單片機原理及其應(yīng)用課后習題答案

1、C:Documents and SettingsAdministratorLocal習題參考答 案.htm單片機原理及應(yīng)用思考題與習題參考答案緒論0.1 解：單片微型計算機（ Single-Chip Microcomputer ），簡稱單片機。就是將微處理器（ CPU ）、 存儲器（存放程序或數(shù)據(jù)的 ROM 和 RAM ）、總線、定時器 /計數(shù)器、輸入 /輸出接口（ I/O 口） 和其他多種功能器件集成在一塊芯片上的微型計算機。單片機的主要特點有： （ 1）可靠性高（ 2）便于擴展（ 3）控制功能強（ 4）低電壓、低功 耗（ 5）片內(nèi)存儲容量較小，除此之外，單片機還具有集成度高、體積小、性價比

2、高、應(yīng)用廣 泛、易于產(chǎn)品化等特點0.2 解：當前單片機的主要產(chǎn)品有： Intel 的 8051 系列、 Motorola 的 M68HC 系列、 Philips （飛 利浦）的80C51系列、臺灣義隆公司 （EMC） EM78系列單片機、美國 Microchip公司的PIC 單片機系列、 Atmel 公司的 AT90 系列單片機 Ubicom 公司的 Scenix 單片機、 日本愛普生科技 公司的Epson單片機、Zilog公司的Z86系列、美國國家半導體公司NSCOP8單片機、臺灣Winbond （華邦）的 W78 系列等。MCS-51 為主流產(chǎn)品。MSP430的功能較強。是一種特低功耗的

3、Flash微控制器。主要用于三表及超低功耗場合。 EM78 系列單片機采用高速 CMOS 工藝制造，低功耗設(shè)計為低功耗產(chǎn)品，價格較低。具 有三個中斷源、 R-OPTION 功能、 I/O 喚醒功能、 多功能 I/O 口等。 具有優(yōu)越的數(shù)據(jù)處理性能， 采用 RISC 結(jié)構(gòu)設(shè)計。Microship 單片機是市場份額增長較快的單片機。它的主要產(chǎn)品是 PIC 系列 8位單片機。 CPU 采用 RISC 結(jié)構(gòu)，運行速度快，價格低適于用量大、檔次低、價格敏感的產(chǎn)品。Motorola 是世界上最大的單片機生產(chǎn)廠家之一，品種全、選擇余地大、新產(chǎn)品多。其特 點是噪聲低，抗干擾能力強，比較適合于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)

4、境。AVR是增強RISC內(nèi)載Flash的單片機，單片機內(nèi)部32個寄存器全部與 ALU直接連接， 突破瓶頸限制，每 1MHz 可實現(xiàn) 1MIPS 的處理能力，為高速、低功耗產(chǎn)品。端口有較強的負 載能力，可以直接驅(qū)動 LED 。支持 ISP、 IAP， I/O 口驅(qū)動能力較強。Scenix單片機除傳統(tǒng)的I/O功能模塊如并行 I/O、UART、SPI、I2C、A/D、PWM、PLL、 DTMF等，增加了新的I/O模塊（如USB、CAN、J1850、虛擬I/O等）。其特點是雙時鐘設(shè) 置，指令運行速度較快，具有虛擬外設(shè)功能，柔性化 I/O 端口，所有的 I/O 端口都可單獨編 程設(shè)定。Epson 單片機

5、主要為日本愛普生科技公司生產(chǎn)的 LCD 配套。其單片機的特點是 LCD 驅(qū) 動部分性能較好，低電壓、低功耗。Z8 單片機是 Zilog 公司的主要產(chǎn)品，采用多累加器結(jié)構(gòu)，有較強的中斷處理能力。價格 低。COP8 單片機片內(nèi)集成了 16 位 A/D ，內(nèi)部使用了抗電磁干擾EMI （ Electro MagneticIn terfere nee）電路，在看門狗電路及單片機的喚醒方式上都有獨到之處。程序加密控制功能 也比較好。W78 系列與標準的 8051兼容， W77 系列為增強型 51 系列，對 8051 的時序作了改進， 在同樣時鐘頻率下，速度提高 2.5倍。 Flash ROM 容量從 4K

6、B 到 64KB ，有 ISP 功能。 0.3 解：（ 1）第一階段（ 19741976 年）：制造工藝落后，集成度低，而且采用了雙片形式。典 型的代表產(chǎn)品有 Fairehild 公司的 F8 系列。其特點是：片內(nèi)只包括了8 位 CPU， 64B 的 RAM和兩個并行口， 需要外加一塊 3851芯片（內(nèi)部具有 1KB 的 ROM 、定時器 /計數(shù)器和兩個并行 口）才能組成一臺完整的單片機。（2） 第二階段（19771978年）：在單片芯片內(nèi)集成 CPU、并行口、定時器/計數(shù)器、RAM 和 ROM 等功能部件，但性能低，品種少，應(yīng)用范圍也不是很廣。典型的產(chǎn)品有Intel 公司的 MCS-48 系

