單片機(jī)原理及應(yīng)用(趙曉安)課后習(xí)題

單片機(jī)原理及應(yīng)用第二章課后題2-38051單片機(jī)的存儲(chǔ)器分哪幾個(gè)空間？通過什么信號(hào)來區(qū)別不同空間的尋址？答：有四個(gè)物理上相互獨(dú)立的存儲(chǔ)空間：片內(nèi)ROM地址為0000H-0FFFH此時(shí)/EA=1；片外ROM地址為0000H-0FFFFH此時(shí)/EA=0。片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址為00H-0FFH；片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址為0000H-0FFFFH；區(qū)分片內(nèi)片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器通過指令MOV與MOVX。2-5在程序存儲(chǔ)器中，0000H,0003H,000BH,0013H,001BH,0023H這六個(gè)單元有什么特定的含義？答：0000H復(fù)位后，PC=0000H，開始執(zhí)行程序的地址0003H外部中斷0（INT0）入口地址000BH定時(shí)器0中斷（TF0）入口地址0013H外部中斷1（INT1）入口地址001BH定時(shí)器1中斷（TF1）入口地址0023H串行口中斷TI/RI入口地址2-6內(nèi)部RAM低128單元?jiǎng)澐譃槟娜齻€(gè)主要部分？各部分主要功能是什么？答：分為三部分：工作寄存器去，位尋址區(qū)，用戶RAM區(qū)（堆棧、數(shù)據(jù)緩沖）。（1）工作寄存器區(qū)（00H-1FH）：32個(gè)RAM單元共分四組，每組8個(gè)寄存單元（R0-R7）。寄存器常用于存放操作數(shù)及中間結(jié)果等。（2）位尋址區(qū)（20H-2FH）：此部分16個(gè)單元的每一位都有一個(gè)8位表示的位地址，位尋址取得每一個(gè)單元既可作為一般RAM單元使用，進(jìn)行字節(jié)操作，也可以對(duì)單元中的每一位進(jìn)行位操作。（3）用戶RAM區(qū)：也是數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，一般用于存放用戶數(shù)據(jù)及作堆棧區(qū)使用。2-7MCS-51單片機(jī)EA信號(hào)有何功能？在使用8031時(shí)EA信號(hào)引腳如何處理？答：EA是訪問外部程序存儲(chǔ)器的控制信號(hào)，當(dāng)EA=0時(shí)，8051片內(nèi)ROM不起作用，CPU只能從片外ROM取指令，地址可以從0000H開始編址，當(dāng)EA=1時(shí)，PC在0000H～0FFFH范圍內(nèi)，CPU從片內(nèi)ROM取指令；而當(dāng)PC＞0FFFH后，則自動(dòng)轉(zhuǎn)向片外ROM去取指令。在使用8031時(shí)EA常接地，因?yàn)樗鼰o內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。2-10開機(jī)復(fù)位后，CPU使用哪一組工作寄存器？他們的地址是什么？如何改變當(dāng)前工作寄存器組？答：使用第0組工作寄存器，它們的地址是00H-07H，想改變當(dāng)前工作寄存器組可以通過對(duì)RS0，RS1進(jìn)行相關(guān)復(fù)位、置位，如：SETBRS0，CLRRS1。2-11SP表示什么？有幾位？作用是什么？復(fù)位后sp的內(nèi)容是什么？答：Sp表示堆棧指針，為8位專用寄存器，作用是為了指示棧頂?shù)刂?，它的?nèi)容是堆棧棧頂?shù)拇鎯?chǔ)單元地址。復(fù)位后sp在RAM低128位字節(jié)中開辟棧區(qū)，并初始化為07H，當(dāng)實(shí)際進(jìn)棧出棧時(shí)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)前會(huì)自動(dòng)加1，所以堆棧實(shí)在08H單元開始。2-18試說明8051的振蕩周期、機(jī)器周期、指令周期是如何分配的。當(dāng)振蕩脈沖頻率為6MHz時(shí)，機(jī)器周期是多少？答：8051單片機(jī)每條指令的執(zhí)行時(shí)間（即指令周期）為1~4個(gè)機(jī)器周期，有單字節(jié)單周期指令、兩字節(jié)單周期指令、單字節(jié)兩周期指令、兩字節(jié)兩周期指令、三字節(jié)兩周期指令以及單字節(jié)四周期指令。一個(gè)機(jī)器周期有6個(gè)狀態(tài)：S1~S6每個(gè)狀態(tài)又包含兩個(gè)振蕩周期，分為兩拍：P1和P2。因此，一個(gè)機(jī)器周期包含12個(gè)振蕩周期，表示為：S1P1、S1P2、S2P1、??S6P1、S6P2。當(dāng)FOSC=6MHz時(shí)，機(jī)器周期為：（1/6）×12=2（μs）第三章3-1簡(jiǎn)述MCS-51有哪幾種尋址方式？各有什么特點(diǎn)？答：MCS-51有以下七種尋址方式：直接尋址：指令中直接給出操作數(shù)所在的單元地址或位地址；立即尋址：在指令中緊跟在操作碼之后的字節(jié)是操作數(shù)；寄存器尋址：操作數(shù)在指令中給出的寄存器中；寄存器間接尋址：寄存器中存放的是操作數(shù)所在的單元地址；變址尋址：基址加變址形成的16位地址是操作數(shù)地址；相對(duì)尋址：指令中給出相對(duì)偏移量，轉(zhuǎn)移指令都為相對(duì)尋址；位尋址：指令中給出的位地址或位寄存器中存放的是位操作數(shù)。