单片机原理及应用第二版
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)。
·2·
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。
单片机原理及应用第二版(张毅刚主编)课后习题答案.pdf
1．答：系统连接简单：I2C总线系统的基本结构如图12-7。
I2C总线系统直接与具有I2C总线接口的各种扩展器件（如存储器、I/O芯片、A/D、D/A、键盘、显示器、日历/时钟）连接。
I2C总线对各器件寻址采用纯软件的寻址方法，无需片选线的连接，这样就大大简化了总线数量，系统各部件之间的连接只需两条线。
数据传输速率较高：在标准I2C普通模式下，数据的传输速率为100kbit/s，高速模式下可达400kbit/s。
2．答：I2C总线的起始信号和终止信号都由主机发出，在起始信号产生后，总线就处于占用状态；在终止信号产生后，总线就处于空闲状态。
由图12-9见起始信号和终止信号的规定。
（1）起始信号（S）。
在SCL 线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化表示起始信号，只有在起始信号以后，其他命令才有效。
（2）终止信号（P）。
在SCL线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号。
随着终止信号的出现，所有外部操作都结束。
3．答：无论I2C总线上的数据传输方向由寻址字节中的数据传输方向位规定：寻址字节器件地址引脚地址方向位DA3 DA2 DA1 DA0 A2 A1 A0 R/ =1，表示主机接收（读）。
R/ =0，表示主机发送（写）。
4．答：单片机对I2C总线中的器件寻址采用软件寻址，主机在发送完起始信号后，立即发送寻址字节来寻址被控的从机，寻址字节格式如题3所示。
7位从机地址即为“DA3、DA2、DA1、DA0”和“A2、A1、A0”。
其中“DA3、DA2、DA1、DA0”为器件地址，是外围器件固有的地址编码，器件出厂时就已经给定。
“A2、A1、A0”为引脚地址，由器件引脚A2、A1、A0在电路中接高电平或接地决定（见图12-12）。
5．答：I2C总线数据传送时，传送的字节数（数据帧）没有限制，每一字节必须为8位长。
数据传送时，先传送最高位，每一个被传字节后面都须跟1位应答位（一帧数据共9位），如图12-10。
单片机原理及应用(徐泳龙主编)第2版课后参考答案
《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）1-6 写出下列各数的BCD参与：59：01011001，1996：0001100110010110，4859.2：0100100001011001.0010 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：①8位中央处理器CPU一个②片内振荡器及时钟电路③256B数据存储器RAM。
单片机原理及应用第2版课后答案1、2、3章
《单片机原理及应用》习题参考答案第一章1. 为什么计算机要采用二进制数？学习十六进制数的目的是什么？在计算机中，由于所采用的电子逻辑器件仅能存储和识别两种状态的特点，计算机内部一切信息存储、处理和传送均采用二进制数的形式。
可以说，二进制数是计算机硬件能直接识别并进行处理的惟一形式。
十六进制数可以简化表示二进制数。
2．3.(1) 0B3H (2)80H (3) 17.AH (4) 0C.CH4.5.6.7.137 119 898．什么是总线？总线主要有哪几部分组成？各部分的作用是什么？总线是连接计算机各部件之间的一组公共的信号线。
一般情况下，可分为系统总线和外总线。
系统总线应包括：地址总线（AB）控制总线（CB）数据总线（DB）地址总线(AB)：CPU根据指令的功能需要访问某一存储器单元或外部设备时，其地址信息由地址总线输出，然后经地址译码单元处理。
地址总线为16位时，可寻址范围为216=64K，地址总线的位数决定了所寻址存储器容量或外设数量的范围。
在任一时刻，地址总线上的地址信息是惟一对应某一存储单元或外部设备。
控制总线(CB)：由CPU产生的控制信号是通过控制总线向存储器或外部设备发出控制命令的，以使在传送信息时协调一致的工作。
CPU还可以接收由外部设备发来的中断请求信号和状态信号，所以控制总线可以是输入、输出或双向的。
数据总线(DB)：CPU是通过数据总线与存储单元或外部设备交换数据信息的，故数据总线应为双向总线。
在CPU进行读操作时，存储单元或外设的数据信息通过数据总线传送给CPU；在CPU进行写操作时，CPU把数据通过数据总线传送给存储单元或外设9．什么是接口电路? CPU与接口电路连接一般应具有哪些信号线?外部设备与接口电路连接一般应具有哪些信号线？CPU通过接口电路与外部输入、输出设备交换信息，一般情况下，外部设备种类、数量较多，而且各种参量（如运行速度、数据格式及物理量）也不尽相同。
