单片机原理及应用答案(李全利)

第1页共20页ADI公司推出的ADμC8xx系列高精度ADC单片机；LG公司推出的GMS90/97系列低压高速单片机；Maxim公司推出的DS89C420高速（50MIPS）单片机；Cygnal公司推出的C8051F系列高速SOC单片机等。8．简述单片机的开发过程。答：系统需求分析，硬件方案设计，软件编程，仿真调试，实际运行。9．单片机应用系统开发方法有哪些新方法？答：在系统编程（ISP）技术，在应用编程（IAP）技术。章280C51的结构和原理1．80C51单片机在功能上、工艺上、程序存储器的配置上有哪些种类？答：功能上分为基本型和增强型；工艺上分为HMOS工艺和CHMOS工艺；在片内程序存储器的配置上有掩膜ROM、EPROM和Flash、无片内程序存储器形式。2．80C51单片机的存储器的组织采用何种结构？存储器地址空间如何划分？各地址空间的地址范围和容量如何？在使用上有何特点？答：采用哈佛结构，在物理上设计成程序存储器和数据存储器两个独立的空间；80C51基本型单片机片内程序存储器为4KB，地址范围是0000H-0FFFH，用于存放程序或常数；片内数据存储器为128字节RAM，地址范围是00H-7FH，用于存放运算的中间结果、暂存数据和数据缓冲；另外在80H-FFH还配有21个SFR。3．80C51单片机的P0~P3口在结构上有何不同？在使用上有何特点？答：作为通用I/O口时，P0、P1、P2和P3都是准双向口。P0可以作为地址/数据总线，此时是一个真正的双向口；P2口可以作为地址线的高8位；P3口是双功能口，每条口线还具有不同的第二功能。另外，P0口的驱动能力为8个TTL负载，而其它口仅可驱动4个TTL负载。第2页共20页4．如果80C51单片机晶振频率分别为6MHz、11.0592MHz、12MHz时，机器周期分别为多少？答：机器周期分别为2μs，1.085μs，1μs。5．80C51单片机复位后的状态如何？复位方法有几种？答：复位后，PC内容为0000H，P0口～P3口内容为FFH，SP内容为07H，SBUF内容不定，IP、IE和PCON的有效位为0，其余的特殊功能寄存器的状态均为00H。复位方法一种是上电复位，另一种是上电与按键均有效的复位。6．80C51单片机的片内、片外存储器如何选择？答：80C51的EA引脚为访问片内、片外程序存储器的选择端。访问片内、片外数据存储器需要采用不同的指令加以区分。7．80C51单片机的PSW寄存器各位标志的意义如何？答：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（高半字节与低半字节间的进位或借位）；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。存于ACC中的运算结果有奇数个1时P=1，否则P=0。8．80C51单片机的当前工作寄存器组如何选择？答：当前工作寄存器组的选择由特殊功能寄存器中的程序状态字寄存器PSW的RS1、RS0来决定。9．80C51单片机的控制总线信号有哪些？各信号的作用如何？答：RST/VPD：复位信号输入引脚/备用电源输入引脚；ALE/PROG：地址锁存允许信号输出引脚/编程脉冲输入引脚；EA/VPP：内外存储器选择引脚/片内EPROM（或FlashROM）编程电压输入引脚；PSEN：外部程序存储器选通信号输出引脚。10．80C51单片机的程序存储器低端的几个特殊单元的用途如何？答：0000H：单片机复位入口地址；0003H：外部中断0的中断服务程序入口地址；000BH：定时/计数器0溢出中断服务程序入口地址；0013H：外部中断1的中断服务程序入口地址；001BH：定时/计数器1溢出中断服务程序入口地址；0023H：串行口的中断服务程序入口地址。章380C51的指令系统1．80C51系列单片机的指令系统有何特点？答：执行时间短。