《单片机原理及接口技术(修订本)》部分习题与参考答案.doc

单片机原理及接口技术(修订本)部分习题与参考答案第1章 绪论1-2 什么叫单片机？一个完整得单片机芯片至少有哪些部件？答:将微处理器(CPU)、存储器、定时/计数器及输入输出接口电路等部件集成在一块集成电路上,称为单片微型计算机,简称单片机。一个完整得单片机芯片至少有中央处理器(CPU)、随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、定时/计数器及I/O接口等部件。1-5 Intel 公司得主要单片机产品分为哪几大系列？各系列得区别何在？答:Intel公司得MCS-48系列、MCS-51系列、MCS-96系列产品;48系列得单片机在片内集成4位CPU,片内含有多种I/O接口,有得根据不同用途还配有许多专用接口,价格便宜,控制功能强。51系列得单片机在片内集成8位CPU、片内RAM为128字节,ROM为4K字节,4个并行I/O口、2个16位定时/计数器、串行接口、5个中断源。96系列单片机CPU为16位,片内RAM为232字节,ROM为8K字节,片内带有高速输入输出部件,多通道10位A/D转换部件,中断处理为8级。1-6 叙述51子系列与52子系列得区别？答:51子系列包含8031/8051/8751三种型号,它们得基本组成、基本性能都相同,都具有一个8位CPU、片内数据存储器RAM128B、2个16位定时计数器、有5个中断源,一个全双工串行接口,它们之间得区别在于片内程序存储器配置:8031片内没有ROM,使用时需在片外接EPROM。8051片内含有4KB得掩模ROM,其中得程序就是生产厂家制作芯片时烧制得。8751片内含有4KB得EPROM,用户可以先用紫外线擦除器擦除,然后再利用开发机或编程器写入新得程序。52子系列包含8032/8052/8752三种型号,52子系列与51子系列得区别在于:片内ROM与RAM得容量比8051子系列各增加一倍,另外,增加了一个定时/计数器与一个中断源。第2章 MCS-51系列单片机得结构及原理2-2 MCS-51单片机得引脚有何功能？在使用8031时如何接法？使用8751时如何接法？答:引脚就是片内外程序存储器得选择信号。当端保持高电平时,访问内部程序存储器,但在PC(程序计数器)值超过0FFFH(对于8051/8751/80C51)或1FFFH(对于8052)时,将自动转向访问外部程序存储器。当端保持低电平时,不管就是否有内部程序存储器,则只访问外部程序存储器。由于8031片内没有程序存储器,所以在使用8031时,引脚必须接低电平。2-4 MCS-51单片机得内部存储空间就是怎样分配得？答:MCS-51单片机得内部存储空间分为数据存储器与程序存储器。内部数据存储器:共256字节单元,包括低128个单元与高128个单元。低128字节又分成3个区域:工作寄存器区(00H1FH),位寻址区(20H2FH)与用户RAM区(30H7FH)。高128字节就是供给特殊功能寄存器使用得,因此称之为特殊功能寄存器区。内部程序存储器:在8031片内无程序存储器,8051片内具有4KB掩模ROM,8751片内具有4KBEPROM。2-5 如何从MCS-51单片机得4个工作寄存器组中选择当前工作寄存器组？答:MCS-51单片机提供了4组工作寄存器,对于当前工作寄存器组得选择,就是通过PSW中得RS1与RS0来进行选择。具体关系如下表:RS1RS0当前寄存器组00第0组工作寄存器01第1组工作寄存器10第2组工作寄存器11第3组工作寄存器2-6 内部RAM低128个单元就是如何划分得？答:内部RAM低128个单元按用途分成3个区域:工作寄存器区(00H1FH),位寻址区(20H2FH)与用户RAM区(30H7FH)。2-7 DPTR就是什么寄存器？它得作用就是什么？它由哪几个寄存器组成？答:DPTR就是数据指针寄存器,就是一个16位寄存器,用来存放16位存储器得地址,以便对外部数据存储器RAM中得数据进行操作。DPTR由高位字节DPH与低位字节DPL组成。2-8 什么就是堆栈？堆栈有何作用？为什么在程序初始化时要对SP重新赋值？答:所谓堆栈,顾名思义就就是一种以“堆”得方式工作得“栈”。堆栈就是在内存中专门开辟出来得按照“先进后出,后进先出”得原则进行存取得RAM区域。