單片機原理與應(yīng)用-基于匯編C51及混合編程1-11章習(xí)題解答

單片機原理與應(yīng)用-基于匯編、C51及混合編程1-11章習(xí)題解答習(xí)題一1.什么是單片機？單片機全稱單片微型計算機。它是把計算機中的微處理器、只讀存儲器(ROM)、隨機訪問存儲器（RAM）、I/O接口、串行接口、中斷系統(tǒng)、定時/計數(shù)器等基本功能部件微型化并集成到一塊芯片上構(gòu)成的小而完善的計算機。2.單片機的主要用途是什么？單片機有體積小、功耗低、面向控制、抗干擾能力強、性價比高等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于家用電器、辦公自動化、工業(yè)控制、智能儀器儀表與集成智能傳感器、汽車電子與航空航天電子系統(tǒng)等各種控制系統(tǒng)中。習(xí)題二2-1.STC12C5A60S2單片機的內(nèi)部集成了哪些功能部件？各個功能部件的具體功能是什么？在STC12C5A60S2單片機內(nèi)部，其基本結(jié)構(gòu)主要有中央處理器CPU、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、定時/計數(shù)器、UART串行口、I/O接口、高速A/D轉(zhuǎn)換、同步串行外圍接口、PCA、看門狗WDT及片內(nèi)RC振蕩器和外部晶體震蕩電路等模塊組成。各部件功能:中央處理器CPU：負責(zé)運算控制和調(diào)度，使整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作。程序存儲器：用于存放用戶程序、數(shù)據(jù)和表格等信息。數(shù)據(jù)存儲器：用于存放單片機運行過程中的運算數(shù)據(jù)及運算地址等。定時/計數(shù)器：常用定時器時鐘來實現(xiàn)定時檢測、定時控制；還可以用定時器產(chǎn)生毫秒寬的脈沖，來驅(qū)動步進電機一類的電器機械。計數(shù)器主要用于外部事件的計數(shù)。看門狗WDT：在單片機出現(xiàn)運行紊亂時，可以使單片機重新啟動，恢復(fù)正常運行。I/O接口：單片機通過I/O引腳進行輸入，輸出操作。振蕩器：產(chǎn)生單片機運行所需要的時鐘信號。2-2.封裝模式為LQFP-48、PDIP-40的STC12C5A60S2單片機的I/O引腳各有多少？P0、P2口各有什么功能？封裝模式為LQFP-48的STC12C5A60S2單片機有48個引腳,44個I/O引腳。封裝模式為PDIP-40的STC12C5A60S2單片機有40個引腳，36個I/O引腳。P0口和P2口都可以作為通用的I/O口使用；當單片機訪問外部擴展電路或設(shè)備時，P0口可以作為地址總線的低8位及數(shù)據(jù)總線接口，地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用，P2口作為地址總線的高8位。12-3.簡述PSW寄存器各位的作用。若寄存器A中的內(nèi)容為63H，P標志位為何值？CY：進位或借位標志位，簡稱C。在執(zhí)行8位的加、減法指令時，用于記錄最高位的進位或借位。有進位或借位時則置位，否則清零。AC：輔助進位標志位，在執(zhí)行加減法時，若D3向D4有進位或借位時，AC置位，否則AC清零。OV：溢出標志位。在執(zhí)行加減法運算時，若運算的結(jié)果超出8位有符號數(shù)表示的范圍-128-+127，表示溢出，OV置1，否則OV清零。P：奇偶校驗標志位。用于記錄A寄存器中的1的個數(shù)的奇偶性。若A寄存器中1的個數(shù)為奇數(shù)，則P置位，為偶數(shù)則清零。RS1、RS0：寄存器組選擇位，用來選擇當前的工作寄存器組。F0、F1：用戶標志位。若寄存器A中的內(nèi)容為63H（01100011B），A中“1”的個數(shù)為4，所以P＝0。2-4.STC12C5A60S2單片機內(nèi)部有哪幾類存儲器？中斷服務(wù)程序的入口地址分布在哪個區(qū)域？STC12C5A60S2單片機內(nèi)部有程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器RAM、特殊功能寄存器、擴展RAM。