3-2MCS-51指令按功能分為哪幾類？每類指令的作用是什么？答：MCS-51指令按功能分為五類，分別為：數(shù)據(jù)傳送類指令：主要用于數(shù)據(jù)的傳送、交換與堆棧操作；算術(shù)運(yùn)算類指令：主要用來完成加減乘除運(yùn)算及二十進(jìn)制調(diào)整；邏輯運(yùn)算類指令：主要完成與、或、異或及移位運(yùn)算；位操作指令：主要用來做與、或、清除、置位、求反等布爾運(yùn)算；控制轉(zhuǎn)移指令：控制程序執(zhí)行的走向，有轉(zhuǎn)移、調(diào)用及返回操作。3-3變址尋址和相對(duì)尋址中的偏移量有何異同？答：變址尋址：@A+DPTR、@A+PC，其中DPTR、PC為基址寄存器，A為變址寄存器，其中A為8位無符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)，其范圍為0到255；相對(duì)尋址中偏移量為8位帶符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)，范圍為-128-12723-4指出下列每條指令的尋址方式，30H在不同的指令中代表什么含義？（1）MOVA，#30H；寄存器尋址，立即尋址，30H為立即數(shù)（2）MOV30H，@R1；直接尋址，寄存器間接尋址，30H為字節(jié)地址（3）MOVC，30H；寄存器尋址，直接尋址，30H為位地址 （4）MOV30H，R5；直接尋址，寄存器尋址，30H為字節(jié)地址（5）MOVXA，@DPTR；寄存器尋址，寄存器間接尋址（6）MOVCA，@A＋PC；寄存器尋址，基址加變址的寄存器間接尋址，（7）JCLAB1；相對(duì)尋址（8）SJMPLAB2；相對(duì)尋址3-5寫出下列指令的機(jī)器碼，并指出執(zhí)行下列程序段后各單元內(nèi)容變?yōu)槭裁?？累加器A及PSW中的內(nèi)容變?yōu)槭裁矗?1)MOVA，#2;（A）=02HMOVR1，#30H ;(R1)=30HMOV@R1，A ;(30H)=02HMOV35H，R1 ;(35H)=30HXCHA，R1;(A)=30H，(R1)=02HSJMPSTOPSTART:MOVR0,#20HMOVR7,1FHMOVONE,#00MOVTWO,#00 MOVTHREE,#0LOOP:MOVA,@R0JZZEROJBACC.7,NEQINCONESJMPNEXTNEQ:INCTWOSJMPNETXZERO:INCTHREENEXT:INCR0DJNZR7,LOOPSTOP:SJMP$END X X≥50Y= 5X 50＞X≥20 2X X＜20 X X≥50Y= 5X 50＞X≥20 2X X＜20編程思路：答案不唯一，參考程序如下：ORG0000HVAXDATA30HFUNCDATA31HMAIN:MOVA,VAXCJNEA,#50,NO50SJMPNEXTNO50:JNCNEXTTCJNEA,#20,NO20SJMPYEQU5XNO20:JCYEQU2XYEQU5X:MOVB,#05 MULABSJMPNEXTYEQU2X:RLANEXT:MOVFUNC,ASTOP:SJMP$END4-3外部RAM從2000H到2100H有一數(shù)據(jù)塊，請(qǐng)編出將它們傳送到外部RAM3000H到3100H區(qū)域的程序。編程思路：2000H到2100H共有101H即257個(gè)數(shù)，將循環(huán)次數(shù)設(shè)成0，可以進(jìn)行256次循環(huán)，2100H到3100H單獨(dú)做一次即可。答案不唯一，參考程序如下：ORG0000HMAIN:MOVDPTR,#2000H MOVP2,#30H MOVR0,#00H MOVR7,#00HLOOP:MOVXA,@DPTR MOVX@R0,A INCR0 INCDPTRDJNZR7,LOOPINCP2MOVXA,@DPTRMOVX@R0,ASJMP$END4-4在內(nèi)部RAM中，有一個(gè)以BLOCK為始址的數(shù)據(jù)塊，塊長在LEN單元。請(qǐng)用查表指令編一程序，先檢查它們?nèi)羰?6進(jìn)制中的A～F，則把它們變?yōu)锳SCII；若不是，則把它們變?yōu)?0H。編程思路：首先判斷一下LEN單元的內(nèi)容是否為0，如果塊長為0，一次都不做，如果不做判斷而塊長為0的話，則多做256次循環(huán)。既然用查表程序，我覺得可以把表做的巧妙一些，省的復(fù)雜的判斷，提高程序的運(yùn)行效率?？梢韵扰袛嘁幌?，內(nèi)容是否大于F，如果大于F也變0，所以可以把數(shù)取出來，做個(gè)與運(yùn)算，與上0F0H，如果結(jié)果不為零，就說明高四位上有數(shù)，則應(yīng)該變零，如果高四位上沒數(shù)，只是低4位有數(shù)，則數(shù)的范圍為0-F，所以做表的時(shí)候可以將0-9對(duì)應(yīng)的表都設(shè)置成0，A-F對(duì)應(yīng)其ASCII。答案不唯一，參考程序如下：ORG0000HBLOCKDATA30HLENDATA2FHMOVR0,#BLOCKMOVA,LENJZSTOPSTART:MOVR7,AMOVDPTR,#TABLOOP:MOVA,@R0PUSHACCANLA,#0F0HJZNEXTMOVA,#0SJMPNETX1NEXT:POPACCNEXT1:MOVCA,@A+DPTRMOV@R0,AINCR0DJNZR7,LOOPSTOP:SJMP$TAB:DB00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,’A’,’B’,’C’,’D’,’E’,’F’END第六章6-1

