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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.doc
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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.doc
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单片机原理及接口 李朝青
51 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)特殊功能存放器: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
51 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〔特殊功能存放器〕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存放器组?
.
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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 组工作存放器组中进行选择
PSW 属于 SFR〔Special Function Register〕〔特殊功能存放器〕
8. 89C51 P0 口用作通用I/O口输入时,假设通过 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 门电路无法输出上下电平,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〕
.
实用文档.
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 个主要局部?各局部主要功能是什么?
答:片内 RAM 低 128 单元的划分及主要功能:
(l)工作存放器组(00H~lFH)
这是一个用存放器直接寻址的区域,内部数据 RAM 区的 0~31(00H~lFH),共 32
个单
元。它是 4 个通用工作存放器组,每个组包含 8 个 8 位存放器,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,即各存放器的状态:PC 之外,复位操作还对其他一
些特殊功能存放器有影响,它们的复位状态如题表 2-1 所例
15. 开机复位后,CPU 使用的是哪组工作存放器?它们的地址是什么?CPU 如何确
定和改变当前工作存放器组?
答:一般开机复位后都是选择第一组通用工作存放器作为工作存放器的,一共有
4 组,分别为.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
作存放器组的,可能不同机器地址稍有不同。他们俩的值和存放器组的关系:
RS1/RS0 0/0 0/1 1/0 1/1
使用的工作存放器 0 1 2 3
.
实用文档.
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存放器组。也可以直接
对 RS1 和 RS0 赋值。
〔最后一问同题 7〕
16. 程序状态存放器 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〔特殊功能存放器〕
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,用来选择当前工作存放器组〔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 存放器 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 存放器要由用户用 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 存放器
.
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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,而只供应中断、串行口、定时器局部。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 区和特殊功能存放器的内容被保存,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 作为不可寻址存放器的特点
程序计数器 PC 是中央控制器申最根本的存放器,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 的根本工作方式有:
①程序计数器 PC 自动加 1。这是最根本的工作方式,也是这个专用存放器
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。
变化的方式有以下几种: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
行子程序或中断效劳程序;
●子程序或中断效劳程序执行完毕,遇到返回指令 RET 或 RETI 时,将栈顶
的内容送到 PC 存放器中,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存放器(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 位的存放器。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。
●作为地址存放器使用时,PC 与 DPTR 都是通过 P0 和 P2 口(作为 16 位地址
总线)输
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