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单片机原理与应用 第2版 教学PPT 作者 曹克澄 单片机原理与应用习题答案.doc
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《单片机原理及应用》习题答案
第一章 基础知识
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。
2. 将下列十进制数分别转换成为二进制数,十六进制数和 BCD 码数的形式:
100,64,78,80
解:1)100=1100100B=64H=0001 0000 0000BCD;
2)64=1000000B=40H=0110 0100BCD;
3)78=1001110B=4EH=0111 1000BCD。
3. 写出下列十六进制无符号数对应的十进制数和二进制:
0D5H,64H,2CH,4FEH
解:1)0D5H=213=11010101B;
2) 64H=100=1100100B;
3) 2CH=44=101100B;
4) 4FEH=1278=B。
4. 写出下列十进制数对应的二进制原码、反码和补码:
+35,+50,-10,-20
解:1) +35=(23H)
原
=(23H)
反
=(23H)
补
;
2) +50=(32H)
原
=(32H)
反
=(32H)
补
;
3) -10=(8AH)
原
=(0F5H)
反
=(0F6H)
补
;
4) -20=(94H)
原
=(0EBH)
反
=(0ECH)
补
;
5. 根据给定的原码、反码、补码求真值。
1) (0CBH)
原
=(-75)
真值
;
2) (8BH)
反
=(-116)
真值
;
3) (9BH)
补
=(-101)
真值
;
4) (6BH)
补
=(+107)
真值
;
解:1) (0CBH)
原
=(-75)
真值
;
2) (8BH)
反
=(-116)
真值
;
3) (9BH)
补
=(-101)
真值
;
4) (6BH)
补
=(+107)
真值
;
6. 试分别判断下列各组数据大小?
1)A=0.011B B=0.011 C=0.011H
2)A=1001B B=1001 C=1001H
解:1)A=0.011B=0×2
-1
+1×2
-2
+1×2
-3
=0.25+0.125=0.375;
B=0.011
C=0.011H=0×16
-1
+1×16
-2
+1×16
-3
=0.5
所以:A>B>C
2)A=1001B=9;B=1001;C=1001H=4097
所以:A<B<C
7.先将下列各组数据转换为补码表示的带符号数,然后用进行补码运算,再将结果还
原成原码,并写出对应的十进制数检验结果是否正确。
1) (―74)+41
2) (―74)―41
解:根据补码定义有:
―74=(0B6H)
补
,+41=(29H)
补
,―41=(0D7H)
补
1)[(―74)+41]
补
=(―74)
补
+(41)
补
=(0B6H+29H)
补
=(0DFH)
补
=(-33)
真值
十进制数运算:(―74)+41=―33
所以:二者运算结果相同。
2)[(―74)―41]
补
=(―74)
补
+(―41)
补
=(0B6H+0D7H)
补
=(8DH)
补
=(-115)
真值
十进制数运算:(―74)―41=―115
所以:二者运算结果相同。
8.何谓单片机?单片机有何特点?
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。
单片机在控制应用领域中的特点:
(1)体积小、结构简单、可靠性高;
(2)控制功能强;
(3)低电压、低功耗;
(4)优异的性价比。
9.单片机部 ROM 的配置有几种形式?
答:单片机片 ROM 的配置状态可分四种:
(1)片掩膜(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 EPROM 型单片机(如 8751),适合于研制产品样机;
(3)片无 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),部程序存储器电可擦除,使用
更方便。
第 2 章 MCS-51 系列单片机的结构和时序
1.8051 单片机包含哪些主要功能部件?各有什么功能?
答:8051 单片机是一个完整的单片微型计算机。它包括以下功能部件:
(1)1 个 8 位 CPU;
(2)片 4KB 的程序存储器 ROM;
(3)片 128B 的数据存储器 RAM;
(4)可寻址外部程序存储器和数据存储器空间各 64KB 的控制电路;
(5)21 个特殊功能寄存器 SFR;
(6)4 个 8 位并行 I/O 口 P0~P3,共 32 根 I/O 线;
(7)1 个全双工的串行口;
(8)2 个 16 位定时器/计数器;
(9)5 个中断源,有 2 个优先级嵌套中断结构;
(10)片振荡器及时钟电路。
2.8051 单片机的
EA
信号有何功能?8031 的
EA
引脚应如何处理,为什么?
