单片机原理及接口技术-习题答案第四版李朝青(修订后)

1单片机原理及接口技术课后习题答案（第四版）李朝青第一章1.什么是微处理器(CPU)、微机和单片机？答微处理器本身不是计算机，但它是小型计算机或微机的控制和处理部分。微机则是具有完整运算及控制功能的计算机，除了微处理器外还包括存储器、接口适配器以及输入输出设备等。单片机是将微处理器、一定容量的RAM、ROM以及I/O口、定时器等电路集成在一块芯片上，构成的单片微型计算机。2.单片机具有哪些特点（1）片内存储容量越来越大。（2抗干扰性好，可靠性高。（3）芯片引线齐全，容易扩展。（4）运行速度高，控制功能强。（5）单片机内部的数据信息保存时间很长，有的芯片可以达到100年以上。3.微型计算机怎样执行一个程序？答：通过CPU指令，提到内存当中，再逐一执行。4.微型计算机由那几部分构成？微处理器，存储器，接口适配器（即I/O接口），I/O设备第二章1.89C51单片机内包含哪些主要逻辑功能部件？答：80C51系列单片机在片内集成了以下主要逻辑功能部件：(l)CPU(中央处理器):8位(2)片内RAM:128B(3)特殊功能寄存器:21个(4)程序存储器:4KB(5)并行I/O口:8位，4个(6)串行接口:全双工，1个(7)定时器/计数器:16位，2个(8)片内时钟电路:1个22.89C51的EA端有何用途？答：/EA端接高电平时，CPU只访问片内flash.com并执行内部程序，存储器。/EA端接低电平时，CPU只访问外部ROM，并执行片外程序存储器中的指令。/EA端保持高电平时，CPU执行内部存储器中的指令。3.89C51的存储器分哪几个空间?如何区别不同空间的寻址?答：ROM（片内ROM和片外ROM统一编址）（使用MOVC）（数据传送指令）（16bits地址）（64KB）片外RAM（MOVX）（16bits地址）（64KB）片内RAM（MOV）（8bits地址）（256B）4.简述89C51片内RAM的空间分配。答：片内RAM有256B低128B是真正的RAM区高128B是SFR（特殊功能寄存器）区5.简述布尔处理存储器的空间分配，片内RAM中包含哪些可位寻址单元。答：片内RAM区从00H~FFH（256B）其中20H~2FH（字节地址）是位寻址区对应的位地址是00H~7FH6.如何简捷地判断89C51正在工作?答：用示波器观察8051的XTAL2端是否有脉冲信号输出（判断震荡电路工作是否正常？）ALE（地址锁存允许）（AddressLatchEnable）输出是fosc的6分频用示波器观察ALE是否有脉冲输出（判断8051芯片的好坏？）观察PSEN（判断8051能够到EPROM或ROM中读取指令码？）因为/PSEN接外部EPROM（ROM）的/OE端子OE=OutputEnable（输出允许）7.89C51如何确定和改变当前工作寄存器组?答：PSW（程序状态字）（ProgramStatusWord）中的RS1和RS0可以给出4中组合用来从4组工作寄存器组中进行选择PSW属于SFR（SpecialFunctionRegister）（特殊功能寄存器）8.89C51P0口用作通用Ｉ/Ｏ口输入时，若通过TTL“OC”门输入数据，应注意什么?为什么?答：应该要接一个上拉电阻39.读端口锁存器和“读引脚”有何不同？各使用哪种指令？答：读锁存器（ANLP0,A）就是相当于从存储器中拿数据，而读引脚是从外部拿数据（如MOVA,P1这条指令就是读引脚的，意思就是把端口p1输入数据送给A）传送类MOV，判位转移JB、JNB、这些都属于读引脚，平时实验时经常用这些指令于外部通信，判断外部键盘等；字节交换XCH、XCHD算术及逻辑运算ORL、CPL、ANL、ADD、ADDC、SUBB、INC、DEC控制转移CJNE、DJNZ都属于读锁存器。10.89C51P0～P3口结构有何不同?用作通用Ｉ/Ｏ口输入数据时，应注意什么?