单片机原理及应用 课后答案张毅刚,彭喜元高等教育出版社.docx
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1、第1章单片机概述参考答案1. 答:微控制器,嵌入式控制器2. 答:CPU、存储器、I/O 口、总线3. 答:C4. 答:B5. 答:微处理器、微处理机和CPU它们都是中央处理器的不同称谓,微处理器芯片本 身不是计算机。而微计算机、单片机它们都是一个完整的计算机系统,单片机是集成在一个 芯片上的用于测控目的的单片微计算机。嵌入式处理器一般意义上讲,是指嵌入系统的单片机、DSP、嵌入式微处理器。目前多 把嵌入式处理器多指嵌入式微处理器,例如ARM7、ARM9等。嵌入式微处理器相当于通用 计算机中的CPU。与单片机相比,单片机本身(或稍加扩展)就是一个小的计算机系统,可 独立运行,具有完整的功能。而
2、嵌入式微处理器仅仅相当于单片机中的中央处理器。为了满 足嵌入式应用的特殊要求,嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的,但 在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。6. 答:MCS-51系列单片机的基本型芯片分别:8031、8051和8071。它们的差别是在片 内程序存储器上。8031无片内程序存储器、8051片内有4K字节的程序存储器ROM,而8751 片内有集成有4K字节的程序存储器EPROM。7. 答:因为MCS-51系列单片机中的“MCS”是Intel公司生产的单片机的系列符号, 而51系列单片机是指世界各个厂家生产的所有与8051的内核结构、指令系统兼容的
3、单片机。8. 答:相当于MCS-51系列中的87C51,只不过是AT89S51芯片内的4K字节Flash 存储器取代了 87C51片内的4K字节的EPROM。9. 单片机体积小、价格低且易于掌握和普及,很容易嵌入到各种通用目的的系统中,实 现各种方式的检测和控制。单片机在嵌入式处理器市场占有率最高,最大特点是价格低,体 积小。DSP是一种非常擅长于高速实现各种数字信号处理运算(如数字滤波、FFT、频谱分析 等)的嵌入式处理器。由于对其硬件结构和指令进行了特殊设计,使其能够高速完成各种复 杂的数字信号处理算法。广泛地用于通讯、网络通信、数字图像处理,电机控制系统,生物 信息识别终端,实时语音压解
4、系统等。这类智能化算法一般都是运算量较大,特别是向量运 算、指针线性寻址等较多,而这些正是DSP的长处所在。与单片机相比,DSP具有的实现 高速运算的硬件结构及指令和多总线,DSP处理的算法的复杂度和大的数据处理流量以及 片内集成的多种功能部件更是单片机不可企及的。嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU,它的地址总线数目较多能扩展较大的 存储器空间,所以可配置实时多任务操作系统(RTOS)。RTOS是嵌入式应用软件的基础 和开发平台。正由于嵌入式微处理器能运行实时多任务操作系统,所以能够处理复杂的系统 管理任务和处理工作。因此,广泛地应用在移动计算平台、媒体手机、工业控制和商业领域 (例如
5、,智能工控设备、ATM机等)、电子商务平台、信息家电(机顶盒、数字电视)以及 军事上的应用。10. 广义上讲,凡是系统中嵌入了 “嵌入式处理器”,如单片机、DSP、嵌入式微处理 器,都称其为“嵌入式系统”。但多数人把“嵌入”嵌入式微处理器的系统,称为“嵌入式 系统”。目前“嵌入式系统”还没有一个严格和权威的定义。目前人们所说的“嵌入式 系 统”,多指后者。第2章AT89S51单片机的硬件结构参考答案1. 答:AT89S51单片机的片内都集成了如下功能部件:(1) 1个微处理器(CPU);(2) 128个数据存储器(RAM)单元;(3) 4K Flash程序存储器;(4) 4个8位可编 程并行I
6、/O 口 (P0 口、P1 口、P2 口、P3 口); (5) 1个全双工串行口;(6) 2个16位定 时器/计数器;(7) 1个看门狗定时器;(8) 一个中断系统,5个中断源,2个优先级;(9) 25个特殊功能寄存器(SFR),(10) 1个看门狗定时器。2. 答:当ea脚为高电平时,单片机读片内程序存储器(4K字节Flash)中的内容,但 在PC值超过0FFFH(即超出4K字节地址范围)时,将自动转向读外部程序存储器内的程序; 当EA脚为低电平时,单片机只对外部程序存储器的地址为0000HFFFFH中的内容进行读 操作,单片机不理会片内的4K字节的Flash程序存储器。3. 答:2ps4.
