单片机原理及应用教程(第2版)各章习题参考答案

3．简答题 (1) 单片机与微处理器的联系与区别： 微型计算机技术形成了两大分支：微处理器(MPU)和微控制器(MCU，即单片机)。
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单片机原理及应用教程(第 2 版)
MPU是微型计算机的核心部件，它的性质决定了微型计算机的性能。通用型的计算机 已从早期的数值计算、数据处理发展到当今的人工智能阶段，它不仅可以处理文字、字符、 图形、图像等信息，而且还可以处理音频、视频等信息，并向多媒体、人工智能、虚拟现 实、网络通信等方向发展。它的存储容量和运算速度正在以惊人的速度发展，高性能的32 位、64位微型计算机系统正向大、中型计算机挑战。 MCU主要用于控制领域。由它构成的检测控制系统应该具有实时的、快速的外部响应 的功能，应该能迅速采集到大量数据，并在做出正确的逻辑推理和判断后实现对被控对象 参数的调整与控制。单片机直接利用了MPU 的发展成果，也发展了16 位、32 位、64 位 的机型，但它的发展方向是高性能、高可靠性、低功耗、低电压、低噪声和低成本。目前， 单片机仍然是以8 位机为主，16 位、32 位、64 位机并行发展的格局。单片机的发展主要 还是表现在其接口和性能不断满足多种多样检测对象的要求上，尤其突出表现在它的控制 功能上，用于构成各种专用的控制器和多机控制系统。 单片机与微型计算机的联系与区别： 从组成方面，微型计算机（通用机）通常将 CPU、RAM、 I/O 口、ROM 等部件以芯 片形式安装在主板上； 单片机则将上述部件被集成到单芯片中。 从功能方面，通用计算机擅长于数据运算、采集、处理、存储和传输；单片机的专长 则是测控，往往嵌入某个仪器/设备/系统中，使其达到智能化的效果。 (2) 集成度高、体积小；面向控制、功能强；抗干扰能力强；功耗低；使用方便；性 能价格比高；容易产品化；等等。 (3) 单片机内部一般包括中央处理器 CPU、随机存储器 RAM、只读存储器 ROM、输 入/输出接口电路、定时器/计数器以及串行通信接口等。 中央处理器 CPU 是单片机的核心部件，实现运算器、控制器的功能以及中断控制等； RAM 一般作为数据存储器，用来存储数据，暂存运行期间的数据、中间结果、堆栈、位 标志和数据缓冲等；ROM 一般作为程序存储器，用于存放应用程序；并行 I/O 口，使用上 不仅可灵活地选择输入或输出，还可作为系统总线或控制信号线，从而为扩展外部存储器 和 I/O 接口提供了方便；串行 I/O 用于串行通信；定时器/计数器用于产生定时脉冲，以实 现单片机的定时控制。 (4) 由于单片机功能的飞速发展，它的应用范围日益广泛，已远远超出了计算机科学 的领域。小到玩具、信用卡，大到航天器、机器人，从实现数据采集、过程控制、模糊控 制等智能系统到人类的日常生活，现已广泛应用于国民经济的各个领域，主要包括工业过 程控制、智能仪表、机电一体化产品、智能化接口、家用电器等领域。 (5) MCS-51系列；AT89系列；PIC系列；M68HC11系列；MCS-96系列；8XC196KX 系列；MSP430系列；SPCE系列；M68300系列；SH系列；TX99/TX49系列单片机等。
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第 1 章习题参考答案
1．填空题 (1) 随机存储器 RAM，只读存储器 ROM，输入/输出接口电路，定时器 /计数器，串 行通信接口 (2) 微控制器，单片微型计算机 (3) 16 位机，32 位机，64 位机 (4) 大容量高性能化，小容量低价格化，多品种化，I/O 接口功能的增强，功耗降低 (5) 存储容量，运算速度，高可靠性，低功耗 2．选择题 (1) (2) (3) (4) (5) B C A B C
2把加到单片机xtal2引脚上的定时信号的周期称为振荡周期又称时钟周期一个状态周期又包含两个振荡周期机器周期是单片机的基本操作周期一个机器周期包含6个状态周期即12个振荡周期指令周期是指cpu执行一条指令所需要的时间某条指令的执行周期由若干个机器周期构成
单片机原理及应用教程（第 2 版）
主 编 范立南 副主编 李荃高 李雪飞 武 刚