答：P0口内部没有上拉电阻，可以用做16位地址的低8位；P3有第二功能；P2口可以用做16位地址的高8位；需要上拉电阻。OC门电路无法输出高低电平，只有靠上拉电阻才能实现11.89C51单片机的ＥＡ信号有何功能?在使用8031时，ＥＡ信号引脚应如何处理?答：(1)80C51单片机的EA信号的功能EA为片外程序存储器访问允许信号，低电平有效;在编程时，其上施加21V的编程电压EA引脚接高电平时，程序从片内程序存储器开始执行，即访问片内存储器;EA引脚接低电平时，迫使系统全部执行片外程序存储器程序。(2)在使用80C31时,EA信号引脚的处理方法因为80C31没有片内的程序存储器，所以在使用它时必定要有外部的程序存储器，EA信号引脚应接低电平。12.89C51单片机有哪些信号需要芯片引脚以第2功能的方式提供?答：第一功能第二功能串行口：P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）中断：P3.2INT0外部中断0P3.3INT1外部中断1定时器/计数器（T0、T1）：P3.4T0（定时器/计数器0的外部输入）P3.5T1（定时器/计数器1的外部输入）数据存储器选通：4P3.6WR（外部存储器写选通，低电平有效，输出）P3.7RD（外部存储器读选通，低电平有效，输出）定时器/计数器（T2）：P1.0T2（定时器T2的计数端）P1.1T2EX（定时器T2的外部输入端）13.内部RAM低128字节单元划分为哪3个主要部分?各部分主要功能是什么?答：片内RAM低128单元的划分及主要功能:(l)工作寄存器组(00H~lFH)这是一个用寄存器直接寻址的区域，内部数据RAM区的0~31(00H~lFH),共32个单元。它是4个通用工作寄存器组，每个组包含8个8位寄存器，编号为R0~R7。(2)位寻址区(20H~2FH)从内部数据RAM区的32~47(20H~2FH)的16个字节单元，共包含128位，是可位寻址的RAM区。这16个字节单元，既可进行字节寻址，又可实现位寻址。(3)字节寻址区(30H~7FH)从内部数据RAM区的48~127(30H~7FH)，共80个字节单元，可以采用间接字节寻址的方法访问。14.使单片机复位有几种方法?复位后机器的初始状态如何?答：(1)单片机复位方法单片机复位方法有:上电自动复位、按键手动复位和两种方式(2)复位后的初始状态复位后机器的初始状态,即各寄存器的状态:PC之外,复位操作还对其他一些特殊功能寄存器有影响,它们的复位状态如题表2-1所例15.开机复位后，CPU使用的是哪组工作寄存器?它们的地址是什么?CPU如何确定和改变当前工作寄存器组?答：一般开机复位后都是选择第一组通用工作寄存器作为工作寄存器的，一共有4组，分别为0.1.2.3连续位于00h到1FH地址，然后在机器中有个程序状态字PSW，它的第四和第三位RS1，RS0是用来选择工作寄存器组的，可能不同机器地址稍有不同。他们俩的值和寄存器组的关系：RS1/RS00/00/11/01/1使用的工作寄存器0123地址00-0708-0F10-1718-1F5写程序的时候就是通过定义程序状态字来选择使用不同的寄存器组。也可以直接对RS1和RS0赋值。（最后一问同题7）16.程序状态寄存器PSW的作用是什么?常用标志有哪些位?作用是什么?答：PSW是一个SFR（特殊功能寄存器）位于片内RAM的高128B具体地址D0H（00H~FFH）（片内RAM的编址）（8bits编址方法）PSW=ProgramStatusWord（程序状态字）PSW的常用标志位有哪些？CY=Carry（进位标志位）AC=AuxiliaryCarry（辅助进位标志位）（半进位标志位）F0用户标志位RS1，RS0，用来选择当前工作寄存器组（R0~R7）（4选1）OV=Overflow（溢出标志位）P=Parity（奇偶校验位）17.位地址7CH与字节地址7CH如何区别?位地址7CH具体在片内RAM中的什么位置?答：用不同的寻址方式来加以区分，即访问128个位地址用位寻址方式，访问低128字节单元用字节寻址和间接寻址。