7、列。其特點是，片內(nèi)集成有 8 位的 CPU， 1KB 或 2KB 的 ROM ， 64B 或 128B 的 RAM ，只有并行接口，無串行接口，有 1 個 8 位的定時器 /計數(shù)器，中斷源有 2 個。片外尋址 范圍為 4KB ，芯片引腳為 40 個。（3）第三階段（ 19791982 年）：8 位單片機成熟的階段。其存儲容量和尋址范圍增大，而且中斷源、并行 I/O 口和定時器 /計數(shù)器個數(shù)都有了不同程度的增加，并且集成有全雙工串 行通信接口。在指令系統(tǒng)方面增設(shè)了乘除法、位操作和比較指令。其特點是，片內(nèi)包括了8位的 CPU， 4KB 或 8KB 的 ROM ， 128B 或 256B 的 RAM

8、 ，具有串 /并行接口， 2 個或 3 個 16 位的定時器/計數(shù)器，有57個中斷源。片外尋址范圍可達64KB，芯片引腳為40個。代表產(chǎn)品有 Intel 公司的 MCS-51 系列， Motorola 公司的 MC6805 系列， TI 公司的 TMS7000 系列， Zilog 公司的 Z8 系列等。（4）第四階段（ 1983 年至今）： 16 位單片機和 8 位高性能單片機并行發(fā)展的時代。 16 位機的工藝先進，集成度高，內(nèi)部功能強，運算速度快，而且允許用戶采用面向工業(yè)控制的 專用語言，其特點是，片內(nèi)包括了 16 位的 CPU， 8KB 的 ROM， 232B 的 RAM ，具有串 /并

9、行接口，4個16位的定時器/計數(shù)器，有8個中斷源，具有看門狗（ Watchdog）,總線控制部 件，增加了 D/A 和 A/D 轉(zhuǎn)換電路， 片外尋址范圍可達 64KB 。代表產(chǎn)品有 Intel 公司的 MCS-96 系列，Motorola公司的 MC68HC16系列，TI公司的TMS9900系列，NEC公司的783XX系 列和 NS 公司的 HPC16040 等。然而,由于 16 位單片機價格比較貴,銷售量不大,大量應(yīng)用 領(lǐng)域需要的是高性能、大容量和多功能的新型 8 位單片機。近年來出現(xiàn)的 32 位單片機,是單片機的頂級產(chǎn)品,具有較高的運算速度。代表產(chǎn)品有 Motorola 公司的 M6830

10、0 系列和 Hitachi （日立）公司的 SH 系列、 ARM 等。0.4 解：面對工控領(lǐng)域?qū)ο?嵌入到工控應(yīng)用系統(tǒng)中,實現(xiàn)嵌入式應(yīng)用的計算機稱之為嵌入式計 算機系統(tǒng),簡稱嵌入式系統(tǒng)。單片機從體系結(jié)構(gòu)到指令系統(tǒng)都是按照嵌入式應(yīng)用特點專門設(shè) 計的，能最好的滿足對控制對象、應(yīng)用系統(tǒng)的嵌入、現(xiàn)場的可靠運行以及非凡的控制品質(zhì)要 求。0.5 解： 選擇原則： 主要從指令結(jié)構(gòu)、運行速度、程序存儲方式和功能等幾個方面選擇單片機。MCS-51 為主流產(chǎn)品。Motorola 是世界上最大的單片機廠商。品種全、選擇余地大、新產(chǎn)品多。其特點是噪聲 低，抗干擾能力強，比較適合于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境。Microshi

11、p 單片機是市場份額增長較快的單片機。它的主要產(chǎn)品是 PIC 系列 8 位單片機。 其特點是運行速度快，低價位，適用于量大、檔次低、價格敏感的產(chǎn)品。美國德州儀器（ TI ）公司生產(chǎn)的 MSP430 系列單片機是一種特低功耗的 Flash 微控制器。 主要用于三表及超低功耗場合。在嵌入式系統(tǒng)低端的單片機領(lǐng)域， Intel 公司的 MCS-51 形成了既具有經(jīng)典性又不乏生命 力的一個單片機系列。 許多半導體廠家、 電器公司以 MCS-51 系列中的 8051 為基核， 推出了 許多兼容性的 CHMOS 單片機 80C51 系列。此外，還有 Zilog、EM78、Senix、NEC、Epson、NS

12、、三星、富士通、華邦、 Philips、 ARM 等單片機。第1章1.1 解：MCS-51 為主流產(chǎn)品。MSP430的功能較強。是一種特低功耗的 Flash微控制器。主要用于三表及超低功耗場合。EM78 系列單片機采用高速 CMOS 工藝制造，低功耗設(shè)計為低功耗產(chǎn)品，價格較低。具 有三個中斷源、 R-OPTION 功能、 I/O 喚醒功能、 多功能 I/O 口等。 具有優(yōu)越的數(shù)據(jù)處理性能， 采用 RISC 結(jié)構(gòu)設(shè)計。PIC系列8位單片機是 Microship公司的產(chǎn)品。CPU采用RISC結(jié)構(gòu)，運行速度快，價格 低適于用量大、檔次低、價格敏感的產(chǎn)品。Motorola 是世界上最大的單片機生產(chǎn)廠家

13、之一，品種全、選擇余地大、新產(chǎn)品多。其特 點是噪聲低，抗干擾能力強，比較適合于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境。AVR是增強RISC內(nèi)載Flash的單片機，單片機內(nèi)部32個寄存器全部與 ALU直接連接， 突破瓶頸限制，每 1MHz 可實現(xiàn) 1MIPS 的處理能力，為高速、低功耗產(chǎn)品。端口有較強的負 載能力，可以直接驅(qū)動 LED。支持ISP、IAP，I/O 口驅(qū)動能力較強。1.2 解：MCS-51單片機在片內(nèi)集成了中央處理器（ CPU ）、程序存儲器（ROM ）、數(shù)據(jù)存儲器 （RAM ）、定時器 /計數(shù)器、并行 I/O 接口、串行 I/O 接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元。CPU 是整個單片機的核心部件，由運算器和

