位寻址,寄存器寻址13、如何访问片内外RoM?采用变址寻址(用MC)VC指令)14、说明十进制调整的因素和方法答:压缩BCD码在进行加法运算时应逢十进一,而计算机只将其当作十六进制数解决,此时得到的结果不对的。用DAA指令调整(加06H,60H,66H)15、
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