课后习题参考答案(李绍静)

第一章思考题答案：【1-1】解答：是。补码的表达范围是：-128～+127。【1-2】解答：（1）8位二进制数可以表达的无符号数的范围是00H-0FFH；（2）12位二进制数可以表达的无符号数的范围是0000H-0FFFH；（3）16位二进制数可以表达的无符号数的范围是0000H-FFFFH；（4）数值范围从0000H-7FFFH共需要15位二进制数表达。【1-3】解答：B【1-4】解答：*.ASM；*.C；*.HEX或*.BIN。【1-5】解答：微控制器和嵌入式控制器。【1-6】解答：CPU、ROM、RAM、总线。【1-7】解答：（1）MCS-51系列单片机的基本型产品是8031/8051/8751（对应的低功耗是80C31/80C51/87C51）。（2）8031内部还不能集成ROM，需要外部扩展；8051比8031内部集成了4KB的ROM但其ROM一次写入程序，不可反复修改擦写；8751其内部集成了4KB的EPROM程序可以被反复修改擦写。【1-8】解答：不是。51系列包含了所有公司生产的以MCS-51系列8051内核为基础的所有单片机。但MCS仅指INTEL公司出品的51单片机芯片。【1-9】解答：B。【1-10】解答：（1）8051是INTEL公司生产的MCS-51系列中典型的一款芯片。（2）MCS-51是INTEL公司生产的具有8051内核技术的一系列产品的总称。（3）8051系列泛指以INTEL公司51内核技术为基础的所有非低功耗芯片。（4）80C51是采用CMOS工艺，与8051系列相对应的低功耗芯片。（5）51系列是指包括所有公司生产的以INTEL8051内核为基础的单片机。【1-11】解答：51系列、AVR、PIC。【1-12】解答：51是哈佛结构；通用计算机是冯·诺依曼结构；PIC、AVR是哈佛结构。【1-13】解答：单片机属于TTL电平。74LS×××等数字芯片。PC机的9针串口属于RS-232电平。TTL、CMOS属于正逻辑，RS-232是负逻辑。【1-14】解答：错误。51单片机属于TTL电平，实际电压小于0.4V即认为是低电平，电压高于2.4V即认为是高电平（实际单片机工作在输入和输出状态高低电平范围略有差别）。【1-15】解答：错误。PIC和AVR单片机的指令系统都属于精简指令集。【1-16】解答：是美国TI公司出品的MSP430系列。【1-17】解答：广义上讲，凡是系统中嵌入了“嵌入式微处理器”，如：单片机、DSP、嵌入式微处理器，都称为“嵌入式系统”。但还是有人仅把“嵌入”嵌入式微处理器的系统称为“嵌入式系统”。目前人们所说的“嵌入式系统”多指后者。【1-18】解答：（1）嵌入式处理器家族分为如下四类：单片机（嵌入式微控制器）；嵌入式数字信号处理器（DigitalSignalProcessor，DSP）；嵌入式微处理器（EmbeddedMicroprocessorUnit，EMPU）以及片上系统（SystemOnChip，SOC）。（2）DSP主要应用在数字信号处理方面。ARM主要应用于需要实时多任务处理的系统，如：多媒体手机、数字电视和机顶盒等高端产品中。【1-19】解答：（1）单片机的开发过程包括硬件电路设计、程序编写（编辑）、编译、仿真调试、烧写（烧录、固化、下载）等过程。（2）①程序的编辑是指利用C语言或汇编语言在个人电脑上完成程序的书写过程。②编译是指将编程语言翻译成单片机能够识别的二（十六）进制代码的过程。③烧写是指把编译好的二（十六）进制代码下载到单片机程序存储器ROM的过程。④仿真调试包括软件仿真和硬件仿真，是指程序不可能一次编写成功，需要借助专业的软、硬件仿真调试工具，利用单步、断点、运行到光标处等功能实现对程序中各变量中间结果的监测。【1-20】解答：见图1.11~1.13。【1-21】解答：（1）仿真技术包括软件仿真和硬件仿真。（2）错误。仿真芯片相较专业的仿真器功能弱很多。