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单片机原理及应用课后习题参考答案1~6章.doc
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单片机原理及应用课后习题参考答案1~6章.doc
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《单片机原理及应用》习题答案
第一章 计算机基础知识
1-1 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。
1-3 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。
1-4 在各种系列的单片机中,片内 ROM 的配置有几种形式?用户应根据
什么原则来选用?
答:单片机片内 ROM 的配置状态可分四种:
(1)片内掩膜(Mask)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。
1-5 写出下列各数的另两种数制的表达形式(二、十、十六进制)
1100010
1001110
10
111111
11101
101
98 20039 585 16236 29 1495
62H 4E47H 249H 3F6CH 1D 5D7
1-6 写出下列各数的 BCD 参与:
59:01011001,1996:10110,4859.2:11001.0010
389.41:1.01000001
第二章 MCS-51 单片机的硬件结构
2-1 8052 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:
①8 位中央处理器 CPU 一个
②片内振荡器及时钟电路
③256B 数据存储器 RAM。
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④8KB 片内程序存储空间 ROM
⑤21 个特殊功能寄存器 SFR
⑥4 个 8 位并行 I/O 端口(32 条线)
⑦1 个可编程全双工串行口
⑧可寻址 64KB 的外部程序存储空间和外部数据存储空间
⑨3 个 16 位的定时器/计数器
⑩6 个中断源、2 个优先级嵌套中断结构
2-2 8052 的存储器分哪几个空间?如何区别不同空间的寻址?
答:⑴8052 的存储器分为 6 个编址空间:
①片内 ROM 的容量为 8KB,其地址为 0000H~1FFFH;
②可扩展片外 ROM 的容量为 64KB,其地址为 0000H~FFFFH;
片 内 RAM 的 容 量 为 256B , 其 地 址 为 00H~FFH 分 为 二 块 : ③ 地 址
00H~7FH 共 128B 为片内 RAM 低区,④另 128B 为片内 RAM 高区,其地址
空间为 80H`FFH,其地址空间与 SFR 功能寄存器地址重叠;
⑤可扩展片外 RAM 的容量为 64KB,其地址为 0000H~1FFFH;
⑥特殊功能寄存器 SFR 的空间为 128B,其地址为 80H~FFH,但实际只
定义了 26B 单元,这 26B 单元分散在 80H`F0H。
⑵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 接高电平时,
CPU 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
00H~7FH 中地址为 00H~1FH 这 32 个单元分为 4 个工作寄存器组,分别用
R0~R7 表示,通过工作寄存器指令进行访问。片内 RAM 中的 20H~2FH 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 00H`7FH;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。
2-3 DPTR 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,使用 SFR 中的 82H 和 83H 单元。
2-4 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
20H~2FH 的 16 字节的 128 个位,这些位编址为 00H`7FH;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。
2-5 8052 单片机设置 4 组工作寄存器,如何选择确定和改变当前工作寄
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存器?
答:8052 片内数据存储器的 00H~1FH 这 32 个单元分为 4 级作为 4 个
工作寄存器第 0 组地址 00H`07H,第一组 08H~0FH,第二组 10H~17H,
第 3 组 18H~1FH。每个工作寄存器都有 8 个单元,分别用 R0~R7 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
R0`R7
0 0
0 组(00H`07H)
0 1
1 组(08H`0FH)
1 0
2 组(10H`17H)
1 1
3 组(18H`1FH)
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。
2-6 程序状态字寄存器 PSW 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?
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-128~+127 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,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 P=1;否则 P=0。
2-7 8052 单片机的 引脚有何功能?在使用 8032 时, 引脚就如
何处理?
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。
在 8032 芯片中没有内部程序存储器,因此,8032 芯片的 31 脚 只能
接地。
2-8 8052 内部 RAM 中低 128 B 单元划分为哪几个主要部分?各部分
主要功能是什么?
答:8052 内部数据存储器 RAM 中低 128B 单元地址空间 00H~7FH 被划
分为三个部分。第一部分地址为 00H~1FH 这 32 个单元分为 4 个工作寄存器
组,分别用 R0~R7 表示,通过工作寄存器指令进行访问。片内 RAM 中的第二
- 考试资料
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部分 20H~2FH 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 00H`7FH;第三部分地址 30H~7FH,这部分存储区域可作为 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。
2-9 8052 内部 RAM 中高 128B 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?
答:对 8052 片内高区(80H`0FFH)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。
2-10 什么叫堆栈?堆栈指针 SP 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。
2-12 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 S1~S6,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、S1P2、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 MCS-51 单片机指令系统
3-1 指出下列每一条指令的寻址方式及其完成的操作。
MOV 2FH,#40H ;立即寻址,将 40H 移入片内 2FH 单元
MOV A,2FH ;直接寻址,将片内 2FH 单元的数移入累加器 A
MOV R1,#2FH ;立即寻址,将 2FH 移入当前寄存器组的 R1 单元
MOV A,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 A
MOV 2FH,A ;隐含寻址,将累加器 A 中的值移入片内 2FH 单元
3-2 内部 RAM 的 4FH 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,R1
3-3 指出下列各条指令中,45H 代表什么?
MOV A,#45H ;数值
MOV A,45H ;源地址
MOV 45H,46H ;目标地址
MOV 45H,#45H ;目标地址和数值
MOV C,45H ;源地址
3-4 已 知 : ( A ) =7AH,(R0)=30H , ( 30H ) =0A5H ,
(PSW)=80H,请写出下列各条指令的执行结果:
答 : PSW 的 各 位 为 11110000, 即
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