单片机原理与应用技术(第2版)电子课件
单片机汇编语言编程
01
单片机汇编语言是针对特定单片机的低级语言，可 以直接控制硬件。
02
单片机汇编语言具有执行速度快、代码效率高等优 点，但在可读性和可维护性方面较差。
03
单片机汇编语言适用于对硬件操作和控制要求较高 的场合，如底层驱动程序开发等。
单片机软件开发的工具与环境
单片机软件开发的工具与环境 包括集成开发环境（IDE）、编 译器、调试器等。
家电智能控制
通过单片机对家电设备进行智能化改造，实现语 音控制、手机APP控制等功能，提升用户的使用 体验。
智能环境监测
单片机可以与传感器配合，实时监测室内空气质 量、温湿度等环境参数，并根据用户设定自动调 节环境状态。
单片机在工业控制中的应用
01
02
03
自动化流水线控制
单片机可以用于自动化流 水线的控制系统中，实现 生产线的顺序控制和逻辑 控制。
02
单片机硬件结构
单片机的核心部件
中央处理器(CPU)
负责执行指令和控制单片机各部分协调工作 。
输入输出接口
实现单片机与外部设备的信息交互。
存储器
分为程序存储器和数据存储器，用于存储程 序和数据。
定时器/计数器
用于产生定时信号和控制外部事件计数。
单片机的存储器结构
ROM（只读存储器）：存储固定不变的程序和数 据。
发展趋势
随着嵌入式系统技术的不断发展，单片机在性能、集成度和智能化方面将不断提升，以满 足更复杂和多样化的应用需求。
物联网技术与单片机
物联网技术概述
物联网是指通过网络技术实现物品之间的互联互通，实现 智能化识别、定位、跟踪和管理等功能。
单片机在物联网中的应用
单片机原理与应用第二版(黄友锐)
适于电池供电或其它要求低功耗的场合。
（4）专用型
8044/8744，用于总线分布式多机测控系统。美国 Cypress公司的EZU SR-2100单片机－USB接口。
（5）超8位型
典型产品：PHILIPS公司80C552/87C552/83C552系 列单片机。
将MCS-96系列（16位单片机）I/O部件如：高速输 入/输出（HSI/HSO）、A/D转换器、脉冲宽度调制 （PWM）、看门狗定时器（WDT）等移植进来构成新 一代MCS-51产品。
什么是单片机
在半导体硅片上集成了微处理器(CPU)，存储器 (RAM、ROM、EPROM)和各种输入、输出接口。具有一
台计算机的属性。也称为：
• 微控制器 MCU(MicroController Unit)
• 嵌入式控制器 EMCU（Embedded MicroController Unit）
我国，习惯使用“单片机”这一名称。
总之，向高性能、高速、低压、低功耗、低价格、 外围电路内装化方向发展。
1.2 单片机的应用 单片机卓越的性能，得到了广泛的应用，已深入 到各个领域。
0°C —+70°C 使用温度： 民品： 工业品： -40°C —+85°C 军品： -65°C —+125°C。 在下述的各个领域广泛的应用：
1. 工业自动化 3．消费类电子产品 5．武器装备 7．多机分布式系统 2. 智能仪器仪表 4. 通讯
6．终端及外部设备控制
◆智能仪器仪表
单片机用于各种仪器仪表，一方面提 高了仪器仪表的使用功能和精度，使仪 器仪表智能化，同时还简化了仪器仪表 的硬件结构，从而可以方便地完成仪器 仪表产品的升级换代。如各种智能电气 测量仪表、智能传感器等。
单片机原理与应用技术(第2版)电子课件
2. ASCII码
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
C
13
1101
D
14
1110
E
15
1111
F
4. 不同数制之间的转换
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
• 二进制数转换成十六进制数——采用“四位合一位”法 • 十六进制数转换成二进制数——采用“一位分四位”法 • 二进制数转换成十进制数——按权展开后相加 • 十六进制数转换成十进制数——按权展开后相加 • 十进制整数转换成二进制整数——采用“除以2取余”法 • 十进制整数转换成十六进制整数——采用“除以16取余”法 • 十进制小数转换成二进制小数——采用“乘2取整”法
• BCD码保留了十进制的权，用四位二进制数给0～9这10个数字编码。 • BCD码种类较多，如有8421码、2421码和余3码等。 • 最常用的是 8421BCD码(以后简称BCD码)，组成它的4位二进制数码的
权分别是8、4、2、1。
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
8421BCD码与十进制数的对应关系表
计算机运算基础
• 1.3.1 数制 • 1.3.2 有符号二进制数的编码 • 1.3.3 二进制编码
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
1.3.1 数制
• 数制是指数的制式，是人们利用符号进行计数的科学方法 。