【1-22】解答：（1）KeilC51是德国Keilsoftware公司开发的用于51系列单片机的C51语言开发软件。具有Windows风格的可视化操作界面（见图1.5）；支持汇编语言、C51语言以及混合编程等多种方式的单片机设计；能够完成51系列单片机以及和51系列兼容的绝大部分类型单片机的程序设计和仿真。（2）KeilC51已被完全集成到一个功能强大的全新集成开发环境（IDE）μVision3中，该开发环境下集成了文件编辑处理、编译链接、项目（Project）管理、窗口、工具引用和仿真软件模拟器等多种功能，所有这些功能均可在KeilμVision3提供的开发环境中极为简便地进行操作。【1-23】解答：不具备。【1-24】解答：（1）单片机编程器是将汇编语言或C语言编写的程序编译成*.HEX文件进行下载时所需要的硬件装备。（2）正确。有部分芯片确实具有下载功能。例如：AT89S51/AT89S52。【1-25】解答：PROTEL是学习单片机还需要掌握一种原理图绘图软件；PROTEUS软件能仿真单片机及外围器件，Proteus是世界上著名的EDA工具（仿真软件），从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。【1-26】解答：（1）串口调试助手可以实现的功能包括发送接受16进制数、字符串等，在单片机与PC机进行通信时会用到该类型小软件。（2）单片机系统如果采用LED点阵显示器或LCD液晶显示器时，显示的字符必须要经过字模提取软件将待显示的字符。第二章思考题答案：【2-1】解答：（1）80C51单片机由八个部分组成：中央处理单元CPU（8位）、只读存储器ROM（4KB或8KB）、随机存取存储器RAM（256B）、特殊功能寄存器、并行接口、串行接口、定时/计数器、中断系统。（2）只读存储器ROM用于存储应用程序和常数，随机存取存储器RAM用于存放程序运行中的工作变量数据。【2-2】解答：C。【2-3】解答：（1）错误（2）正确（3）正确（4）正确【2-4】解答：（1）若80C51单片机振荡频率为12MHz时，则：振荡周期＝1/12MHz＝（1/12）μs=0.0833μs=83.3ns时钟周期＝1/6μs＝0.167μs机器周期＝1μs若80C51单片机振荡频率为6MHz时，则：振荡周期＝1/6MHz＝（1/6）μs=1.67μs=167ns时钟周期＝1/3μs＝0.334μs机器周期＝2μs（2）振荡周期是最小的定时单位，也称为晶振周期或节拍；一个时钟周期包含2个振荡周期，也称为状态周期；一个机器周期包含12个振荡周期；不同的指令一般其指令周期一般不同，可包含有1、2、4个机器周期。【2-5】解答：正确。因为ROM是用来存放程序的，程序如果掉电丢失系统将会瘫痪，因此掉电存储是对ROM的根本要求。【2-6】解答：正确。RAM中存放的是程序运行所产生的中间变量数据，因此速度快是它的根本要求。掉电丢失后，不影响程序的重新启动。【2-7】解答：（1）两种时钟电路模式分别是内部时钟模式和外部时钟模式。（2）只有一个单片机工作时，经常使用的一般是内部时钟模式。（3）外部时钟模式。其把外部已有的时钟信号引入单片机内，通常便于两个以上单片机工作的同步。【2-8】解答：（1）80C51单片机的EA信号用来决定CPU是执行内部ROM还是外部ROM的程序。当EA端保持高电平时，CPU只访问内部程序存储器，但在PC（程序计数器）值超过0FFFH（51单片机基本型一般ROM为4KB）或1FFFH（51单片机增强型一般ROM为8KB）时，将自动转向访问外部存储器。当EA端保持低电平时，不管是否有内部程序存储器，只访问外部程序存储器。（2）在使用8031时，由于8031没有内部ROM，所以EA信号引脚始终保持低电平。（3）通常对于拥有内部ROM的单片机，EA信号接高电平。【2-9】解答：（1）80C51系列单片机的三种总线结构包括地址总线（AB）、数据总线（DB）和控制总线（CB）。