单片机原理及应用第二版张毅刚课后习题答案.docx

1、 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： C 4答： B 5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，

2、具有完整的功能。而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

3、的所有 与 8051的内核结构 、 指令系统 兼容的 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

4、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 2 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

5、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，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）；（

6、 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/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

7、片机只对外部程序存储器的地址为 0000H FFFFH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： 2s 4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 3 0003H 外部中断 0 (INT0 ) 000BH 定时器 0 (T0) 0013H 外部中断 1 ( 1INT ) 001BH 定时器 1 (T1) 0023H 串行口 6. 答： 28H； 88H。 7 答： 50H； 88H。 8 答

8、： 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 400A的

9、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 AT89S51 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（ B）对（ C）错（ D）错。 3答： A， PC，

10、 DPTR。 4 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） 5030H 11 答 ：（ A） ANL A， #87H （ B） ANL A， #0C3H （ C） ORL A， #0CH 12 答 ：（ A） =0CBH。 13 答 ：（ A） =00H，（ R3） =0AAH。 14 答 ：（ DPH） =3CH，（ DPL） =5FH，（ SP） =50H 1

11、5 答 ：（ SP） =62H， （ 61H） =30H， （ 62H） =70H。 16 答： MOV R7， A PUSH Acc MOV A， B MOVX DPTR， A 17 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 00H 7FH，而 80HFFH 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 00

12、H FFH，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 5 号赋值命令； DB（ Define Byte）定义数据字节命令； DW（ Define Word）定义数据字命令；DS（ Defin

13、e 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”成机器代码，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 49 4E 12 34 30 00 00 70 4 在编写子程序时应注意以下问题： （ 1）子

14、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 A， 45H ANL A， #0FH ORL A，

15、 #0FH MOV 45H， A 6答： A=80H ， SP=40H， (41H)=50H， (42H)=80H ， PC=8050H 7答：参考程序如下： START： MOV R0,#30H MOV R2,#20H LOOP: MOV A,R0 CJNE A,#0AAH,NEXT MOV 51H,#01H LJMP EXIT 6 NEXT: INC R0 DJNZ R2,LOOP MOV 51H,#00H EXIT: RET 8答：参考程序如下： START： MOV 41H,#0 MOV R0， #20H MOV R2， #20H LOOP： MOV A,R0 JNZ NEXT INC

16、 41H NEXT： INC R0 DJNZ R2， LOOP RET 9答：参考程序如下： ORG 0100H MOV R2, #20H 要比较的数据字节数 MOV A , #21H MOV R1 , A DEC R2 MOV A , R1 LOOP: MOV R3,A DEC R1 CLR C SUBB A， R1 JNC LOOP1 MOV A， R1 SJMP LOOP2 LOOP1: MOV A,R3 LOOP2: DJNZ R2, LOOP MOV R0,A RET 10 答 ： （ 1） SP=SP+1=61H (61H)=PC 的低字节 =03H SP=SP+1=62H (62

17、H)=PC 的高字节 =20H （ 2） PC=3456H （ 3）不 可以 （ 4） 2KB 2048 Byte 11答： 可对程序做如下修改： ORG 0100H DEL: MOV R7, #200 7 DEL1: MOV R6, #123 ； 将原来的立即数 125 改为 123 DEL2: DJNZ R6, DEL2 NOP ； 增加的指令 DJNZ R7, DEL1 RET 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； 001BH 2答：外部中断 1，定时

18、器 T1 3 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答： D 5 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3 8 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

19、 将丢弃中断查询结果， 将推迟对 外部 中断请求的响应 。 6答： D 7答： PC、 PC、程序存储器 8答 : 参考程序段如下： SETB IT1 SETB EX1 SETB EA 9答：（ A） 10答：一个中断源的中断请求被响应，必须满足以下必要条件： 8 （ 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： ORG

20、0000H LJMP MAIN ORG 0013H LJMP INT_EX1 ORG 0030H MAIN: CLR IT0 ；采用电平触发，低电平有效中断 SETB EX1 ；允许外部中断 1 SETB EA ；插入一段用户程序 WAIT: MOV PCON,#01H ；单片机进入休眠方式等待中断 NOP LJMP WAIT ；以下为外部中断 1 服务子程序 INT_EX1： JB P1.2， NEXT1 ；判断是不是 3 号中断 LJMP INT_IR3 ；跳转到 3 号中断处理程序 NEXT1: JB P1.1， NEXT2 ；判断是不是 2 号中断 LJMP INT_IR2 ；跳转到

21、2 号中断处理程序 NEXT2: LJMP INT_IR1 ；跳转到 1 号中断处理程序 ORG 1000H INT_IR3: 相应中断处理程序 RETI ；中断返回 ORG 1100H INT_IR2: 相应中断处理程序 RETI ；中断返回 ORG 1200H 9 INT_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答： （ A）对；（ B）错；（ C）错；（ D）错； 2答：因为机器周期： 所以定时器 /计数器工作方式 0 下，其最大定时时间为 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

22、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： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP IT0P

23、MAIN: MOV TMOD,#06H ；定时器 /计数器 T0 为计数方式 2 MOV TL0,#156 ；计数 100 个脉冲的初值赋值 MOV TH0,#156 SETB GATE ；打开计数门 SETB TR0 ；启动 T0，开始计数 SETB ET0 ；允许 T0 中断 SETB EA ； CPU 开中断 )(4103 1212 6 sfT OS Ccy )(1 9 2.810422 61313 msTT CM AX 10 CLR F0 ；设置下一轮为定时方式的标志位 WAIT: AJMP WAIT IT0P: CLR EA ； CPU 关中断 JB F0,COUNT ； F0=1，

24、转计数方式设置 MOV TMOD,#00H ；定时器 /计数器 T0 为定时方式 0 MOV TH0,#0FEH ；定时 1ms 初值赋值 MOV TL0,#0CH SETB EA RETI COUNT: MOV TMOD,#06H MOV TL0,#156 SETB EA RETI 6. 答：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 s和 36.37 s。如果系统采用 6MHz 晶振的话， Tcy=2 s，因此高低电平输出取整，则约为 364 s 和 36 s。参考程序如下： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP IT0P MAIN: MOV TMOD,#02H ；定时器 /计数器 T0 为定时方式 2 MOV TL0,#4AH ；定时 364 s 初值赋值 SETB TR0 ；启动 T0，开始计数 SETB ET0 ；允许 T0 中断 SETB EA ； CPU 开中断 SETB P1.0 WAIT： AJMP WAIT IT0P： CLR EA CLRP1.0 ；关中断 MOV R0,#9