14、控制器組成。運算器可以完成算術(shù)運算和邏 輯運算，其操作順序在控制器控制下進行。控制器是由程序計數(shù)器PC（Program Counter）、指令寄存器 IR（ Instruction Register ）、指令譯碼器 ID（ Instruction Decoder ）、定時控制邏輯和 振蕩器OSC等電路組成。CPU根據(jù)PC中的地址將欲執(zhí)行指令的指令碼從存儲器中取出，存放在IR中，ID對IR中的指令碼進行譯碼， 定時控制邏輯在 OSC配合下對ID譯碼后的信號 進行分時，以產(chǎn)生執(zhí)行本條指令所需的全部信號。程序存儲器（ ROM ）用于存儲程序、常數(shù)、表格等。數(shù)據(jù)存儲器（ RAM ）用于存儲數(shù)據(jù)。805

15、1內(nèi)部有兩個16位可編程序的定時器/計數(shù)器T0和T1，均為二進制加1計數(shù)器?？?用于定時和對外部輸入脈沖的計數(shù)。8051的中斷系統(tǒng)主要由中斷允許控制器IE和中斷優(yōu)先級控制器IP等電路組成?？蓪崿F(xiàn)對5個中斷源的管理。8051的中斷系統(tǒng)主要由中斷允許控制器IE和中斷優(yōu)先級控制器 IP等電路組成。其中， IE 用于控制 5 個中斷源中哪些中斷請求被允許向 CPU 提出，哪些中斷源 的中斷請求被禁止； IP 用于控制 5 個中斷源的中斷請求的優(yōu)先權(quán)級別。I/O 接口是 MCS-51 單片機對外部實現(xiàn)控制和信息交換的必經(jīng)之路，用于信息傳送過程 中的速度匹配和增加它的負載能力?？煞譃榇泻筒⑿?I/O 接

16、口。1.3 解：80C51單片機有4個I/O端口，每個端口都是 8位雙向口，共占32根引腳。每個端口都 包括一個鎖存器（即專用寄存器P0P3）、一個輸入驅(qū)動器和輸入緩沖器。通常把 4個端口稱為P0P3。在無片外擴展的存儲器的系統(tǒng)中，這4個端口的每一位都可以作為雙向通用I/O端口使用。在具有片外擴展存儲器的系統(tǒng)中，P2 口作為高8位地址線，P0 口分時作為低8位地址線和雙向數(shù)據(jù)總線。1.4 解：控制線一共有 6 條：（ 1） ALE/：地址鎖存允許 /編程線，配合 P0 口引腳的第二功能使用。在訪問片外存儲器時，8051 CPU在P0.7P0.0引腳上輸出片外存儲器低8位地址的同時在ALE/上輸

17、出一個高電位脈沖，用于把這個片外存儲器低8位地址鎖存到外部專用地址鎖存器，以便空 出P0.7P0.0引腳線去傳送隨后而來的片外存儲器讀寫數(shù)據(jù)。在不訪問片外存儲器時，8051自動在 ALE/上輸出頻率為 fosc/6 的脈沖序列。 該脈沖序列可用作外部時鐘源或作為定時脈沖源使用。（2）/Vpp :允許訪問片外存儲器/編程電源線，可以控制8051使用片內(nèi)ROM還是使用片外ROM。若 =0,則允許使用片內(nèi)ROM;若=1則允許使用片外ROM。（3）:片外ROM選通線，在執(zhí)行訪問片外ROM的指令M OVC時，8051自動在上產(chǎn)生一個負脈沖，用于為片外ROM芯片的選通。其他情況下線均為高電平封鎖狀態(tài)。（4

18、）RST/Vpd:復位/備用電源線，可以使8 0 5 1處于復位工作狀態(tài)。1.5 解：指令:人為輸入計算機,由計算機識別并執(zhí)行一步步操作的命令的形式稱為指令。 程序:一系列指令的有序集合稱為程序。程序在計算機中是按序執(zhí)行的，CPU通過程序計數(shù)器PC控制程序的執(zhí)行順序，一般情況下程序是按序執(zhí)行的，當執(zhí)行轉(zhuǎn)移、調(diào)用、返回等指令時，程序轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的目的地址處 執(zhí)行。 CPU 根據(jù)程序計數(shù)器 PC 中的地址將欲執(zhí)行指令的指令碼從存儲器中取出，存放在 IR 中，ID對IR中的指令碼進行譯碼，定時控制邏輯在OSC配合下對ID譯碼后的信號進行分時，產(chǎn)生執(zhí)行本條指令所需的全部信號，完成本條指令的執(zhí)行。1.6

19、解：(1) 80C51在結(jié)構(gòu)上的特點8 0C51采用將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開，分別尋址的結(jié)構(gòu)，稱為Harvard結(jié)構(gòu)。( 2)在物理和邏輯上的地址空間存儲器上設(shè)有4個存儲器空間：片內(nèi)程序存儲器、片外程序存儲器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器、 片外數(shù)據(jù)存儲器。在邏輯上有3個存儲器地址空間：片內(nèi)、片外統(tǒng)一的6 4KB程序存儲器地址空間，片 內(nèi)2 5 6 B數(shù)據(jù)存儲器地址空間，片外64KB的數(shù)據(jù)存儲器地址空間。( 3)訪問格式訪問片內(nèi)RAM采用MOV格式訪問片外RAM采用M OVX格式1.7 解：堆棧是一個特殊的存儲區(qū)。 主要功能是暫時存放數(shù)據(jù)和地址， 通常用來保護斷點和現(xiàn)場。 它的特點是按照“先進后出”

