课后习题

单片机原理与应用

习 题

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第1章 习题

1、微型计算机为什么要采用二进制数？什么情况下要用到十六进制数？ 答：微型计算机中采用二进制的记数方式主要是因为：（1）微型计算机是由逻辑电路组成的，二进制数只有0和1两个数码，正好与逻辑量的“真”和“假”相对应。(2)与十进制数相比，二进制数的运算规则要简单得多，可以使运算器的结构得到简化，有利于提高运算速度，传输和处理时不易出错。因而。 二进制适用于计算机识别、运算和处理，但不便于操作者阅读和书写。如果用十六进制就方便得多，一个4位的二进制数只要1位十六进制就可以表达，所以在书写和编程时经常用到十六进制， 在计算机内部会将输入的十六进制数自动转换成二进制。

2、将下列二进制数转化为十进制数。

（1）1101B （2）10101B （3)1010110B （4)1000111001B 答：（1）1101B=13 （2）10101B=21 （3) 1010110B =86 （4)1000111001B=569

3、将下列二进制数转化为十六进制数。 （1）10100B （2）101101B （3)10100110B （4)100111001B 答：（1）10100B=14H （2）101101B=2DH （3)10100110B=A6H （4)100111001B=139H

4、将下列各数转换为二进制数。 （1）56 （2）8FH （3)125 （4)1A3H 答：（1）56=111000B （2）8FH=10001111B

（3)125=1111101B （4)1A3H=110100011B

5、什么是原码、反码和补码？

答：微型计算机中的带符号数有三种表示法，即：原码、反码和补码。机器码形式的二进制带符号数就是原码，其最高位为符号位，其余位为数值位。符号位为0表示正数；符号位为1表示负数。

正数的反码和原码相同；负数的反码是：符号位仍为1，数值位是其原码的数值位按位取反。 正数的补码和原码相同；负数的补码是反码加1。

6、求下列十进制数的机器码、原码、反码和补码。 （1）X1=－89 （2）X2=105 答：（1）[X]机器码=－1011001 [X]原码=11011001

[X]反码=10100110 [X]补码=10100111 （2）[X]机器码=1101001 [X]原码=1101001

[X]反码=1101001 [X]补码=1101001

7、什么是单片机？单片机与一般微型计算机相比，具有哪些特点？ 答：单片机是在一块集成电路上把中央处理器（CPU）、存储器（ROM、RAM）和多种输入/输出接口(定时器/计数器、并行I/O接口、串行口等)集成在一起而构成的微型计算机。

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它与一般微型计算机相比，具有如下特点：（1） 单片机的程序存储器和数据存储器是分工的，前者为ROM，后者为RAM； （2） 采用面向控制的指令系统，控制功能强；（3）多样化的I/O接口，多功能的I/O引脚；（4） 产品系列齐全，功能扩展性强。

8、单片机主要应用在哪些领域？ 单片机应用系统有哪些部分组成？

答：单片机的应用范围很广泛，如：智能化家用电器、仪器仪表、工业控制、计算机外部设备、智能机器人、电信及导航等方面。 单片机应用系统由硬件和软件两大部分组成。其中硬件包括：单片机、存储器、I/O接口及外围设备（如：键盘、显示器、打印机等人机交互设备）；软件包括开发软件和应用软件。

9、简单介绍Keil C51及其主要主要功能。

答：Keil C51是一种针对MCS-51系列单片机的软件开发工具。它通过一个集成开发环境Keil μVision2将C编译器、宏汇编器、连接器、库管理器和仿真调试器等组合在一起。它集编辑、编译、仿真于一体，支持汇编语及C51高级语言的编程设计。 Keil C51能够完成工程建立、管理、编译连接、生成目标代码、软件仿真、硬件仿真等单片机应用项目的开发流程。

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第2章 习题

1、80C51单片机内包含哪些主要逻辑功能部件？ 答：80C51系列单片机在片内集成了以下主要逻辑功能部件：(l) 8位的CPU(中央处理器)； (2) 128B片内RAM；(3) 21个特殊功能寄存器；(4) 4KB程序存储器；(5) 4个8位的并行I/O口；(6) 1个全双工串行接口；(7) 2个16位的定时器/计数器；(8) 1个片内时钟电路。

2、89S51的/EA端有何用途？

答：/EA端接低电平时，CPU只访问外部ROM，并执行片外程序存储器中的指令；/EA端接高电平时，CPU先访问并执行片内flash ROM中的指令，若PC值超过0FFFH，将自动转到片外ROM。 3、读端口锁存器和“读引脚”有何不同？各使用哪种指令？

答：读锁存器相当于从存储器中取数据，如从P0口的锁存器取数，用ANL P0,A指令；而读引脚是从外部取数据，如MOV A,P1就是读引脚，目的是把端口P1输入的数据送给A累加器。

4、什么叫堆栈？堆栈有什么功能？

答：堆栈是在片内RAM中指定的一个特殊区域。堆栈中数据的存取是按照\先进后出\原则进行的。 堆栈的主要功能是：暂时存放数据和地址，通常用来保护程序运行的断点和现场。

5、AT89S51单片机有哪些特殊功能寄存器？各在单片机的哪些功能部件中？

答：89S51单片机内部有21个特殊功能寄存器。物理上分散在片内各功能部件中，在逻辑上把它们组织在内部数据存储器地址空间80H~FFH中，以便能使用统一的直接寻址方式来访问。特殊功能寄存器分布在以下各个功能部件中：（1） CPU中有：ACC、B、PSW、SP、DPTR（由DPL和DPH两个8位寄存器组成）；（2）中断系统中：IP、IE；（3）定时器/计数器中：TMOD、TCOM、TL0、TH0、TL1、TH1；（4）并行I/O口中：P0、P1、P2、P3；（5）串行口中：SCON、SBUF、PCON。

6、AT89S51的存储器分哪几个空间?如何区别不同空间的寻址方式?