1个机器周期指令有64条，2个机器周期指令有45条，而4个机器周期指令仅有2条（即乘法和除法指令）；指令编码字节少。单字节的指令有49条，双字节的指令有45条，三字节的指令仅有17条；位操作指令丰富。这是80C51单片机面向控制特点的重要保证。2．80C51单片机有哪几种寻址方式？各寻址方式所对应的寄存器或存储器空间如何？答：80C51单片机的寻址方式有七种。即：寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址、立即寻址、基址寄存器加变址寄存器变址寻址、相对寻址和位寻址。这些寻址方式所对应的寄存器和存储空间如下表所示。序号寻址方式寄存器或存储空间1寄存器寻址寄存器R0~R7，A、AB、DPTR和C（布尔累加器）2直接寻址片内RAM低128字节、SFR3寄存器间接寻址片内RAM（@R0，@R1，SP）片外RAM（@R0，@R1，@DPTR）4立即寻址ROM5变址寻址ROM（@A＋DPTR，@A＋PC）6相对寻址ROM（PC当前值的＋127～－128字节）7位寻址可寻址位（内部RAM20H~2FH单元的位和部分SFR的位）3．访问特殊功能寄存器SFR可以采用哪些寻址方式？答：直接寻址和位寻址方式。4．访问内部RAM单元可以采用哪些寻址方式？答：直接寻址、寄存器间接寻址和位寻址方式。5．访问外部RAM单元可以采用哪些寻址方式？答：寄存器间接寻址。第3页共20页6．访问外部程序存储器可以采用哪些寻址方式？答：立即寻址、变址寻址和相对寻址方式。7．为什么说布尔处理功能是80C51单片机的重要特点？答：单片机指令系统中的布尔指令集、存储器中的位地址空间与CPU中的位操作构成了片内的布尔功能系统，它可对位（bit）变量进行布尔处理，如置位、清零、求补、测试转移及逻辑“与”、“或”等操作。在实现位操作时，借用了程序状态标志器（PSW）中的进位标志Cy作为位操作的“累加器”。8．对于80C52单片机内部RAM还存在高128字节，应采用何种方式访问？答：寄存器间接寻址方式。9．试根据指令编码表写出下列指令的机器码。（1）MOVA，#88H----------------74H,88H（2）MOVR3，50H----------------ABH,50H（3）MOVP1，#55H----------75H,90H,55H（4）ADDA，@R1---------------------27H（5）SETB12H----------------------D2H,12H10．完成某种操作可以采用几条指令构成的指令序列实现，试写出完成以下每种操作的指令序列。（1）将R0的内容传送到R1；（2）内部RAM单元60H的内容传送到寄存器R2；（3）外部RAM单元1000H的内容传送到内部RAM单元60H；（4）外部RAM单元1000H的内容传送到寄存器R2；（5）外部RAM单元1000H的内容传送到外部RAM单元2000H。答：（1）MOVA,R0MOVR1,A（2）MOVR2,60H（3）MOVDPTR,#1000HMOVXA,@DPTRMOV60H,A（4）MOVDPTR,#1000HMOVXA,@DPTRMOVR2,A（5）MOVDPTR,#1000HMOVXA,@DPTRMOVDPTR,#2000HMOVX@DPTR,A11．若（R1）=30H，（A）=40H，（30H）=60H，（40H）=08H。试分析执行下列程序段后上述各单元内容的变化。MOVA，@R1MOV@R1，40HMOV40H，AMOVR1，#7FH答：（R1）=7FH（A）=60H（30H）=08H（40H）=60H12．若（A）=E8H，（R0）=40H，（R1）=20H，（R4）=3AH，（40H）=2CH，（20H）=0FH，试写出下列各指令独立执行后有关寄存器和存储单元的内容？若该指令影响标志位，试指出CY、AC、和OV的值。