注:标红题要重点掌握。
题后加(略)的不要求。
练习题一1. 选择(1) 单片机片内集成了基本功能单元( ③)①微处理器②运算器③中央处理单元(2) 工业自动化设备采用工控机实现自动控制,工控机属于( ①)①通用计算机②嵌入式计算机③微处理器(3) 单片机的英文缩写为( ②)①SCM ②MCU ③PCL2. 叙述单片机的含义答:利用大规模集成技术,将计算机的各个基本功能单元集成在一块硅片上,这块芯片就具有一台计算机的属性,因而被称为单片微型计算机,简称单片机。
3. 叙述计算机发展的两大分支及其特点。
答:计算机形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。
通用计算机系统以高速数值计算为已任,不必兼顾控制功能,其数据总线宽度不断更新,通用操作系统不断完善,以突出发展海量、高速数值计算能力。
以单片机为代表的嵌入式系统,以面向对象控制为已任,不断增加控制功能,提高可靠性,降低成本,减小体积,改善开发环境。
4. 叙述半导体工艺MOS、HMOS、CMOS和HCMOS的特点,说明新型单片机广泛采用HCMOS工艺的目的。
提示:从速度、密度和功耗三个方面比较。
答:HMOS工艺(高速MOS),即高密度短沟道MOS工艺,虽然有较高的集成度和速度,但其功耗较大。
HCMOS工艺,即互补金属氧化物的HMOS工艺,是CMOS和HMOS的结合,除了具有HMOS的高速高密度之外,还具有CMOS的低功耗的特点。
5. 试述单片机应用系统低功耗设计的主要内容。
答:(1)对于那些采用电池供电的单片机应用系统,降低功耗尤为必要。
降低功耗的重要手段是采用CMOS技术。
新型单片机广泛采用了HCMOS工艺,大大降低了功耗。
(2)降低单片机的工作电源电压也可降低功耗。
(3)选用低功耗的外围芯片及设备,也是降低功耗的措施之一。
过去单片机的外围扩展多采用74TTL芯片,其功耗较大。
为了降低功耗,应选用CMOS(HCMOS)工艺外围芯片。
6. MCS-51、80C51、80C51系列这三个概念有何区别?答:(1)MCS-51指Intel公司推出的利用HMOS或HCMOS工艺制造的一个单片机系列,它又分成51和52两个子系列,其中51子系列是基本型,而52子系列属于增强型。
每个子系列包含三种单片机。
一般MCS-51常指51子系列。
(2)80C51一般指MCS-51系列中采用HCMOS工艺的单片机。
(3)80C51系列包括Intel公司采用HCMOS工艺的MCS-51系列,也包括其它公司以80C51作为内核与MCS-51完全兼容的单片机。
7. 单片机与经典电子技术在实施控制方法上有何不同?答:从前必须由模拟或数字等经典电子线路实现的控制功能,现在可以使用单片机通过软件方法实现。
这种以软件取代传统电子电路并能提高系统性能的控制技术,称为微控制技术。
8. 填空单片机应用系统设计的主要内容包括:外围扩展电路的硬件结构设计、低功耗设计、应用软件设计、抗干扰技术设计。
练习题二1. 填空80C51单片机内部基本组成包括CPU、存储器、中断系统、定时器/计数器、串行口和并行口。
2. 填空分述80C51下列引脚的功能:①RST的功能是在RST引脚上施加两个机器周期以上的高电平,将单片机复位。
②PSEN的功能是片外程序存储器读选通信号,低电平有效。
③EA/Vpp EA是片内外程序存储器选择信号,当EA为低电平,单片机只能从0000H单元开始执行片外程序存储器程序,当EA为高电平,单片机只能从0000H单元开始执行片内程序存储器程序,当执行片内程序的地址超过0FFFH,便自动转向片外程序存储器中的程序继续执行。
Vpp为本引脚的第二功能,在对EPROM型单片机片内EPROM固化编程时,用于施加较高的编程电压。
④ALE/PROG的功能是ALE端总是不间断地连续输出一个正脉冲信号,其频率固定为晶振频率的1/6,ALE引脚输出的脉冲信号可作为地址锁存信号。