（2）其中用作地址总线的是P0、P2，由于地址总线宽度为16位，由P0口经地址锁存器提供低8位地址（A0-A7），P2口直接提供高8位地址（A8-A15）；（3）用作数据总线的是P0；（4）用作控制总线的是P3口的第二功能状态和4根独立控制线EA、ALE、PSEN、RESET组成。【2-10】解答：（1）80C51单片机内部数据存储器128单元，分为工作寄存器区、位寻址区、用户RAM区三个区域。（2）工作寄存器区：占用地址00H-1FH，安排了4组工作寄存器，每组占用8个RAM字节，记为R0-R7；位寻址区：占用地址20H-2FH，共16B，16*8=128位，每一位都有一个位地址，对应位地址00H-7FH，位地址区也可作为一般RAM使用；用户RAM区：占用地址为30H-7FH。是留给用户使用的一般RAM区域，主要用来存放随机数据和中间结果。（3）00H~1FH。【2-11】解答：（1）特殊功能寄存器PSW的RS1、RS0决定当前工作寄存器组号。（2）当RS1、RS0的取值都为00时，选中的是0组通用寄存器。一般在单片机复位之后，特殊功能寄存器PSW的初值为00H，所以，如若选用0组通用寄存器，并不需要特别设置。【2-12】解答：80C51单片机内部RAM中可以位寻址的单元共16个字节单元，字节地址是20H-2FH，对应的位地址是00H-7FH。【2-13】解答：（1）字节地址00H和位地址00H虽然形式上一样，但是所占的位置不同，字节地址是00H的单元正好与0组通用寄存器组的R0位置重合。位地址00H在内存中的具体位置是内部RAM20H字节的最低位。（2）00H；88H。【2-14】解答：正确。80C51单片机有两个区域可以位寻址：一个是位寻址区20H～2FH单元的128位；另一个是字节地址能被8整除的特殊功能寄存器的相应位。【2-15】解答：错误。可位寻址的特殊功能寄存器的最低位位地址与字节地址在形式上是相同的。【2-16】解答：（1）堆栈遵循的是“先进后出，后进先出”的存取原则。（2）SP的名称是堆栈指针。（3）在80C51单片机复位后，堆栈指针SP总是初始化到内部RAM地址07H。（4）主程序的断点地址；PC。【2-17】解答：（1）程序状态字寄存器PSW是一个8位寄存器，存放程序、指令运行的状态信息。（2）常用的状态标志位：①CY：进位、借位标志。有进位、借位时由硬件置位CY=1，否则CY=0；②AC：半进、借位（辅助进、借位）标志；加减法时低4位向高4位进位或借位时，由硬件置位AC=1，否则AC=0，应用于十进制调整；③F0：用户标志位（软件位），由用户自己定义；④RS1、RS0：当前工作寄存器组选择位；⑤P：奇偶标志位。ACC中结果有奇数个1时P=1，否则P=0。⑥OV：溢出标志位。有溢出时OV=1，否则OV=0。硬件置位/清零。（3）P为0；00H；0组；04H。【2-18】解答：（1）错误（2）错误（3）错误（4）正确【2-19】解答：80C51单片机外部扩展ROM或RAM时，需要ALE引脚与锁存器连接。其与锁存器连接后可以实现P0口地址和数据的分时复用。【2-20】解答：AT89S51单片机的最小系统图【2-21】解答：正确。80C51单片机的P0口作地址和数据总线时为真正的双向口，能正确的呈现高电平、低电平和高阻态。当80C51单片机的P0口作普通I/O口时，其为准双向口且内部无上拉电阻。因此为能正确输出高电平需要外接上拉电阻，当要正确的读入引脚状态时，还需要先执行MOVP0，#0FFH。系统复位时P0口为高电平，复位后如未改变过端口引脚状态可以不需要先执行写“1”操作直接读入。【2-22】解答：（1）错误。P0～P3四个口线作普通I/O口使用时虽然均为准双向口，无高阻态输入。但是P0口内部还没有上拉电阻，无法输出高电平，因此还需要外部连接上拉电阻。（2）正确。（3）因为系统复位后，P0～P3口均为高电平。【2-23】解答：正确。P0口与P1、P2、P3