《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》_梅麗鳳_習(xí)題解答(課后答案)

1、單片機(jī)原理及接口技術(shù)教材課后習(xí)題答案1-1解答:單片微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)。 一個完整的單片機(jī)芯片至少有中央處理器 (CPU 、 隨機(jī)存儲器 (RAM 、 只讀存儲器(ROM 、定時 /計(jì)數(shù)器及 I/O接口等部件。1-2解答:優(yōu)異的性價(jià)比;集成度高、體積小、有很高的可靠性;控制功能強(qiáng)大;低功耗、低電壓,便于生產(chǎn) 便攜式產(chǎn)品;外部總線增加了 I2C及 SPI 等串行總線方式,進(jìn)一步縮小了體積,簡化了結(jié)構(gòu)。1-3解答:8052子系列片內(nèi) ROM 和 RAM 的容量比 8051子系列各增加一倍,另外,增加了一個定時 /計(jì)數(shù)器 和一個中斷源。2-1解答:MCS-51單片機(jī)由 8個部件組成:中央處理器(C

2、PU ,片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器(RAM ,片內(nèi)程序存儲 器(ROM/EPROM ,輸入 /輸出接口(I/O口,分為 P0口、 P1口、 P2口和 P3口 ,可編程串行口, 定時 /計(jì)數(shù)器,中斷系統(tǒng)及特殊功能寄存器(SFR 。中央處理器(CPU :單片機(jī)的核心部分,它的作用是讀入和分析每條指令,根據(jù)每條指令的功能 要求,控制各個部件執(zhí)行相應(yīng)的操作。片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器(RAM :存放各項(xiàng)操作的臨時數(shù)據(jù)。片內(nèi)程序存儲器(ROM/EPROM :存放單片機(jī)運(yùn)行所需的程序。輸入 /輸出接口(I/O口 :單片機(jī)與外設(shè)相互溝通的橋梁?？删幊檀锌?可以實(shí)現(xiàn)與其它單片機(jī)或 PC 機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送。定時 /計(jì)數(shù)器:具有可編程

3、功能,可以完成對外部事件的計(jì)數(shù),也可以完成定時功能。中斷系統(tǒng):可以實(shí)現(xiàn)分時操作、實(shí)時處理、故障處理等功能。特殊功能寄存器(SFR :反映單片機(jī)的運(yùn)行狀態(tài),包含了單片機(jī)在運(yùn)行中的各種狀態(tài)字和控制字, 以及各種初始值。2-2解答:EA 引腳是片內(nèi)外程序存儲器的選擇信號。 當(dāng) EA 端保持高電平時, 訪問內(nèi)部程序存儲器, 但在 PC (程序計(jì)數(shù)器值超過 0FFFH (對于 8051/8751/80C51或 1FFFH (對于 8052時,將自動轉(zhuǎn)向訪問 外部程序存儲器。當(dāng) EA 端保持低電平時,不管是否有內(nèi)部程序存儲器,則只訪問外部程序存儲器。 由于 8031片內(nèi)沒有程序存儲器,所以在使用 8031

4、時, EA 引腳必須接低電平。2-3解答:在 MCS-51單片機(jī)中,除 P3口具有第二功能外,還有 3條控制線具有第二功能。P3口的第二功能:P3.0 RXD :串行數(shù)據(jù)接收端P3.1 TXD :串行數(shù)據(jù)發(fā)送端P3.2 0INT :外部中斷 0申請輸入端P3.3 1INT :外部中斷 1申請輸入端P3.4 T0:定時器 0計(jì)數(shù)輸入端P3.5 T1:定時器 1計(jì)數(shù)輸入端P3.6 WR :外部 RAM 寫選通3條控制線的第二功能:ALE PROG :片內(nèi) EPROM 編程脈沖。片內(nèi)具有 EPROM 的芯片,在 EPROM 編程期間,此引腳 輸入編程脈沖。RESET VPD :備用電源。 VCC 掉