答:(1)
EA
是访问外部程序存储器 ROM 的控制信号。
当
EA
为低电平(接地)时,CPU 只执行外部程序存储器中的程序。
当
EA
为高电平且 PC 值小于 0FFFH(4K)时,CPU 执行部程序存储器的程序,但当 PC
的值超出 4K 时(对 8051/8751/8951)将自动转去执行片外程序存储器的程序。
8031 单片机无片 ROM 的,必须外部扩展程序存储器,因此,8031 的
EA
必须接地
(低电平)。
3.MCS-51 单片机的 P0~P3 口各有什么特点?
答:MCS-51 单片机有 P0、P1、P2、P3 四个双向的 8 位并行 I/O 口,每个端口可以按
字节输入或输出,每一条 I/O 线也可以单独用作输入或输出(即按位进行输入或输出)。
每个端口都是由一个锁存器(即特殊功能寄存器 P0~P3),一个输出驱动器和两个(P3
口为 3 个)输入缓冲器组成。并行 I/O 口作输出时数据可以锁存,作输入时数据可以缓
冲,但它们又各具特点。
(1)P0 口和 P2 口构成 MCS-51 单片机的 16 位地址总线,P0 口还是 8 位的数据总线。
P3 口多用于第二功能输入或输出。通常只有 P1 口用于一般输入/输出。
P3 口各位的第二功能
P3 口
引脚
第二功能
P3 口
引脚
第二功能
P3.0
RXD(串行输入端)
P3.4
T0(定时器 0 的外部输入)
P3.1
TXD(串行输出端)
P3.5
T1(定时器 1 的外部输入)
P3.2
0INT
(外部中断 0 输入)
P3.6
WR
(片外数据存储器写选通控制输出)
P3.3
1INT
(外部中断 1 输入)
P3.7
RD
(片外数据存储器读选通控制输出)
(2)系统复位后,P0~P3 口的 32 个管脚均输出高电平,因此在系统的设计过程中,
应保证这些管脚控制的外设不会因为系统复位而发生误动作。
(3)P0~P3 口输出级的电路结构有所不同。P0 口是三态输出,其每个管脚均可以
驱动 8 个 LSTTL 输入,而 P1~P3 口的输出级均有上拉电阻,每个管脚可驱动 4 个 LSTTL
输入。
(4)每个并行口,可定义一部分管脚为输入脚,另一部分管脚为输出脚,没有使用
的管脚可以悬空。
4.简述 8051 单片机存储器的组织结构和片 RAM 的地址空间分配。
答:8051 单片机的存储器包括程序存储器和数据存储器,从用户使用的角度可分为
三个逻辑地址空间:
(1)片、片外统一编址的 64KB 程序存储器地址空间 0000H~0FFFFH;
(2)64KB 的外部数据存储器或扩展 I/O 口地址空间 0000H~0FFFFH;
(3) 256B 的片数据存储器地址空间 00H~FFH(包括低 128B 的部 RAM 地址 00H~
7FH 和高 128B 的特殊功能寄存器地址空间,21 个 SFR 离散地分布在这个区域)。
部 RAM 共有 128 个单元,根据用途可划分为工作寄存器区、位寻址区和通用 RAM 区,
各区域的特性如下:
(1)工作寄存器区(00H~1FH) 寄存器区 32 个单元共分 4 个组,每个组有 8 个 8
位的寄存器 R0~R7。在任何时刻,四个组中只能有一组可以成为当前工作寄存器组使用,
其他三组作为一般的部 RAM 使用。当前工作寄存器组由程序状态字寄存器 PSW 的 RS0 和
RS1 两位的状态来决定。
(2)位寻址区( 20H~2FH)共 16 个单元,每个单元有 8 个位,每个位都有一个位
地址,编号为 00H~7FH,位寻址区的 16 个单元也可以按字节寻址,作为一般的部 RAM 使
用。
(3)通用 RAM 区(30H~7FH) 这部分存储空间作为一般的部 RAM 区或堆栈区,CPU
只能按字节方式寻址。
5.8051 单片机有哪些特殊功能寄存器?
答:8051 单片机有 21 个 8 位的特殊功能寄存器(SFR),它们的地址离散地分部在部
数据存储器的 80H~FFH 地址空间。
在 8051 单片机结构中,21 个 SFR 在物理上是分散在片各功能部件中:
(1)CPU 的中 SFR:Acc、B、PSW、SP 和 DPTR(16 位寄存器,由 DPH 和 DPL 组成);
(2)定时/计数器单元中的寄存器:TMOD、TCON、T0(16 位寄存器,由 TH0 和 TL0
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