• 数制有很多种，在计算机中常用的数制有十进制、二进制
和十六进制。
1. 十进制
• 十六进制中共使用0～9及A～F十六个数字符号，其中A～F相当于十进制 数的10～15。
• 十六进制数一般有以下特点：
有0～9及A～F十六个数字符号，基数为16，各位的权为16n(n为整数)。
单片机原理及应用(第2版)课件
内部结构框图：
三、外部引脚及说明
四、总线图
2.2 CPU
微处理器又称为CPU，是单片机内部的核 心部件，它决定了单片机的重要功能特 性。它由运算器和控制器两大部分组成。
对CPU的使用就是对CPU中的寄存器的使用。
有关的寄存器
• • • • • • • 累加器ACC 寄存器B 程序状态字PSW（P34） 布尔处理器C 程序计数器PC 数据指针DPTR 堆栈指针SP
一、数据传送类
• 共29条。 • 按其操作方式，又可把它们分为三种： 数据传送、数据交换和栈操作。 • 助记符：MOV、MOVX、MOVC、 • XCH、XCHD、SWAP、 • PUSH、POP。
应用举例：
• 1、把片内RAM6AH单元内容传送到片 外RAM300H单元。 • 2、把片外I/O口2000H数据读入片内 RAM40H单元。 • 3、把片外I/O口2000H数据读入片外 RAM4000H单元。
应用举例：
• 1、将片内RAM40H和41H单元内容相加， 结果放42H。 • 2、将片外RAM2000H和2001H单元两 BCD码内容相加，结果放2002H。 • 3、试编写计算1234H+0FE7H的程序， 将和的高8位存入片内RAM41H，低8位 存入40H。
• 4、把上例中的加法运算改为减法，其他要求 相同 。 • 5、设被加数存入片内RAM30H～32H单元中， 加数存入片内RAM40H～42H，低位在前，高 位在后，各单元中均为压缩的BCD码。将结 果之和分别存入50H～52H单元中。 • 6、把R1R0和R3R2中的两个4位BCD码数相加， 结果送R5R4中，如有进位存入进位位C中。
• 有机结合的整体 • 硬件是基础 • 软件是灵魂 • 4、位 • 字节、半字节 • 字、双字
单片机原理及应用第二版张毅刚--课后习题答案
单片机原理及应用第二版张毅刚--课后习题答案第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：C4．答：B5．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，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。
3．答：2µs4．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6. 答：28H；88H。
单片机原理及应用第二版张毅刚--课后习题标准答案
单片机原理及应用第二版张毅刚--课后习题答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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：C4．答：B5．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，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。
单片机原理与应用技术(第2版)电子课件
2×8 位 6
/
/
1× 12 位
3
1/2× 13 位
2/6
/
/
3× 16 位
15
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
表 1-2
公司 型号 片内ROM 片内RAM 中断源 串行口
A/D PWM输出 Watchdog
定时器 计数器 高速I/O DMA
Thmson 682000
4KB 256K
15 异/同步
无
借用通用 计数器
3×16 无 无
16 位单片机性能表
Intel MCS-96
8KB 232B
8 异步 8×10位 有
NS BPC16040
4KB 256B
8 异步 无 有
有
有
2×16 HSIO
无
8×16 有 无
NEC 783XX
8KB 256B
15 异步 4×8位
有
有
2×16 有
8个宏通道
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
串行 口 /
U R AT U R AT 2URA
T U A RT
/
1SCI 1SPI
U A RT
/
U A RT
U A RT
U A RT
U A RT
定时器/ 中
计数器 断
1× 8
2
2× 16 5/6
3× 16
7
3×16 15
3× 16 位
2
1× 8 位 1/4
16 位 3-
IC5-
20
O C ，RT I
1.3 单片机的应用领域
◆智能仪器仪表
