单片机原理及接口技术修订本》部分习题与参考答案.docx
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单片机原理及接口技术修订本》部分习题与参考答案
《单片机原理及接口技术(修订本)》部分习题与参考答案
第1章绪论
1-2什么叫单片机一个完整的单片机芯片至少有哪些部件
答:
将微处理器(CPU)、存储器、定时/计数器及输入输出接口电路等部件集成在一块集成电路上,称为单片微型计算机,简称单片机。
一个完整的单片机芯片至少有中央处理器(CPU)、随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、定时/计数器及I/O接口等部件。
1-5Intel公司的主要单片机产品分为哪几大系列各系列的区别何在
答:
Intel公司的MCS-48系列、MCS-51系列、MCS-96系列产品;
48系列的单片机在片内集成4位CPU,片内含有多种I/O接口,有的根据不同用途还配有许多专用接口,价格便宜,控制功能强。
51系列的单片机在片内集成8位CPU、片内RAM为128字节,ROM为4K字节,4个并行I/O口、2个16位定时/计数器、串行接口、5个中断源。
96系列单片机CPU为16位,片内RAM为232字节,ROM为8K字节,片内带有高速输入输出部件,多通道10位A/D转换部件,中断处理为8级。
1-6叙述51子系列与52子系列的区别
答:
51子系列包含8031/8051/8751三种型号,它们的基本组成、基本性能都相同,都具有一个8位CPU、片内数据存储器RAM128B、2个16位定时/计数器、有5个中断源,一个全双工串行接口,它们之间的区别在于片内程序存储器配置:
8031片内没有ROM,使用时需在片外接EPROM。
8051片内含有4KB的掩模ROM,其中的程序是生产厂家制作芯片时烧制的。
8751片内含有4KB的EPROM,用户可以先用紫外线擦除器擦除,然后再利用开发机或编程器写入新的程序。
52子系列包含8032/8052/8752三种型号,52子系列与51子系列的区别在于:
片内ROM和RAM的容量比8051子系列各增加一倍,另外,增加了一个定时/计数器和一个中断源。
第2章MCS-51系列单片机的结构及原理
2-2MCS-51单片机的
引脚有何功能在使用8031时
如何接法使用8751时
如何接法
答:
引脚是片内外程序存储器的选择信号。
当
端保持高电平时,访问内部程序存储器,但在PC(程序计数器)值超过0FFFH(对于8051/8751/80C51)或1FFFH(对于8052)时,将自动转向访问外部程序存储器。
当
端保持低电平时,不管是否有内部程序存储器,则只访问外部程序存储器。
由于8031片内没有程序存储器,所以在使用8031时,
引脚必须接低电平。
2-4MCS-51单片机的内部存储空间是怎样分配的
答:
MCS-51单片机的内部存储空间分为数据存储器和程序存储器。
内部数据存储器:
共256字节单元,包括低128个单元和高128个单元。
低128字节又分成3个区域:
工作寄存器区(00H~1FH),位寻址区(20H~2FH)和用户RAM区(30H~7FH)。
高128字节是供给特殊功能寄存器使用的,因此称之为特殊功能寄存器区。
内部程序存储器:
在8031片内无程序存储器,8051片内具有4KB掩模ROM,8751片内具有4KBEPROM。
2-5如何从MCS-51单片机的4个工作寄存器组中选择当前工作寄存器组
答:
MCS-51单片机提供了4组工作寄存器,对于当前工作寄存器组的选择,是通过PSW中的RS1和RS0来进行选择。
具体关系如下表:
RS1
RS0
当前寄存器组
0
0
第0组工作寄存器
0
1
第1组工作寄存器
1
0
第2组工作寄存器
1
1
第3组工作寄存器
2-6内部RAM低128个单元是如何划分的
答:
内部RAM低128个单元按用途分成3个区域:
工作寄存器区(00H~1FH),位寻址区(20H~2FH)和用户RAM区(30H~7FH)。
2-7DPTR是什么寄存器它的作用是什么它由哪几个寄存器组成
答:
DPTR是数据指针寄存器,是一个16位寄存器,用来存放16位存储器的地址,以便对外部数据存储器RAM中的数据进行操作。
DPTR由高位字节DPH和低位字节DPL组成。