堆栈得用途就是保护现场与断点地址。在8051单片机复位后,堆栈指针SP总就是初始化到内部RAM地址07H。从08H开始就就是8051得堆栈区,这个位置与工作寄存器组1得位置相同。因此,在实际应用中,通常要根据需要在程序初始化时对SP重新赋值,以改变堆栈得位置。2-9 试述程序状态字寄存器PSW各位得含义。答:程序状态字寄存器PSW就是8位寄存器,用于存放程序运行得状态信息。CY(PSW、7):进位标志位。AC(PSW、6):辅助进位标志位。F0(PSW、5)、F1(PSW、1):用户标志位。RS1(PSW、4)、RS0(PSW、3):工作寄存器组选择位。OV(PSW、2):溢出标志位。P(PSW、0):奇偶标志位。2-10 P0、P1、P2、P3口得结构有何不同？使用时要注意什么？各口都有什么用途？答:P0口由一个所存器、两个三态输入缓冲器、场效应管、控制与门、反相器与转换开关组成;作为输出口时,必须外接上拉电阻才能有高电平输出,作为输入口时,必须先向锁存器写“1”;作为普通I/O口使用或低8位地址/数据总线使用。P1口内没有转换开关,但有上拉电阻;只用作普通I/O口使用。P2口比P1口多了一个转换控制开关;作为普通I/O口使用或高8位地址线使用。P3口比P1口增加了与非门与缓冲器;具有准双向I/O功能与第二功能。上述4个端口在作为输入口使用时,应注意必须先向端口写“1”。2-11 请说出指令周期、机器周期、状态与拍得概念。当晶振频率为12MHz、8MHz时,一个机器周期为多少微秒？答:指令周期:执行一条指令所需要得时间。机器周期:CPU完成一个基本操作所需要得时间。状态:振荡脉冲经过二分频后,得到得单片机得时钟信号。拍:振荡脉冲得周期。当晶振频率为12MHz时,一个机器周期为1s;当晶振频率为8MHz时,一个机器周期为3s。2-12 什么就是单片机复位？复位后单片机得状态如何？答:在时钟电路工作后,只要在单片机得RESET引脚上出现24个时钟震荡脉冲(两个机器周期)以上得高电平,单片机就能实现复位。复位后,CPU与系统都处于一个确定得初始状态,在这种状态下,所有得专用寄存器都被赋予默认值,除SP=07H,P0P3口为FFH外,其余寄存器均为0。第3章 MCS-51系列单片机得指令系统3-3 MCS-51系列单片机有哪几种寻址方式？各种寻址方式所对应得寄存器或存储器寻址空间如何？答:MCS-51系列单片机提供了7种寻址方式:(1)立即寻址:操作数在指令中直接给出,立即数前面有“#”。(2)直接寻址:在指令中直接给出操作数地址。对应片内低128个字节单元与特殊功能寄存器。(3)寄存器寻址:以寄存器得内容作为操作数。对应得寄存器有:R0R7、A、AB寄存器与数据指针DPTR。(4)寄存器间接寻址:以寄存器得内容作为RAM地址,该地址中得内容才就是操作数。对应片内RAM得低128个单元采用R0、R1作为间址寄存器,片外RAM低256个单元可用R0、R1作为间址寄存器,整个64KB空间可用DPTR作为间址寄存器。(5)变址寻址:以DPTR或PC作为基址寄存器,以累加器A作为变址寄存器,并以两者内容相加形成得16位地址作为操作数地址。对应片内、片外得ROM空间。(6)相对寻址:只在相对转移指令中使用。对应片内、片外得ROM空间。(7)位寻址:对可寻址得位单独进行操作。对应位寻址区20H2FH单元得128位与字节地址能被8整除得特殊功能寄存器得相应位。3-4 若访问特殊功能寄存器,可使用那些寻址方式？答:直接寻址方式。3-5 若访问外部RAM单元,可使用那些寻址方式？ 答:寄存器间接寻址方式。3-6 若访问内部RAM单元,可使用那些寻址方式？答:立即寻址方式,直接寻址方式,寄存器寻址方式,寄存器间接寻址方式,位寻址方式。3-7 若访问内外程序存储器,可使用那些寻址方式？答:变址寻址方式3-9 外部数据传送指令有几条？试比较下面每一组中两条指令得区别。(1) MOVX A,R1 , MOVX A,DPTR(2) MOVX A,DPTR , MOVX DPTR,A (3) MOV R0 ,A , MOVX R0,A(4) MOVC A,A+DPTR , MOVX A,DPTR答:外部数据传送指令有6条: MOVX A,DPTR MOVX DPTR,A MOVX A,Ri MOVX Ri,A MOVC A,A+DPTR MOVC A,A+PC(1)MOVX A,R1 MOVX A,DPTR 都就是访问片外RAM,但二者寻址范围不同。 