单片机原理与接口技术习题答案.doc
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1、单片机原理与接口技术习题集答案第1部分答案1-1 简述冯诺依曼型计算机的主要特征。1、采用二进制代替十进制运算2、存储程序工作方法3、计算机硬件系统的构成1-2 计算机硬件系统由哪些部件组成?计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个部分。1-3 填空:(1)100D=01100100=64H(2)03CH=00111100B=60D1-4 写出下列各数的原码、反码和补码(用二进制数表示)。21 -21 59 -59 127 -127 1 -121 原码:00010101 反码: 00010101 补码: 00010101 -21 原码:10010101 反码:111010
2、10 补码:11111011 59原码: 00111011反码: 00111011补码: 00111011-59原码:10111011反码: 11000100补码: 11000101127原码: 01111111反码: 01111111补码: 01111111-127 原码:11111111反码:10000000补码:100000011原码:00000001反码:00000001补码:00000001-1原码:1000001反码:11111110补码:111111111-5 用十进制数写出下列补码的真值:1FH 69H 89H FCH 97H CDH B3H 10H1FH的真值: 31D 69
3、H的真值: 105D89H的真值: -119DFCH的真值: -4D97H的真值: -105DCDH的真值: -51DB3H的真值: -77D10H的真值: 16D1-6 已知X和Y,求(X+Y)补。(1) X=31D,Y=55D (X+Y)补= 01010000B(2) X=46D,Y=-81D (X+Y)补=11010001B(3) X=-54D,Y=93D (X+Y)补=00100111B(4) X=-23D,Y=-67D (X+Y)补=10100110B(5) X=75D,Y=89D (X+Y)补=10100100B1-7 写出下列各数的8421BCD码。1234 56781234的B
4、CD码:00010010001101005678的BCD码:01010110011110001-8 简述单片机的主要特点。1、具有优异的性能价格比2、集成度高、体积小、可靠性高3、控制功能强4、低电压、低功耗第2部分答案1、 MCS-51单片机内部包含哪些主要部件?8位CPU4KB的程序存储器(掩膜ROM)128B的数据存储器片外程序存储器最大寻址能力64KB片外数据存储器最大寻址能力64KB32根输入/输出线1个全双工异步串行接口2个16位定时/计数器5个中断源,2个中断优先级2、 在功能上、工艺上、程序存储器的配置上,MCS-51单片机有哪些种类?工艺:HMOS工艺和CHMOS工艺。类型:
5、基本型和增强型。配置:片内无程序存储器、掩膜程序存储器ROM、EPROM。3、简要说明MCS-51与AT89C51的主要区别是什么?AT89C51单片机内部有FLASH存储器4、MCS-51单片机的P0P3口在结构上有何不同?P0:数据总线和低8位地址总线P1:通用I/O接口P2:高8位地址线P3:多功能I/O接口5、单片机的片内、片外存储器如何选择?当 为低电平时,CPU直接访问外部程序存储器当 为高电平时,CPU要先对内部04K程序存储器访问,然后自动延至外部超过4K的程序存储器。6、片机的晶振频率为12MHz,则单片机的机器周期为多少?1T机器=12T振=12/fOSC=12/1210-
6、6=1us7、状态字寄存器各位的含义如何?PSW的各位定义为:CY:进行标志位(D7位)。在进行加、减运算时,如果操作结果使累加器A中最高位D7向前有进位或借位,则CY=1,否则CY=0。在位操作中,CY作位累加器C使用。AC:辅助进行位(D6位)。在加减运算中,当A中的D3位向D4位有进位或借位时,AC=l,否则AC=0。通常在二-十进制调整时使用。F0、F1:用户标志位(D6、D1位)。这两个是供用户定义的标志位,用户可根据需要对F0、F1赋予一定的含义,由用户用软件方法对其置位或复位,用以控制用户程序的转向。RS1、RS0:工作寄存器区选择控制位(D4、D3位)。用于设定哪一组工作寄存器