20、的存取數(shù)據(jù)。堆棧指針SP是一個8位寄存器，是用于指示堆棧的棧頂?shù)刂返募拇嫫鳎鼪Q定了堆棧在內(nèi)部 RAM 中的物理位置。1.8 解：8 0 5 1有21個特殊功能寄存器 (PC除外)，它們被離散地分布在內(nèi)部 RAM的80H FFH 地址單元中， 共占據(jù)了 128個存儲單元， 其中有 83位可以位尋址。 特殊功能寄存器 SFR 的分布和功能見教材 Pi8表122。1.9 解：8 0 5 1單片機的4個I/O口在結(jié)構(gòu)上是基本相同的，但又各具特點。這四個端口都 是8位雙向口，每個端口都包括一個鎖存器、一個輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器。在無片外擴展 存儲器的系統(tǒng)中，這四個端口的每一位都可以作為雙向通用I/O端

21、口使用。在作為一般的 通用I/O輸入時， 都必須先向鎖存器寫入“1”，使輸出驅(qū)動場效應(yīng)管FET截止，以免誤讀數(shù)據(jù)。各自特點如下：(1) P0 口為雙向8位三態(tài)I/O 口，它既可作為通用I/O 口，又可作為外部擴展時的數(shù)據(jù) 總線及低 8 位地址總線的分時復用口。作為通用 I/O 口時，輸出數(shù)據(jù)可以得到鎖存，不需外接專用鎖存器；輸入數(shù)據(jù)可以得到緩沖，增加了數(shù)據(jù)輸入的可靠性。每個引腳可驅(qū)動8個TTL 負載。(2) P1 口為 8位準雙向 I/O 口， 內(nèi)部具有上拉電阻，一般作通用 I/O 口使用， 它的每一位都可以分別定義為輸入線或輸出線，作為輸入時，鎖存器必須置1。每個引腳可驅(qū)動 4 個TTL 負

22、載。(3) P2 口為8位準雙向I/O 口，內(nèi)部具有上拉電阻，可直接連接外部I/O設(shè)備。它與地址總線高8位復用，可驅(qū)動 4個TTL負載。一般作為外部擴展時的高8位地址總線使用。（4）P3 口為8位準雙向I/O 口，內(nèi)部具有上拉電阻，它是雙功能復用口，每個引腳可 驅(qū)動4個TTL負載。作為通用I/O 口時，功能與 P1 口相同，常用第二功能。作為第二功能 使用時，各位的作用見教材 P23表1.2.5所示。1.10 解：數(shù)據(jù)指針DPTR是16位的專用寄存器，它由兩個 8位的寄存器DPH （高8位）和DPL （低 8 位）組成。專門用來寄存片外 RAM 及擴展 I/O 口進行數(shù)據(jù)存取時的地址。編程時，

23、 既可以按 16 位寄存器來使用，也可以按兩個 8 位寄存器來使用（即高位字節(jié)寄存器DPH 和低位字節(jié)寄存器 DPL）。DPTR 主要是用來保存 16位地址，當對 64KB 外部數(shù)據(jù)存儲器尋址時，可作為間址寄存 器使用，1.11 解：程序狀態(tài)字 PSW 是 8 位寄存器，用于存放程序運行的狀態(tài)信息， PSW 中各 位狀態(tài)通常是在指令執(zhí)行的過程中自動形成的，但也可以由用戶根據(jù)需要采用傳送指令 加以改變。各個標志位的意義如下：PSW.7 （Cy）:進位標志位。PSW.6（ AC）：輔助進位標志位，又稱為半進位標志位。PSW.5（ F0）:用戶標志位。PSW.4、PSW.3（ RS1和 RS0）:寄

24、存器組選擇位。PSW.2（OV ）：溢出標志位。PSW.1 （空缺位）：此位未定義。PSW.0（ P）：奇偶校驗位。1.12解：開機復位后，CPU使用的是第0組工作寄存器。它們的地址是OOH07H°CP U通過對程序狀態(tài)字PSW中RS1和RS0的設(shè)置來確定和改變當前工作寄存器組。1 .13 解：8051片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器有2 5 6 B尋址空間。存儲器空間的地址范圍為：OOH FFH在這個存儲器空間又可分為：基本的數(shù)據(jù)存儲區(qū)：00H 7FH,可劃分為工作寄存器、位尋址區(qū)、堆棧與數(shù)據(jù) 緩沖區(qū)。SFR空間：80H FF H1.14解：片內(nèi)RAM低128單元劃分及主要功能如下：（1）工作寄存器