（1）MOVA，@R0（2）ANL40H，#0FH（3）ADDA，R4（4）SWAPA（5）DEC@R1第4页共20页（6）XCHDA，@R1答：（1）（A）=2CH（2）（40H）=0CH（3）（A）=22H，（CY）=1，（AC）=1，（OV）=0（4）（A）=8EH（5）（20H）=0EH，P=1（6）（A）=EFH，（20）=08H13．若（50H）=40H，试写出执行以下程序段后累加器A、寄存器R0及内部RAM的40H、41H、42H单元中的内容各为多少？MOVA，50HMOVR0，AMOVA，#00HMOV@R0，AMOVA，#3BHMOV41H，AMOV42H，41H答：（A）=3BH，（R0）=40H，（40H）=00H，（41H）=3BH，（42H）=3BH。14．试用位操作指令实现下列逻辑操作。要求不得改变未涉及的位的内容。（1）使ACC.0置位；（2）清除累加器高4位；（3）清除ACC.3，ACC.4，ACC.5，ACC.6。答：（1）SETBACC.0（2）ANLA,#0FH（3）ANLA,#87H15．试编写程序，将内部RAM的20H、21H、22H三个连续单元的内容依次存入2FH、2EH和2DH单元。答：MOV2FH，20HMOV2EH，21HMOV2DH，22H16．试编写程序，完成两个16位数的减法：7F4DH－2B4EH，结果存入内部RAM的30H和31H单元，30H单元存差的高8位，31H单元存差的低8位。（注意：此题与书上的题要求不一样，书中要求31H单元存差的高8位，30H单元存差的低8位）答：CLRCYMOV30H，#7FHMOV31H，#4DHMOVR0，#31HMOVA，@R0SUBBA，#4EMOV@R0，A；保存低字节相减结果DECR0MOVA，@R0SUBBA，#2BHMOV@R0，A；保存高字节相减结果17．试编写程序，将R1中的低4位数与R2中的高4位数合并成一个8位数，并将其存放在R1中。答：MOVA，R2ANLA，#0F0HORLR1，A18．试编写程序，将内部RAM的20H、21H单元的两个无符号数相乘，结果存放在R2、R3中，R2中存放高8位，R3中存放低8位。答：MOVA，20HMOVB，21HMULAB第5页共20页MOVR3，AMOVR2，B19．若（CY）=1，（P1）=10100011B，（P3）=01101100B。试指出执行下列程序段后，CY、P1口及P3口内容的变化情况。MOVP1.3，CMOVP1.4，CMOVC，P1.6MOVP3.6，CMOVC，P1.0MOVP3.4，C答：（CY）=1，（P1）=10111011B，（P3）=00111100B章480C51的汇编语言程序设计1．80C51单片机汇编语言有何特点？答：汇编语言结构紧凑、灵活，汇编成的目标程序效率高，具有占存储空间少、运行速度快、实时性强等优点。它是面向机器的语言，对于单片机硬件的操作直接、方便，有利于初学者对单片机结构的认知。但它与高级语言相比移植性不好、编程复杂、对编程人员的基础要求高。2．利用80C51单片机汇编语言进行程序设计的步骤如何？答：一、任务分析首先，要对单片机应用系统的设计目标进行深入分析，明确系统设计任务：功能要求和技术指标。然后对系统的运行环境进行调研。这是应用系统程序设计的基础和条件。二、算法设计经过任务分析和环境调研后，已经明确的功能要求和技术指标可以用数学方法（或模型）来描述，进而把一个实际的系统要求转化成由计算机进行处理的算法。并对各种算法进行分析比较，并进行合理的优化。三、流程描述程序的总体构建。先要确定程序结构和数据形式，资源分配和参数计算等。然后根据程序运行的过程，规划程序执行的逻辑顺序，用图形符号将程序流程绘制在平面图上。应用程序的功能通常可以分为若干部分，用流程图将具有一定功能的各部分有机地联系起来。流程图可以分为总流程图和局部流程图。总流程图侧重反映程序的逻辑结构和各程序模块之间的相互关系；局部流程图反映程序模块的具体实施细节。3．常用的程序结构有哪几种？特点如何？答：顺序程序：无分支、无循环结构的程序，其执行流程是依指令