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第 3 章习题参考答案
1．填空题 （1）指令 伪指令 伪指令 指令 （2 ） B A A B （3）子程序返回指令 中断子程序返回指令 （4）： ； （5）0 地址 （6）后进先出，先进后出 堆栈顶部 1 2．选择题 （1 ） B （2 ） C （3 ） D （4 ） D （5 ） C 3．简答题 （1）MCS-51 系列单片机的指令系统中，主要有 以下 5 种寻址方式： 寄存器寻址，如：DEC R0 直接寻址，如： JZ rel DEC 20H
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第 2 章习题参考答案
1．填空题 （1）32，4，8，R0~R7 （2）F0，PSW.5，D0H.5，D5H （3）地 （4）上电自动复位、手动按键复位、外接复位芯片 （5）8，4 （6）PC，16，不是 （7 ） 1 （8）00H，00H，07H，0FFH 2. 选择题 （1 ） A （2 ） D （3 ） A （4 ） B （5 ） D （6 ） C （7 ） D 3．简答题 （1）MCS-51 系列单片机的内部硬件结构主要包括中央处理器 CPU 、程序存储器、 数据存储器、并行 I/O 口、串行 I/O 口、中断控制系统、定时器/计数器、时钟电路和布尔 处理器等。 中央处理器 CPU：包括运算器和控制器，是整个单片机的核心部件，主要负责控制、 指挥和调度整个单元系统协调工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。 程序存储器：用于存放用户程序、原始数据或表格。 数据存储器：MCS-51 系列单片机内部有 256B 的数据存储器。其中高 128B 被专用寄存器 占用，低 128B 能作为存储单元供用户使用，用于存放可读写的数据、运算的中间结果或 用户定义的字型表等。 并行 I/O 口：MCS-51 系列单片机共有 4 个 8 位并行接口，分别为 P0 口、P1 口、P2 口和 P3 口，用于以并行方式实现对外部设备扩展及与外部设备联络、通信、控制或数据 传输。 串行 I/O 口：用于与其他设备间进行串行数据传送。该串行口具有 4 种不同的工作方 式。既可以作为异步通信收发器与其他设备完成串行通信，也可以作为同步移位寄存器使 用，应用于需要扩展 I/O 接口的系统。
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中断控制系统：可以处理外部中断、定时器/计数器中断和串行口中断，常用于实时控 制、故障处理、单片机系统与计算机或外设间的数据通信及人机对话等。 定时器/计数器：MCS-51 系列单片机有 2 个 16 位可编程定时器/计数器，在实际应用 中，既可对外部输入的脉冲信号进行计数（计数功能），又可以对系统的时钟脉冲进行计 数（定时功能）。 时钟电路：可以产生系统时钟信号。 布尔处理器：布尔处理器实际上是一个完整的 1 位微计算机，用户在编程时通过合理 地使用布尔处理器，可以提高程序的执行效率。 （2）把加到单片机 XTAL2 引脚上的定时信号的周期称为振荡周期，又称时钟周期， 一个状态周期又包含两个振荡周期，机器周期是单片机的基本操作周期，一个机器周期包 含 6 个状态周期，即 12 个振荡周期，指令周期是指 CPU 执行一条指令所需要的时间，某 条指令的执行周期由若干个机器周期构成。 当单片机时钟频率为 12MHz 时，振荡周期为 1/12μs，时钟周期为 1/6μs，机器周期 为 1μs。 （3）MCS-51 单片机片内数据存储器可分为两个区：00H~7FH 单元组成的低 128B 的 片内 RAM 区、80H~FFH 单元组成的高 128B 的专用寄存器区。其中低 128B 的 RAM 区又 分为：00H~1FH 单元为工作寄存器区、20H~2FH 单元为寻址区以及 30H~7FH 单元为用户 RAM 区。工作寄存器可作通用寄存器用，用户 RAM 区可作堆栈和数据缓冲用。专用寄存 器区又称特殊功能寄存器。 （4）工作寄存器共有 4 组，但程序每次只能选择 1 组作为当前工作寄存器组使用。 