25、組（00H 1FH）這是一個用寄存器直接尋址的區(qū)域，內(nèi)部數(shù)據(jù)RAM區(qū)的0 3 1，共3 2個單元。它 是4個通用工作寄存器組，每個組包含8個8位寄存器，編號為R0R7。（2）位尋址區(qū)（2 0H2FH）16個字節(jié)單元，共包含12 8位，這16個字節(jié)單元既可以進行字節(jié)尋址，又可以實 現(xiàn)位尋址。主要用于位尋址。（3）堆棧與數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（3 0H7FH）用于設(shè)置堆棧、存儲數(shù)據(jù)。1.15 解：程序存儲器通過/Vpp引腳選擇。若 =0,則允許使用片內(nèi)ROM; 若 =1則允許使用片外ROM。數(shù)據(jù)存儲器通過指令區(qū)分：訪問片內(nèi)RAM采用MOV指令，訪問片外RAM采用MO VX指令。1.16 解：時鐘周期又稱為振蕩

26、周期，由單片機內(nèi)部振蕩電路OSC產(chǎn)生，定義為 OSC時鐘頻率的倒數(shù)。時鐘周期又稱為節(jié)拍（用 P表示）。時鐘周期是時序中的最小單位。一個狀態(tài)有兩個 節(jié)拍，機器周期定義為實現(xiàn)特定功能所需的時間。MCS-51的機器周期由12個時鐘周期構(gòu)成。執(zhí)行一條指令所需要的時間稱為指令周期，指令周期是時序中的最大單位。由于機器執(zhí)行不同指令所需的時間不同，因此不同指令所包含的機器周期數(shù)也不盡相同。MCS-51的指令可能包括14個不等的機器周期。當MCS-51的主頻為12MHz時，一個機器周期為1 s。執(zhí)行一條指令需要的最長時間為4 s。1.17 解：8051單片機復位后機器的初始狀態(tài)，即各寄存器的狀態(tài)：PC之外，復

27、位操作還對其它 一些特殊功能寄存器有影響，它們的復位狀態(tài)如下：寄存器復位時內(nèi)容寄存器復位時內(nèi)容PC0000 HTCON0X 000000BACC00HTL000HB00HTH000HPSW00HTH100HSP07HTH100HDPTR0000HSCON00HPO P3FFHSBUF不確定TMODXX 000000BPCON0XXX 0000B單片機復位方法有：上電自動復位，按鍵電平復位和外部脈沖三種方式。第2章2.1 解:8051的指令系統(tǒng)由111條指令組成。如果按字節(jié)數(shù)分類，有 49條單字節(jié)指令46條雙字 節(jié)指令和16條三字節(jié)指令，以單字節(jié)指令為主；如果按照指令執(zhí)行時間分類，有64條單周期

28、指令、45條雙周期指令和2條四周期指令，以單周期指令為主。8051的指令系統(tǒng)具有以下特點：（1） 存儲效率高、執(zhí)行速度快，可以進行直接地址到直接地址的數(shù)據(jù)傳送，能把一個并行 I/O 口中的內(nèi)容傳送到內(nèi)部 RAM單元中而不必經(jīng)過累加器 A或工作寄存器 Rn。這樣可以大 大提高傳送速度和緩解累加器 A的瓶頸效應(yīng)。（2） 用變址尋址方式訪問程序存儲器中的表格，將程序存儲器單元中的固定常數(shù)或表格字 節(jié)內(nèi)容傳送到累加器 A中。這為編成翻譯算法提供了方便。（3）在算術(shù)運算指令中設(shè)有乘法和除法指令（4）指令系統(tǒng)中一些對I/O 口進行操作的指令具有“讀修改寫”的功能。這一功能指:在執(zhí)行讀鎖存器的指令時，CPU

29、首先完成將鎖存器的值通過緩沖器BUF2度入內(nèi)部，進行修改、改變，然后重新寫到鎖存器中去。這種類型指令包含所有的邏輯操作和位操作指令。（5）8051單片機內(nèi)部有一個布爾處理器，對為地址空間具有豐富的位操作指令。布爾操作類指令有17條，包括布爾傳送指令、布爾狀態(tài)控制指令、布爾邏輯操作指令、布爾條件轉(zhuǎn) 移指令。2.2 解:MCS-51單片機指令系統(tǒng)按功能可分為5類：（1）數(shù)據(jù)傳送指令（2）算術(shù)運算指令（3）邏輯運算和移位指令4）控制轉(zhuǎn)移指令 （5 ）位操作指令MCS-51單片機的指令系統(tǒng)提供了七種尋址方式，其對應(yīng)的尋址范圍如下表：尋址方式使用的變量尋址范圍立即尋址程序存儲器直接尋址內(nèi)部RAM低128

30、個字節(jié)； 特殊功能寄存器SFR寄存器尋址R0R7 ; A、B、DPTR、C寄存器間接尋址R0、R1、SP內(nèi)部RAM、堆棧指針SPR0、R1、DPTR外部RAM變址尋址A+PC、A+DPTR程序存儲器相對尋址PC+偏移量程序存儲器位尋址內(nèi)部RAM低128B位尋址區(qū) 可位尋址的特殊功能寄存器位2.3 解 :訪問特殊功能寄存器，應(yīng)采用直接尋址、位尋址方式。 訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，應(yīng)采用寄存器間接尋址方式。在0255B范圍內(nèi)，可用寄存器 R0 R1間接尋址：MOVX A , R0 或 MOVX A, R1MOVX R0, A 或 MOVX R1 , A在064KB范圍內(nèi)，可用16位寄存器DPTR間接尋址