5、電期間,此引腳可接備用電源,以保持內(nèi)部 RAM 數(shù)據(jù)不丟失。 EA VPP :片內(nèi) EPROM 編程電源。在對片內(nèi)具有 EPROM 的芯片進(jìn)行編程時,此引腳用于施加 21V 編程電源。2-4解答:MCS-51單片機(jī)的內(nèi)部存儲空間分為數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器。內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器:共 256字節(jié)單元,包括低 128個單元和高 128個單元。低 128字節(jié)又分成 3個區(qū) 域:工作寄存器區(qū)(00H1FH ,位尋址區(qū)(20H2FH和用戶 RAM 區(qū)(30H7FH 。高 128字節(jié)是供 給特殊功能寄存器使用的,因此稱之為特殊功能寄存器區(qū)。內(nèi)部程序存儲器:在 8031片內(nèi)無程序存儲器, 8051片內(nèi)具有 4KB

6、掩模 ROM , 8751片內(nèi)具有 4KBEPROM 。2-6解答:內(nèi)部 RAM 低 128個單元按用途分成 3個區(qū)域:工作寄存器區(qū) (00H1FH , 位尋址區(qū) (20H2FH 和用戶 RAM 區(qū)(30H7FH 。2-7解答:DPTR 是數(shù)據(jù)指針寄存器,是一個 16位寄存器,用來存放 16位存儲器的地址,以便對外部數(shù)據(jù)存 儲器 RAM 中的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。 DPTR 由高位字節(jié) DPH 和低位字節(jié) DPL 組成。2-8解答:所謂堆棧,顧名思義就是一種以“堆”的方式工作的“棧” 。堆棧是在內(nèi)存中專門開辟出來的按照 “先進(jìn)后出,后進(jìn)先出”的原則進(jìn)行存取的 RAM 區(qū)域。堆棧的用途是保護(hù)現(xiàn)場和斷點(diǎn)地

7、址。在 8051單片機(jī)復(fù)位后,堆棧指針 SP 總是初始化到內(nèi)部 RAM 地址 07H 。從 08H 開始就是 8051的堆棧區(qū),這 個位置與工作寄存器組 1的位置相同。因此,在實(shí)際應(yīng)用中,通常要根據(jù)需要在程序初始化時對 SP 重 新賦值,以改變堆棧的位置。2-9解答:程序狀態(tài)字寄存器 PSW 是 8位寄存器,用于存放程序運(yùn)行的狀態(tài)信息。CY (PSW.7 :進(jìn)位標(biāo)志位。AC (PSW.6 :輔助進(jìn)位標(biāo)志位。F0(PSW.5 、 F1(PSW.1 :用戶標(biāo)志位。RS1(PSW.4 、 RS0(PSW.3 :工作寄存器組選擇位。OV (PSW.2 :溢出標(biāo)志位。P (PSW.0 :奇偶標(biāo)志位。2-

8、10解答:P0口由一個所存器、兩個三態(tài)輸入緩沖器、場效應(yīng)管、控制與門、反相器和轉(zhuǎn)換開關(guān)組成;作為 輸出口時, 必須外接上拉電阻才能有高電平輸出, 作為輸入口時, 必須先向鎖存器寫 “ 1” ; 作為普通 I/O口使用或低 8位地址 /數(shù)據(jù)總線使用。P1口內(nèi)沒有轉(zhuǎn)換開關(guān),但有上拉電阻;只用作普通 I/O口使用。P2口比 P1口多了一個轉(zhuǎn)換控制開關(guān);作為普通 I/O口使用或高 8位地址線使用。P3口比 P1口增加了與非門和緩沖器;具有準(zhǔn)雙向 I/O功能和第二功能。上述 4個端口在作為輸入口使用時,應(yīng)注意必須先向端口寫“ 1” 。在時鐘電路工作后,只要在單片機(jī)的 RESET 引腳上出現(xiàn) 24個時鐘震

9、蕩脈沖(兩個機(jī)器周期以上 的高電平,單片機(jī)就能實(shí)現(xiàn)復(fù)位。復(fù)位后, CPU 和系統(tǒng)都處于一個確定的初始狀態(tài),在這種狀態(tài)下,所有的專用寄存器都被賦予默 認(rèn)值,除 SP=07H, P0P3口為 FFH 外,其余寄存器均為 0。3-2解答:標(biāo)號: <操作碼 > 操作數(shù) ;注釋 3-3解答:MCS-51系列單片機(jī)提供了 7種尋址方式:(1立即尋址:操作數(shù)在指令中直接給出,立即數(shù)前面有“ #” 。(2直接尋址:在指令中直接給出操作數(shù)地址。對應(yīng)片內(nèi)低 128個字節(jié)單元和特殊功能寄存器。(3寄存器尋址:以寄存器的內(nèi)容作為操作數(shù)。對應(yīng)的寄存器有:R0R7、 A 、 AB 寄存器和數(shù)據(jù) 指針 DPTR

