单片机应用技术思考题与习题

第一章思考题与习题

1. 什么叫嵌入式系统？与单片机的关系如何？

以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，针对具体应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统被称为嵌入式系统。单片机又称嵌入式微控制器，是嵌入式系统应用的主流。

2. 单片机主要应用在哪些方面？

单片机主要应用在工业、智能仪表、军事导航、电信、日常生活、办公自动化、汽车电子、消费电子等方面。

3. 单片机系统的开发过程分几步进行？

单片机的应用开发可分为五个过程，总体方案设计、硬件单元电路设计与制作、应用程序的设计与调试、系统联调、固化（烧写）与脱机运行。

4. 下表每一行给出了一种数制的无符号数，试将它转换为其他两种数制，并填入表中。

5. 试写出下列真值所对应的机器数。

（1）+1010011 （2）-1011010

（3）+0101110 （4）-0111111

以8位二进制补码表示为：

（1）（2）（3）（4）

6. 试写出下列机器数所对应的真值。

（1）（2）01111111

（3）01011011 （4）

（1）-64 （2）+127 （3）+91 （4）-1

7. 并填入下表中。

8. 将下列有符号数的二进制补码转换为十进制数，并注明它的正负。

（1）B （2）01111111B

（3）B （4）B

（5）00000011B （6）01111100B

（1）-1 （2）+127 （3）-125 （4）-4 （5）+3 （6）+124

9. 一个字节的十六进制数最大值相当于多大的十进制数，两个字节的十六进制数最大值相当于多大的十进制数？

一个字节十六进制数最大值为0FFH，相当于十进制数255，两个字节的十六进制数最大值为0FFFFH，相当于十进制数65535。

第二章思考题与习题

1. 微型计算机由哪几个功能部件组成？各功能部件的作用如何？

微型计算机由CPU、三总线、存储器、I/O接口电路及外围设备组成。CPU作为系统的运算中心和控制中心；三总线用于完成微处理器、内存储器和I/O接口电路之间信息的相互交换；存储器用于程序与数据的存储；I/O接口电路作为CPU与外部设备的联接桥梁，用于信号的标准化；外围设备可实现显示、输入、打印、通信等功能。

2. 三总线是指什么？它们的主要功能是什么？

三总线是指数据总线（Data Bus）、地址总线（Address Bus）和控制总线（Control Bus）。数据总线（DB）的功能是完成微处理器与内存、I/O接口电路之间的数据传送；地址总线（AB）是微处理器向内存和I/O接口电路传送地址信息的通路；控制总线（CB）是微处理器向内存和I/O接口电路发出的命令信息或由外界向微处理器传送状态的信息通路。

3. 微型计算机存储器的地址线与存储容量有什么关系？如果存储器的地址线有13根，则存储容量为多大？

地址线的多少与存储容量的关系满足：存储容量=2n（n为地址线的数量），如果存储器的地址线有13根，则存储容量为8KB。

4. 89S51单片机的存储器从物理结构上分别可划分为几个空间？

89S51单片机的存储器在物理结构上有4个存储空间：片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器、片外数据存储器。

5. 89S51单片机采用何种方式区分内外程序存储器及内外数据存储器？

单片机的程序存储器是在片内存储器还是片外存储器，取决于单片机外围引脚EA的状

态。片内和片外数据存储器采用不同的指令加以区别，在访问片内数据存储器时，可使用MOV指令；要访问片外数据存储器可使用MOVX指令。

6. 89S51单片机内部数据存储器分为几个空间？每个空间有何特点？

89S51单片机的内部数据存储器分为00~7FH及80H~FFH两块空间。片内数据存储区

地址为00~7FH空间划分为工作寄存器区、位寻址区及用户RAM区三个空间；80H~FFH 地址空间中只有26个存储空间被特殊功能寄存器（SFR）占用。工作寄存器区共32个存储单元，分为4组，每组由8个地址单元组成通用寄存器R0~R7，每组寄存器均可作为CPU 当前的工作寄存器。位寻址区共16个字节，每个字节8位，共128位，这128位用位地址编号，范围为00H~7FH，位寻址区既可采用位寻址方式访问，也可以采用字节寻址方式访问。用户RAM区共80个单元，可作为堆栈或数据缓冲使用。特殊功能寄存器SFR专门用来设置单片机内部的各种资源，记录电路的运行状态，参与各种运算及输入/输出操作。

7. 程序状态字PSW的作用是什么？常用状态位是哪些？作用是什么？

程序状态字PSW用来存放与当前指令执行结果相关的状态。常用的状态位有CY、AC、OV、P、RS1、RS0等。CY用于标志运算过程中是否有进位或借位；AC用于标志累加器中D3位向D4位是否存在进位或借位；OV用于标志有符号数运算过程中是否存在超出范围的情况；P用于指示累加器A中操作结果的“1”的个数的奇偶性，在串行通信中做数据校验；RS1、RS0用于选择工作寄存器组别。

8. 89S51单片机内部有几个特殊功能存储单元？分别有何用途？

89S51单片机内部有26个特殊功能存储单元，各自用途请参见表2-3。

9. 89S51单片机复位后，CPU使用的是哪一组工作寄存器？它们的字节地址分别是什么？CPU如何确定和改变当前工作寄存器组？

89S51单片机复位后，CPU使用的是第0组工作寄存器，它们的字节地址为00H~07H。CPU通过标志寄存器中的RS1、RS0两位状态确定和改变当前工作寄存器组。

10. 89S51单片机的4个I/O端口P0~P3在结构上有何异同？使用时应注意什么？

89S51各端口中P0口既可作地址/数据总线口，又可作通用I/O口。在作地址/数据总线口时，它是真正的双向口，可以直接驱动MOS输入，不需要加上拉电阻。当它作通用I/O 口时，应注意必须外接上拉电阻才能驱动MOS输入。对P1、P2、P3口而言，内部已接有上拉电阻，因此不必外接任何电阻就可驱动MOS输入。P0口和P1、P2、P3口作通用I/O 口时一样，在输入时分为“读锁存器”和“读引脚”两种操作，这两种操作是用不同的指令区分的。

11. 简述89S51中下列各引脚信号的作用：

RD、WR、PSEN、EA、ALE

RD：读信号WR：写信号PSEN：读片外部程序存储器选通信号EA：片外程

序存储器选择信号ALE：地址锁存允许信号

12. 什么是时钟周期、机器周期、指令周期？它们之间有何关系？

时钟电路产生的最小时序单位称为时钟周期；单片机执行一次基本操作所需要的时间单位为一个机器周期；单片机执行一条指令所需要的时间称为指令周期。1个机器周期=12个时钟周期，1个指令周期，通常由1~4个机器周期组成。

13. “复位”的含义是什么？89S51单片机常用的复位电路有哪些？复位后各内部存储器的值分别为多少？

复位就是对单片机进行初始化操作，使单片机内部各寄存器处于一个确定的初始状态。89S51单片机常用的复位电路有上电复位和按钮复位两种。复位后SP为07H，P0~P3为0FFH，SBUF不定，除SP、P0~P3及SBUF外，其余各寄存器值均为0。