前1条指令就是对片外RAM低256个单元得“读”操作。 后1条指令就是对片外RAM64KB空间得“读”操作。(2)MOVX A,DPTR MOVX DPTR,A 访问空间相同,但数据传送方向不同。 前1条指令就是对片外RAM64KB空间得“读”操作。 后1条指令就是对片外RAM64KB空间得“写”操作。(3)MOV R0,A MOVX R0,A 二者访问得空间不同。 前1条指令就是对片内RAM低128个单元得“写”操作。 后1条指令就是对片外RAM低256个单元得“写”操作。(4)MOVC A,A+DPTR MOVX A,DPTR 二者访问得空间不同,寻址方式不同。 前1条指令就是变址寻址方式,对ROM操作。 后1条指令就是寄存器间接寻址方式,对片外RAM操作。3-10 已知(30H)=40H,(40H)=10H,(10H)=32H,(P1)=EFH,试写出执行以下程序段后有关单元得内容。MOV R0, #30HMOV A, R0MOV R1, A MOV B, R1MOV R1, P1MOV P2, P1MOV 10H, #20HMOV 30H, 10H答: R030H,(R0)=30HA(R0),(A)=40HR1(A),(R1)=40HB(R1),(B)=10H(R1)(P1),(R1)=(40H)=EFHP2(P1),(P2)=EFH10H20H,(10H)=20H30H(10H),(30H)=20H结果:(R0)=30H,(A)=40H,(R1)=40H,(B)=10H,(40H)=EFH,(P2)=EFH,(10H)=20H,(30H)=20H3-11 试写出完成以下数据传送得得指令序列。 (1)R1得内容传送R0; (2)片外RAM 60H单元得内容送入R0; (3)片外RAM 60H单元得内容送入片内RAM 40H单元;(4)片外RAM 1000H单元得内容送入片外RAM 40H单元; (5)ROM 2000H单元得内容送入R2; (6)ROM 2000H单元得内容送入片内RAM 40H单元; (7)ROM 2000H单元得内容送入片外RAM 0200H单元。答:(1)由于在工作寄存器与工作寄存器之间不能直接传送数据,所以需要借助累加器A。 MOV A,R1 MOV R0,A(2)片外RAM向片内RAM传送数据,不能直接进行,需要借助累加器A。由于片外RAM就是60H单元,地址小于FFH,所以间址寄存器使用Ri即可。 MOV R1,#60H MOVX A,R1 MOV R0,A(3) MOV R1,#60H MOVX A,R1 MOV 40H,A(4)片外数据不能直接送入片外单元,需要先将片外数据读入累加器,然后再送到片外。 MOV DPTR,#1000H MOVX A,DPTR MOV R1,#40H MOVX R1,A(5)ROM中得数据需要使用查表指令才能读出来,所以此题不能使用一般得传送指令从ROM中读数据。 MOV DPTR,#2000H MOV A,#00H MOVC A,A+DPTR MOV R2,A(6) MOV DPTR,#2000H MOV A,#00H MOVC A,A+DPTR MOV 40H,A(7) MOV DPTR,#2000H MOV A,#00H MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#0200H MOVX DPTR,A3-12 试编程,将外部RAM 1000H单元中得数据与内部RAM 60H单元中得数据相互交换。答:片外RAM与片内RAM之间得数据传送不能直接进行,需要借助累加器A。数据交换需要使用数据交换指令XCH。 MOV DPTR,#1000H MOVX A,DPTR XCH A,60H MOVX DPTR,A3-14 已知(A)=5BH,(R1)=40H,(40H)=C3H,(PSW)=81H,试写出各条指令得执行结果,并说明程序状态字得状态。