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单片机原理及应用课后全答案(完整张毅刚版)

第一章单片机概述1.2 除了单片机这一名称之外,单片机还可称为(微控制器)和(嵌入式控制器)。

1.3 单片机与普通计算机的不同之处在于其将(微处理器)、(存储器)和(各种输入输出接口)三部分集成于一块芯片上。

4、单片机的发展大致分为哪几个阶段?答:单片机的发展历史可分为四个阶段:第一阶段(1974 年----1976 年):单片机初级阶段。

第二阶段(1976 年----1978 年):低性能单片机阶段。

第三阶段(1978 年----现在):高性能单片机阶段。

第四阶段(1982 年----现在):8 位单片机巩固发展及16 位单片机、32 位单片机推出阶段1.5 单片机根据其基本操作处理的位数可分为哪几种类型?答:单片机根据其基本操作处理的位数可分为:1 位单片机、4 位单片机、8 位单片机、16 位单片机和32 位单片机。

1.6 MCS-51 系列单片机的基本芯片分别为哪几种?它们的差别是什么?答:基本芯片为8031、8051、8751。

8031 内部包括1 个8 位cpu、128BRAM,21 个特殊功能寄存器(SFR)、4 个8 位并行I/O 口、1 个全双工串行口,2 个16 位定时器/计数器,但片内无程序存储器,需外扩EPROM芯片。

8051 是在8031 的基础上,片内又集成有4KBROM,作为程序存储器,是 1 个程序不超过4KB 的小系统。

8751 是在8031 的基础上,增加了4KB 的EPROM,它构成了1 个程序小于4KB 的小系统。

用户可以将程序固化在EPROM 中,可以反复修改程序。

1.7 MCS-51 系列单片机与80C51 系列单片机的异同点是什么?答:共同点为它们的指令系统相互兼容。

不同点在于MCS-51 是基本型,而80C51 采用CMOS工艺,功耗很低,有两种掉电工作方式,一种是CPU 停止工作,其它部分仍继续工作;另一种是,除片内RAM 继续保持数据外,其它部分都停止工作。

1.8 8051 与8751 的区别是(C)内部程序存储器的类型不同(1.9 在家用电器中使用单片机应属于微型计算机的(B)(A)辅助设计应用(B)测量、控制应用1.10 说明单片机主要应用在哪些领域?答:单片机主要运用领域为:工业自动化;智能仪器仪表;消费类电子产品;通信方面;武器装备;终端及外部设备控制;多机分布式系统。

2.1 MCS-51 单片机的片内都集成了哪些功能部件?各个功能部件的最主要的功能是什么?答:功能部件如下:微处理器(CPU);数据存储器(RAM);程序存储器(ROM/EPROM,8031 没有此部件),4 个8 位并行I/O 口(P0 口、P1 口、P2 口、P3 口);1 个全双工的串行口; 2 个16 位定时器/计数器;中断系统;21 个特殊功能寄存器(SFR)。

各部件功能:CPU(微处理器)包括了运算器和控制器两大部分,还增加了面向控制的处理功能,不仅可处理字节数据,还可以进行位变量的处理;数据存储器(RAM)片内为128B (52 系列的为256B),片外最多可外扩64KB。

数据存储器来存储单片机运行期间的工作变量、运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等;程序存储器(ROM/EPROM)用来存储程序;中断系统具有 5 个中断源,2 级中断优先权;定时器/计数器用作精确的定时,或对外部事件进行计数;串行口可用来进行串行通信,扩展并行I/O 口,还可以与多个单片机相连构成多机系统,从而使单片机的功能更强且应用更广;特殊功能寄存器用于CPU 对片内各功能部件进行管理、控制、监视。

2.2 说明MCS-51 单片机的引脚EA 的作用,该引脚接高电平和接低电平时各有何种功能?答:当该引脚为高电平时,单片机访问片内程序存储器,但在PC(程序计数器)值超过0FFFH(对于8051、8751)时,即超出片内程序存储器的4KB 地址范围时,将自动转向执行外部程序存储器内的程序。

当该引脚为低电平时,单片机则只访问外部程序存储器,不论是否有内部程序存储器。

对于8031 来说,因其无内部程序存储器,所以该引脚必须接地,这样只能选择外部程序存储器。

2.3 MCS-51 的时钟振荡周期和机器周期之间有何关系?答:每12 个时钟周期为1 个机器周期。

2.5 程序存储器的空间里,有5 个单元是特殊的,这5 个单元对应MCS-51 单片机5 个中断源的中断入口地址,请写出这些单元的地址以及对应的中断源。

答:中断源入入口地址外部中断0 0003H定时器0(T0)000BH外部中断1 0013H定时器1(T1)001BH串行口0023H2.6 内部RAM 中,位地址为30H 的位,该位所在字节的字节地址为(26H)。

2.10 什么是机器周期?1 个机器周期的时序是如何来划分的?如果采用12MHZ 晶振,1 个机器周期为多长时间?答:CPU 完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。

时序划分:一个机器周期包括12 个时钟周期,分为6 个状态;S1-S6。

每个状态又分为2 拍;P1 和P2。

因此,1 个机器周期中的12 个时钟周期表示为:S1P1、S1P2、S2P1、S2P2、…、S6P2。

如果采用12MHZ 晶振,1 个机器周期为1μs。

2.13 使用8031 单片机时,需将EA 引脚接(低)电平,因为其片内无(程序)存储器。

2.14片内RAM 低128 个单元划分为哪3 个主要部分?各部分的主要功能是什么?答:字节地址为00H-1FH 的32 个单元是4 组通用工作寄存器区,每个区包括8 个8 位工作寄存器,编号为R0-R7。