8051單片機(jī)內(nèi)部有四個(gè)8位并行I/O口，命名為P0、P1、P2、P3。這4個(gè)并行I/O口都可以作準(zhǔn)雙向通用I/O口，即先執(zhí)行一條指令MOV

P1,#0FFH。P0、P2和P3口還有復(fù)用的第二功能。每個(gè)口都包含一個(gè)（8位）鎖存器（即特殊功能寄存器P0～P3），一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器，和兩個(gè)三態(tài)緩沖器。

P0口功能：

可作通用I/O口，是漏級(jí)開路的。因此必須外接上拉電阻，以保證―1‖信號(hào)正常輸出。

也可作為分時(shí)作為地址/數(shù)據(jù)總線使用。

P1口功能：可作通用I/O口，也是一個(gè)―準(zhǔn)雙向‖口，作輸入口時(shí)要先將輸出驅(qū)動(dòng)管截止。

p2口功能：可用作通用I/O口，與P1口類似，也

可用作高8位地址總線。

P3口功能：可用作通用I/O口，另外，還有其第二功能。

6-2

―讀鎖存器‖指令是P0～P3作目的操作數(shù)的指令，能實(shí)現(xiàn)―讀—修改—寫‖口鎖存器的操作。

―讀引腳‖指令的特點(diǎn)是：P0～P3

作為源操作數(shù)出現(xiàn)在指令中，但在讀引腳數(shù)據(jù)之前，必須對(duì)所讀的口或口位的D鎖存器寫入―1‖。要正確讀引腳數(shù)據(jù)，必須先寫一條MOV