(1) XCH A, R1 (2) XCH A, 40H(3) XCH A,R1 (4) XCHD A, R1(5) SWAP A (6) ADD A, R1(7) ADD A, 40H (8) ADD A, #40H(9) ADDC A, 40H (10) SUBB A, 40H (11)SUBB A, #40H 答:(1)结果:(A)(R1),(A)=40H,(R1)=5BH,(PSW)=81H(2)结果:(A)(40H),(A)=C3H,(40H)=5BH,(PSW)=80H(3)结果:(A)(R1),(A)=C3H,(R1)=(40H)=5BH,(PSW)=80H(4)结果:(A)03(R1)03,(A)=53H,(R1)=(40H)=CBH,(PSW)=80H(5)结果:(A)03(A)47,(A)=B5H,(PSW)=81H(6)结果:A(A)+(R1),(A)=9BH,(PSW)=05H(7)结果:A(A)+(40H),(A)=1EH,(PSW)=80H(8)结果:A(A)+40H,(A)=9BH,(PSW)=05H(9)结果:A(A)+(40H)+CY,(A)=1FH,(PSW)=81H(10)结果:A(A)-(40H)-CY,(A)=97H,(PSW)=85H(11)结果:A(A)- 40H - CY,(A)=1AH,(PSW)=01H3-26 已知(A)=5BH,(R1)=40H,(40H)=C3H,(PSW)=81H,试写出各条指令得执行结果,并说明程序状态字得状态。(1) XCH A, R1 (2) XCH A, 40H(3) XCH A,R1 (4) XCHD A, R1(5) SWAP A (6) ADD A, R1(7) ADD A, 40H (8) ADD A, #40H(9) ADDC A, 40H (10) SUBB A, 40H (11)SUBB A, #40H 答:指令LJMP addr16就是长转移指令,指令中提供了16位目得地址,寻址范围就是64KB。指令AJMP addr11就是绝对转移指令,指令中11位目得地址,其中a7a0在第二字节,a10a8则占据第一字节得高3位,寻址范围就是与PC当前值(本指令所在地址+本条指令所占用得字节数2)在同一个2K得区域内。3-27 试分析以下两段程序中各条指令得作用。程序执行完将转向何处？ (1) MOV P1,#0CAH MOV A,#56H JB P1、2 ,L1 JNB ACC、3,L2 L1: L2: (2) MOV A,#43H JB ACC、2 ,L1 JBC ACC、6,L2 L1: L2: 答:(1) MOV P1,#0CAH ;P1CAH,P1=CAH=11001010B MOV A,#56H ;A56H,A=56H=01010110B JB P1、2,L1 ;若P1、2=1,则转移至L1 JNB ACC、3,L2 ;若ACC、3=0,则转移至L2 L1: L2: 执行完本段程序后将转移至L2,因为P1、2=0,ACC、3=0,所以转至L2。(2) MOV A,#43H ;A43H,A=43H=01000011B JB ACC、2,L1 ;若ACC、2=1,则转移至L1 JBC ACC、6,L2 ;若ACC、6=1,则转移至L2,同时将ACC、6清零 L1: L2: 执行完本段程序后将转移至L2,因为ACC、2=0,ACC、6=1,所以转至L2,并且将ACC、6清零。第4章 汇编语言程序设计 4-3 存放在内部RAM得DATA单元中得变量X就是一个无符号整数,试编程计算下面函数得函数值并存放到内部RAM得FUNC单元中。 答: ORG 0300H MOV A,DATA CJNE A,#20,LOP1LOP1: JC LOP3 CJNE A,#50,LOP2LOP2: JC LOP4 MOV B,#1 LJMP LOP5LOP3: MOV B,#2 LJMP LOP5LOP4: MOV B,#5LOP5: MUL AB MOV FUNC,A RET4-5 某单片机应用系统有44键盘,经键盘扫描程序得到被按键得键值(00H0FH)存放在R2中,16个键得键处理程序入口地址分别为KEY0、KEY1、KEY2、KEY15。试编程实现,根据被按键得键值,转对应得键处理程序。