答：在物理上89S51有4个存储空间，即片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器和片外数据存储器。

逻辑上，片内ROM和片外ROM统一编址，使用MOVC指令访问。256B的内部数据存储器和64KB的外部数据存储器是独立编址的，访问片内RAM用MOV指令；访问片外RAM用MOVX指令。?

7、简述AT89S51片内RAM的空间分配。片内RAM中包含哪些可位寻址单元？ 答：片内RAM有256B空间的存储单元，地址为00H~FFH。低128B是真正的RAM区，其中20H~2FH字节地址单元是位寻址区，对应的位地址是00H~7FH；高128B是SFR特殊功能寄存器区。

8、位地址20H和字节地址20H如何区别？位地址20H在内存中的什么位置？

答：位地址只表示某个存储单元中某位的地址，而字节地址表示一个8位二进制数所在的地址。区别位地址20H和字节地址20H可以根据访问它们的指令码来区别。如：MOV C,20H和MOV A,20H的指令代码分别为A2H、20H和E5H、20H。前一条指令是位操作指令，其中的20H是位地址；后一条指令是字节操作指令，其中的20H是字节地址。

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位地址20H在内存中位寻址区24H单元的第0位。

9、AT89S51如何确定和改变当前工作寄存器组?

答：当前工作寄存器组由程序状态继寄存器PSW中的RS1和RS0两位的取值来确定和改变。有4种组合方式用来从4组工作寄存器组中进行选择。

10、PC是什么寄存器？是否属于特殊功能寄存器？它有什么作用？ 答：PC是16位程序计数器（Program Counter），它不属于特殊功能寄存器范畴，程序员不能像访问特殊功能寄存器那样来访问PC。PC是专门用于在CPU取指令期间寻址程序存储器的。PC总是保存着下一条要执行的指令的16位地址。通常程序是顺序执行的，在一般情况下，当取出一个指令（更确切地说为一个指令字节）字节后，PC自动加1。如果在执行转移指令、子程序调用/返回指令或中断时，要把转向的目标地址赋给PC。

11、DPTR是什么寄存器？它由哪些特殊功能寄存器组成？它的主要作用是什么？

答：DPTR是16位数据指针寄存器，它由两个8位特殊功能寄存器DPL（数据指针低8位）和DPH（数据指针高8位）组成，DPTR用于保存16位地址，作间址寄存器用，可寻址外部数据存储器，也可寻址程序存储器。 12、AT89S51单片机的时钟周期与振荡周期之间有什么关系?什么叫机器周期和指令周期？如果晶振频率分别为6 MHz 和12MHz，则机器周期各为多少？

答：时钟周期又称为振荡周期，它是单片机中最基本、最小的时间单位，也是振荡频率的倒数。

CPU完成一次基本操作所需要的时间就是1个机器周期，1个机器周期包括12个振荡周期。 指令周期是执行一条指令所需的时间。通常一个指令周期包含1~4个机器周期。 如果晶振频率为6 MHz 和12MHz，则机器周期分别为2μs 和1μs。

13、单片机复位有几种方法?复位后机器的初始状态如何?

答：(1) 单片机复位方法有：上电自动复位、按键电平复位和外部脉冲复位三种方式。

(2) 复位后，PC的内容被初始化，单片机从0000H单元开始执行程序，片内RAM中的数据不受影响。特殊功能寄存器SFR中SP=07H，P0~P3=FFH，其他的SFR初始值一般为0。

14、1个机器周期的时序如何划分?

答：1个机器周期=12个震荡周期=6个状态周期，每个状态周期包含2个震荡周期。即1个机器周期的时序可以划分如下：?

S1P1?S1P2?S2P1?S2P2?S3P1?S3P2?S4P1?S4P2?S5P1?S5P2?S6P1?S6P2 其中S=State为状态;P=Phase为相位。?

15、AT89S51有几种低功耗方式？如何实现？? 答：89S51有待机和掉电两种低功耗方式。

待机方式和掉电方式是通过对SFR中的PCON（地址87H)相应位置1而启动的。 当CPU执行使IDL=1(PCON.0=1)的指令后，系统进入待机工作方式。这时，内部振荡器继续工作，内部时钟只供给中断、串行口、定时器/计数器，而不向CPU提供，CPU停止工作；当CPU执行一条使PD=1(PCON.1=1）的指令后，系统进入掉电工作方式。在这种工作方式下，内部振荡器停止工作。由于没有振荡时钟，所有的功能部件都停止工作。但内部RAM区和特殊功能寄存器的内容被保留，而端口的输出状态值都保存在对应的SFR中，ALE和PSEN都为低电平。

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