PX，#0FFH指令或能對(duì)所讀的口或口位的D鎖存器寫入―1‖的指令，而后緊接著寫指令。

6-3

在單片機(jī)實(shí)時(shí)應(yīng)用系統(tǒng)中，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有定時(shí)和對(duì)外部事件計(jì)數(shù)的功能，可用于定時(shí)控制、延時(shí)、對(duì)外部事件檢測(cè)和計(jì)數(shù)等場(chǎng)合.定時(shí)是對(duì)周期已知的脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)是對(duì)外部發(fā)生事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，對(duì)周期未知的外來脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)。采用可編程的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器

可以方便靈活地修改定時(shí)或計(jì)數(shù)的參數(shù)或方式，與CPU并行工作，大大提高了CPU的工作效

率。

6-4

MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有2個(gè)16位的可編程的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器：定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0（T/C0），定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1（T/C1）。定時(shí)方式下，T/C計(jì)數(shù)8051內(nèi)部機(jī)器周期信號(hào)的個(gè)數(shù)

，由計(jì)數(shù)個(gè)數(shù)可以計(jì)算出定時(shí)時(shí)間。

每個(gè)機(jī)器周期使T/C的計(jì)數(shù)器增加1，直至計(jì)滿回零后自動(dòng)產(chǎn)生溢出中斷請(qǐng)求，表示定時(shí)時(shí)間到。

計(jì)數(shù)方式下，T/C計(jì)數(shù)來自引腳T0（P3.4）和T1(P3.5)的外部脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)。輸入脈沖由1變0的下降沿時(shí)，計(jì)數(shù)器的值增加1直到回零產(chǎn)生溢出中斷,表示計(jì)數(shù)已達(dá)預(yù)期個(gè)數(shù)。6-5

MCS-51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器共有四種工作方式：方式0、1、2、3。

方式0是高8位和低5位的一個(gè)13位計(jì)數(shù)器的運(yùn)行方式。當(dāng)TL1的低5

位溢出時(shí)，向TH1進(jìn)位，而TH1溢出(回零)時(shí)向TF1標(biāo)志進(jìn)位（硬件置位TF1），并申請(qǐng)中斷。還可以通過查詢TF1是否置位來判斷TH1是否回零溢出。

方式1是一個(gè)16為定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，結(jié)構(gòu)幾乎與方式0完全一樣，唯一的差別是方式1中的TH1(TH0)和TL1（TL0）均是8位的，構(gòu)成16位計(jì)數(shù)器。

方式2中，T/C被拆成一個(gè)8位的寄存器TH1（TH0）和一個(gè)8位計(jì)數(shù)器TL1（TL0），兩者構(gòu)成可以自動(dòng)重裝載的8位T/C。每當(dāng)它計(jì)滿回零時(shí)，一方面向CPU發(fā)出溢出中斷請(qǐng)求，

另一方面從TH1（或TH0）中重新獲得初值并啟動(dòng)計(jì)數(shù);也就是CPU

自動(dòng)將TH1（或TH0）中存放的初值重新裝回到TL1（或TL0），并在此初值的基礎(chǔ)上對(duì)TL1（或TL0）開始新一輪計(jì)數(shù)，周而復(fù)始，直到下停止計(jì)數(shù)或更改工作方式命令為止。

方式3下T/C0和T/C1功能就不同了。此時(shí)，TH0和TL0按兩個(gè)獨(dú)立的8位計(jì)數(shù)器工作，

T/C1只能按不中斷的方式工作，常常利用它的定時(shí)功能作串行口波特率發(fā)生器。T/C0方式3時(shí),TL0占用了T/C0的C/T、GATE、TR0、TF0、T0（P3.4）和INT0控制引腳

。TH0只有簡(jiǎn)單的內(nèi)部定時(shí)功能，它占用了T/C1的TR1控制位和TF1中斷標(biāo)志位，其啟動(dòng)/關(guān)閉僅受TR1控制。6-6

定時(shí)器/計(jì)數(shù)器用做定時(shí)時(shí)，定時(shí)時(shí)間與時(shí)鐘的振蕩頻率和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的設(shè)定初值有關(guān)。用做計(jì)數(shù)時(shí)，最高輸入信號(hào)頻率為振蕩頻率的1/24。即計(jì)數(shù)周期=2機(jī)器周期。

6-7

在T/C0工作在方式3時(shí)，T/C1仍可設(shè)置為方式0～2。由于TR1和TF1已被T/C0（T