7、为当前正在工作的工作寄存器组,即对相同名称的R0R7改变其物理地址,由用户通过软件方式加以选择。RS1、RS0的取值与选用工作寄存器的关系如表2-7示。单片机在开机或复位后,RS1和RS0总是为零状态,也说是说,选择0区为当前工作寄存器组,故单片机复位后的工作寄存器R0R7的物理地址为00H07H。表2-7 工作寄存器组选择RS1 RS0工作寄存器组地址寄存器0 00 11 01 1012300H07H08H0FH10H17H18H1FHR0R7R0R7R0R7R0R7OV:溢出标志位。用于指示累加器A在算术运算过程中是否发生的溢出。当运算结果超出了8位数能表示的范围,即-128+127,则O
8、V自动置1,否则OV=0。在加法运算中,OV=l表示运算结果是错误的,OV=0表示运算正确;在乘法运算中,OV=l表示乘积超过255,即乘积分别在B与A中,OV=0表示乘积只在A中;在除法运算中,OV=l表示除数为0,除法不能进行,OV=0表示除数不为0,除法可以正常进行。P:奇偶标志位。每条指令执行完毕后,由硬件根据A中1的数目对P位自动置位。若A中1的数目为奇数,则P=1,若A中1的数目为偶数,则P=0。8、MCS-51单片机的控制信号有哪些?作用如何? (29脚):外部程序存储器读选通信号。ALE/ (30脚):地址锁存允许/编程信号。8051单片机可寻 /VPP(31脚):外部程序存储
9、器访问允许/编程电压输入端。RST/VPD(9脚):复位信号/备用电源输入端。9、单片机内部数据存储器是怎样划分的?作用如何?10、AT89C51单片机有多少特殊功能寄存器?2111什么叫堆栈?堆栈指示器SP的作用是什么?单片机初始化后SP中内容是什么?在程序设计时,为什么要对SP重新赋值?堆栈就是设置在片内RAM中的一段存储区域,它遵循先入后出的原则。SP就是一个用来指示栈顶位置的8位寄存器,它指示出堆栈顶部在内部RAM块中的位置。SP初始化07H,使得堆栈事实上由08H单元开始。考虑到08H1FH分属于工作寄存器区13,若程序设计要用到这些区,则最好把SP值改到通用RAM区,即2FH或更大
10、值。但是,如果堆栈指针初始化时设置在这个区域,就要留出足够的字节单元作为堆栈区,以防止在数据存储时,破坏了堆栈的内容。12、数据指针DPTR和程序计数器PC都是16位寄存器,它们有什么不同之处?数据指针DPTR 数据指针DPTR是一个16位的寄存器,由2个8位特殊功能寄存器DPH和DPL拼装而成。DPH作DPTR的高8位,DPL作DPTR的低8位。因此,DPTR既可作为一个16位寄存器来使用,也可以作为二个独立的8位寄存器DPH和DPL使用。DPTR用作地址指针用来存放片内、片外ROM和片外RAM的地址,可寻址范围为64K地址空间寻址。程序计数器PC 程序计数器PC是一个16位加1计数器,用来
11、存放将要执行的指令地址,编码范围为0000HFFFFH共64K。13、8031单片机在应用中,P2和P0口能否直接作为输入输出口连接开关、指示灯之类的外围设备?为什么?不能,8031单片机芯片内无程序存储器, P0口需用作数据总线和低8位地址总线来扩展外部程序存储器。14、AT89系列单片机的复位方式有几种?复位后单片机的状态如何?有两种复位方式:手动按钮复位和上电复位在SFR中,除了端口锁存器、堆栈指针SP和串行口的SBUF外,其余寄存器全部清零,端口琐存器的复位值为0FFH,堆栈指针值为07H,SBUF内为不定值。内部RAM的状态不受复位影响,在系统启动时,RAM的内容是不定的。15、AT
12、89系列单片机有哪几种省电方式?有两种省电方式:空闲方式和掉电方式第3部分答案1、简述下列基本概念:指令、指令系统、程序、汇编语言指令指令:指示计算机执行某种操作的命令。指令系统:指一台计算机所具有的全部指令的集合。程序:各种指令的有序组合。汇编语言指令:用助记符形式书写的指令,汇编语言指令由操作码和操作数两部分组成。2、MCS-51单片机有那几种寻址方式?这几种寻址方式是如何寻址有七种寻址方式: 立即寻址 直接寻址 寄存器寻址 寄存器间接寻址 变址寻址 相对寻址 位寻址3、DA A指令有什么作用?怎样使用?DA A ;这条指令是进行BCD码运算时,跟在ADD或ADDC指令之后,将相加后存放在
13、累加器中的结果进行修正。修正的条件和方法为:若(A03)9或(AC)=1,则(A03)+06H(A03);若(A47)9或(CY)=1,则(A47)+06H(A47)。若以上二条同时发生,或高4位虽等于9 ,但低4位修正后有进位,则应加66H修正。4、已知A=C9H,B=8DH,CY=1。执行指令“ADDC A,B”结果如何?执行指令“SUBB A,B”结果又如果?A=56H, B=8DH, CY=0;A=3CH, B=8DH, CY=1.5、若需访问特殊功能寄存器和片外数据存储器,就采用那些寻址方式?寄存器间接寻址.6、在片内RAM中,已知(30H)=38H,(38H)=40H,(40H)=