具体地址为2F的第五位，即为7C。18.89C51单片机的时钟周期与振荡周期之间有什么关系?什么叫机器周期和指令周期？答：时钟信号的周期称为机器状态周期，是振荡周期的两倍。一个机器周期是指CPU访问存储器一次所需的时间。指令周期是执行一条指令所需的时间。19.一个机器周期的时序如何划分?答：一个机器周期=12个震荡周期=6个时钟周期（状态周期）S1P1，S1P2，S2P1，S2P2，S3P1，S3P2，S4P1，S4P2，S5P1，S5P2，S6P1，S6P2其中s=state（状态），p=phase（相位）20.什么叫堆栈?堆栈指针SP的作用是什么?89C51单片机堆栈的容量不能超过多少字节?答：堆栈都是一种数据项按序排列的数据结构，只能在一端(称为栈顶(top))对数据项进行插入和删除。要点：堆：顺序随意栈：后进先出(Last-In/First-Out)6在调用子程序时需要保存调用函数的CPU寄存器PC指针,PC指针是被CALL指令自动压入SP所指向的片内存储器,CPU寄存器要由用户用PUSH指令自行保存,因此SP的作用就是一个指针,当进行中断调用,子函数调用时将现场数据压入SP所指向的存储器,SP自动增加1或2,当中断结束RETI,调用返回RET,POP时将SP数据弹出,SP自动减1或，28051最大为128字节的片内存储器,21.89C51有几种低功耗方式？如何实现？答：空闲方式和掉电方式空闲方式和掉电方式是通过对SFR中的PCON（地址87H)相应位置1而启动的。当CPU执行完置IDL=1(PCON.1）的指令后，系统进入空闲工作方式。这时，内部时钟不向CPU提供，而只供给中断、串行口、定时器部分。CPU的内部状态维持，即包括堆栈指针SP、程序计数器PC、程序状态字PSW、累加器ACC所有的内容保持不变，端口状态也保持不变。ALE和PSEN保持逻辑高电平。当CPU执行一条置PCON.1位（PD）为1的指令后，系统进入掉电工作方式。在这种工作方式下，内部振荡器停止工作。由于没有振荡时钟，因此，所有的功能部件都停止工作。但内部RAM区和特殊功能寄存器的内容被保留，而端口的输出状态值都保存在对应的SFR中，ALE和PSEN都为低电平。22.PC与DPTR各有哪些特点？有何异同？答：(1)程序计数器PC作为不可寻址寄存器的特点程序计数器PC是中央控制器申最基本的寄存器，是一个独立的计数器，存放着下一条将程序存储器中取出的指令的地址。程序计数器PC变化的轨迹决定程序的流程。程序计数器的宽度决定了程序存储器可以寻址的范围。程序计数器PC的基本工作方式有:①程序计数器PC自动加1。这是最基本的工作方式，也是这个专用寄存器被称为计数器的原因。②执行条件或无条件转移指令时，程序计数器将被置入新的数值，程序的流向发生变化。变化的方式有下列几种:带符号的相对跳转SJMP、短跳转AJMP、长跳转LJMP及JMP@A+DPTR等。7③在执行调用指令或响应中断时:●PC的现行值，即下一条将要执行的指令的地址送入堆栈，加以保护;●将子程序的入口地址或者中断矢量地址送入PC，程序流向发生变化，执行子程序或中断服务程序;●子程序或中断服务程序执行完毕，遇到返回指令RET或RETI时，将栈顶的内容送到PC寄存器中，程序流程又返回到原来的地方，继续执行。(2)地址指针DPTR的特点地址指针DPTR的特点是，它作为片外数据存储器寻址用的地址寄存器(间接寻址)。(3)地址指针DPTR与程序计数器PC的异同①相同之处:●两者都是与地址有关的、16位的寄存器。其中，PC与程序存储器的地址有关，而DPTR与数据存储器的地址有关。●作为地址寄存器使用时，PC与DPTR都是通过P0和P2口(作为16位地址总线)输出的。但是，PC的输出与ALE及PSEN有关;DPTR的输出，则与ALE、RD及WR相联系。②不同之处:●PC只能作为16位寄存器对待，由于有自动加1的功能，故又称为计数器;DPTR可以作为1