PROG为本引脚的第二功能,在对EPROM型单片机片内EPROM固化编程时,作为编程脉冲输入端。
3. 当使用80C31时,EA引脚如何处理?答:将EA引脚接地。
4. 在80C51扩展系统中,片外ROM和片外RAM共同处于同一个地址空间,为什么不会发生总线冲突?答:因为它们的读选通信号线不同。
5. 片内RAM低128个单元划分为哪三个部分?各部分主要功能是什么?答:片内RAM低128个单元共划分为通用工作寄存器区、可位寻址区、以及用户RAM区等三部分。
地址为00H~1FH的32 个单元是4组通用工作寄存器区,每个区含8个8位寄存器,为R0~R7,用户可以通过指令改变PSW中的RS1、RS0这二位来切换工作寄存器;地址为20H~2FH的16个单元可进行共128位的位寻址,也可以进行字节寻址;地址为30H~7FH 的单元为用户RAM区,只能进行字节寻址。
6. 位地址7CH与字节地址7CH有何区别?位地址7CH具体在片内RAM中什么位置?答:位地址7CH是片内RAM可位寻址区20H~2FH这128个位中某一位的地址编号,而字节地址7CH是片内RAM低128个单元中某一个单元的地址。
位地址7CH位于字节2FH的b4位。
7. 判断并填空根据下列SFR的地址,判断是否可位寻址?①81H ( 否),其符号名称是SP ;②83H ( 否),其符号名称是DPH ;③80H ( 是),其符号名称是P0 ;④98H ( 是),其符号名称是SCON ;⑤89H ( 否),其符号名称是TMOD ;8. 填空为体现“面向控制”功能,80C51除了设置布尔处理器外,另一个硬件结构是SFR 。
9. 程序状态字PSW作用是什么?常用的状态标志位有哪几位?答:PSW主要用作程序运行状态标志。
常用的状态标志位有CY、AC、OV、P。
10. 填空若PSW的内容为18H,通用工作寄存器R0的地址是18H ;R1的地址是19H ;R5的地址是1DH ;R7的地址是1FH 。
11. 程序计数器PC和数据指针DPTR有哪些异同?答:PC与DPTR的相同点是都是16位的;不同点是PC只能用来寻址程序存储空间,而DPTR常用来寻址片外数据存储空间,又可分为DPH、DPL两个8位的SFR。
12. 填空①当CPU从片外ROM中读取指令或常数表格时,PSEN信号电平为低;在读取片内ROM指令或常数表格时,PSEN信号电平为高;在访问片外RAM时,PSEN信号电平为高。
②在访问片外RAM时,RD或WR信号电平为低,但PSEN信号电平为高。
③在访问片外RAM 情况下,ALE将丢失一个脉冲,ALE信号的作用是片外地址锁存器的锁存信号和外围芯片的定时脉冲。
13. 计算当振荡频率为8MHz时,试计算:①时钟周期为0.125μs ;②机器周期为 1.5μs ;③执行一条最长的指令周期为6μs ;④ALE的周期为0.75μs 。
14. 比较8051与80C51外部时钟方式的不同,为什么?答:对于8051单片机,外部时钟工作方式时将片外振荡器信号接到XTAL2引脚,XTAL1引脚接地;对于80C51单片机,外部时钟工作方式时的片外振荡器信号接到XTAL1引脚,而XTAL2引脚悬空。
上述两种接法不同的原因,是因为8051的内部时钟电路由XTAL2上的信号驱动;80C51的内部时钟电路由XTAL1上的信号驱动。
15. 复位的作用是什么?有几种复位方法?答:复位是单片机的初始化操作。
其主要功能是将程序计数器PC初始化为0000H,使单片机从0000H单元开始执行程序。
有两种复位方法,一种是上电复位、一种是利用复位按钮复位。
16. SBUF、SP和P0~P3等特殊功能寄存器的复位值有什么特点?答:SBUF复位值不定,SP复位值为07H,P0~P3复位值为FFH。
17. 80C51有几种低功耗方式?如何实现?答:80C51有两种低功耗方式:空闲方式和掉电方式。