31、:MOVX A , DPTRMOVX DPTR , A2.4 解:這條指令是在進行 BCD 碼加法運算時，跟在“ ADD ”和“ ADDC ”指令之后，用來對 BCD 碼的加法運算結(jié)果自動進行修正的，使其仍為 BCD 碼表達形式。在計算機中， 遇到十進制調(diào)整指令時， 中間結(jié)果的修正是由 ALU 硬件中的十進制修正電 路自動進行的。 用戶不必考慮何時該加 “6 ”，使用時只需在上述加法指令后面緊跟一條“DAA ”指令即可。2.5 解 :雖然內(nèi)部RAM位尋址區(qū)的位地址范圍 00H7FH與低128個單元的單元地址范圍 00H 7FH 形式完全相同，但是在應(yīng)用中可以通過指令的類型區(qū)分單元地址和位地址。

32、位尋址的操作只適用于下列位指令，而直接尋址操作對這些指令是無效的。MOV C ，bitCPL bitJB bit ，relMOV bit ，CANL C ，bitJNB bit ，relCLR bitANLC ， /bitSETB bit2.6 解 : 在實際應(yīng)用中，可從尋址范圍和指令長度兩個方面來選擇長跳轉(zhuǎn)指令LJMP 和短跳轉(zhuǎn)指令 AJMP 、長調(diào)用指令 LCALL 和短調(diào)用指令 ACALL 。長跳轉(zhuǎn)LJMP在64KB范圍內(nèi)轉(zhuǎn)移，而短跳轉(zhuǎn)AJMP只能在2KB空間轉(zhuǎn)移。長調(diào)用LCALL 調(diào)用位于 64KB 程序空間的子程序， 而短調(diào)用 ACALL 調(diào)用位于 2KB 程序空間范圍的子程序。 A

33、JMP、ACALL指令代碼長度為2個字節(jié)；LJMP、LCALL指令代碼長度為3個字節(jié)。2.7 解 :指令的轉(zhuǎn)移范圍不同。SJMP是256B范圍內(nèi)的相對轉(zhuǎn)移指令，AJMP是2KB范圍內(nèi)的無條件短跳轉(zhuǎn)指令，LJMP 是 64KB 范圍內(nèi)的無條件長跳轉(zhuǎn)指令。2.8 解 :MOVC A , A+DPTR ：訪問外部程序存儲器指令，功能為程序存儲器內(nèi)容送累加 器。MOVX A , DPTR ：訪問外部數(shù)據(jù)存儲器指令，功能為外部數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)容送累加器 指令2.9 解 : 使用 A+DPTR 基址變址尋址時， DPTR 為常數(shù)且是表格的首地址， A 為從表格首址到被訪問字節(jié)地址的偏移量。PC 仍是下條指令首

34、地址， 而 A 則是從下條指令首地址到使用 A+PC 基址變址尋址時， 常數(shù)表格中的被訪問字節(jié)的偏移量。2.10 解：結(jié)果為：(A )= 30H2.11 解：結(jié)果為： (61H)=24H(RO) =50H( 50H)= 00H( 51H)= 30H(31H)=0FFH2.12 解：指令MOV A,40HMOV R0,AMOV P1,#80H(62H)=10H(30H)=00HDPTR=241OHSP=6OH源操作數(shù)的尋址方式直接尋址 寄存器尋址 立即尋址執(zhí)行指令后的結(jié)果(A)=5OH (RO)=5OH (P1)=8OHMOV R0,20H寄存器間接尋址(50H)=30HMOV DPTR,#20

35、00H立即尋址(DPTR)=2000HMOV 40H,30H直接尋址(40H)=40HMOV R0,30H直接尋址(R0)=40HMOV D0H,R0直接尋址(D0H)=40HMOV 10H,#10H立即尋址(10H)=10HMOV A,R0寄存器間接尋址(A)=50HMOV P2,P1寄存器尋址(P2)=80H1)R1 的內(nèi)容傳送到 R0 ；2.13 解 :MOVA, R1MOVR0, A2) 片外 RAM 20H 單元內(nèi)容送 R0 ；MOVDPTR, #0020HMOVX A, DPTRMOVR0,A3) 片外 RAM 20H 單元的內(nèi)容送片內(nèi) RAM 20H 單元；MOV DPTR, #

36、0020HMOVXA,DPTRMOV20H,A4) 片外 RAM 1000H 單元的內(nèi)容送片內(nèi) RAM 20H 單元；MOV DPTR, #1000H MOVX A, DPTRMOV 20H, A5) ROM 2000H 單元的內(nèi)容送 R0 單元；MOVA, #00HMOV DPTR, #2000HMOVCA, A+DPTRMOV R0H, A6) ROM 2000H 單元的內(nèi)容送片內(nèi) RAM 20H 單元；MOVA, #00HMOV DPTR, #2000HMOVCA, A+DPTRMOV 20H, A7) ROM 2000H 單元的內(nèi)容送片外 RAM 20H 單元。MOVA,#00HMOV

37、DPTR,#2000HMOVCA, A+DPTRMOVDPTR,#0020HMOVX DPTR, A2.14 解：ORG 0000HLJMP STARTORG 0030HSTART:MOV A , 22HADD A , 32HDA AMOV A , 23H ADDC A , 33H DA AMOV 43H , A SJMP $ENDMOV 42H , A2.15 解:ORG 0000HMAIN :LJMP MAINORG 0030HMOV R7 , #20HMOV R1 , #40HMOV DPTR , #3000HLOOP : MOV A , R12.16 解:MAIN :ORG 0000H

