单片机原理及应用课后习题参考答案1~6章.doc

1、单片机原理及应用习题答案 第一章 计算机基础知识 1-1 微型计算机主要由哪几部分组成？各部分有何功能？ 答：一台微型计算机由中央处理单元（ CPU）、存储器、 I/O 接口及 I/O 设备等组成，相互之间通过三组总线（ Bus）：即地址总线 AB、数据总线 DB和控制总线 CB 来连接。 CPU 由运算器和控制器组成，运算器能够完成各种算术运算和逻辑运算操作，控制器用于控制计算机进行各种操作。 存储器是计算机系统中的“记忆”装置，其功能是存放程序和数据。按其功能可分为 RAM 和 ROM。 输入 /输出（ I/O）接口是 CPU 与外 部设备进行信息交换的部件。 总线是将 CPU、存储器和

2、I/O 接口等相对独立的功能部件连接起来，并传送信息的公共通道。 1-3 什么叫单片机？其主要由哪几部分组成？ 答：单片机（ Single Chip Microcomputer）是指把 CPU、 RAM、 ROM、定时器 /计数器以及 I/O 接口电路等主要部件集成在一块半导体芯片上的微型计算机。 1-4 在各种系列的单片机中，片内 ROM 的配置有几种形式？ 用户应根据什么原则来选用？ 答：单片机片内 ROM 的配置状态可分四种： （ 1）片内掩膜（ Mask） ROM 型单片机（如 8051），适合于定型大批量应用产品的生产； （ 2）片内 EPROM 型单片机（如 8751），适合于研制

3、产品样机； （ 3）片内无 ROM 型单片机（如 8031），需外接 EPROM，单片机扩展灵活，适用于研制新产品； （ 4） EEPROM（或 Flash ROM）型单片机（如 89C51），内部程序存储器电可擦除，使用更方便。 1-5 写出下列各数的另两种数制的表达形式（二、十、十六进制） 1100010 1001110 01000111 10 01001001 111111 01101100 11101 101 11010111 98 20039 585 16236 29 1495 62H 4E47H 249H 3F6CH 1D 5D7 1-6 写出下列各数的 BCD 参与： 59： 0

4、1011001， 1996： 0001100110010110， 4859.2： 0100100001011001.0010 389.41： 001110001001.01000001 第二章 MCS-51 单片机的硬件结构 2-1 8052 单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件？ 答： 8052 单片机片内包括： 8 位中央处理器 CPU 一个 片内振荡器及时钟电路 256B 数据存储器 RAM。 8KB 片内程序存储空间 ROM 21 个特殊功能寄存器 SFR 4 个 8位并行 I/O 端口（ 32 条线） 1 个可编程全双工串行口 可寻址 64KB 的外部程序存储空间和外部数据存储空间 3

5、 个 16位的定时器 /计数 器 6 个中断源、 2个优先级嵌套中断结构 2-2 8052 的存储器分哪几个空间？如何区别不同空间的寻址？ 答： 8052 的存储器分为 6个编址空间： 片内 ROM 的容量为 8KB，其地址为 0000H1FFFH； 可扩展片外 ROM 的容量为 64KB，其地址为 0000HFFFFH； 片内 RAM 的容量为 256B，其地址为 00HFFH 分为二块： 地址 00H7FH 共128B 为片内 RAM 低区， 另 128B 为片内 RAM 高区，其地址空间为 80HFFH，其地址空间与 SFR 功能寄存器地址重叠； 可扩展片外 RAM 的容量为 64KB，

6、其地址为 0000H1FFFH； 特殊功能寄存器 SFR 的空间为 128B，其地址为 80HFFH，但实际只定义了26B 单元，这 26B 单元分散在 80HF0H。 程序存储器和数据存储器在逻辑上是完全分开的。 CPU 通过指令 MOVC 访问程序存储器。当 8052 第 31脚 EA 接高电平时， CPU将从片内程序存储器 0000H 单元开始执行，当 PC值超出片内程序存储空间，即大于 1FFFH 时，会自动转向片外程序存储空间。当 EA 接低电平时， CPU 将从片外程序存储器 ROM 的 0000H 单元开始执行。 CPU 通过 MOV 指令访问片内数据存储空间 RAM，低区 12

