單片機(jī)原理與應(yīng)用習(xí)題答案北京交通大學(xué)戴勝華

1、第二章1、MCS-51系列單片機(jī)內(nèi)部有哪些主要的邏輯部件？P10答：MCS-51系列單片機(jī)內(nèi)部的邏輯部件主要有：算術(shù)/邏輯部件ALU、累加器A、只讀存儲(chǔ)器ROM、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、指令寄存器IR、程序計(jì)數(shù)器PC、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、I/O接口電路、程序狀態(tài)寄存器PSW、寄存器組。3、MCS-51內(nèi)部RAM區(qū)功能如何分配？如何選用4組工作寄存器中的一組作為當(dāng)前的工作寄存器組？位尋址區(qū)域的字節(jié)地址范圍是多少？P13-P15答：MCS-51內(nèi)部RAM的地址空間為00H-7FH，128B，按功能分為3個(gè)區(qū)域。00H-1FH的32B單元是4個(gè)工作寄存器組，單片機(jī)執(zhí)行程序時(shí)，具體使用哪一組是通過對(duì)PSW的RS

2、1、RS0兩位的設(shè)置來實(shí)現(xiàn)；20H-2FH的16B共128位，是可以按位尋址的內(nèi)部RAM區(qū)；30H-7FH的80B單元是只能按字節(jié)尋址的內(nèi)部RAM區(qū)。5、8031設(shè)有4個(gè)8位并行端口，若實(shí)際應(yīng)用8位I/O口，應(yīng)使用P0-P3中的哪個(gè)端口傳送？16位地址如何形成？P19-P21答：Ø P1口是專門供用戶使用的I/O口，是準(zhǔn)雙向接口，故可以使用P1口傳送；Ø P0口既可作地址/數(shù)據(jù)總線使用，又可作通用I/O使用。一方面用來輸出外部存儲(chǔ)器或I/O的低8位地址，另一方面作為8位數(shù)據(jù)輸入/輸出口，故由P0口輸出16位地址的低8位；Ø P2口可作通用I/O口使用，與P1口相同

3、。當(dāng)外接存儲(chǔ)器或I/O時(shí)，P2口給出地址的高8位，故P2口輸出16位地址的高8位。8、MCS-51的時(shí)鐘周期、機(jī)器周期、指令周期是如何分配的？當(dāng)振蕩頻率為10MHz時(shí)，一個(gè)機(jī)器周期為多少微妙？P25答：CPU執(zhí)行一條指令的時(shí)間稱為指令周期，它是以機(jī)器周期為單位的。MCS-51典型的指令周期為一個(gè)機(jī)器周期，每個(gè)機(jī)器周期由6個(gè)狀態(tài)周期組成，每個(gè)狀態(tài)周期由2個(gè)時(shí)鐘周期（振蕩周期）組成。當(dāng)振蕩頻率為10MHz時(shí)，一個(gè)機(jī)器周期為12/10M Hz=1.2us。9、在MCS-51擴(kuò)展系統(tǒng)中，片外程序存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址一樣時(shí)，為什么不會(huì)發(fā)生沖突？P12；P13、P18答：1、程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器物

4、理上是獨(dú)立的，尋址片外程序存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的尋址方式、尋址空間和控制信號(hào)不同。2、對(duì)外部程序存儲(chǔ)器訪問使用MOVC指令；對(duì)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器訪問使用MOVX指令。10、MCS-51的P3口具有哪些第二種功能？P19表2-6答： P3.0RXD（串行輸入口） P3.1TXD（串行輸出口）P3.2INT0（外部中斷0） P3.3INT（外部中斷1）P3.4T0（定時(shí)器0外部中斷） P3.5T1（定時(shí)器1外部中斷）P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫信號(hào)）P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀信號(hào)）11、位地址7CH與字節(jié)地址7CH有哪些區(qū)別？位地址7CH具體在內(nèi)存中什么位置？P14答：位地址7CH與字節(jié)地址7

5、CH在RAM中的位置不同，尋址方式也不用。位地址7CH在內(nèi)部RAM區(qū)2FH中，可以位尋址；字節(jié)地址7CH在用戶區(qū)中，只能按字節(jié)尋址。第三章2、什么是尋址方式？MCS-51單片機(jī)有哪幾種尋址方式？P36答：尋址方式是指令中確定操作數(shù)的形式。MSC-51單片機(jī)有立即數(shù)尋址、直接尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址、變址尋址、相對(duì)尋址、位尋址。3、指出下列指令中畫線的操作數(shù)的尋址方式？P36MOV R0, #55H； 立即尋址 MOV A, 2AH； 直接尋址 MOV A, R1； 寄存器間接尋址 MOV R0, A； 寄存器尋址 DIV A, B ； 寄存器尋址 ADD A, R7 ； 寄存器尋址 M