10、 。(4寄存器間接尋址:以寄存器的內(nèi)容作為 RAM 地址,該地址中的內(nèi)容才是操作數(shù)。對應(yīng)片內(nèi) RAM 的低 128個單元采用 R0、 R1作為間址寄存器,片外 RAM 低 256個單元可用 R0、 R1作為間址 寄存器,整個 64KB 空間可用 DPTR 作為間址寄存器。(5變址尋址:以 DPTR 或 PC 作為基址寄存器,以累加器 A 作為變址寄存器,并以兩者內(nèi)容相 加形成的 16位地址作為操作數(shù)地址。對應(yīng)片內(nèi)、片外的 ROM 空間。(6相對尋址:只在相對轉(zhuǎn)移指令中使用。對應(yīng)片內(nèi)、片外的 ROM 空間。(7位尋址:對可尋址的位單獨(dú)進(jìn)行操作。對應(yīng)位尋址區(qū) 20H2FH單元的 128位和字節(jié)地址

11、能 被 8整除的特殊功能寄存器的相應(yīng)位。3-4解答:直接尋址方式。3-5解答:寄存器間接尋址方式。3-6解答:立即尋址方式,直接尋址方式,寄存器尋址方式,寄存器間接尋址方式,位尋址方式。3-7解答:變址尋址方式3-8解答:對于 8052單片機(jī)內(nèi)部 RAM 的高 128B ,必須采用寄存器間接尋址方式進(jìn)行訪問。3-10解答:R0 30H , (R0 =30HA (R0 , (A =40HR1(A , (R1 =40HB (R1 , (B =10H(R1(P1 , (R1 =(40H =EFHP2(P1 , (P2 =EFH10H 20H , (10H =20H30H (10H , (30H =2

12、0H結(jié)果:(R0 =30H, (A =40H, (R1 =40H, (B =10H, (40H =EFH, (P2 =EFH, (10H =20H, (30H =20HA (A 23H , (A =03H42H (42H (A , (42H =37HA (A (R0 , (A =34HA (A , (A =CBH結(jié)果:(A =CBH3-19解答:DA A 指令的作用是對 A 中剛進(jìn)行的兩個 BCD 碼的加法結(jié)果進(jìn)行修正,即繼續(xù)使 BCD 碼加法運(yùn) 算的結(jié)果保持為 BCD 碼。使用時, DA A 指令只能使用在加法指令后,即 ADD 指令和 ADDC 指令。 3-24解答:(1正確。(2錯誤。原

13、因:清零指令只能用于累加器 ACC 和位操作,而本題中 E0H 只能是字節(jié)地址(位 地址的范圍是 00H7FH ,所以該條指令錯誤。(3錯誤。原因:ACC 是直接字節(jié)地址,不能用于清零指令。(4正確。 ACC.0是一個位,可以應(yīng)用到清零指令中。(5正確。(6錯誤。原因:取反指令只能用于累加器 ACC 和位操作,而本題中 E0H 只能是字節(jié)地址(位 地址的范圍是 00H7FH ,所以該條指令錯誤。(7錯誤。原因:ACC 是直接字節(jié)地址,不能用于取反指令。(8正確。 ACC.0是一個位,可以應(yīng)用到取反指令中。3-26解答:指令 LJMP addr16是長轉(zhuǎn)移指令,指令中提供了 16位目的地址,尋址

14、范圍是 64KB 。指令 AJMP addr11是絕對轉(zhuǎn)移指令,指令中 11位目的地址,其中 a7a0在第二字節(jié), a10a8則 占據(jù)第一字節(jié)的高 3位,尋址范圍是與 PC 當(dāng)前值(本指令所在地址 +本條指令所占用的字節(jié)數(shù) 2在同 一個 2K 的區(qū)域內(nèi)。3-27解答:(1 MOV P1, #0CAH ; P1CAH , P1=CAH=11001010BMOV A , #56H ; A56H , A=56H=01010110BJB P1.2, L1 ;若 P1.2=1,則轉(zhuǎn)移至 L1JNB ACC.3, L2 ;若 ACC.3=0,則轉(zhuǎn)移至 L2L1:L2:執(zhí)行完本段程序后將轉(zhuǎn)移至 L2,因?yàn)?