2-8什么是堆栈堆栈有何作用为什么在程序初始化时要对SP重新赋值
答:
所谓堆栈,顾名思义就是一种以“堆”的方式工作的“栈”。
堆栈是在内存中专门开辟出来的按照“先进后出,后进先出”的原则进行存取的RAM区域。
堆栈的用途是保护现场和断点地址。
在8051单片机复位后,堆栈指针SP总是初始化到内部RAM地址07H。
从08H开始就是8051的堆栈区,这个位置与工作寄存器组1的位置相同。
因此,在实际应用中,通常要根据需要在程序初始化时对SP重新赋值,以改变堆栈的位置。
2-9试述程序状态字寄存器PSW各位的含义。
答:
程序状态字寄存器PSW是8位寄存器,用于存放程序运行的状态信息。
CY():
进位标志位。
AC():
辅助进位标志位。
F0()、F1():
用户标志位。
RS1()、RS0():
工作寄存器组选择位。
OV():
溢出标志位。
P():
奇偶标志位。
2-10P0、P1、P2、P3口的结构有何不同使用时要注意什么各口都有什么用途
答:
P0口由一个所存器、两个三态输入缓冲器、场效应管、控制与门、反相器和转换开关组成;作为输出口时,必须外接上拉电阻才能有高电平输出,作为输入口时,必须先向锁存器写“1”;作为普通I/O口使用或低8位地址/数据总线使用。
P1口内没有转换开关,但有上拉电阻;只用作普通I/O口使用。
P2口比P1口多了一个转换控制开关;作为普通I/O口使用或高8位地址线使用。
P3口比P1口增加了与非门和缓冲器;具有准双向I/O功能和第二功能。
上述4个端口在作为输入口使用时,应注意必须先向端口写“1”。
2-11请说出指令周期、机器周期、状态和拍的概念。
当晶振频率为12MHz、8MHz时,一个机器周期为多少微秒
答:
指令周期:
执行一条指令所需要的时间。
机器周期:
CPU完成一个基本操作所需要的时间。
状态:
振荡脉冲经过二分频后,得到的单片机的时钟信号。
拍:
振荡脉冲的周期。
当晶振频率为12MHz时,一个机器周期为1μs;当晶振频率为8MHz时,一个机器周期为3μs。
2-12什么是单片机复位复位后单片机的状态如何
答:
在时钟电路工作后,只要在单片机的RESET引脚上出现24个时钟震荡脉冲(两个机器周期)以上的高电平,单片机就能实现复位。
复位后,CPU和系统都处于一个确定的初始状态,在这种状态下,所有的专用寄存器都被赋予默认值,除SP=07H,P0~P3口为FFH外,其余寄存器均为0。
第3章MCS-51系列单片机的指令系统
3-3MCS-51系列单片机有哪几种寻址方式各种寻址方式所对应的寄存器或存储器寻址空间如何
答:
MCS-51系列单片机提供了7种寻址方式:
(1)立即寻址:
操作数在指令中直接给出,立即数前面有“#”。
(2)直接寻址:
在指令中直接给出操作数地址。
对应片内低128个字节单元和特殊功能寄存器。
(3)寄存器寻址:
以寄存器的内容作为操作数。
对应的寄存器有:
R0~R7、A、AB寄存器和数据指针DPTR。
(4)寄存器间接寻址:
以寄存器的内容作为RAM地址,该地址中的内容才是操作数。
对应片内RAM的低128个单元采用R0、R1作为间址寄存器,片外RAM低256个单元可用R0、R1作为间址寄存器,整个64KB空间可用DPTR作为间址寄存器。
(5)变址寻址:
以DPTR或PC作为基址寄存器,以累加器A作为变址寄存器,并以两者内容相加形成的16位地址作为操作数地址。
对应片内、片外的ROM空间。
(6)相对寻址:
只在相对转移指令中使用。
对应片内、片外的ROM空间。
(7)位寻址:
对可寻址的位单独进行操作。
对应位寻址区20H~2FH单元的128位和字节地址能被8整除的特殊功能寄存器的相应位。
3-4若访问特殊功能寄存器,可使用那些寻址方式
答:
直接寻址方式。
3-5若访问外部RAM单元,可使用那些寻址方式
答:
寄存器间接寻址方式。
3-6若访问内部RAM单元,可使用那些寻址方式
答:
立即寻址方式,直接寻址方式,寄存器寻址方式,寄存器间接寻址方式,位寻址方式。
3-7若访问内外程序存储器,可使用那些寻址方式
答:
变址寻址方式
3-9外部数据传送指令有几条试比较下面每一组中两条指令的区别。
(1)MOVXA,@R1,MOVXA,@DPTR
(2)MOVXA,@DPTR,MOVX@DPTR,A
(3)MOV@R0,A,MOVX@R0,A
(4)MOVCA,@A+DPTR,MOVXA,@DPTR