中斷服務(wù)程序的入口地址位于程序存儲器的首部。2-5.STC系列單片機系統(tǒng)復(fù)位后，程序存儲器指針PC的值是多少？當單片機正在執(zhí)行某一條指令時，PC指向哪里？STC系列單片機系統(tǒng)復(fù)位后，程序存儲器指針PC的值是0000H。當單片機正在執(zhí)行某一條指令時，PC指向下一條指令的地址。2-6.片內(nèi)RAM中，數(shù)據(jù)存儲器的低128字節(jié)、高128字節(jié)和特殊功能寄存器可以使用什么尋址方式？哪些單元可作為工作寄存器區(qū)，那些單元可以位尋址？訪問低128字節(jié)RAM時，既能采用寄存器直接尋址，又可寄存器間接尋址。訪問高128字節(jié)RAM時，只能采用寄存器間接尋址，但可以作為堆棧區(qū)。訪問特殊功能寄存器，只能直接尋址。00H-1FH為工作寄存器組區(qū)；片內(nèi)RAM中20H-2FH單元為位尋址區(qū)。2-7.在片內(nèi)RAM中，位地址為30H的位屬于字節(jié)地址為多少的單元？字節(jié)地址為26H。22-8.STC系列單片機復(fù)位后，使用了哪一工作寄存器組？當CPU使用的工作寄存器組為2組時，R2對應(yīng)的RAM地址是多少？STC系列單片機復(fù)位后，所使用的工作寄存器組為0組；當CPU使用的工作寄存器組為2組時，R2對應(yīng)的RAM地址是12H。2-9.什么是堆棧？簡述STC12C5A60S2單片機的堆棧處理過程。堆棧是在RAM中開辟的一片數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，常用于保護CPU現(xiàn)場及臨時數(shù)據(jù)，其操作遵循先進后出、后進先出的原則。STC12C5A60S2單片機的堆棧處理過程：數(shù)據(jù)入棧時，SP指針內(nèi)容先自動加1，然后再將數(shù)據(jù)推入到SP指針指向的單元；出棧時，先將SP指針所指向單元的數(shù)據(jù)彈出，然后SP指針的內(nèi)容自動減1.2-10.以下關(guān)于數(shù)據(jù)指針DPTR和程序指針PC的概述是否正確?（1）DPTR是可以訪問的，而PC不能訪問；√（2）它們都是16位的寄存器；√（3）它們都具有臨時存儲數(shù)據(jù)的功能；×（4）DPTR可以分成2個8位的寄存器使用，而PC不能。√2-11.單片機與外部存儲器連接時，P0口用作地址/數(shù)據(jù)復(fù)用，需要添加什么芯片才能鎖存8位地址信息？單片機與外部存儲器連接時，P0口用作地址/數(shù)據(jù)復(fù)用，需要添加地址鎖存器，如74LS373。2-12.如何設(shè)置STC12C5A60S2單片機I/O口工作模式？若設(shè)置P1.7為強推挽輸出，P1.6為開漏，P1.5為弱上拉，P1.4，P1.3,P1.2，P1.1,和P1.0為高阻輸入，應(yīng)如何設(shè)置相關(guān)寄存器？STC12C5A60S2單片機上電復(fù)位后所有引腳都默認為準雙向（弱上拉）方式。根據(jù)具體應(yīng)用可由軟件配置成：準雙向、強推挽、僅為輸入或開漏輸出4種工作方式。Px（x=0，1，2，3，4，5）口引腳的工作方式由特殊功能寄存器PxM1和PxM0相應(yīng)位的配置決定I/O口工作模式設(shè)定PxM1[7:0]PxM0[7:0]I/O口模式00準雙向口(傳統(tǒng)8051I/O口模式),灌電流可達20mA,拉電流為230uA01強推挽輸出，輸入輸出電流都能可達20mA。10僅為輸入(高阻)11開漏，內(nèi)部上拉電阻斷開若設(shè)置P1.7為強推挽輸出，P1.6為開漏，P1.5為弱上拉（準雙向），3P1.4，P1.3,P1.2，P1.1,和P1.0為高阻輸入，可通過以下的兩條指令來完成：MOVP1M1,#01011111B;MOVP1M0,#11000000B;2-13.I/O口作為輸入引腳，應(yīng)工作在何種方式？讀外部引腳狀態(tài)時，為何要先向相應(yīng)引腳對應(yīng)的鎖存器寫入“1”？I/O口作為輸入引腳，應(yīng)工作在準雙向或僅為輸入狀態(tài)；在準雙向口配置情況下，先輸出高電平，使d管截止，才可讀到正確的外部輸入狀態(tài)。