15、P1.2=0, ACC.3=0,所以轉(zhuǎn)至 L2。(2 MOV A , #43H ; A43H , A=43H=01000011BJB ACC.2, L1 ;若 ACC.2=1,則轉(zhuǎn)移至 L1JBC ACC.6, L2 ;若 ACC.6=1,則轉(zhuǎn)移至 L2,同時將 ACC.6清零 L1:L2:執(zhí)行完本段程序后將轉(zhuǎn)移至 L2,因?yàn)?ACC.2=0, ACC.6=1,所以轉(zhuǎn)至 L2,并且將 ACC.6清零。 4-1解答:MOV A , 21H ADD A , 23H MOV 25H , A MOV A , 20H ADDC A , 22H MOV 24H , A RET4-2解答:ORG 0200H

16、 MOV A , 51H MOV B , #20 MUL AB MOV 53H , A MOV 52H , B MOV A , 50H MOV B , #3 MUL AB ADD A , 53H MOV 53H , A MOV A , B ADDC A , 52H MOV 52H , A RET4-3解答:ORG 0300H MOV A , DATACJNE A , #20, LOP1 LOP1: JC LOP3CJNE A , #50, LOP2 LOP2: JC LOP4 MOV B , #1 LJMP LOP5 LOP3: MOV B , #2 LJMP LOP5 LOP4: MOV B

17、 , #5 LOP5: MUL ABMOV FUNC , ARET5-1解答:51系列單片機(jī)的內(nèi)部設(shè)有兩個定時 /計(jì)數(shù)器。分別有兩種工作方式:定時器方式和計(jì)數(shù)器方式。由 TMOD (定時器模式控制寄存器中的控制位 T /C 進(jìn)行選擇。定時器方式的脈沖來自于內(nèi)部時鐘脈沖, 每個機(jī)器周期是計(jì)數(shù)器的值增 1;計(jì)數(shù)器方式的脈沖來自于外部輸入引腳 T0(P3.4或 T1(P3.5 。5-3解答:51系列單片機(jī)的定時 /計(jì)數(shù)器有四種工作模式。 分別由 TMOD 中的 M1和 M0進(jìn)行選擇。 特點(diǎn)如下: 題圖 4-1 習(xí)題 4-3流程圖 5-8解答:(TMOD =27H=00100111B此時, T1工作于

18、模式 2,定時方式(即波特率發(fā)生器方式 。 T1工作于模式 3, TL0和 TH0同為計(jì) 數(shù)方式。6. 4解答:波特率表示每秒傳輸?shù)亩M(jìn)制數(shù)據(jù)位數(shù)。Fb =11×250=2750 其波特率應(yīng)為 2750bps 。 6. 5解答:MCS-51單片機(jī)串行口有 4種工作模式,由串行控制寄存器 SCON 中的 SM0、 SM1 兩位組合來確 定。模式 0是同步位移寄存器方式,用于 I/O口的串、并轉(zhuǎn)換。模式 1是 8位異步通信方式,楨格式 10位,波特率可變,用于雙機(jī)通信。 模式 2是 9位異步通信方式,楨格式 11位,波特率固定,用于多機(jī)通信。模式 3是 9位異步通信方式,楨格式 11位,

19、波特率可變,用于多機(jī)遠(yuǎn)距離通信。 模式 1、 2、 3的區(qū)別主要表現(xiàn)在楨格式和波特率兩個方面。 6. 6解答:模式 0的波特率固定:fosc/12模式 2的波特率固定:fosc/n(n=64或 32模式 1、 3的波特率可變:T1溢出率 /n(n=32或 16 6. 7解答:定時器 T1模式 2是自動裝載初值模式, 波特率精度高。 若已知系統(tǒng)晶振頻率、通信選用的波特率,其初值 波特率*384 1mod (256+-=s f x osc7. 1解答: MCS-51系統(tǒng)有 0INT 、 T0、 1INT 、 T1和串行口共五個中斷源; 0INT 和 1INT 的中斷標(biāo)志是 IE0和 IE1,在電平