7、 答:1个机器周期等于12个时钟振荡周期。5. 答: 64K程序存储器空间中有5个特殊单元分别对应于5个中断源的中断服务程序入口地址,见下表:表5个中断源的中断入口地址入口地址中断源0003H外部中断0 (INT0)000BH定时器0 (T0)0013H外部中断1 (INT1)001BH定时器1 (T1)0023H串行口6. 答:28H; 88H。7. 答:50H; 88H。8 .答:P标志位的值为0。9. 答:(A)错;(B)错;(C)对;(D)对。10. 答:04H; 00H; 0 组。11. 答:(A)对;(B)对;(C)错;(D)对。12. 答:字节地址00H-1FH的单元可作为工作寄
8、存器区。13. 答:(A)错;(B)错;(C)错;(D)错。14. 答:(C)。15. 答:PC; PC。16. 答:64K字节。17. P0 口每位可驱动8个LSTTL输入,而P1、P2、P3 口的每一位的驱动能力,只有 P0 口的一半。当P0 口的某位为高电平时,可提供400 A的电流;当P0 口的某位为低电平(0.45V)时,可提供3.2mA的灌电流,如低电平允许提高,灌电流可相应加大。所以,任 何一个口要想获得较大的驱动能力,只能用低电平输出。18. 答:按下复位按钮。19. 答:(A)对;(B)对;(C)错;(D)错。20. 答:(A)对;(B)对;(C)对;(D)错。第3章AT89
9、S51的指令系统参考答案1. 答:(1)错(2)错(3)对(4)错(5)错(6)错(7)错(8)对(9)错(10)对(11)对(12)错。2. 答:(A)对(8)对(C)错(D)错。3. 答:A, PC, DPTR。4. 答:只能使用直接寻址方式。5. 答:操作码,操作数,操作码。6. 答:1031H。7. 答:程序,数据。8. 答:地址。9. 答:A的内容与B的内容互换。10. 答:(A) =50H,( SP) =50H,( 51H) =30H,( 52H) =50H,( PC)=5030H11. 答:(A) ANL A, #87H(B) ANL A, #0C3H(C) ORL A, #0C
10、H12. 答:(A) =0CBH。13. 答:(A) =00H,( R3) =0AAH。14. 答:(DPH) =3CH,( DPL) =5FH,( SP) =50H15. 答:(SP) =62H,(61H) =30H,(62H) =70H。16. 答:MOV R7, APUSH AccMOV A,BMOVX DPTR, A17. 答:( D)。18. 答:( C)。19. 答:基本型的51子系列单片机,由于其片内RAM的地址范围为00H7FH,而80H FFH为特殊功能寄存器区,而对特殊功能寄存器寻址,只能使用直接寻址方式。对片内RAM 寻址,当使用寄存器间接寻址是采用R0或R1作为间接寻址
11、的,因此R0或R1的内容不能 超过7FH。增强型的52子系列单片机,片内RAM的地址范围为00HFFH,因此作为间接寻址寄 存器的R0或R1的内容就不受限制。第4章AT89S51汇编语言程序的设计与调试参考答案1. 答:伪指令是程序员发给汇编程序的命令,只有在汇编前的源程序中才有伪指令,即 在汇编过程中的用来控制汇编过程的命令。所谓“伪”是体现在汇编后,伪指令没有相应的机器代码产生。常用伪指令及其功能如下:ORG (ORiGin)汇编起始地址命令;END (END of assembly)汇编终止命令;EQU(EQUate) 标号赋值命令;DB(Define Byte)定义数据字节命令;DW(