单片机用于各种仪器仪表，一方面提高了仪器仪表 的使用功能和精度，使仪器仪表智能化，同时还简化 了仪器仪表的硬件结构，从而可以方便地完成仪器仪 表产品的升级换代。如各种智能电气测量仪表、智能 传感器等。
单片机原理及应用(第二版)课后答案
作业答案0-1绪论1．单片机是把组成微型计算机的各功能部件即（微处理器（CPU））、（存储器（ROM 和RAM））、（总线）、（定时器/计数器）、（输入/输出接口（I/O口））及（中断系统）等部件集成在一块芯片上的微型计算机。
2．什么叫单片机？其主要特点有哪些？解：将微处理器（CPU）、存储器（存放程序或数据的ROM和RAM）、总线、定时器/计数器、输入/输出接口（I/O口）、中断系统和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计机，称为单片微型计算机，简称单片机。
单片机的特点：可靠性高、便于扩展、控制功能强、具有丰富的控制指令、低电压、低功耗、片内存储容量较小、集成度高、体积小、性价比高、应用广泛、易于产品化等。
第1章MCS-51单片机的结构与原理15. MCS-51系列单片机的引脚中有多少根I/O线？它们与单片机对外的地址总线和数据总线之间有什么关系？其地址总线和数据总线各有多少位？对外可寻址的地址空间有多大？解：MCS-51系列单片机有4个I/O端口，每个端口都是8位双向口，共占32根引脚。
每个端口都包括一个锁存器（即专用寄存器P0～P3）、一个输入驱动器和输入缓冲器。
通常把4个端口称为P0～P3。
在无片外扩展的存储器的系统中，这4个端口的每一位都可以作为双向通用I/O端口使用。
在具有片外扩展存储器的系统中，P2口作为高8位地址线，P0口分时作为低8位地址线和双向数据总线。
MCS-51系列单片机数据总线为8位，地址总线为16位，对外可寻址空间为64KB。
25. 开机复位后，CPU使用的是哪组工作寄存器（R0-R n）？它们的地址是什么？CPU如何确定和改变当前工作寄存器组（R0-R n）？解：开机复位后，CPU使用的是第０组工作寄存器。
它们的地址是00H－07H。
CPU通过对程序状态字PSW中RS1和RS0的设置来确定和改变当前工作寄存器组。
27. MCS-51单片机的时钟周期、机器周期、指令周期是如何定义的？当主频为12MHz的时候，一个机器周期是多长时间？执行一条最长的指令需要多长时间？解：时钟周期又称为振荡周期，由单片机内部振荡电路OSC产生，定义为OSC时钟频率的倒数。
单片机原理与应用第1章-第二版1
1.1 单片机的概念
1.1.1 单片机的概念 随着大规模集成电路技术和计算机技术的飞速发展， 把计算机的运算器和控制器（即CPU），存储器 （程序存储器和数据存储器）和多种接口集成在一 块芯片上，称为微处理器（Microprocessor），也 叫微控制器，在我国习惯上又叫单片机。 微型计算机问世20年来，发展速度之迅猛，应用范 围之广泛是以往任何技术都无法比拟的。单片机作 为嵌入式微控制器其应用非常普及。是电类专业需 要掌握的一门常用电子技术。
⒊MCS-96系列单片机
Intel公司于1983年研制出MSC-96系列16 位单片机。它与8位机比较，主要有两个特点。 第一，集成度高。它的内部除了有常规I/O口、 定时/计数器、全双工串行口外，还有高速I/O 部件、多路10位A/D转换、脉宽调制输出以及 监视定时器；第二，运算速度快。MCS-96具 有丰富的指令系统、先进的寻址方式和带符 号运算等功能，使运算速度大大提高，它的 16位运算器不但可以对字或字节操作，还可 以进行带或不带符号数的乘除运算。
⒉MCS-51系列单片机
MCS-51系列单片机是Intel公司1980年推出的高档8位单 片机系列产品。该系列包括: 基本型 8051/8751/8031； 强化型 8052/8032； 改进型 8044/8344/8744， 超级型 83C252/87C252/80C252等。
基本型采用HMOS工艺，片内集成有8位 CPU；片内驻留4K字节ROM（8031片内无 ROM）和128字节RAM以及21个特殊功能寄存 器；片内还包括两个16位定时器/计数器、1个 全双工串行I/O口（UART）、32条I/O端口线、 5个中断源和两级中断，寻址能力达128K字节 （其中程序存储器ROM和数据存储器RAM各 64K字节）。指令系统中设置了乘、除运算指 令、数据查找指令和位处理指令等。当主机时 钟频率为12MHz时，大部分指令执行周期只需 lμs或2μs，乘除指令也仅需4μs。
单片机原理与应用技术(第2版)电子课件
指令系统
指令格式
单片机的指令由操作码和操 作数组成。不同的指令格式 决定了单片机的功能和灵活 性。
地址寻址方式
单片机可以通过直接寻址、 间接寻址和相对寻址等多种 方式访问内部存储器和外部 存储器。
数据寻址方式
单片机可以通过立即寻址、 寄存器寻址和变址寻址等方 式处理和传输数据。
外部扩展
输入输出口
总结与展望
通过本电子课件的学习，我们深入了解了单片机的原理、应用和编程。期待 您在未来的项目中运用这些知识，开创更加美好的未来！