答:
外部数据传送指令有6条:
MOVXA,@DPTRMOVX@DPTR,A
MOVXA,@RiMOVX@Ri,A
MOVCA,@A+DPTRMOVCA,@A+PC
(1)MOVXA,@R1MOVXA,@DPTR
都是访问片外RAM,但二者寻址范围不同。
前1条指令是对片外RAM低256个单元的“读”操作。
后1条指令是对片外RAM64KB空间的“读”操作。
(2)MOVXA,@DPTRMOVX@DPTR,A
访问空间相同,但数据传送方向不同。
前1条指令是对片外RAM64KB空间的“读”操作。
后1条指令是对片外RAM64KB空间的“写”操作。
(3)MOV@R0,AMOVX@R0,A
二者访问的空间不同。
前1条指令是对片内RAM低128个单元的“写”操作。
后1条指令是对片外RAM低256个单元的“写”操作。
(4)MOVCA,@A+DPTRMOVXA,@DPTR
二者访问的空间不同,寻址方式不同。
前1条指令是变址寻址方式,对ROM操作。
后1条指令是寄存器间接寻址方式,对片外RAM操作。
3-10已知(30H)=40H,(40H)=10H,(10H)=32H,(P1)=EFH,试写出执行以下程序段后有关单元的内容。
MOVR0,#30H
MOVA,@R0
MOVR1,A
MOVB,@R1
MOV@R1,P1
MOVP2,P1
MOV10H,#20H
MOV30H,10H
答:
R0←30H,(R0)=30H
A←((R0)),(A)=40H
R1←(A),(R1)=40H
B←((R1)),(B)=10H
(R1)←(P1),((R1))=(40H)=EFH
P2←(P1),(P2)=EFH
10H←20H,(10H)=20H
30H←(10H),(30H)=20H
结果:
(R0)=30H,(A)=40H,(R1)=40H,(B)=10H,(40H)=EFH,(P2)=EFH,(10H)=20H,(30H)=20H
3-11试写出完成以下数据传送的的指令序列。
(1)R1的内容传送R0;
(2)片外RAM60H单元的内容送入R0;
(3)片外RAM60H单元的内容送入片内RAM40H单元;
(4)片外RAM1000H单元的内容送入片外RAM40H单元;
(5)ROM2000H单元的内容送入R2;
(6)ROM2000H单元的内容送入片内RAM40H单元;
(7)ROM2000H单元的内容送入片外RAM0200H单元。
答:
(1)由于在工作寄存器与工作寄存器之间不能直接传送数据,所以需要借助累加器A。
MOVA,R1
MOVR0,A
(2)片外RAM向片内RAM传送数据,不能直接进行,需要借助累加器A。
由于片外RAM是60H单元,地址小于FFH,所以间址寄存器使用Ri即可。
MOVR1,#60H
MOVXA,@R1
MOVR0,A
(3)MOVR1,#60H
MOVXA,@R1
MOV40H,A
(4)片外数据不能直接送入片外单元,需要先将片外数据读入累加器,然后再送到片外。
MOVDPTR,#1000H
MOVXA,@DPTR
MOVR1,#40H
MOVX@R1,A
(5)ROM中的数据需要使用查表指令才能读出来,所以此题不能使用一般的传送指令从ROM中读数据。
MOVDPTR,#2000H
MOVA,#00H
MOVCA,@A+DPTR
MOVR2,A
(6)MOVDPTR,#2000H
MOVA,#00H
MOVCA,@A+DPTR
MOV40H,A
(7)MOVDPTR,#2000H
MOVA,#00H
MOVCA,@A+DPTR
MOVDPTR,#0200H
MOVX@DPTR,A
3-12试编程,将外部RAM1000H单元中的数据与内部RAM60H单元中的数据相互交换。
答:
片外RAM与片内RAM之间的数据传送不能直接进行,需要借助累加器A。
数据交换需要使用数据交换指令XCH。
MOVDPTR,#1000H
MOVXA,@DPTR
XCHA,60H
MOVX@DPTR,A
3-14已知(A)=5BH,(R1)=40H,(40H)=C3H,(PSW)=81H,试写出各条指令的执行结果,并说明程序状态字的状态。
(1)XCHA,R1
(2)XCHA,40H
(3)XCHA,@R1(4)XCHDA,@R1
(5)SWAPA(6)ADDA,R1
(7)ADDA,40H(8)ADDA,#40H