6、OVX A, DPTR； 寄存器間接尋址 MOV DPTR, #0123H； 立即尋址 MOVC A, A+DPTR； 基址加變址尋址 INC DPTR； 寄存器尋址 7、為什么要進(jìn)行十進(jìn)制調(diào)整？調(diào)整方法是什么？P49答：十進(jìn)制表示用BCD碼規(guī)則，相加大于10進(jìn)位；運(yùn)算用二進(jìn)制規(guī)則，相加大于16進(jìn)位。所以要進(jìn)行十進(jìn)制調(diào)整。調(diào)整方法：數(shù)的低四位大于9或標(biāo)志位AC=1，則低四位加06H調(diào)整。高四位大于9或標(biāo)志位CY=1則高四位加60H。8、編程實(shí)現(xiàn)兩個(gè)一字節(jié)壓縮型BCD碼的減法。設(shè)被減數(shù)地址在R0中，減數(shù)地址在R1中，差仍存于被減數(shù)地址單元中。？答： CLR CMOV A,#9AH SUBB A,

7、R1 ADD A,R0DA A MOV R0，A9、把片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器8000H單元中的數(shù)據(jù)讀到累加器中，應(yīng)用哪幾條指令？P45例3.7答： MOV DPTR, #8000HMOV A, DPTR10、已知內(nèi)部RAM中，(A)=35H，(R0)=6FH，(P1)=0FCH，(SP)=0C0H。分別寫出下列各條指令的執(zhí)行結(jié)果。P41-(1)MOV R0, A； (R0)=35H P41（2）(2)MOV R0, A； (6FH)=35H P42（4）(3)MOV A, #90H； (A)=90H P41（1）(4)MOV A, 90H； (A)=(90H) P41（1）(5)MOV 80H, #8

8、1H； (80H)=81H P42（3）(6)MOVX R0, A； (6FH)=35H P45 2(7)PUSH A； (0C1H)=35H,(SP)=0C1H P43（6）(8)SWAP A； (A)=53H P44（8）(9)XCH A, R0； (A)=6FH,(R0)=35H P44（7）第四章2、在匯編語言程序設(shè)計(jì)中，為什么要采用標(biāo)號(hào)來表示地址？標(biāo)號(hào)的構(gòu)成原則是什么？使用標(biāo)號(hào)有什么限制？注釋段起什么作用？P69答：采用標(biāo)號(hào)便于在編寫程序時(shí),實(shí)現(xiàn)跳轉(zhuǎn)、循環(huán)等程序控制轉(zhuǎn)移。標(biāo)號(hào)位于語句的開始，由以字母開頭的字母和數(shù)字組成，它代表語句的地址。標(biāo)號(hào)與指令間要用冒號(hào)“：”分開，標(biāo)號(hào)與“：”之

9、間不能有空格，“：”與操作碼之間可以有空格。注釋段放在語句的最后，以冒號(hào)開始，為不可執(zhí)行部分，對(duì)程序進(jìn)行解釋性說明。3、MCS-51匯編語言有哪幾條常用的偽指令？各起什么作用？P70-P72答：MCS-51匯編語言有以下常用的偽指令：1、設(shè)置起始地址偽指令ORG（Origin）格式：ORG 起始地址作用：ORG偽指令總是出現(xiàn)在每段源程序或數(shù)據(jù)塊的開始，可以使程序、子程序和數(shù)據(jù)快存放在存儲(chǔ)器的任何位置。若在源程序中不放ORG指令，則匯編將從0000H單元開始編排目標(biāo)程序。ORG定義控件地址應(yīng)由從小到大，且不能重疊。2、定義字節(jié)偽指令DB（Define Byte）格式：<標(biāo)號(hào)：>DB

10、<項(xiàng)或項(xiàng)表>作用：把項(xiàng)或項(xiàng)表的數(shù)值存入從標(biāo)號(hào)開始的連續(xù)單元中。3、定義字偽指令DW（Define Word）格式：<標(biāo)號(hào)：>DW <項(xiàng)或項(xiàng)表>作用：基本含義與DB相同，不同的是DW定義16位數(shù)據(jù)。4、預(yù)留存儲(chǔ)區(qū)偽指令DS（Define Storage）格式：<標(biāo)號(hào)：>DS <表達(dá)式>作用：由標(biāo)號(hào)指定的單元開始，定義一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，以給程序使用。存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)預(yù)留的存儲(chǔ)單元數(shù)由表達(dá)式的值決定。5、為標(biāo)號(hào)賦值偽指令EQU格式：<標(biāo)號(hào)：>EQU 數(shù)或匯編符號(hào)作用：將操作數(shù)中的地址或數(shù)據(jù)賦給標(biāo)號(hào)字段的標(biāo)號(hào)，故又稱為等值指令。6、數(shù)據(jù)地址賦值