38、LJMP MAINORG 0030HMOV R0 , #30HLP2 :MOV R1 , #00HMOV R2 , #00HMOV R3 , #07HMOV A , R0LP1 :ADD A , R2 MOV R2 , A JNC LP1INC R1INC R02.17 解:MOVX DPTR , AINC R1INC DPTRDJNZ R7 , LOOPSJMP $ENDDJNZ R3 , LP2MOV R3 , #03HLP3:CLR CMOV A , R1RRC AMOV R1 , AMOV A , R2 RRC AMOV R2 , A DJNZ R3 , LP3MOV 3AH , R2

39、 SJMP $ENDSTART:NET1 :ORG 0000HLJMP STARTORG 0030HMOV DPTR , #2001H MOVX A , DPTRMOV 30H , AMOV DPTR , #2002H MOVX A , DPTR ADD A , 30HMOVB , AMUL ABMOV R1 , ACJNE A , #10, NET1 MOV DPTR , #2000H MOVX DPTR , A SJMP NET3JNC NET2CLR CMOV A , R1SUBB A , #10MOV DPTR , #2000HMOVX DPTR , ANET2 :SJMP NET3M

40、OV A , R1ADD A , #102.18 解：ORG0000HLJMPMAINORG0030hMAIN:MOVDPTR,#2000HMOVA,#OFFHMOVXDPTR,AMOVDPTR,#2100HMOVA,#34HMOVXDPTR,AMOVDPTR,#2008HMOVA,#33HMOVXDPTR,AMOVDPTR,#2108HMOVA,#44HMOVXDPTR,AMOVDPTR,#200EHMOVA,#0EEHMOVXDPTR,AMOVDPTR,#210EHMOVA,#32HMOVXDPTR,AMOVDPTR,#2000HMOVR1,#30HMOVR2,#15LOOP:MOVXA,

41、DPTRMOVR1,AINCDPTRINCR1DJNZR2,LOOPMOVR1,#30H2.19 解：ORG 0000HLJMP MAINORG 0030HMOV DPTR , #2000HMOVX DPTR , ANET3 :SJMP $ENDMOVDPTR,#2100HMOVR2,#15MOVR0,#40HLOOP2:MOVXA,DPTRCLRCADDCA,R1INCLOOP1MOVR0,01SJMPLOOP4LOOP1:MOVR0,#00LOOP4:INCROMOVR0,AINCR1INCDPTRINCRODJNZR2,LOOP2MOVR0,#40HMOVDPTR,#2200HMOVR2

42、,#30LOOP3:MOVA,R0MOVX DPTR,AINCR0INCDPTRDJNZR2,LOOP3SJMP$ENDMAIN : MOV R2 , #100MOV R3 , #00HMOV R4 , #00HMOV R5 , #00HINC R4MOV DPTR , #2000HINC DPTRLOOPMOVX A , DPTRDJNZ R2 , LOOPCJNE A , #00H , NET1SJMP NET3INC R3NET2 :INC R5INC DPTRINC DPTRDJNZ R2 , LOOPDJNZ R2 , LOOPSJMP NET3NET3 :SJMP $NET1 :J

43、C NET2END2.20 解：ORG0000HMOVXA,DPTRLJMPMAINMOVR0,AORG0030HINCDPTRMAIN:INCR0MOVDPTR,#1000HDJNZR2,LOOPMOVA,#22HMOVDPTR,#1000HMOVXDPTR,AMOVA,#00MOVDPTR,#1030HMOVR2,#31HMOVA,#33HLOOP1:MOVXDPTR,AMOVXDPTR,AMOVDPTR,#1000HINCDPTRMOVR2,#31HDJNZR2,LOOP1MOVR0,#30HSJMP$LOOP:END2.21 解：ORG 0000HCJNE A , 21H , LOOP

44、LJMP MAINLOOP :JNC LOOP1ORG 0100HMOV A , 20HMAIN :MOV DPTR , #2040HMOVX DPTR , AMOV R2 , #50DEC DPTRCLR 7FHMOV A , 21HDEC R2MOVX DPTR , ALS :MOVX A , DPTRINC DPTRMOV 20H , ASETB 7FHINC DPTRLOOP1DJNZ R2 , LSMOVX A , DPTRJB 7FH , MAINMOV 21H , ASJMP $MOV A , 20HEND2.22 解：ORG0000HMAIN:LJMPMAINLCALLSUBO

45、NEORG0030HAJMP$;SUBONE use dptr,a,30h,31hSUBONE:MOV DPTR,#2000HLOOP:MOVX A,DPTRXRLA,#41HJNZTTMOV A,30HMOV DPTR,#20A0HMOVX DPTR,AMOV DPTR,#20A1H2.23 解：ORG 0000HLJMP MAINORG 0030HMAIN : MOV R2 , #20MOV R1 , #30HMOV DPTR , #2000H TT :MOVX A , DPTRCLR CSUBB A , #30HSWAP AMOV 41H , AINC DPTRMOVX A , DPTR

46、CLR CSUBB A , #30HMOV R1 , A2.24 解：ORG 0000HLJMP MAINORG 0030HMAIN:MOV DPTR,#2400HMOV A,#07HMOVX DPTR,AMOV A,31HMOVX DPTR,ARETTT:INCDPTRMOV 30H,DPHMOV31H,DPLMOV A,31HCJNEA,0 0H,L OOPRETENDMOV A , 41HXCHD A , R1MOV R1 , AINC R1INC DPTRDJNZ R2 , TTMOV DPTR , #3000HMOV R1 , #30HMOV R2 , #0AHTT1 :MOV A