单片机的输入输出口可以连接各 种外部设备，如传感器、显示器 和通信接口。
端口地址设置
通过正确设置端口地址，我们可 以实现单片机与外部设备之间的 数据传输和控制。
中断控制
中断是单片机处理实时事件的一 种机制，可以提高系统的响应能 力。
单片机的编程
1
汇编语言
汇编语言是用于编写单片机程序的低级
编程实例
2
单片机原理与应用技术 (第2版)电子课件
欢迎来到单片机原理与应用技术的电子课件。在这里，我们将深入探讨单片 机的基本原理、工作方式和应用领域。通过丰富的内容和精心设计的布局， 我们将带您领略单片机的奥秘和魅力。
单片机概述
单片机是一种集成电路，它集中了微处理器、存储器和输入输出设备。它被 广泛应用于电子产品、自动化控制和嵌入式系统中。
通过将数据输出到单片机的输入口，我们可以控制数码管显示不同的数字和字符，实现有趣的显示效果。
实验三: 温度测量
通过连接温度传感器到单片机的输入口，我们可以测量环境的温度并进行实 时的温度显示和控制。
实验四: 按键输入
通过连接按键到单片机的输入口，我们可以实现用户的交互操作，例如控制 LED灯的开关和数码管的显示。
单片机原理及应用第二版答案
单片机原理及应用第二版答案单片机是一种集成了微处理器、存储器和输入/输出功能的微型计算机系统，广泛应用于各种电子设备中。
本文将对单片机的原理及应用进行详细介绍，帮助读者更好地理解和应用单片机技术。
首先，单片机的原理是基于微处理器的工作原理。
微处理器是单片机的核心部件，它负责执行指令、进行运算和控制数据传输。
单片机通过外部连接的存储器来存储程序和数据，通过输入/输出端口与外部设备进行通信。
单片机的工作原理可以简单概括为接收输入信号、进行处理、产生输出信号的过程。
在单片机的应用方面，它可以用于各种电子设备中，如家用电器、工业控制、通信设备等。
单片机可以实现各种功能，如控制、监测、通信、显示等，极大地丰富了电子产品的功能和性能。
同时，单片机的应用也在不断拓展，随着技术的发展，单片机在智能家居、物联网、人工智能等领域都有着广泛的应用前景。
在单片机的学习和应用过程中，需要掌握一定的知识和技能。
首先，要了解单片机的基本结构和工作原理，包括微处理器、存储器、输入/输出端口等的功能和连接方式。
其次，需要学习单片机的编程技术，掌握编程语言和开发工具的使用，能够编写程序实现所需的功能。
最后，要具备单片机系统设计和应用调试的能力，能够根据实际需求设计单片机系统，并进行调试和优化。
总的来说，单片机作为一种集成了微处理器、存储器和输入/输出功能的微型计算机系统，在各种电子设备中有着广泛的应用。
通过学习和掌握单片机的原理和应用技术，可以更好地理解和应用单片机技术，为电子产品的设计和开发提供强大的支持。
希望本文的介绍能够帮助读者更好地理解和应用单片机技术，为相关领域的学习和工作提供帮助。
单片机原理与应用(高教版第二版)教学大纲
《单片机原理与应用》教学大纲一、课程名称单片机原理与应用二、教材名称单片机原理与应用第二版（电子与信息技术专业）（高等教育出版社）三、课程性质与任务课程性质：单片机是微型计算机应用技术的一个重要分支，近年来在工业智能仪器仪表、光机电设备、自动检测、信息处理、自动控制等领域得到广泛应用和迅速发展。
单片机技术是广泛应用于各个领域的有关测量与控制的一门重要的专业课程，是实现现代控制的必不可少的工具与手段，是电子与信息技术专业的一门必修课，是专业技能的重要组成部分。
本大纲可作为日常授课的教学参考。
课程的任务：它以MCS-51单片机为例，详细介绍片内结构、工作原理、接口技术和单片机在各领域中的应用。
本课程的任务是使学生了解单片机的相关知识，掌握MCS-51系列单片机基本结构组成，掌握基本指令系统、熟悉单片机程序设计方法，熟悉单片机硬件系统的扩展方法和技巧，掌握单片机系统的开发调试。
培养学生理论联系实际和分析解决一般性技术问题的能力学完本课程后应达到以下要求：（1）掌握单片机组成及工作原理。
（2）掌握单片机基本指令系统。
（3）掌握常用程序的设计方法和技巧。
（4）熟悉单片机硬件系统的扩展。
（5）掌握单片机系统的开发调试。
四、课程教学目标1、知识目标（1）熟练掌握单片机内部硬件结构、工作原理及指令系统，掌握程序的设计基本方法，能够较熟练地设计常用的汇编语言源程序；（2）掌握单片机的接口技术，熟悉常用的外围接口芯片及典型电路。
（3）熟悉设计、调试单片机的应用系统的一般方法，具有初步的软、硬件设计能力。
（4）能够熟练地掌握一种单片机开发系统的使用方法。
2、能力目标初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发的能力。
五、教学内容、要求及建议补充知识微机基础知识(一)教学目的熟悉微处理器、微型机和单片机的概念及组成。
掌握计算中常用数制及数制间的转换，了解BCD码和ASCII码。
熟悉数据在计算机中的表示方法。
（二）教学重点与难点重点：计算中常用数制及数制间的转换。
单片机原理及应用 第二版(林立 编著)课后习题完整答案