究 竟选择哪一组作为当前工作寄存器，由程序状态字 PSW 中的 RS1 和 RS0 两位来选择，当 RS1 RS0=00 时，选择第 0 组，当 RS1 RS0=01 时，选择第 1 组，当 RS1 RS0=10 时，选择 第 2 组，当 RS1 RS0=11 时，选择第 3 组。开机复位后， RS1 RS0 被初始化为 00，选第 0 组为当前工作寄存器，对应地址为 00H~07H。 （5）当 CPU 响应中断或调用子程序时用堆栈保存断点地址，在中断返回或子程序返 回时从堆栈中恢复断点地址。用户也可以把一些重要数据压栈，需要时把数据从堆栈中弹 出。 在所有的堆栈操作中，用 SP 指示栈顶的位置。数据入栈时，先将堆栈指针 SP 的内容 加 1，然后将数据送入堆栈；数据出栈时，将 SP 所指向的内部 RAM 单元的内容弹出，再 将堆栈指针 SP 的内容减 1。 系统复位后 SP 的值为 07H。 为了避开内部 RAM 中使用频率较高的工作寄存器区和位 寻址区，一般堆栈区设置在 30H 以后的范围内。
MOV P0, A 寄存器间接寻址，如：MOV A, @R0 立即寻址，如：ADD A, #10H 基址寄存器加变址VC A, @A+DPTR （2）MCS-51 单片机的一个机器周期的时间等于 12 个振荡周期的时间，掌握了机器 周期，就可以知道执行一条指令所需要的时间，从而可以计算出一段程序执行时所需的时 间，还有定时器的定时时间的确定。 （3）其各位的定义如下。 PSW.7 PSW.6 PSW.5 PSW.4 PSW.3 PSW.2 PSW.1 PSW.0 C AC F0 RS1 RS0 OV P 1) 进位标志位 C(PSW.7)： 在执行某些算术运算(如加减运算)、 逻辑运算(如移位操作) 指令时，可被硬件或软件置位和清零。它表示在加减运算过程中最高位是否有进位或借位。 若在最高位有进位(加法时) 或借位(减法时)，则 C=1 ，否则 C=0 。 2) 辅助进位(或称半进位)标志位 AC(PSW.6) ： 用于表示两个 8 位数运算时， 低4 位
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有无进(借)位的状况。 当低 4 位相加(或相减)时， 若 D3 位向 D4 位有进位(或借位)， 则 AC=1， 否则 AC=0。在 BCD 码运算的十进制调整中要用到该标志。 3) 用户自定义标志位 F0(PSW.5)：用户可根据自己的需要对 F0 赋予一定的含义， 并通过软件根据程序执行的需要对其进行置位或清零。 4) 工作寄存器组选择位 RS1 、RS0(PSW.4 、PSW.3)：可用软件置位或清零，用于 选定当前使用的 4 个工作寄存器组中的某一组。 5) 溢出标志位 OV(PSW.2) ：做加法或减法运算时，由硬件置位或清零，以指示运 算结果是否溢出。OV=1 反映运算结果超出了累加器的数值范围(无符号数的范围为 0 ～ 255，以补码形式表示一个有符号数的范围为-128～+127)。进行无符号数的加法或减法运 算时，OV 的值与进位位 C 的值相同；进行有符号数的加法时，如最高位、次高位之一有 进位，或做减法时，如最高位、次高位之一有借位， OV 被置位，即 OV 的值为最高位和 次高位进位异或(C7 ⊕C6)的结果。执行乘法指令 MUL AB 也会影响 OV 标志，当乘积大 于 255 时 OV =1 ，否则 OV =0 ；执行除法指令 DIV AB 也会影响 OV 标志，如 B 中 存放的除数为 0 ，则 OV=1，否则 OV=0。 6) PSW.1：传统 MCS-51 单片机，此位没有使用。 7) 奇偶标志位 P(PSW.0)：在执行指令后，单片机根据累加器(A) 中含有 1 的个数自 动给该标志置位或清零。若 A 中 1 的个数为奇数，则 P=1 ，否则 P=0 。 （4）伪指令不是单片机执行的指令，它们放在汇编程序中，指示汇编器如何对源程序 进行汇编，经汇编后，伪指令不产生机器码。伪指令在汇编程序中是不可缺少的，对正确 编写程序及简化程序很重要。 4．编程题 （1） ORG 0 MOV R0,#40H MOV 4BH,#0 mov r1,#10 CLR C MOV A,#0; ADD A,@R0 INC R0 JNC L1 INC 4BH DJNZ R1,L0 MOV 4AH,A SJMP $ END ;