12、Define Word)定 义数据字命 令;DS(Define Storage)定义存储区命令;BIT位定义命令2. 答:手工汇编:通过查指令的机器代码表(表3-2),逐个把助记符指令“翻译”成机器代 再进行调试和运行。这种人工查表“翻译”指令的方法称为“手工汇编”。机器汇编:借 助于微型计算机上的软件(汇编程序)来代替手工汇编。通过在微机上运行汇编程序,把 汇编语言源程序翻译成机器代码。反汇编:将二进制的机器码程序翻译成汇编语言源程序的过程称为“反汇编”。3. 答:从1000H开始的各有关存储单元的内容(16进制)如下:4D 41 494E 12 34 30 0000 70 787F E4
13、F6 D8 FD75 81 07024. 在编写子程序时应注意以下问题:(1) 子程序的第一条指令前必须有标号。(2) 主程序调用子程序,有如下两条子程序调用指令: 绝对调用指令ACALL addr11。被调用的子程序的首地址与绝对调用指令的下一条 指令的高5位地址相同,即只能在同一个2KB区内。 长调用指令LCALL addr16。addr16为直接调用的目的地址,被调用的子程序可放 置在64KB程序存储器区的任意位置。(3) 子程序结构中必须用到堆栈,用来保护断点和现场保护。(4) 子程序返回时,必须以RET指令结束。(5) 子程序可以嵌套,但要注意堆栈的冲突。5.答:参考程序如下:MOV
14、 A,45HANL A#0FHORL A#0FH MOV 45H,A6.答:A=80H,SP=40H,(41H) =50H,(42H) =80H,PC=8050H 7.答:参考程序如下:START: MOV R0,#30HMOV R2,#20HLOOP: MOV A,R0CJNEA,#0AAH,NEXTMOV51H,#01HLJMPEXITNEXT:INCR0DJNZ R2,LOOP MOV 51H,#00H EXIT: RET8. 答:参考程序如下:STARTMOV41H,#0MOVR0, #20HMOVR2, #20HLOOP:MOVA,R0JNZNEXTINC41HNEXT:INCR0D
15、JNZ R2, LOOP RET9. 答:参考程序如下:ORG 0100HMOV R2, #20H要比较的数据字节数 MOV A , #21H MOV R1 , A DEC R2 MOV A , R1LOOP:MOV R3,ADEC R1 CLR C SUBB A, R1 JNC LOOP1 MOV A, R1 SJMP LOOP2LOOP1:MOV A,R3LOOP2:DJNZ R2, LOOPMOV R0,A RET10. 答:(1) SP=SP+1=61H(61H) =PC的低字节=03HSP=SP+1=62H(62H)=PC 的高字节=20H(2) PC=3456H(3) 可以(4)
16、2KB = 2048 Byte11. 答:可对程序做如下修改:ORG0100HDEL:MOVR7, #200DEL1:MOVR6,#12;将原来的立即数125改为123DEL2:DJNZR6, DEL2NOP;增加的指令DJNZR7, DEL1RET程序修改后的延时时间为:1+(1+123*2+1+2)*200+2=50003us=50.003ms第5章AT89S51的中断系统参考答案1. 答:0013H; 001BH2. 答:串行口中断;外部中断13. 答:RETI指令在返回的同时清除相应的优先级触发器,以允许下次中断,而RET指令则没有这个操作。除了这一点两条指令不同外,其它操作都相同。4
17、. 答:D5. 答:在一个单一中断的系统里,AT89S51单片机对外部中断请求的响应时间总是在 38个机器周期之间。在下述三种情况下,AT89S51将推迟对外部中断请求的响应:(1) AT89S51正在处理同级或更高优先级的中断。(2) 所查询的机器周期不是当前正在执行指令的最后一个机器周期。(3) 正在执行的指令是RETI或是访问IE或IP的指令。如果存在上述三种情况之一, AT89S51将丢弃中断查询结果,将推迟对外部中断请求 的响应。6. 答:D7. 答:PC、PC、程序存储器8. 答:参考程序段如下:SETB IT1SETB EX1SETB EA9. 答:(A)10. 答:一个中断源的