20、方式下,當(dāng)外部中斷輸入信號是低電平時,由硬 件置 1;在邊沿方式下,當(dāng)外部中斷輸入信號是下降沿時,由硬件置 1;定時計(jì)數(shù)器溢出中斷 T0和 T1的中斷標(biāo)志位是 TF0和 TF1, 當(dāng)定時 /計(jì)數(shù)器產(chǎn)生溢出時, 該位由硬件置 1; 串行口中斷標(biāo)志是 TI 或 RI , 當(dāng)單片機(jī)接收到或發(fā)送完一幀數(shù)據(jù)后,由硬件置 1。外部中斷 0INT 和 1INT 的電平方式,無法清除,需采取硬件和軟件相結(jié)合的方法來清除;邊沿方 式,在 CPU 響應(yīng)中斷后自動清除;定時 /計(jì)數(shù)器 0和 1的溢出中斷,在 CPU 響應(yīng)中斷后自動清除;串行口中斷(包括串行接收中斷 RI 和串行發(fā)送中斷 TI ,由軟件清零。 0IN

21、T 、 T0、 1INT 、 T1和串行口中斷 5個中斷源分別對應(yīng)的中斷入口地址是:0003H 、 000BH 、 0013H 、 001BH 、 0023H 。7. 2 解答:MCS-51的中斷系統(tǒng)有兩個中斷優(yōu)先級:高優(yōu)先級和低優(yōu)先級。中斷優(yōu)先級的控制方式是:高優(yōu)先級中斷可以中斷正在響應(yīng)的低優(yōu)先級中斷,反之則不能。優(yōu)先級中斷不能互相中斷。即某個中斷(不論是高優(yōu)先級或低優(yōu)先級一旦得到響應(yīng),與其同級 的中斷就不能再中斷它。同一中斷優(yōu)先級中優(yōu)先權(quán)由高到低的次序是 0INT 、 T0、 1INT 、 T1和串行口中斷,若有多個中 斷源同時請求中斷, CPU 將先響應(yīng)優(yōu)先權(quán)高的中斷,后響應(yīng)優(yōu)先權(quán)低的中

22、斷。通過中斷優(yōu)先級控制寄存器 IP 可以選擇 5個中斷源的優(yōu)先級別7. 3解答: MCS-51有 IE0、 TF0、 IE1、 TF1、 TI 和 RI 共 6個中斷標(biāo)志位。相同之處是這些中斷標(biāo)志位都是由硬件自動產(chǎn)生的,不同之處是外部中斷和計(jì)數(shù) /定時器中斷標(biāo) 志的清零是由硬件自動完成的,而串行口中斷標(biāo)志(TI 、 RI 不會自動清除,必須由用戶在串行中斷服 務(wù)程序中用指令對 TI 或 RI 清0。7. 4 解答 :MOV IE, #10010110B ; T0、 1INT 、串行口允許中斷MOV IP, #00010100B ; 1INT 和串行口中斷為高優(yōu)先級CLR IT1 ; 1INT

23、電平觸發(fā)方式8. 1解答:程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器雖然共用 16位地址線和 8位數(shù)據(jù)線, 但數(shù)據(jù)存儲器的讀和寫由 RD 和 W R 信號控制,程序存儲器由讀選通信號 PSEN 控制,兩者雖然共處同一地址空間,但由于控制信號不同, 故不會發(fā)生總線沖突。8. 2解答:MCS-51單片機(jī)的尋址范圍是 64KB ,既 0000HFFFFH;8031單片機(jī)可以配置的存儲器最大容量:程序存儲器 64KB ;片外數(shù)據(jù)存儲器 64KB ;用戶可以使用的最大容量是:64KB ROM、 64KBRAM 、 128B 片內(nèi) RAM 及 SFR 。8. 5解答:8031單片機(jī)與兩片 2732A EPROM芯片連接如圖 8-28. 9解答:8155工作方式控制字的作用是使可編程的 A 口、 B