7、8B 地址空间 00H7FH中地址为 00H1FH 这 32 个单元分为 4 个工作寄存器组，分别用 R0R7 表示，通过工作寄存器指令进行访 问。片内 RAM 中的 20H2FH 单元除可作为一般字节寻址单元使用外，这 16 个单元共 128 位中的每一位又可单独作为软件触发器使用，具有位寻址功能，其位地址范围为 00H7FH；对片内高区 128B 寻址只能用寄存器间接寻址，而对特殊功能寄存器建起必须使用直接寻址。 CPU 通过指令 MOVX 访问片外数据存储器。 2-3 DPTR 的作用是什么？它由哪几个寄存器组成？ 答：相对于地址指针， DPTR 被称为数据指针，但实际上 DPTR 中存

8、放的是一个 16 位的地址，作为访问程序存储器和外部数据存储器的地址指针。当对 64KB外部数据 存储器空间寻址时，作为间址寄存器使用，而在访问程序存储器时，作为基址寄存器使用。 DPTR是一个 16位的特殊功能寄存器，由两个 8位寄存器 DPH、DPL 组成，使用 SFR 中的 82H 和 83H 单元。 2-4 简述布尔处理存储器的空间分配。 答：在单片机中位处理又称布尔处理，允许按位处理的存储器称为布尔处理存储器。其地址空间由二部分构成：一部分是片内 RAM 中字节地址为 20H2FH的 16 字节的 128 个位，这些位编址为 00H7FH；另一部分在特殊寄存器中，其地址码能被 8整除

9、的 12 个特殊功能寄存器可以按位寻址，但其中 4 个 未定义，一共有 92位可按位寻址。这二部分结合起来形成一个具有 220 位的位寻址空间。 2-5 8052 单片机设置 4 组工作寄存器，如何选择确定和改变当前工作寄存器？ 答： 8052 片内数据存储器的 00H1FH 这 32 个单元分为 4 级作为 4个工作寄存器第 0组地址 00H07H，第一组 08H0FH，第二组 10H17H，第 3 组 18H1FH。每个工作寄存器都有 8 个单元，分别用 R0R7 表示。 4组寄存器中每一组都可能被选为 CPU的工作寄存器，这是通过程序状态字 PSW的 PSW.3(RS0)和 PSW.4(

10、RS1)两位的状态 来选择决定的。见下表： PSW.4(RS1) PSW.3(RS0) 当前使用的工作寄存器组 R0R7 0 0 0 组（ 00H07H） 0 1 1 组（ 08H0FH） 1 0 2 组（ 10H17H） 1 1 3 组（ 18H1FH） 通过程序改变 RS1 和 RS0 的状态，就可方便地更换工作寄存器组。 2-6 程序状态字寄存器 PSW 的作用是什么？常用的状态标志位有哪些位？作用分别是什么？ 答： PSW 是一个 8 位的特殊功能寄存器，由一些标志位组成，用于存放程序运行中的各种状态信息。它可以进行位寻址。各位的作用如 下： Cy：进位标志位。在进行加（或减）法运算时

11、，若操作结果的最高位（ D7位）有进位（或借位）时， Cy 由硬件置 1，否则 Cy 清 0。在进行位操作时， Cy又是位累加器，指令助记符用 C表示。 AC：辅助进位标志位。在进行加（或减）运算时，若操作结果的低半字节（ D3位）向高半字节产生进位（或借位）时， AC位将由硬件自动置 1，否则 AC 位清0。 F0：用户标志位。用户根据需要对 F0 置位或复位，作为软件标志。 RS1 和 RS0：工作寄存器组选择控制位。由用户用软件改变 RS1 和 RS0 的状态，以选择内 RAM 中的哪组工作寄存器为当 前工作寄存器组。 OV：溢出标志位。当进行补码运算时，运算结果超出 128 127 范

12、围时，产生溢出，则 OV 自动置 1，否则 OV 清 0。 PSW.1：保留位。 8051 中未定义。 P：奇偶校验标志位。每条指令执行完后，该位始终跟踪累加器 A 中 1 的数目的奇偶性。如果 A中有奇数个 1，则 P 1；否则 P 0。 2-7 8052 单片机的 EA 引脚有何功能？在使用 8032 时， EA 引脚就如何处理？ 答： 8052单片机的 31脚为 EA , EA 为访问外部或内部程序存储器控制信号。当 EA引脚接高电平且 PC值小于 1FFFH 时， CPU 访问内部程序存储器读取指令，当 EA引脚接低电平时， CPU 只访问外部等量齐观存储器读取指令。 在 8032 芯