可以通过改变PSW 中的RS1、RS0 来切换当前的工作寄存器区,这种功能给软件设计带来极大的方便,特别是在中断嵌套时,为实现工作寄存器现场内容保护提供了方便;字节地址为20H-2FH 的16 个单元可进行工128 位的位寻址,这些单元构成了1 位处理机的存储器空间;字节地址为30H-7FH 的单元为用户RAM 区,只能进行字节寻址。

用于作为数据缓冲区以及堆栈区。

2.16 PC 的值是:当前正在执行指令的下一条指令的地址2.18 写出P3引脚的第二功能。

答:P3口引脚二功能定义P3.0 串行输入口P3.1 串行输出口P3.2 外部中断0P3.3 外部中断1P3.4 定时器0 外部计数输入P3.5 定时器1 外部计数输入P3.6 外部数据存储器写选通P3.7 外部数据存储器读选通2.19 MCS-51单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器 PC 的位数所决定的,因为MCS-51 的PC 是16 位的,因此其寻址的范围为(64)KB。

2.20 当MCS----51 单片机运行出错或程序陷入死循环时,如何来摆脱困境?复位。

3.1 判断以下指令的正误:(1)MOV 28H,@R2 (2) DEC DPTR (3) INC DPTR (4) CLR R0(5) CPL R5 (6) MOV R0,R1 (7) PUSH DPTR (8) MOV F0,C(9)MOV F0,Acc.3 (10)MOVX A,@R1 (11) MOV C,30H (12)RLC R0答:(3)、(8)、(10)、(11)对,其余错。

3.4 MCS-51 共有哪几种寻址方式?各有什么特点?答:共有7 种寻址方式。

(1)寄存器寻址方式操作数在寄存器中,因此指定了寄存器就能得到操作数。

(2)直接寻址方式指令中操作数直接以单元地址的形式给出,该单元地址中的内容就是操作数。

(3)寄存器间接寻址方式寄存器中存放的是操作数的地址,即先从寄存器中找到操作数的地址,再按该地址找到操作数。

(4)立即寻址方式操作数在指令中直接给出,但需在操作数前面加前缀标志“#”。

(5)基址寄存器加变址寄存器间接寻址方式以DPTR 或PC 作基址寄存器,以累加器A 作为变址寄存器,并以两者内容相加形成的16 位地址作为操作数的地址,以达到访问数据表格的目的。

(6)位寻址方式位寻址指令中可以直接使用位地址。

(7)相对寻址方式在相对寻址的转移指令中,给出了地址偏移量,以“rel”表示,即把PC 的当前值加上偏移量就构成了程序转移的目的地址。

3.5 MCS-51 指令按功能可以分为哪几类?答:MCS-51 指令系统按功能分为:数据传送类(28 条);算术操作类(24 条);逻辑运算类(25 条);控制转移类(17 条);位操作类(17 条)。

3.6 访问SFR,可使用哪些寻址方式?答:一般采用直接寻址,对于SFR 中字节地址能被8 整除的SFR 可以使用位寻址,对于SFR中的A、B、DPTR 寄存器可以采用寄存器寻址。

3.9 在MCS----51 中,PC 和DPTR 都用于提供地址,但PC 是为访问(程序)存储器提供地址,而DPTR 是为访问(数据)存储器提供地址。

3.18 借助本书中的指令表:表3-3~表3-7 对如下的指令代码(16 进制)进行手工反汇编。

FF C0 E0 E5 F0 F0解:查表可知FF MOV R7,AC0 E0 PUSH 0E0HE5 F0 MOV A,0F0HF0 MOVX @DPTR, A4.1 用于程序设计的语言分为哪几种?它们各有什么特点?答:用于程序设计的语言基本上分为三种:机器语言、汇编语言和高级语言。

(1)机器语言:在单片机中,用二进制代码表示的指令、数字和符号简称为机器语言,直接用机器语言编写的程序称为机器语言程序。

用机器语言编写的程序,不易看懂,不便于记忆,且容易出错。

(2)汇编语言具有如下特点:A、汇编语言是面向机器的语言,程序设计人员必须对MCS----51 单片机的硬件有相当深入的了解。

B、助记符指令和机器指令一一对应,所以用汇编语言编写的程序效率高,占用的存储空间小,运行速度快,因此用汇编语言能编写出最优化的程序。

C、汇编语言程序能直接管理和控制硬件设备(功能部件),它能处理中断,也能直接访问存储器及I/O 接口电路。

(3)高级语言:高级语言不受具体机器的限制,都是参照一些数学语言而设计的,使用了许多数学公式和数学计算上的习惯用语,非常擅长于科学计算。

计算机不能直接识别和执行高级语言,需要将其“翻译”成机器语言才能识别和执行。

4.2伪指令是程序员发给汇编程序的命令,也称为汇编程序控制命令。

具有控制汇编程序的输入输出、定义数据和符号、条件汇编、分配存储空间等功能伪体现在汇编时伪指令没有相应的机器代码产生。

4.3 解释下列术语:“手工汇编”、“机器汇编”、“交叉汇编”以及“反汇编”。

答、手工汇编:通常把人工查表翻译指令的方法称为“手工汇编”。

机器汇编:机器汇编实际上是通过执行汇编程序来对源程序进行汇编的。

交叉汇编:由于使用微型计算机完成了汇编,而汇编后得到的机器代码却是在另一台计算机(这里是单片机)上运行,称这种机器汇编为“交叉汇编”。

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