(9)ADDCA,40H(10)SUBBA,40H
(11)SUBBA,#40H
答:
(1)结果:
(A)←→(R1),(A)=40H,(R1)=5BH,(PSW)=81H
(2)结果:
(A)←→(40H),(A)=C3H,(40H)=5BH,(PSW)=80H
(3)结果:
(A)←→((R1)),(A)=C3H,((R1))=(40H)=5BH,(PSW)=80H
(4)结果:
(A)0~3←→((R1))0~3,(A)=53H,((R1))=(40H)=CBH,(PSW)=80H
(5)结果:
(A)0~3←→(A)4~7,(A)=B5H,(PSW)=81H
(6)结果:
A←(A)+(R1),(A)=9BH,(PSW)=05H
(7)结果:
A←(A)+(40H),(A)=1EH,(PSW)=80H
(8)结果:
A←(A)+40H,(A)=9BH,(PSW)=05H
(9)结果:
A←(A)+(40H)+CY,(A)=1FH,(PSW)=81H
(10)结果:
A←(A)-(40H)-CY,(A)=97H,(PSW)=85H
(11)结果:
A←(A)-40H-CY,(A)=1AH,(PSW)=01H
3-26已知(A)=5BH,(R1)=40H,(40H)=C3H,(PSW)=81H,试写出各条指令的执行结果,并说明程序状态字的状态。
(1)XCHA,R1
(2)XCHA,40H
(3)XCHA,@R1(4)XCHDA,@R1
(5)SWAPA(6)ADDA,R1
(7)ADDA,40H(8)ADDA,#40H
(9)ADDCA,40H(10)SUBBA,40H
(11)SUBBA,#40H
答:
指令LJMPaddr16是长转移指令,指令中提供了16位目的地址,寻址范围是64KB。
指令AJMPaddr11是绝对转移指令,指令中11位目的地址,其中a7~a0在第二字节,a10~a8则占据第一字节的高3位,寻址范围是与PC当前值(本指令所在地址+本条指令所占用的字节数2)在同一个2K的区域内。
3-27试分析以下两段程序中各条指令的作用。
程序执行完将转向何处
(1)MOVP1,#0CAH
MOVA,#56H
JB,L1
JNB,L2
…
L1:
┇
L2:
┇
(2)MOVA,#43H
JB,L1
JBC,L2
…
L1:
┇
L2:
┇
答:
(1)MOVP1,#0CAH;P1←CAH,P1=CAH=B
MOVA,#56H;A←56H,A=56H=01010110B
JB,L1;若=1,则转移至L1
JNB,L2;若=0,则转移至L2
…
L1:
…
L2:
…
执行完本段程序后将转移至L2,因为=0,=0,所以转至L2。
(2)MOVA,#43H;A←43H,A=43H=01000011B
JB,L1;若=1,则转移至L1
JBC,L2;若=1,则转移至L2,同时将清零
…
L1:
…
L2:
…
执行完本段程序后将转移至L2,因为=0,=1,所以转至L2,并且将清零。
第4章汇编语言程序设计
4-3存放在内部RAM的DATA单元中的变量X是一个无符号整数,试编程计算下面函数的函数值并存放到内部RAM的FUNC单元中。
答:
ORG0300H
MOVA,DATA
CJNEA,#20,LOP1
LOP1:
JCLOP3
CJNEA,#50,LOP2
LOP2:
JCLOP4
MOVB,#1
LJMPLOP5
LOP3:
MOVB,#2
LJMPLOP5
LOP4:
MOVB,#5
LOP5:
MULAB
MOVFUNC,A
RET
4-5某单片机应用系统有4×4键盘,经键盘扫描程序得到被按键的键值(00H~0FH)存放在R2中,16个键的键处理程序入口地址分别为KEY0、KEY1、KEY2、…、KEY15。
试编程实现,根据被按键的键值,转对应的键处理程序。
答:
ORG0500H
MOVDPTR,#JPTAB
MOVA,R2
RLA
JMP@A+DPTR
JPTAB:
AJMPKEY0
AJMPKEY1
AJMPKEY2
……
AJMPKEY15
KEY0:
…
KEY1:
…
KEY2:
…
……
KEY15:
…
4-6试编程将片内40H~60H单元中内容传送到外部RAM以2000H为首地址的存储区中。
答:
ORG0600H
MOVR0,#40H
MOVDPTR,#2000H
MOVR7,#21H
LOOP:
MOVA,@R0
MOVX@DPTR,A