13、片中没有内部程序存储器，因此， 8032 芯片的 31脚 EA 只能接地。 2-8 8052 内部 RAM 中低 128 B 单元划分为哪几个主要部分？各部分主要功能是什么？ 答： 8052内部数据存储器 RAM 中低 128B 单元 地址空间 00H7FH 被划分为三个部分。第一部分 地址为 00H1FH 这 32个单元分为 4个工作寄存器组，分别用R0R7 表示，通过工作寄存器指令进行访问。片内 RAM 中的第二部分 20H2FH 单元除可作为一般字节寻址单元使用外，这 16 个单元共 128 位中的每一位又可单独作为软件触发器使用，具有位寻址功能，其位地址范围为 00H7FH；第三部分地

14、址 30H7FH，这部分存储区域可作为 8位数据缓冲区使用，一般地，用户把堆栈就设置在这部分区域。 2-9 8052 内部 RAM 中高 128B 单元与特殊功能寄存器区地址空间重叠，使用中是如何区分这两个空间的？ 答：对 8052 片内高区（ 80H0FFH） 128B 只能 采用寄存器间接寻址，而对特殊功能寄存器 SFR 建起必须采用直接寻址。 2-10 什么叫堆栈？堆栈指针 SP 的作用是什么？ 答：堆栈是按照“先进后出，后进先出”的原则来存取数据的一个内部 RAM区域，这个存储器区域的一端是固定的（栈底），另一端是活动的（栈顶），每个存储单元是不能按字节任意访问的。 堆栈指针 SP 始

15、终指向栈顶单元，栈顶随着数据入栈和出栈上下浮动。 2-12 什么是时钟周期、机 器周期和指令周期？ 答： （ 1）时钟周期（又称为振荡周期）是指振荡器产生一个振荡脉冲信号所用的时间，是振荡频率的倒数，称为拍节。 （ 2）机器周期是指 CPU 完成某一个规定操作所需的时间， 8051 单片机的一个机器周期包含 6 个状态，并依次表示为 S1 S6，每个状态分为 2 个节拍。因此一个机器周期包含 12 个时钟周期（振荡周期），依次表示为： S1P1、 S1P2、S2P1、 S6P1、 S6P2。 （ 3）指令周期是指 CPU 执行一条指令所需要的时间称为指令周期。 MCS-51单片机指令周期根据指

16、令的不同，可包含有 1 或 2或 4个 机器周期。 第三章 MCS-51 单片机指令系统 3-1 指出下列每一条指令的寻址方式及其完成的操作。 MOV 2FH,#40H ;立即寻址，将 40H 移入片内 2FH 单元 MOV A,2FH ;直接寻址，将片内 2FH 单元的数移入累加器 A MOV R1,#2FH ;立即寻址，将 2FH 移入当前寄存器组的 R1 单元 MOV A,R1 ;寄存器间接寻址，将寄存器 R1 中所存地址中的值移入累加器 A MOV 2FH,A ;隐含寻址，将累加器 A中的值移入片内 2FH 单元 3-2 内部 RAM的 4FH 单元，可用哪几种寻址方式？分别 举例说明

17、。 答： 直接寻址： MOV R1， 4FH 间接寻址： MOV R1， #4FH 寄存器间接寻址： MOV A， R1 3-3 指出下列各条指令中， 45H 代表什么？ MOV A,#45H ;数值 MOV A,45H ;源地址 MOV 45H,46H ;目标地址 MOV 45H,#45H ;目标地址和数值 MOV C,45H ;源 地址 3-4 已知：（ A） =7AH,(R0)=30H，（ 30H） =0A5H，（ PSW） =80H,请写出下列各条指令的执行结果： 答： PSW 的各位为 11110000,即 Cy=1,AC=1,F0=1,RS1=1,RS0=0,OV=0,P=0 (1

18、)SUBB A,30H 结果：（ A） =D4H， CY=1， AC=0， OV=1， P=0 （ 2） SUBB A,#30H 结果：（ A） =49H， CY=0， AC=0， OV=0， P=1 （ 3） ADD A， R0 结果：（ A） =AAH， CY=0， AC=0， OV=1,P=0 （ 4） ADD A， 30H 结果：（ A） =1FH， CY=1,AC=0， OV=0,P=1 （ 5） ADD A,#30H 结果：（ A） =AAH， CY=0， AC=0， OV=1,P=0 （ 6） ADDC A， 30H 结果：（ A） =20H， CY=1,AC=1,OV=0,P=