第一章习题1.什么是单片机？单片机和通用微机相比有何特点？答：单片机又称为单片微计算机，它的结构特点是将微型计算机的基本功能部件（如中央处理器（CPU）、存储器、输入接口、输出接口、定时/计数器及终端系统等）全部集成在一个半导体芯片上。
虽然单片机只是一个芯片，但无论从组成还是从逻辑功能上来看，都具有微机系统的定义。
与通用的微型计算机相比，单片机体积小巧，可以嵌入到应用系统中作为指挥决策中心，是应用系统实现智能化。
2.单片机的发展有哪几个阶段？8位单片机会不会过时，为什么？答：单片机诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SOC三大阶段，早期的SCM单片机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTEL的8031，此后在8031上发展出了MCS51系列MCU系统。
基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。
随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。
90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。
随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。
然而，由于各应用领域大量需要的仍是8位单片机，因此各大公司纷纷推出高性能、大容量、多功能的新型8位单片机。
目前，单片机正朝着高性能和多品种发展，但由于MCS-51系列8位单片机仍能满足绝大多数应用领域的需要，可以肯定，以MCS-51系列为主的8位单片机，在当前及以后的相当一段时间内仍将占据单片机应用的主导地位。
3.举例说明单片机的主要应用领域。
答：单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：智能仪器单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、电流、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。
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3、指令周期
指令的执行时间称作指令周期。
单片机原理与应用技术（第2版）清华大学出版社
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2.2.4
复位电路
1、复位电路
复位目的是使单片机或系统中的其它部件处于某种确定的初 始状态。
C1
＋5V
＋5V
C1
RST
R1
RST
K
80C51
R2 R1
80C51
上电复位电路
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﹡数据指针DPTR：16位。用来存放16位的地址。 它由两个8位的寄存器DPH和DPL组成。间接寻址或变址 寻址可访问片外的64KB范围的RAM或ROM数据。
•程序状态字寄存器PSW：8位。其各位含义为：
CY：进位、借位标志。有进位、借位时 CY=1，否则CY=0； AC：辅助进位、借位标志； F0：用户标志位，由用户自己定义； RS1、RS0：当前工作寄存器组选择位； OV：溢出标志位。有溢出时OV=1，否则OV=0； P：奇偶标志位。ACC中结果有奇数个1时P=1，否则 P=0。
外部 FFFFH FFFFH
PC是16位的计数器，所以能寻址64KB的ROM。 8051内部有4KB的掩膜ROM，8751在内部有4KB的EPROM，而8031在 内部没有程序存储器。
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2.3.2
00H 1FH 30H
数据存储器
工作 寄存器区 位寻址区 通用 RAM区 32个字节 16个字节 0000H 外部RAM （或I/O） 64K
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2.4.4
P3口
P3口也是1个8位准双向I/O口，除具有与P1口同样的功能（即可以作通 用I/O口使用）外，还具有第2功能。当工作在第2功能时，每位都具有 新的功能，各位的定义如表2.6所示。
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第二章习题参考答案2-1 51单片机部包含哪些主要逻辑功能部件？（1）一个8位微处理器CPU。
（2）256B数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR。
（3）4K程序存储器ROM。
（4）两个定时/计数器，用以对外部事件进行计数，也可用作定时器。
（5）四个8位可编程的I/O（输入/输出）并行端口，每个端口既可做输入，也可做输出。