用指令使PCON中IDL位置1,系统便可进入空闲方式。
空闲方式的退出有两种方法,即中断方式和硬件复位方式。
执行一条PCON寄存器的PD位置1的指令(是运行程序中的最后一条指令),单片机便可进入掉电方式。
退出掉电方式的唯一方法是硬件复位。
18. 判断对PCON中的PCON.0位,若要置1或清0,采取的操作为:①可采用位可寻址的位操作指令( );②可采用字节操作的方法( √);③可采用位寻址的位操作或字节操作( )。
19. 80C51单片机的工作方式分为几种?EA/Vpp和ALE/PROG引脚在程序执行方式和编程方式时作用有何不同?(第二问略掉,答案可参见第2题填空。
)答:80C51具有四种工作方式:程序执行方式、复位方式、低功耗方式和编程方式。
20. 单片机外围扩展电路硬件结构设计的主要内容包括哪些?(略)练习题三1. 问答题(1)80C51指令系统有哪几种寻址方式?访问特殊功能寄存器采用什么寻址方式?答:80C51指令系统中字节操作中的寻址方式有:寄存器寻址方式、直接寻址方式、寄存器间接寻址方式、立即寻址方式、相对寻址方式;位操作中的寻址方式有:位直接地址寻址方式、位寄存器寻址方式。
(2)指令系统中的间接寻址范围是多少?答:64K。
(3)变址寻址主要用于什么场合?其寻址范围是多少?答:查表,64K。
(4)相对寻址方式有什么特点?其寻址范围是多少?答:相对寻址方式是指根据指令机器码中现的相对偏移量,从而计算出程序的转移目的地址。
转移目的地址可向前,或向后,rel的取值范围为-128~+127。
(5)CPU读程序存储器ROM、CPU读写片外RAM,以及片内RAM之间的信号传送的指令在操作助记符,寻址方式有什么不同?答:CPU读程序存储器ROM的指令操作助记符是MOVC,寻址方式为间接寻址;CPU读写片外RAM的指令操作助记符是MOVX,寻址方式为间接寻址;片内RAM之间信号传送的指令操作助记符是MOV,寻址方式为直接寻址。
(6)“DA A”指令的作用是什么?怎样使用?答:用于对BCD码十进制加法运算结果的修正。
跟在ADD指令后即可。
(7)压栈指令和出栈指令的作用是什么?SP如何变化?答:压栈指令:将direct中的数据压入堆栈,SP变化方式如下所示:PUSH direct;(SP )←( (SP)+1 ) ,(SP )←(direct )。
出栈指令:将堆栈中的数据弹入direct中,SP变化方式如下所示:POP direct;(direct )←( (SP) ) ,(SP )←( (SP)-1 )。
(8)立即数为什么不能作目的操作数?答:因为一个立即数只存在于指令代码中,不能用它来定位一个存储单元。
2. 判断下列指令是否正确。
(1) MOV R0,@R1 错(2) MOV #25H,A 错(3) MOV A,#25H 对(4) MOV A,@R2 错(5) MOV @R1,A 对(6) MOVX A,1234H 错(7) MOVX R0,@DPTR 错(8) MOVX @DPTR,A 对(9) PUSH DPTR 错(10) PUSH DPH 对(11) PUSH DPL 对(12) PUSH R7 错(13) PUSH 07H 对(14) POP A 错(15) POP ACC 对(16) 通过加法实现2×A运算,判断下列指令的正误●ADD A,A 错●ADD A,ACC 对(17) 在程序存储器0010H处分别存放下列指令,判断其正误●AJMP 001AH 对●AJMP 0800H 错●AJMP 07FFH 对●AJMP 0980H 错3. 计算题(1) 已知如下一段程序:2100H MOVC A,@A+PC ;单字节2101H RET ;单字节2102H NOP ;单字节DB ……试确定变址寄存器A的取值范围;计算所能读出的字节数的地址区间;利用该程序能否读出2200H单元的字节常数。