19、1 (7)SWAP A 结果：（ A） =A7H，对标志位无影响 （ 8） XCHD A,R0 结果：（ A） =75H，（ 30H） =AAH，（ R0） =AAH， P=1 （ 9） XCH A， 30H 结果：（ A） =0A5H，（ 30H） =7AH， P=0 （ 10） XCH A,R0 结果：（ A） =30H，（ R0） =7AH， P=0 （ 11） MOV A,R0 结果：（ A） =0A5H， P=0 （ 12） XCH A,R0 结果：（ A） =0A5H， (30H)=7AH， P=0 3-5 试分析以下程序段的执行结果： MOV SP,#3AH MOV A,#20H

20、 MOV B,#30H PUSH ACC PUSH B POP ACC POP B 结果：（ SP） =3AH，（ A） =30H，（ B） =20H，（ 3BH） =20H，（ 3CH） =30H 3-6 指出下列指令的执行结果，并写出每条指令的机器码。 MOV 30H,#52H ;(30H)=52H 01110101(753052H) MOV A,#70H ;(A)=70H 01110100(7470H) MOV A,30H ;(A)=52H 11100101(E530H) MOV R0,#30H ;(R0)=30H 10101000(7830H) MOV A,R0 ;A=52H 1110

21、0010(E6H) 3-7 分析下列指令的执行结果，并写出每条指令的机器码。 MOV A,#70H ;(A)=70H 01110100(74H) MOV DPTR,#2030H ;(DPTR)=2030H 10010000(90H) MOVX DPTR,A ;(2030H)=70H 11110000(F0H) MOV 30H,#40H ;(30H)=40H 01110101(75H) MOV R0,#30H ;(R0)=30H 01111000(78H) MOV A,R0 ;(A)=40H 11100110(E6H) 3-8 设 R0 的内容为 32H， A的内容为 48H，内部 RAM 的

22、32H 单元内容为 80H，40单元内容为 08H，指出在执行下列程序段后上述各单元内容的变化。 MOV A,R0 MOV R0,40H MOV 40H,A MOV R0,#35H 结果： (R0)=35H,(A)=80,(32H)=08H,(40H)=80H 3-9 已知： (A)=81H,(R0)=20H,(20H)=35H，指出执行完下列程序段后 A 的内容。 ANL A,#17H ;（ A） =00000001 ORL 20H,A ;(20H)=00110101 XRL A,R0 ;(A)=00110100 CPL A ;(A)=11001011 结果： (A)=CBH 3-10 用指

23、令实现下述数据传送 : (1)内部 RAM20H 单元送内部 RAM40H 单元。 答： MOV 40H,20H (2)外部 RAM20H 单元送 R0 寄存器。 答： MOV R1,#20H MOVX A,R1 MOV R0,A (3)外部 RAM20H 单元送内部 RAM20H 单元 答： MOV R1,#20H MOVX A,R1 MOV 20H,A (4)外部 RAM1000H 单元送内部 RAM20H 单元 答： MOV DPTR,#1000H MOVX A,DPTR MOV 20H,A (5)外部 ROM1000H 单元送内部 RAM20H 单元。 答： MOV DPTR,#100

24、0H MOV A,#00H MOVC A,A+DPTR MOV 20H,A (6) 外部 ROM1000H 单元送外部 RAM20H 单元。 答： MOV DPTR,#1000H MOV A,#00H MOVC A,A+DPTR MOV R1,#20H MOVX R1,A 3-11 已知 16 位二进制数的高 8 位和低 8 位分别存放在 20H 和 21H 单元，请编写将其右移一们的程序。 CLR C MOV A,20H RRC A MOV 20H,A MOV A,21H RRC A MOV 21H,A 3-12 编程实现内部 RAM R0R7 的内容传递到 20H27H 单元。 3-13

25、试编程进行两个 16 位数的减法， 6F5DH-13B4H,结果存入内部 RAM 的30H 和 31H 单元， 30H 存放差的低 8位。 CLR C MOV A,#5DH SUBB A,#B4H MOV 30H,A MOV A,#6FH SUBB A,13H MOV 31H,A 3-14 编写程序，若累加器 A 的内容分别满足下列条件时，程序则至 LABEL存储单元，设 A 中存放的是无符号数。 A=10 A0 (A)=10 CJNE A,#10H,LAB JNZ LABEL MOV R0,A LAB:JNC LABEL MOV A,#10 . . CJNE A,R0,LAB LABEL:

26、LABEL: LAB:JNC LABEL . LABEL: 3-15 已知 （ SP） =25H,(PC)=2345H,(24H)=12H,(25H)=34H,(26H)=56H.问此时执行 “ RET” 指令后 ， (SP)=?,(PC)=? 答 ： (SP)=23H,(PC)=3412H 执行 RET 时， PCH (SP),SP SP-1,PCL (SP),SP SP-1 3-16 若 （ sp） =25H,(PC)=2345H,标号 LABEL 所在的地址为 3456H， 问执行调用指令 “ LCALL LABEL” 后 ， 堆栈指针和堆栈内容发生什么变化 ？（ PC） 的值等于什么

27、？ 答：最后堆栈指针 SP=27H。堆栈指针 SP=26H 处 SP 内容为 45H，指针 SP=27H处内容为 23H。最后程序计数器指针 PC=3456H。 执行 LCALL 后， PC PC+3， SP SP+1,(SP) PCL,SP SP+1，（ SP） PCH,PC addr16。 3-17 试编写程序，查找在内部 RAM 的 20H50H 单元中是否有 0AAH 这一数据。若有，则将 51H 单元置 01H,若 未找到，则将 51H 单元置 00H。 MOV 51H,#00H ;先设没找到 MOV R0,#20H ;起始地址 LOOP: MOV A,R0 ;取出数字 CJNE A

28、,#0AAH,NEXT ;不相等就跳转 INC 51H ;相等将 51 单元置 1 SJMP EEE ;找到转去结束 NEXT: INC R0 ;下一个地址 CJNE R0,#51H,LOOP ;地址没找完就继续 EEE: SJMP $ ;暂停 3-18 试 编写程序，统计在外部 RAM 2000H205FH 单元中出现 00H 的次数，并将统计结果丰收入内部 RAM 50H 单元。 MOV R0,#00H ;RO 设为计数器，初始为 0 MOV DPTR,#2000H ;置片外 RAM 起始地址 MOV R1,#60H ;置传送数据个数 LOOP: MOVX A,DPTR ;外部 RAM 单

29、元内容送 A JNZ NEXT ;传送数据不为 0 跳转 INC R0 ;传送数据为 0，计数器加 1 NEXT: INC DPTR ;下一个地址 DJNZ R1,LOOP ;地址没 找完就继续 MOV 50H,R0 ;统计结果存入 50H 单元 SJMP $ ;暂停 3-19 已知 R3 和 R4 中存有一个 16位的二进制数，高位在 R3 中代位在 R4中。请编程将其求补，并存回原处。 答：首先假设 R3、 R4 中是原码，根据原码求补的方法当最高位（ R3 的 D7位）为 0时表示为正数，那么补码与原码相同，当最高位为 1时，表明是负数，负数的补码是最高位不变，其余位取反加 1. MOV

30、 A,R3 JB ACC.7,NEG SJMP $ NEG: MOV A,R4 CPL A CLR C ADD A,#01H MOV R4,A MOV A,R3 CPL A ADDC A,#00H SETB ACC.7 MOV R3,A SJMP $ 3-20 编写一个程序，把片外 RAM 从 2000H 开始存放的 10 个数传送到片内RAM 30H 开始 单元。 START: MOV R0,#30H MOV R1,#10H MOV DPTR,#2000H LOOP: MOVX A,DPTR MOV R0,A INC R0 INC DPTR DJNZ R1,LOOP SJMP $ 3-21

31、试编程将内部 RAM 的 30H 至 4FH 单元的内容分别传送到外部 RAM 的2040H205FH 单元。 START: MOV R0,#30H MOV R1,#20H MOV DPTR,#2040H LOOP: MOV A,R0 MOVX DPTR,A INC DPTR INC R0 DJNZ R1,LOOP SJMP $ 3-22 若外部 RAM 的 （ 2000H） =X，（ 2001H） =Y,编程实现 Z=3X+2Y,结果存入内部 RAM 的 20H 单元 ， 设 Z=255。 START: MOV DPTR,#2000H MOVX A,DPTR MOV B,#03H MUL AB MOV R0,A INC DPTR MOVX A,DPTR ADD A,A ADD A,R0 MOV 20H,A 3-23 试对内部 RAM 20H 单元的内容进行判断，若为正数，转向 2100H 若为负数 ,转向 2200H；若为 0，转向 2300H。 START: MOV A,20H JB ACC.7,NEG ;为负数