（6）一个串行端口，用于数据的串行通信（7）1个可管理5个中断源、2级优先嵌套的中断管理系统；。
（8）片振荡器及时钟发生器。
2-2MCS-51引脚中有多少I/O总线?它们和单片机对外的地址总线和数据总线有什么关系?地址总线和数据总线各是几位？32条I/O口线，分为4组，每组8条，称为P0～P3口，P0口有8位数据总线和地址总线的低8位，P2口有地址总线的高8位，因此单片机的地址总线位是16位，寻址空间为64KB，数据总线位宽为8位。
同时在P3口还R/W控制信号线。
I/O口线的总数与地址总线和数据总线没有多大联系，只是说地址总线和数据总线需要占用一定的端口。
像A T89C2051单片机，只有15条I/O口线（P3.6没有引出，作为部使用），分为P1口（8位）和P3口（7位），没有所谓的地址总线和数据总线，并且P1口并不完整，因为P1.0和P1.1被电压比较器占用了。
2-3 51单片机的EA, ALE,PSEN信号各自功能是什么？EA：为片外程序存储器选用端,该引脚有效(低电平)时,只选用片外程序存储器,否则单片机上电或复位后选用片程序存储器。
ALE：地址锁存有效信号输出在访问片外程序存储器期间,ALE以每机器周期两次进行信号输出,其下降沿用于控制锁存P0输出的低8位地址;在不访问片外程序存储器期间,ALE端仍以上述频率(振荡频率f osc的1/6)出现,可作为对外输出的时钟脉冲或用于定时目的.PSEN：片外程序存储器读选通信号输出端，低电平有效。
2-4 51系列单片机有哪些信号需要芯片引脚的第二功能方式提供?P3.0 ：PxD 串行口输入端P3.1 ：TxD串行口输出端P3.2 ：INT0 外部中断0请求输入端，低电平有效P3.3 ：INT1 外部中断1请求输入端，低电平有效P3.4 ：T0 定时/计数器0技术脉冲输入端P3.5 ：T1 定时/计数器1技术脉冲输入端P3.6 ：WR 外部数据存数器写选通信信号输出端，低电平有效P3.7 ：RD 外部数据存数器读选通信信号输出端，低电平有效2-551系列单片机的程序状态字PSW中存放什么信息？其中的OV标志位在什么情况下被置位？置位是表示什么意思？●PSW是一个8位标志寄存器，它保存指令执行结果的特征信息，以供程序查询和判别。
●1）做加法时，最高位，次高位之一有进位则OV被置位2）做减法时，最高位，次高位之一借位则OV被置位3）执行乘法指令MUL AB，积大于255，OV=14）执行除法指令DIV AB，如果B中所放除数为0 ，OV=1●0V=1，置位反映运算结果超出了累加器的数值围2-9片RAM低128单元划分为哪几个区域？应用中怎么样合理有效的使用？●工作寄存器区，位寻址区，数据缓冲区①工作寄存器区用于临时寄存8位信息，分成4组，每组有8个寄存器，每次只用1组，其他各组不工作②位寻址区（20H~2FH），这16个单元的每一位都赋予了一个位地址，位地址围为00H~7FH，位寻址区的每一位都可能当作软件触发器，由程序直接进行位处理。
③由于工作寄存器区，位寻址区，数据缓冲区统一编址，使用同样的指令访问，因此这三个区的单眼既有自己独特的功能，又可统一调度使用，前两个已未使用的单元也可作为一般的用户RAM单元。
2-10 51系列单片机的堆栈与通用微机中的堆栈有何异同？在程序设计时，为什么要对堆栈指针SP重新赋值？●堆栈是按先进后出或后进先出的远侧进行读/写的特殊RAM区域51单片机的堆栈区时不固定的，可设置在部RAM的任意区域●当数据压入堆栈时，SP的容自动加1，作为本次进栈的指针，然后再存取数据SP的值随着数据的存入而增加，当数据从堆栈弹出之后，SP的值随之减少，复位时，SP的初值为07H，堆栈实际上从08H开始堆放信息，即堆栈初始位置位于工作寄存器区域，所以要重新赋值2-13 什么是时钟周期，机器中期和指令周期？当晶振荡频率为6MHZ时，一条双周期指令的执行时间是多少？●时钟周期：CPU始终脉冲的重复周期（2个振荡周期）机器周期：一个机器周期包含6个状态周期指令周期：执行一条指令所占用的全部时间12MHZ时，一条双周期指令周期时间为2us6MHZ时，一条双周期指令周期时间为1us2-14定时器/计数器定时与计数的部工作有何异同？●定时工作模式和技术工作模式的工作原理相同，只是计数脉冲来源有所不同：处于计数器工作模式时，加法计数器对芯片端子T0(P3.4)或T1(P3.5)上的输入脉冲计数；处于定时器工作模式时，加法计数器对部机器周期脉冲计数。
2-15定时器/计数器有四种工作方式，它们的定时与计数围各是多少？使用中怎样选择工作方式?●工作方式0：定时围：1~8192us；计数值围：1~8192工作方式1：定时围：1~65536us；计数值围：1~65536工作方式2：定时围：1~256us；计数值围：1~256工作方式3：定时围：1~256us；计数值围：1~256●通过TMOD来选择，低4位用于定时器/计数器0，高4位用于定时器/计数器1M1,M0：定时器计数器工作方式选择位2-16 定时器/计数器的门控方式与非门控方式有何不同？使用中怎么样选择哪种工作方式？初值应设置为多少（十六进制）？●GATE：门控位，用于控制定时器/计数器的启动是否受外部中断请求信号的影响。