11、偽指令DATA格式：<標(biāo)號(hào)：>DATA <數(shù)或表達(dá)式>作用：其功能和EQU類似，但有以下區(qū)別。（1）用DATA定義的標(biāo)識(shí)符匯編時(shí)作為標(biāo)號(hào)登記在符號(hào)表中，所以可以先使用后定義；而EQU定義的標(biāo)識(shí)符必須先定義后使用。（2）用EQU可以把一個(gè)匯編符號(hào)賦給字符名，而DATA只能把數(shù)據(jù)賦給字符名。（3）DATA可以把一個(gè)表達(dá)式賦給字符名，而DATA只能把數(shù)據(jù)賦給字符名。（4）DATA常在程序中用來定義數(shù)據(jù)地址。7、位地址符號(hào)偽指令BIT格式：字符名 BIT 位地址作用：把位地址賦給字符名稱8、源程序結(jié)束偽指令END格式：<標(biāo)號(hào)：>END <表達(dá)式>作用：E

12、ND命令通知匯編程序結(jié)束匯編。在END之后，所有的匯編語言指令均不作處理。如果沒有這條指令，匯編程序通常會(huì)給出“警告”指示。6、外部RAM中從1000H到10FFH有一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)，現(xiàn)在將它傳送到外部RAM中2500H單元開始的區(qū)域中，編寫有關(guān)程序。COMPARE WITH P80 例4.10答： START: MOV R0，#00H MOV DPTR,#1000HLOOP: MOVX A,DPTR MOV DPH,#25H MOVX DPTR,A MOV DPH,#10H INC DPTR INC R0 DJNZ R0，LOOP SJMP $11、設(shè)系統(tǒng)晶體振蕩頻率為12MHz，請(qǐng)編寫延時(shí)50m

13、s的延時(shí)子程序。P81例4.11答：使用12MHz晶振時(shí)，1個(gè)機(jī)器周期為1us，一條DJNZ耗時(shí)2us，采用雙重循環(huán)方法，50ms=2us*250*100，程序如下： DL50MS：MOV R4, #100 DELAY1： MOV R3 , #250 DELAY2：DJNZ R3, DELAY2 DJNZ R4, DELAY1 RET12、分析下列程序中各條指令的作用，并說明運(yùn)行后相應(yīng)寄存器和內(nèi)存單元的結(jié)果。MOV A, #34H； (A)=34H MOV B, #0ABH ； (B)=0ABH MOV 34H, #78H； (34H)=78H XCH A, R0； (A),(R0)互換 XC

14、H A, R0； (A),(R0)互換 XCH A, B； (A),(B)互換 SJMP $ ； 暫停 第五章：2、8051單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有哪幾種工作方式？各有什么特點(diǎn)？P105答： 8051單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器有4種工作方式，分別是：工作方式0：M1M0=00，為13位定位器/計(jì)數(shù)器，其計(jì)數(shù)器由THi的全8位和TLi的低5位構(gòu)成，TLi的高3位未用。當(dāng)TLi的低5位計(jì)滿時(shí)，向THi進(jìn)位，THi溢出后對(duì)中斷標(biāo)志位TFi 置“1”，并申請(qǐng)中斷。Ti是否溢出可用軟件查詢TFi是否為“1”。計(jì)數(shù)器范圍為1-8192，如需再次定時(shí)或計(jì)數(shù)，需要用指令重置時(shí)間常數(shù)。工作方式1：M1M2=01，與

15、工作方式0基本相同，不同之處在于其為16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)值范圍為1-65536，如需再次定時(shí)或計(jì)數(shù)，需要用指令重置時(shí)間常數(shù)。工作方式2：M1M0=10，為可重裝初值的8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。把16位的計(jì)數(shù)器拆成兩個(gè)8位計(jì)數(shù)器，TLi用作8位計(jì)數(shù)器，THi用來保存初值。每當(dāng)TLi計(jì)滿溢出時(shí)，可自動(dòng)將THi的初值再裝入TLi，繼續(xù)計(jì)數(shù)，循環(huán)重復(fù)。其計(jì)數(shù)范圍為1-256。這種工作方式可省去用戶軟件中重裝初值的程序，并可產(chǎn)生相當(dāng)精度的定時(shí)時(shí)間，特別適合于產(chǎn)生周期性脈沖及作為串行口波特率發(fā)生器，缺點(diǎn)是計(jì)數(shù)長(zhǎng)度太小。工作方式3：M1M0=11，該工作方式只適用于T0。T0在該工作方式被分成兩個(gè)相互獨(dú)立的

