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单片机原理及接口技术第三版李朝青课后习题答案.pdf
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单片机原理及接口技术第三版李朝青课后习题答案.pdf
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单片机原理及接口 李朝青
1.89C51 单片机内包含哪些主要逻辑功能部件?
答: 80C51系列单片机在片内集成了以下主要逻辑功能部件:
(l)CPU( 中央处理器 ):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) 定时器 / 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 flash Rom 并执行内部程序,存储器。
/EA 端接低电平时, 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的空间分配。
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. 简述布尔处理存储器的空间分配,片内 RAM中包含哪些可位寻址单元。
答:片内 RAM区从 00H~FFH(256B)
其中 20H~2FH(字节地址)是位寻址区
对应的位地址是 00H~7FH
6. 如何简捷地判断 89C51正在工作 ?
答:用示波器观察 8051 的 XTAL2端是否有脉冲信号输出(判断震荡电路工作是
否正常?)
ALE (地址锁存允许)( Address Latch Enable )输出是 fosc 的 6 分频
用示波器观察 ALE是否有脉冲输出(判断 8051 芯片的好坏?)
观察 PSEN(判断 8051 能够到 EPROM 或 ROM中读取指令码?)
因为/PSEN接外部 EPROM(ROM)的/OE 端子
OE=Output Enable (输出允许)
7. 89C51 如何确定和改变当前工作寄存器组 ?
答: PSW(程序状态字)( Program Status Word )中的 RS1和 RS0
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(Special Function Register )(特殊功能寄存器)
8. 89C51 P0口用作通用I / O口输入时,若通过 TTL“OC”门输入数据,应注意
什么 ?为什么 ?
答:
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( ANL P0,A)就是相当于从存储器中拿数据,而读引脚是从外部拿
数据(如 MOV A,P1 这条指令就是读引脚的, 意思就是把端口 p1 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,平时实验时经常用这
些指令于外部通信, 判断外部键盘等; 字节交换 XCH、XCHD算术及逻辑运算 ORL、
CPL、ANL、ADD、ADDC、SUBB、INC、DEC控制转移 CJNE、DJNZ都属于读锁存器。
10. 89C51 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: P0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,只有靠上拉电阻才能实现
11. 89C51单片机的EA信号有何功能 ?在使用 8031 时,EA信号引脚应如何处
理?
答: (1)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,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,迫使系统全部执行片外程序存储器程序。
(2) 在使用 80C31时,EA 信号引脚的处理方法
因为 80C31没有片内的程序存储器, 所以在使用它时必定要有外部的程序存
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:
P3.0 RXD (串行输入口)
P3.1 TXD (串行输出口)
中断:
P3.2 INT0 外部中断 0
P3.3 INT1 外部中断 1
定时器 / 计数器( T0、T1):
P3.4 T0 (定时器 / 计数器 0 的外部输
入)
P3.5 T1 (定时器 / 计数器 1 的外部输
入)
数据存储器选通:
P3.6 WR (外部存储器写选通,低电平
有效,输出)
P3.7 RD (外部存储器读选通,低电平
有效,输出)
定时器 / 计数器( T2):
P1.0 T2 (定时器 T2 的计数端)
P1.1 T2EX (定时器 T2 的外部输入端)
13. 内部 RAM低 128 字节单元划分为哪 3 个主要部分 ?各部分主要功能是什么 ?
答:片内 RAM低 128 单元的划分及主要功能 :
(l) 工作寄存器组 (00H~lFH)
这是一个用寄存器直接寻址的区域,内部数据 RAM区的 0~31(00H~lFH), 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 R0~R7。
(2) 位寻址区 (20H~2FH)
从内部数据 RAM区的 32~47(20H~2FH)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 (30H~7FH)
从内部数据 RAM区的 48~127(30H~7FH),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、按键电平复位和外部脉冲三种方式,如
题图 2-1 所示。
题图 2-1
(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使用的是哪组工作寄存器 ?它们的地址是什么 ?CPU如何确
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 00h 到 1FH地址,
然后在机器中有个程序状态字 PSW,它的第四和第三位 RS1,RS0是用来选择工
作寄存器组的,可能不同机器地址稍有不同。他们俩的值和寄存器组的关系:
RS1/RS0 0/0 0/1 1/0 1/1
使用的工作寄存器 0 1 2 3
地址 00-07 08-0F 10-17 18-1F
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 RS1和 RS0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 D0H(00H~FFH)(片内 RAM的编址)( 8bits 编址方法)
PSW=Program Status Word (程序状态字)
PSW 的常用标志位有哪些?
CY=Carry (进位标志位)
AC=Auxiliary Carry (辅助进位标志位)(半进位标志位)
F0 用户标志位
RS1 ,RS0,用来选择当前工作寄存器组( R0~R7)( 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 =6 个时钟周期(状态周期)
S1P1 ,S1P2,S2P1,S2P2,S3P1,S3P2,S4P1,S4P2,S5P1,S5P2,S6P1,
S6P2 其中 s=state (状态), p=phase(相位)
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 (Last-In/First-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 CALL
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 自动增加 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
8051最大为 128 字节的片内存储器 ,0X20 以上理论都可以做堆栈用 96 字节,8052
为 256 字节 224 字节可用,但这样便没有其它空间可用于数据存储现在的单片机
的程序一般都能用 C51来, 不用关心堆栈大小与 SP寄存器
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 IDL=1(PCON.1)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,而只供给中断、串行口、定时器部分。 CPU的内部状态维
持,即包括堆栈指针 SP、程序计数器 PC、程序状态字 PSW、累加器 ACC所有的
内容保持不变,端口状态也保持不变。 ALE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留, 而端口的输出
状态值都保存在对应的 SFR中, ALE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 :
①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
器的原因。
②执行条件或无条件转移指令时, 程序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 LJMP及
JMP @A+DPTR等。
③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,遇到返回指令 RET或 RETI 时,将栈顶
的内容送到 PC寄存器中,程序流程又返回到原来的地方,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的异同
①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 P0 和 P2口( 作为 16 位地址
总线 ) 输
出的。但是, PC的输出与 ALE及 PSEN有关;DPTR的输出,则与 ALE、RD
及 WR相联系。
②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。
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