答: ORG 0500H MOV DPTR,#JPTAB MOV A,R2 RL A JMP A+DPTRJPTAB: AJMP KEY0 AJMP KEY1 AJMP KEY2 AJMP KEY15KEY0: KEY1: KEY2: KEY15: 4-6 试编程将片内 40H60H单元中内容传送到外部RAM以2000H为首地址得存储区中。答: ORG 0600H MOV R0,#40H MOV DPTR,#2000H MOV R7,#21HLOOP: MOV A,R0 MOVX DPTR,A INC R0 INC DPTR DJNZ R7,LOOP RET4-7 试编程将片内 40H60H单元中内容传送到外部RAM以2000H为首地址得存储区中。答: ORG 0700H MOV DPTR,#DATA MOV R7,#10LOOP: MOVX A,DPTR ORL A,#80H MOVX DPTR,A INC DPTR DJNZ R7,LOOP RET4-8 编写程序将外部RAM 3000H开始得13个单元中得数据隔一个传送到内部RAM 30H开始得区域。答: ORG 0800H MOV DPTR,#3000H MOV R0,#30H MOV R7,#7LOOP: MOVX A,DPTR MOV R0,A INC DPTR INC DPTR INC R0 DJNZ R7,LOOP RET4-9 编程将片外RAM地址为1000H1030H得数据块,全部搬迁到片内RAM 30H60H中,并将原数据区全部清0。答: ORG 0900H MOV DPTR,#1000H MOV R1,#30H MOV R7,#31HLOOP: MOVX A,DPTR MOV R1,A CLR A MOVX DPTR,A INC DPTR INC R1 DJNZ R7,LOOP RET4-10 试编程把长度为10H得字符串从内部RAM首地址为DAT1得存储器中向外部RAM首地址为DAT2得存储器进行传送,一直进行到遇见字符CR或整个字符串传送完毕结束。答: ORG 0A00H MOV R1,#DAT1 MOV DPTR,#DAT2 MOV R6,#10HLOOP1: MOV A,R1 CJNE A,#0DH,LOOP2 LJMP LOOP3LOOP2: MOVX DPTR,A INC R1 INC DPTR DJNZ R6,LOOP1LOOP3: RET4-18 设在外部RAM 2000H2004H单元中,存放有5个压缩BCD码,试编程将它们转换成ASC码,存放到以2005H单元为首地址得存储区中。答: ORG 1200H MOV DPTR,#2000H MOV R0,#30H MOV R7,#5LOP1: MOVX A,DPTR ANL A,#0FH ADD A,#30H MOV R0,A INC R0 MOVX A,DPTR ANL A,#0F0H SWAP A ADD A,#30H MOV R0,A INC R0 INC DPTR DJNZ R7,LOP1 MOV DPTR,#2005H MOV R0,#30H MOV R7,#10LOP2: MOV A,R0 MOVX DPTR,A INC R0 INC DPTR DJNZ R7,LOP2 RET 4-20 已知内部RAM 30H与40H单元分别存放着一个数a、b,试编写程序计算a2 b2,并将结果送入30H单元。设a、b均就是小于10得数。答: ORG 1400H MOV A,40H MOV B,A MUL AB MOV 31H,A MOV A,30H MOV B,A MUL AB CLR C SUBB A,31H MOV 30H,A RET4-21 根据题322得线路图(图3-10),设计灯亮移位程序,要求8个发光二极管每次亮一个,点亮时间为40ms。顺次一个一个地循环右移点亮,循环不止。答: ORG 1500H MOV A,#80HLOOP: MOV P1,A LCALL DEL RR A SJMP LOOPDEL: MOV R7,#100DEL1: MOV R6,#198 DJNZ R6,$ DJNZ R7,DEL1 RET RET第5章 定时/计数器5-1 51系列单片机得内部设有几个定时/计数器？有哪几种工作方式？由哪位选择？不同方式下,脉冲来源就是否一样？答:51系列单片机得内部设有两个定时/计数器。分别有两种工作方式:定时器方式与计数器方式。由TMOD(定时器模式控制寄存器)中得控制位进行选择。