16、8位計(jì)數(shù)器，其中TL0既可以作計(jì)數(shù)器使用，又可以作定時(shí)器使用。而TH0只能作8位定時(shí)使用，并占用了T1的控制啟動(dòng)位TR1和溢出標(biāo)志位TF1。T1只能工作在方式0、方式1或方式2，只能用在不需中斷控制的場(chǎng)合。工作方式3是為了在使用串行口時(shí)，需要兩個(gè)獨(dú)立的計(jì)數(shù)器而特別提供的。因?yàn)榇藭r(shí)把定時(shí)器1規(guī)定用作串行通信的波特率發(fā)生器，并設(shè)定為工作方式2，使用時(shí)只要將計(jì)數(shù)器初值送到計(jì)數(shù)器寄存器即開始工作，啟動(dòng)后不需要軟件干預(yù)，也不使用溢出標(biāo)志。9、設(shè)晶振頻率為6MHz。編程實(shí)現(xiàn)：使用定時(shí)器T0工作在方式2、定時(shí)，在P1.4輸出周期為100us，占空比為4:1的矩形脈沖。答：使用晶體振蕩器頻率為6MHz時(shí)，1個(gè)

17、機(jī)器周期為2us。欲使占空比為4:1，可將矩形脈沖分為5份，前4份P1.4輸出高電平，第5份輸出低電平。計(jì)數(shù)初值：計(jì)數(shù)初值滿足：（256-Y）*2us=20us，解得計(jì)數(shù)初值為Y=246=0F6H，則TH0=TL0=0F6H。TMOD寄存器定義：D7D6D5D4D3D2D1D0GATEC/M1M0GATEC/M1M0定時(shí)器1定時(shí)器0定時(shí)器工作方式定義：M1M0工作方式說明00013位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器01116位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器102可重裝8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器113T0分成兩個(gè)8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，T1停止計(jì)數(shù)定時(shí)器0，定時(shí)方式2，故TMOD設(shè)置：00000010=02H，。程序如下：ORG 2000H

18、START: MOV TMOD, #02H /定時(shí)器0，定時(shí)方式2MOV TL0, 0F6H /初值送TL0MOV TH0, 0F6H /初值送TH0SETB P1.4 /P1.4置高SETB TR0 /允許T0計(jì)數(shù)LOOP: MOV R0， #4 /由于是4:1，故計(jì)數(shù)周期定為4WAIT1: JNB TF0，WAIT1 /等待定時(shí)器T0溢出標(biāo)志位CLR TF0 /軟件清零TF0DJNZ R0，WAIT1 /判斷R0是否等于0，即判斷是否循環(huán)了四次CPL P1.4 /對(duì)P1.4取反WAIT2: JNB TF0，WAIT2/等待定時(shí)器T0溢出標(biāo)志位，即判斷是否循環(huán)一次CLR TF0 /軟件清零T

19、F0CPL P1.4 /對(duì)P1.4再次取反SJMP LOOP /程序循環(huán)運(yùn)行第六章2、MCS-51單片機(jī)的串行口共有哪幾種工作方式？各有什么特點(diǎn)和功能？P129答： MCS-51單片機(jī)的串行口共有以下四種工作方式：工作方式0：SM1SM0=00，為同步移位寄存器。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)寫入串行口發(fā)送緩沖器時(shí)，串行口即將8位數(shù)據(jù)以fosc/12的固定波特率從RXD引腳輸出，低位在先，TXD為移位脈沖信號(hào)輸出端。發(fā)送完8位數(shù)據(jù)后中斷標(biāo)志位T1置“1”。特點(diǎn)是：移位寄存器的發(fā)送和接收以8位為一幀，不設(shè)起始位和停止位，低位在前高位在后，波特率固定，一個(gè)機(jī)器周期移位一次。工作方式1：SM1SM0=01，串行口被定義

20、為波特率可變的8位異步通信接口。方式1的波特率=(2smod/32) x定時(shí)器T1的溢出率特點(diǎn)為：一幀信息為10位，其中1位起始位“0”，8位數(shù)據(jù)位（地位在前）和一位停止位“1”，其波特率可變。 工作方式2：SM1SM0=10，串行口被定義為9位異步通信接口。方式2的波特率=(2smod/64) x 振蕩器頻率特點(diǎn)是：一幀信息為11位，1位起始位“0”，8位數(shù)據(jù)位（低位再前），1位可編程為“1”或“0”的第9位數(shù)據(jù)，1位停止位“1”。工作方式3：SM1SM0=11，串行口被定義為波特率可變的9位異步通信方式，除了波特率外，方式3和方式2完全相同。方式3的波特率=(2smod/32) x 定時(shí)器