INCR0
INCDPTR
DJNZR7,LOOP
RET
4-7试编程将片内40H~60H单元中内容传送到外部RAM以2000H为首地址的存储区中。
答:
ORG0700H
MOVDPTR,#DATA
MOVR7,#10
LOOP:
MOVXA,@DPTR
ORLA,#80H
MOVX@DPTR,A
INCDPTR
DJNZR7,LOOP
RET
4-8编写程序将外部RAM3000H开始的13个单元中的数据隔一个传送到内部RAM30H开始的区域。
答:
ORG0800H
MOVDPTR,#3000H
MOVR0,#30H
MOVR7,#7
LOOP:
MOVXA,@DPTR
MOV@R0,A
INCDPTR
INCDPTR
INCR0
DJNZR7,LOOP
RET
4-9编程将片外RAM地址为1000H~1030H的数据块,全部搬迁到片内RAM30H~60H中,并将原数据区全部清0。
答:
ORG0900H
MOVDPTR,#1000H
MOVR1,#30H
MOVR7,#31H
LOOP:
MOVXA,@DPTR
MOV@R1,A
CLRA
MOVX@DPTR,A
INCDPTR
INCR1
DJNZR7,LOOP
RET
4-10试编程把长度为10H的字符串从内部RAM首地址为DAT1的存储器中向外部RAM首地址为DAT2的存储器进行传送,一直进行到遇见字符CR或整个字符串传送完毕结束。
答:
ORG0A00H
MOVR1,#DAT1
MOVDPTR,#DAT2
MOVR6,#10H
LOOP1:
MOVA,@R1
CJNEA,#0DH,LOOP2
LJMPLOOP3
LOOP2:
MOVX@DPTR,A
INCR1
INCDPTR
DJNZR6,LOOP1
LOOP3:
RET
4-18设在外部RAM2000H~2004H单元中,存放有5个压缩BCD码,试编程将它们转换成ASCⅡ码,存放到以2005H单元为首地址的存储区中。
答:
ORG1200H
MOVDPTR,#2000H
MOVR0,#30H
MOVR7,#5
LOP1:
MOVXA,@DPTR
ANLA,#0FH
ADDA,#30H
MOV@R0,A
INCR0
MOVXA,@DPTR
ANLA,#0F0H
SWAPA
ADDA,#30H
MOV@R0,A
INCR0
INCDPTR
DJNZR7,LOP1
MOVDPTR,#2005H
MOVR0,#30H
MOVR7,#10
LOP2:
MOVA,@R0
MOVX@DPTR,A
INCR0
INCDPTR
DJNZR7,LOP2
RET
4-20已知内部RAM30H和40H单元分别存放着一个数a、b,试编写程序计算a2–b2,并将结果送入30H单元。
设a、b均是小于10的数。
答:
ORG1400H
MOVA,40H
MOVB,A
MULAB
MOV31H,A
MOVA,30H
MOVB,A
MULAB
CLRC
SUBBA,31H
MOV30H,A
RET
4-21根据题3-22的线路图(图3-10),设计灯亮移位程序,要求8个发光二极管每次亮一个,点亮时间为40ms。
顺次一个一个地循环右移点亮,循环不止。
答:
ORG1500H
MOVA,#80H
LOOP:
MOVP1,A
LCALLDEL
RRA
SJMPLOOP
DEL:
MOVR7,#100
DEL1:
MOVR6,#198
DJNZR6,$
DJNZR7,DEL1
RET
RET
第5章定时/计数器
5-151系列单片机的内部设有几个定时/计数器有哪几种工作方式由哪位选择
不同方式下,脉冲来源是否一样
答:
51系列单片机的内部设有两个定时/计数器。
分别有两种工作方式:
定时器方式和计数器方式。
由TMOD(定时器模式控制寄存器)中的控制位
进行选择。
定时器方式的脉冲来自于内部时钟脉冲,每个机器周期是计数器的值增1;计数器方式的脉冲来自于外部输入引脚T0()或T1()。
5-251系列单片机的定时/计数器有哪几种工作模式各有什么特点
答:
51系列单片机的定时/计数器有四种工作模式。
分别由TMOD中的M1和M0进行选择。
特点如下:
M1M0
特点
00
模式0。
TLX中低5位与THX中的8位构成13位计数器。
计满溢出时,13位计数
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