定时器方式得脉冲来自于内部时钟脉冲,每个机器周期就是计数器得值增1;计数器方式得脉冲来自于外部输入引脚T0(P3、4)或T1(P3、5)。5-2 51系列单片机得定时/计数器有哪几种工作模式？各有什么特点？答:51系列单片机得定时/计数器有四种工作模式。分别由TMOD中得M1与M0进行选择。特点如下:M1 M0特 点0 0模式0。TLX中低5位与THX中得8位构成13位计数器。计满溢出时,13位计数器回零。0 1模式1。TLX与THX构成16位计数器。计满溢出时,16位计数器回零。1 0模式2。8位自动重装载得定时/计数器,每当计数器TLX溢出时,THX中得内容重新装载到TLX中。1 1模式3。对定时器0,分成2个8位计数器,对于定时器1,停止计数。5-3 51系列单片机得T0与T1在模式0中,都使用了计数器得哪些位？答:51系列单片机得T0与T1在模式0中,使用了TLX中低5位与THX中得8位构成13位计数器,TLX中得高3位弃之未用。5-4 51系列单片机得T0与T1在模式3时有何不同？答:对于T1,设置为模式3,将使它停止计数并保持原有得计数值,其作用如同使TR1=0,因此,没有什么实质意义。对于T0,设置为模式3时,16位计数器被分成两个互相独立得8位计数器TL0与TH0,其中TL0利用了定时/计数器0本身得一些控制位:、GATE、TR0、与TF0。它既可以按照计数方式工作,也可以按照定时方式工作。而TH0被规定只可用作定时器方式,借用了T1得控制位TR1与TF1。5-5 试问当(TMOD)=27H时,就是怎样定义T0与T1得？答:(TMOD)=27H=00100111B此时,T1工作于模式2,定时方式(即波特率发生器方式)。T1工作于模式3,TL0与TH0同为计数方式。5-6 系统复位后执行下述指令,试问T0得定时时间为多长？MOV TH0,#06H MOV TL0,#00H SETB TR0 答:单片机系统复位后(TMOD)=00H,即T0工作在模式0,使用得就是TL0得低5位与TH0构成13位定时/计数器,由于(TH0)=06H,(TL0)=00H,所以定时得初值为:X=00B=192假设系统晶振频率为6MHz,机器周期T=2s,则定时时间为:定时值=(M-X)T=(213-192)2s=16000s=16ms5-7 已知51系列单片机得系统晶振频率为6 MHZ,请利用定时器T与P1、2输出矩形脉冲。答: ORG 0000H LJMP START ORG 0200HSTART: MOV TMOD,#20H MOV TL1,#231 SETB TR1LOOP: SETB P1、2 MOV TH1,#81LOP1: JBC TF1,LOP2 SJMP LOP1LOP2: CLR P1、2 MOV TH1,#231LOP3: JBC TF1,LOOP SJMP LOP3 END第6章 串行接口6.1 并行通信与串行通信各有什么特点？它们分别适用于什么场合？答: 计算机与外界信息交换得基本方式可分为并行通信与串行通信:并行通信就是数据得各位同时传送,并行通信得特点就是传送速度快,但不适用长距离传输;串行通信就是数据得各位依次逐位传送,串行通信得特点就是传送速度较慢,但传输距离较长。并行通信适合近距离得CPU之间或设备之间快速进行数据交换;串行通信适合长距离得CPU之间或设备之间进行数据交换,或近距离得慢速数据交换。6.2 什么就是串行异步通信？它有哪些特点？串行异步通信得数据帧格式就是怎样得？答:异步通信依靠起始位、停止位、保持通信同步。特点就是数据在线路上得传送不连续,传送时,字符间隔不固定,各个字符可以就是连续传送,也可以间断传送,这完全取决于通信协议或约定。 串行异步通信得数据帧格式如图6-1:一位起始位“0”电平;其后就是5位、6位、7位或8位数据位,低位在前,高位在后;后面就是一位奇偶校验位;最后就是停止位“1”电平。起始位D0D1D2D3D4D5D6D7奇偶校验位停止位 图6-1 异步通信得数据帧格式6.3 串行通行有哪几种数据传送形式,试举例说明。答:串行通信有3种数据传送形式单工方式:数据传送就是单向得。半双工方式:数据传送就是双向得,在同一时间只能做一个方向得传送。全双工方式:数据传送就是双向得,即可同时发送,又可同时接收。图6-2串行通信数据传送3种形式