21、T1的溢出率特點(diǎn)：一幀信息為11位，1位起始位“0”，8位數(shù)據(jù)位（低位在先），1位可編程為“1”或“0”的第9位數(shù)據(jù)，1位停止位“1”。3、MCS-51單片機(jī)4種工作方式的波特率應(yīng)如何確定？P134答： MCS-51單片機(jī)波特率的確定方法：（1）方式0的波特率=fosc/12（2）方式1的波特率=(2smod/32) x定時(shí)器T1的溢出率。（3）方式2的波特率=(2smod/64) x 振蕩器頻率（4）方式3的波特率=(2smod/32) x 定時(shí)器T1的溢出率7、請(qǐng)用查詢法編寫程序?qū)崿F(xiàn)串行口工作方式1下的發(fā)送程序。設(shè)單片機(jī)主頻為11.0592MHz，波特率為1200bps、發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)在外

22、部RAM，起始地址為1000H，數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度為30B，采用偶校驗(yàn)（其他條件自設(shè)）。答：1） 設(shè)數(shù)據(jù)為ASCII碼形式，最高位作為奇偶校驗(yàn)位。2） T1作為波特率發(fā)生器，工作于方式2。TMOD寄存器定義：D7D6D5D4D3D2D1D0GATEC/M1M0GATEC/M1M0定時(shí)器1定時(shí)器0定時(shí)器工作方式定義：M1M0工作方式說明00013位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器01116位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器102可重裝8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器113T0分成兩個(gè)8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，T1停止計(jì)數(shù)故，TMOD=20H；3） 設(shè)SMOD=0。4） 串行口工作在方式1SCOD寄存器定義：D7D6D5D4D3D2D1D0SM0SM1SM2R

23、ENTB8RB8TIRI串行口工作方式定義：SM0SM1工作方式方式簡(jiǎn)單描述波特率000移位寄存器I/O主振頻率/120118位UART可變1029位UART主振頻率/32或主振頻率/641139位UART可變故，SCON=40H；5） 波特率為1200bps通過計(jì)算得T1的時(shí)間常數(shù)為0E8H。程序如下：ORG 1000HSTART：MOV TMOD, #20H；T1工作方式2MOV TL1, #0E8H MOV TH1, #0E8HMOV PCON, #00H ；SMOD=0波特率不倍增SETB TR1；啟動(dòng)T1MOV SCON, #40H ；串行口工作方式1MOV DPTR, #1000H

24、 ; MOV R2, #30 ；計(jì)數(shù)值30LOOP： MOVX A, DPTRMOV C, P ；送奇偶標(biāo)志 MOV ACC.7, C ； MOV SBUF, A ；發(fā)送字符WAIT： JNB TI, WAIT ；CLR TI ； INC DPTRDJNZ R2, LOOP AJMP START第七章1、MCS-51有幾個(gè)中斷源？有幾級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)？各中斷標(biāo)志如何產(chǎn)生？又如何清除？ P149答：5個(gè)中斷源：2個(gè)外部中斷INT0、INT1，3個(gè)內(nèi)部中斷T0、T1、串行口。 2個(gè)優(yōu)先級(jí)：高級(jí)中斷和低級(jí)中斷，由用戶定義。中斷標(biāo)志的產(chǎn)生：(1) 外部中斷可以設(shè)置邊沿觸發(fā)或者電平觸發(fā)，邊沿觸發(fā)進(jìn)入中斷程序后硬件自動(dòng)清中斷標(biāo)志，電平觸發(fā)需要軟件清標(biāo)志位；(2) 定時(shí)器T0，T1計(jì)數(shù)溢出產(chǎn)生中斷，進(jìn)入中斷程序硬件自動(dòng)清標(biāo)志位； (3) 串行口發(fā)送完成或者接收到數(shù)據(jù)就觸發(fā)中斷，由于是兩個(gè)中斷標(biāo)志共享一個(gè)中斷向量，所以需要在中斷程序里由軟件判斷是發(fā)送中斷還是接受中斷，并且只能由軟件清標(biāo)志位； 中斷請(qǐng)求的清除： (1) 定時(shí)中斷由硬件自動(dòng)撤除定時(shí)中斷響應(yīng)后，硬件自動(dòng)把標(biāo)志位（TFx）清零。