47、, R1MOVX DPTR , AINC R1INC DPTRDJNZ R2 , TT1SJMP $ENDMOV 32H,#25HMOV 33H,#00HMOV R2,#51HLOOP:MOV DPH,30HMOV DPL,31HMOVX A,DPTRMOVDPH,32HMOVDPL,33HMOVXDPTR,AINC31HINC33HMOV DPTR,2450HMOV A,#06HMOVX DPTR,AMOV 30H,#24HMOV 31H,#00HDJNZ R2,L00PENDAJMP $2.25 解:ORG 0000HLJMP MAINMAINORG 0030HMOV DPTR,#2030

48、HMOV A,#03HMOVX DPTR,AMOV DPTR,#2031HMOV A,#05HMOVX DPTR,AMOV DPTR,#2030HMOVX A,DPTR LCALLSQRMOV R1,AMOV DPTR,#2031HMOVX A,DPTR LCALLSQRADD A,R1MOV DPTR,#2040HMOVX DPTR,ASQR:TAB:AJMP $INC AMOVC A,A+PCRETDB 0,1,4,9,16,25DB 36,49,64,81,100DB 121,144,169,196,225 END3.1 解：當CPU正在處理某件事情的時候，外部發(fā)生的某一事件請求CPU迅

49、速去處理，CPU暫時中止當前的工作，轉(zhuǎn)去處理所發(fā)生的事件， 處理完該事件以后，再回到原來被中止的地方， 繼續(xù)原來的工作。這種過程為中斷，實現(xiàn)這種服務(wù)的部件稱為中斷系統(tǒng)。功能：實時處理，能對外界異步發(fā)生的事件作出及時的處理。完全消除了CPU在查詢方式中的等待現(xiàn)象，大大提高了CPU的工作效率。實現(xiàn)實時控制。3.2 解：中斷優(yōu)先級是 CPJ向應(yīng)中斷的先后順序。中斷優(yōu)先處理的原則是：先響應(yīng)優(yōu)先級高的中斷請求，再響應(yīng)優(yōu)先級低的中斷請求。(2) 如果一個中斷請求己被響應(yīng)，同級的其他中斷請求將被禁止。(3) 如果同級的多個中斷請求同時出現(xiàn)，CPU則按單片機內(nèi)部的自然優(yōu)先級順序響應(yīng)各中斷請求。單片機內(nèi)部自然優(yōu)

50、先級順序(由高到低)為 ：外部中斷0宀定時器0中斷t外部中斷It定時器1中斷t串行接口中斷。3.3 解:(1)80C51有以下中斷源：夕卜部中斷0 ()請求，低電平有效。夕卜部中斷1 ()請求，低電平有效。T0：定時器/計數(shù)器0溢出中斷請求。T1：定時器/計數(shù)器1溢出中斷請求。TI/RI :串行接口中斷請求。(2) 通過對特殊功能寄存器 TCON SCON IE、IP的各位進行置位或復位等操作，可實現(xiàn)對 各種中斷的控制功能。3.4 解：中斷系統(tǒng)的初始化步驟如下：(1) 開相應(yīng)中斷源的中斷允許；(2) 設(shè)定所用中斷源的中斷優(yōu)先級；(3) 若為外部中斷，則應(yīng)規(guī)定中斷觸發(fā)方式(低電平或負邊沿觸發(fā))。

51、3.5 解:單片機一旦響應(yīng)中斷請求，就由硬件完成以下功能：(1) 根據(jù)響應(yīng)的中斷源的中斷優(yōu)先級 ，使相應(yīng)的優(yōu)先級狀態(tài)觸發(fā)器置1 ;(2) 執(zhí)行硬件中斷服務(wù)子程序調(diào)用 ，并把當前程序計數(shù)器 PC的內(nèi)容壓入堆棧，保護 斷點，尋找中斷源；(3) 清除相應(yīng)的中斷請求標志位(串行口中斷請求標志RI和TI除外)；(4) 把被響應(yīng)的中斷源所對應(yīng)的中斷服務(wù)程序的入口地址(中斷矢量)送入PC,從而轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷服務(wù)程序。(5) 中斷返回，程序返回斷點處繼續(xù)執(zhí)行。3.6 解:(1) 由中斷源提出中斷請求，由中斷控制允許控制決定是否響應(yīng)中斷，如果允許響應(yīng)中斷，則CPU按設(shè)定好的優(yōu)先級的順序響應(yīng)中斷。 如果是同一優(yōu)先級的中斷， 則按單片機內(nèi) 部的自然優(yōu)先級順序(外部中斷 0t定時器0中斷T外部中斷I T定時器1中斷T串行接口 中斷)響應(yīng)中斷。CPU響應(yīng)中斷請求后，就立即轉(zhuǎn)入執(zhí)行中斷服務(wù)程序。保護斷點、尋找中斷源、中斷 處理、中斷返回，程序返回斷點處繼續(xù)執(zhí)行。(2) 由中斷允許寄存器IE控制開放和禁止中斷。 欲開放某一中斷，則應(yīng)先開放總中斷允許(EA置1),然后開放相應(yīng)中斷的中斷允許(相應(yīng)位置1 )；若要要禁止中斷，則 EA置O即可。(3) 由中斷優(yōu)先級控制寄存器 IP控制中斷優(yōu)先級，相應(yīng)位置 1,則設(shè)為高級中斷，置 0 則為低級。其中：PS為串行中斷優(yōu)先