GA TE=1，则定时器/计数器0的启动受芯片引脚INT0(P3.2)控制，定时器/计数器1的启动受芯片引脚INT1(P3.3)控制GA TE=0，则定时器/计数器的启动与引脚INT0、INT1无关，一般情况下GA TE=02-1851单片机的五个中断源中哪几个中断源在CPU响应中断后可自动撤除中断请求,哪几个不能撤除中断请求？CPU不能能撤除中断请求的中断源时，用户应采取什么措施？●可撤除：计数器T0`T1的溢出中断不可撤除：触发的外部中断；发送接收中断●1）触发的外部中断：由于CPU对INTx引脚没有控制作用，也没有相应的中断请求标志位，因此需要外接电路来撤除中断请求信号。
2）串行口的发送/接收中断：当串行口发送完或接收完一帧信息时，SCON的TI,RI 向CPU申请中断，响应中断后，接口应计算呢不能自动将TI或RT清0，用户需采用软件方法将TI或RT清0，来撤除中断请求信号2-21 使单片机复位有几种方式？复位后单片机的初始状态如何？●上电复位，按钮复位●（PC）=0000H：程序的初始入口地址为0000H(PSW) =00H：由于RS1(PSW.4)=0,RS0（PSW.3）=0,复位后单片机选择工作寄存器0组（SP）=07H:复位后堆栈早起片RAM的08H单元处建立TH1、TL0、TH0、TL0:他们的容为00H，定时器/计数器的初值为0（TMOD）=00H:复位后定时器/计数器T0、T1定时器方式0，非门控方式（TCON）=00H:复位后定时器/计数器T0、T1停止工作，外部中断0、1为电平触发方式(T2CON) =00H：复位后定时器/计数器T2停止工作（SCON）=00H：复位后串行口工作在移位寄存器方式，且禁止串行口接收（IE）=00H:复位后屏蔽所有中断（IP）=00H:复位后所有中断源都直指为低优先级P0~P3：锁存器都是全1状态，说明复位后4个并行接口设置为输入口2-23 51单片机串行口有几种工作方式？这几种工作方式有何不同？各用于什么场合？●有4种工作方式：方式0、方式1、方式2、方式3工作方式：方式0移位寄存器方式;方式1、方式2、方式3都是异步通信方式场合：方式0不用于通信，而是通过外接移位寄存器芯片实现扩展I/O口的功能；方式1用于双机通信；方式2、3主要用于多机通信，也可用于双机通信第三章参考答案3-1 何谓寻址方式？51单片机有哪几种寻址方式？这几种方式是如何寻址的？●所谓寻址方式,就是CPU执行那个一条指令时怎样找到该指令所要求的操作数的方式。
●1）立即寻址：操作数直接出现在指令中，紧跟在操作码的后面，作为指令的一部分与操作码一起存放在程序存储器中，可以立即得到并执行，例如：MOV A，#30H指令中30H就是立即数。
这一条指令的功能是执行将立即数30H传送到累加器A中的操作。
2)寄存器寻址：操作数放在寄存器中，在指令中直接以寄存器的名字来表示操作数的地址。
例如MOV A，R0，即将R0寄存器的容送到累加器A中。
3)寄存器间接寻址方式：由指令指出某一寄存器的容作为操作数地址的寻址方法，例如：MOV A，R1，将以工作寄存器R1中的容为地址的片RAM单元的数据传送到A中去。
4）直接寻址：指令中直接给出操作数所在的存储器地址，以供取数或存数的寻址方式称为直接寻址。
例如：MOV A，40H指令中的源操作数就是直接寻址，40H为操作数的地址。
该指令的功能是把片RAM地址为40H单元的容送到A中5）变址寻址：基地址寄存器加变址寄存器间接寻址6）相对寻址：相对寻址是以当前程序计数器PC值加上指令中给出的偏移量rel，而构成实际操作数地址的寻址方法。
它用于访问程序存储器，常出现在相对转移指令中。
7）位寻址：位寻址是在位操作指令中直接给出位操作数的地址，可以对片RAM中的128 位和特殊功能寄存器SFR中的93位进行寻址。
3-2 访问片、片外程序存储器有哪几种寻址方式？●采用基址寄存器加变址寄存器间接寻址方式MOVC A,A+DPTR MOVC A,A+PC3-3 访问片RAM单元和特殊功能寄存器各有哪几种寻址方式？●访问片RAM有：立即寻址，寄存器寻址，寄存器间接寻址，直接寻址●特殊功能有：直接寻址3-4访问片外RAM单元和特殊功能寄存器，各有哪几种寻址方式？●访问片RAM有：寄存器间接寻址●特殊功能有：直接寻址3-5若要完成以下的数据传送，应如何用51的指令来完成。
（1）R0的容送到R1中。
MOV A, R1MOV R0,A（2）外部RAM的20H单元容送R0，送部RAM的20H单元。
MOV DPTR,#0020HMOVX A,DPTRMOV R0,A（3）外部RAM的2000H单元容送R0，送部RAM的20H单元，送外部RAM的20H 单元。
MOV DPTR,#2000HMOV R0,#20HMOVX A,DPTRMOVX R0,AMOV R0,A（4）ROM的2000H单元容送R0，送部RAM的20H单元，送外部RAM的20H单元。