14、48H,(48)H=90H,试分析下段程序中各条指令的作用,说出按顺序执行完指令后的结果:MOV A,40H ;把40单元的内容送往累加器AMOV R1,A ;把累加器A的内容送往R1MOV P1,#0F0H ;把立即数F0送往P1口MOV R1,30H ;把30单元的内容送往以R1的内容为地址的单元MOV DPTR,#1234H ;把立即数1234送往DPTRMOV 40H,38H ;把38单元的内容送往40单元MOV R1,30H ;把30单元的内容送往R1MOV 90H,R1 ;把R1的内容送往90单元MOV 48H,#30H ;把立即数30送往48单元MOV A,R1 ;把以R1的内容
15、作为地址送往累加器AMOV P2,P1 ;把P1口的内容送往P2口7、试说明下段程序中每条指令的作用,当指令执行完后,R0中的内容是什么?MOV R0, #0AFHXCH A, R0SWAP AXCH A, R0(R0)=0FAH8、把累加器A中的低4位送到外部RAM的2000H单元中,试编程序。ANL A,#OFHMOV DPTR,#2000HMOVX DPTR,A9、利用乘法指令编写15H33H的程序,将乘积的高8 位存入31H单元,低8位存入30H单元MOV A,#15HMOV B,#33HMUL A,BMOV 31H,BMOV 30H,A10、编程将片内35H55H单元中的内容送入到以
16、3000H为首的存储区中。M: MOV R0,#35HMOV R1,#21HMOV DPTR,#3000HLOOP:MOV A,R0MOVX DPTR,AINC R0INC DPTRDJNZ R1,LOOPRET11、设5AH单元中有一变量X,请编写计算下述函数式的程序,结果存入5B单元。Y= UAR DATA 5AHFUNC DATA 5BHSTATR:MOV A,VARCJNE A,#0AH,L1L4:LCALL SQUADD A,#08HLJMP COML1:INC L2LCALL SQUARECLR CSUBB A,#01HLJMP COML2:CJNE A,#0FH,L3LJMP L
17、4L3:JNC L5LJMP L4L5:MOV A,#41HCOM:MOV FUNC,ARETSQU:MOV A,VARMOV B,AMUL ABRET 12、从20H单元开始有一无符号数据块,其长度在20H单元中,求出数据块中最小值,并存入21H单元。MIN: MOV R0,#21HMOV R2,#20HMOV A,R2MOV R1,ADEC R2MOV A,R1LP0: MOV R3,AINC R1CLR CSUBB A,R1JC LP1MOV A,R1LP1: MOV A,R3LP2: DJNZ R2,LP0MOV R0,ARET第4部分习题答案 1、什么是中断、中断源和中断优先级? 中
18、断是指中央处理器CPU正在处理某件事情的时候,外部发生了某一事件,请求CPU迅速去处理,CPU暂时停止当前的工作,转入处理所发生的事件,处理完以后,再回到原来被停止的地方,继续原来的工作。这样的过程称为中断。中断源是指产生中断的请求源。一般计算机系统允许有多个中断源,当几个中断源同时向CPU请求中断,要求服务的时候,就存在CPU优先响应哪一个中断源请求的问题,一般计算机根据中断源(所发生的实时事件)的轻重缓急排队,优先处理最紧急事件的中断请求,于是便规定每一个中断源都有一个中断优先级别。2、中断响应时间是否为确定不变的?为什么?答:不是确定不变的。和 电平在每一个机器周期的S5P2被采样并锁存
19、到IE0、IEl中,这个新置入的IE0、IEl状态等到下一个机器周期才被查询电路查询到。如果中断被激活,并且满足响应条件,CPU接着执行一条硬件子程序调用指令以转到相应的服务程序入口,该调用指令本身需两个机器周期。这样,在产生外部中断请求到开始执行中断服务程序的第一条指令之间,最少需要三个完整的机器周期。如果中断请求被前面列出的三个条件之一所阻止,则需要更长的响应时间。这样,在一个单一中断的系统里,外部中断响应时间总是在38个机器周期之间。3、中断响应后,是怎样保护断点和保护现场的?响应中断时,先置位相应的优先级状态触发器(该触发器指出CPU开始处理的中断优先级别),然后执行一条硬件子程序调用
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