18、中断请求被响应,必须满足以下必要条件:(1)总中断允许开关接通,即IE寄存器中的中断总允许位EA=1。(2)该中断源发出中断请求,即该中断源对应的中断请求标志为“1”。(3)该中断源的中断允许位=1,即该中断被允许。(4)无同级或更高级中断正在被服务。11. 答:(A)、(C)、(D)12. 答:参见电路如图5-10,参考程序如下:ORG0000HLJMPMAINORG0013HLJMPINT_EX1ORG0030HMAIN: CLRIT0;米用电平触发,低电平有效中断SETBEX1;允许外部中断1SETBEA;插入一段用户程序WAIT: MOV PCON,#01H ;单片机进入休眠方式等待中
19、断NOPLJMP WAIT;判断是不是3号中断;跳转到3号中断处理程 序;判断是不是2号中断;跳转到2号中断处理程 序序;跳转到1号中断处理程 序中断返回;以下为外部中断1服务子程序INT_EX1 jb P1.2,NEXT1 :LJMP INT_IR3NEXT1: JB P1.1,NEXT2LJMP INT_IR2NEXT2: LJMP INT_IR1ORG 1000HINT_IR3:相应中断处理程序RETI ORG 1100HINT_IR2 :相应中断处理程序RETI ;中断返回ORG 1200HINT_IR1:相应中断处理程序RETI ;中断返回第6章AT89S51的定时/计数器参考答案1
20、. 答:(A)对;(B)错;(C)错;(D)错;2. 答:因为机器周期:T = 12 = 12 = 4 ( s )W七 fosc = 3 1。6 = 4( s)所以定时器/计数器工作方式。下,其最大定时时间为T = 213 T = 213 4 106 = 8.192 (ms)-同样可以求得方式1下的最大定时时间为262.144ms;方式2下的最大定时时间为 1024ms。3. 答:定时/计数器作定时时,其计数脉冲由系统振荡器产生的内部时钟信号12分频后 提供。定时时间与时钟频率和定时初值有关。4. 答:由于确认1次负跳变要花2个机器周期,即24个振荡周期,因此外部输入的 计数脉冲的最高频率为系
21、统振荡器频率的1/24。5. 答:定时器/计数器T0在计数和定时工作完成后,均采用中断方式工作。除了第一次 计数工作方式设置在主程序完成外,后面的定时或计数工作方式分别在中断程序完成,用一 标志位识别下一轮定时器/计数器T0的工作方式。参考程序如下:ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPIT0PMAIN: MOVTMOD,#06H;定时器/计数器T0为计数方式2MOVTL0,#156;计数100个脉冲的初值赋值MOVTH0,#156SETBGATE;打开计数门SETBTR0;启动T0,开始计数SETBET0;允许T0中断SETBEA;CPU开中断CLRF0 ;设置下一轮为定时
22、方式的标志位WAIT: AJMPWAITIT0P: CLREA;CPU关中断JBF0,COUNT;F0=1,转计数方式设置MOVTMOD,#00H;定时器/计数器T0为定时方式0MOVTH0,#0FEH;定时1ms初值赋值MOVTL0,#0CHSETBEARETICOUNT: MOVTMOD,#06HMOVTL0,#156SETBEARETI6. 定时器/计数器的工作方式2具有自动恢复初值的特点,适用于精确定时,比答:如波特率的产生。7. 答:根据题意,从P1.0输出的矩形脉冲的高低电平的时间为10:1,则高低电平 的 时间分别为363.63 ns和36.37 us。如果系统采用6MHz晶振的
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