2-14.STC12C5A60S2單片機復(fù)位方式有哪些？復(fù)位后單片機的初始狀態(tài)如何？STC12C5A60S2單片機復(fù)位方式有上電復(fù)位、看門狗復(fù)位、外部低壓檢測復(fù)位、軟件復(fù)位。復(fù)位后，單片機從用戶程序區(qū)0000H處開始正常工作；堆棧指針SP指向07H，P0~P3為FFH。習(xí)題三3－1使用Proteus對電路進行仿真，有哪些步驟？使用Proteus進行單片機系統(tǒng)設(shè)計、仿真主要有七個步驟，依次是新建設(shè)計文件，選取元件并加入列表區(qū)，將元件擺放到圖形編輯窗口，放置電源、地線、布線、加載目標程序代碼，運行仿真。3－2在Keil中，源程序文件從編輯到生成*.hex文件，經(jīng)過哪些過程？在Keil中，源程序文件從編輯到生成*.hex文件要經(jīng)過建立工程，建立源程序文件，建立文件和程序的連接，工作環(huán)境和參數(shù)的設(shè)置，再進行編譯、連接可以生成目標文件。3－3在Keil中，如何對源程序文件進行軟件模擬調(diào)試？Keil軟件中有一個仿真CPU用來模擬程序的執(zhí)行，可以在沒有硬件和仿真器的情況下進行程序的調(diào)試，這就是軟件模擬調(diào)試的方法。對源文件進行軟件模擬調(diào)試，首先要啟動調(diào)試。對工程編譯、連接成功以后，使用菜單“Debug”―>“Start/StopDebugSession”進入調(diào)試狀態(tài)，按“Ctrl+F5”組合鍵或者使用按鈕也能進入調(diào)試狀態(tài)。這時，源程序窗口的左側(cè)出現(xiàn)一個黃色箭頭，指向main()函數(shù)的第一行，該箭頭總是指向即將要運行的語句行。退出調(diào)試狀態(tài)和啟動調(diào)試狀態(tài)方法一致。調(diào)試過程中使用最多的是“Debug”菜單，而該菜單上的大部分命令可以在4“debug”工具欄中找到對應(yīng)的快捷按鈕。常用按鈕有：運行，單步，過程單步，單步跳出，執(zhí)行到當前，反匯編窗口，觀察窗口，存儲器窗口。其中單步調(diào)試方式特別常用。單步執(zhí)行后，可以通過各個窗口觀察執(zhí)行結(jié)果，從而判斷該條語句是否出現(xiàn)問題。如果程序較長，可以采用下面的方法來調(diào)試。首先，在合適的位置設(shè)置斷點，方法為：在某一行上右擊，彈出的快捷菜單中選擇“Insert/RemoveBreakpoint”。設(shè)置成功后，該行的前面會有紅色方塊指示。這時如果單擊“運行”按鈕，程序運行到斷點處會自動停止。刪除斷點也需使用同樣的方法。如果程序的運行要依賴于外圍接口，例如并行口、串行口、中斷、定時/計數(shù)器等，Keil的“Peripherals”菜單中提供了一些選項，通過這些選項打開對應(yīng)外圍接口的對話選框，可以觀察外圍接口的狀態(tài)，或者更改外圍接口的運行情況。習(xí)題四4－151內(nèi)核單片機有哪幾種尋址方式？片內(nèi)RAM低128字節(jié)及高128字節(jié)分別支持哪些尋址方式？片內(nèi)擴展RAM、片外RAM及特殊功能寄存器分別支持哪些尋址方式？51內(nèi)核單片機的尋址方式有：立即（數(shù)）尋址、寄存器尋址、直接尋址、寄存器間接尋址、變址尋址、相對尋址、位尋址。片內(nèi)RAM低128字節(jié)支持直接尋址、寄存器間接尋址。片內(nèi)RAM高128字節(jié)支持寄存器間接尋址。片內(nèi)擴展RAM及片外RAM支持間接尋址。特殊功能寄存器支持直接尋址。4－2區(qū)分下列指令有什么不同？(1)MOVA，#22H和MOVA，22HMOVA，#22H；將立即數(shù)22H送入A寄存器中，第二操作數(shù)為立即尋址。MOVA，22H；把片內(nèi)RAM字節(jié)地址為22H單元的內(nèi)容送入A寄存器中，第二操作數(shù)為直接尋址。(2)MOVA，R1和MOVA，@R1MOVA，R1；把R1的內(nèi)容送入A寄存器中，第二操作數(shù)為寄存器尋址。MOVA，@R1；將寄存器R0的內(nèi)容作為RAM某單元的地址，將該單元的內(nèi)容傳送給A寄存器，第二操作數(shù)為寄存器間接尋址。(3)MOVA，@R1