第二章课后答案
1、
答：HCS08系列单片机结构分解成如下两个部分：
1）MCU核心部分
S08核心(HCS08 CORE)部分包括：具有运行监视功能的增强型中央处理器CUP、后台调试控制BDC(具有单线后台调试接口BDM)、系统控制（时钟监视、中断控制、低电压检测等）。S08 MCU存储器有两种Flash和RAM，片内电压调整器可对数字电路和模拟电路供电，同时其内部具有时钟发生器(ICG)和低能耗晶体振荡器。
2）MCU外设部分
外设部分大致可分为6种外设：数字输入；数字输出；10位/8位二进制精度的模拟／数字量转换器ADC；定时器/PWM( TPM1、TPM2)；串行接口(SCI1、SCI2SPI、IIC)；键盘中断输入(KBIl)。
2、
答：HCS08AC系类单片机采用8位S08 CPU，内部集成的功能模块把偶哦：串行接口模块(SCI、SPI和IIC)、定时器模块(TPM)，时钟发生器模块ICG、8位/10位精度的模／数转换器(ADC)、键盘中断输入(KBIl)，背景调试模式谋爱BDM等。片内资源包括2 KB RAM、约62 KB Flash。
3、
答：HCS08单片机CPU频率最高可达40 MHz，对应内部总线频率最高为20 MHz。S08系列MCU的总线时钟除了可以对外接高频时钟2分频得到外，也可以利用内部时钟生成器(ICG，Internal Clock Generator)模块对外接的32～100 kHz低频范围时钟或1～16 MHz高频范围时钟进行倍频得到。
4、
答：HCS08单片机具有正常运行模式、背景调试模式、等待模式和停止模式四种运行模式。(l) 正常运行模式是HCS08系列的正常工作模式。当芯片复位MCU便进入这种模式。(2) 背景调试模式是由S08内核中的背景调试控制器进行管理，其提供了在软件开发过程中分析MCU操作的手段。
(3)等待模式通过执行WAIT指令进入。一旦执行WAIT指令，CPU便进入了一种低功耗状态，在这种状态下，CPU不再有工作时钟。
(4)停止模式有STOP1模式、STOP2模式和STOP3模式。在任何一种停止模式下，所有的内部时钟都停止。
5、
答：存储器独立编址方式是指RAM和Flash的地址各自独立编排，其好处是可以生成双倍的存储器空间，独立编址的存储器地址出现重叠，但通过不同的控制线并配合不同的指令就可以区分不同存储器。
存储器统一编址方式是指RAM和Flash的统一编址在一个地址范围内分段使用。统一
编址所获得的存储器空间比分离编址减半，但通过同一指令再配合不同地址参数就可以区分不同存储器。
6、
答：HCS8AC16单片机的RAM、Flash存储器和模块寄存器共处于一个线性的统一编址的16位(总共64 KB)寻址空间内，即模块寄存器、RAM、Flash占用同一0x0000～0xFFFF存储空间的不同范围，分段使用其存储器。MC9S08AC16的片上存储器由RAM、非易失的Flash存储器、输入/输出(I/O)和控制/状态寄存器组成，这些寄存器可分成四块：
（1）直接页寄存器(0x0000-0x006F)分布着MCU片内外围模块如I/O端口、ADC、IRQ、键盘、定时计数器、SCI、IIC等模块的控制和状态寄存器。
（2）用户RAM空间(0x0070～0x046F)用于存放用户程序中的各种变量数据，片内用户RAM 只有1024 B。
（3）高地址页寄存器(0x1800～0x185F)此空间的分配与系统控制有关的寄存器
（4）Flash存储区域（0xC000～0xFFFF）可分为三部分：用户Flash区(0xC000～0xFFBAF)、非易失性寄存器区(0xFFB0～0xFFBF)和中断矢量区(0xFFBC0～0xFFFF)。
7、
答：飞思卡尔其HCS08 MCU的时钟可以使用外部晶振提供的时钟也可以使用内部ICG模块生成时钟。其中利用外接低频时钟源获得较高的内部操作时钟，是飞思卡尔MCU的特点和优点之一，这种方式可以大大降低系统的高频噪声，提高系统的EMC性能，从而增强系统的可靠性和稳定性。使用时可将内部时钟生成器ICG模块对外接的32～100 kHz低频范围时钟或1～16 MHz高频范围时钟进行倍频得到。
第二章习题参考答案 一、填空题: 1、当MCS-51引脚ALE有效时,表示从P0口稳定地送出了低8位地址。 2、MCS-51的堆栈就是软件填写堆栈指针临时在片 内数据存储器内开辟的区域。 3、当使用8751且EA=1,程序存储器地址小于 1000H 时,访问的就是片内ROM。 4、MCS-51系统中,当PSEN信号有效时,表示CPU要从外部程序存储器读取信息。 5、MCS-51有4组工作寄存器,它们的地址范围就 是 00H~1FH 。 6、MCS-51片内20H~2FH范围内的数据存储器,既可以字节寻址又可以位寻址。 7、PSW中RS1 RS0=10时,R2的地址为 12H 。 8、PSW中RS1 RS0=11时,R2的地址为 1AH 。 9、单片机系统复位后,(PSW)=00H,因此片内RAM寄存区的当前寄存器就是第 0 组,8个寄存器的单元地址 为 00H ~ 07H 。
10、PC复位后为 0000H 。 11、一个机器周期= 12 个振荡周期= 6 个时钟周期。 12、PC的内容为将要执行的的指令地址。 13、在MCS－51单片机中,如果采用6MHz晶振,1个机器周期 为 2us 。 14、内部RAM中,位地址为30H的位,该位所在字节的字节地址 为 26H 。 15、若A中的内容为63H,那么,P标志位的值为 0 。 16、8051单片机复位后,R4所对应的存储单元的地址为 04H ,因上电时PSW= 00H 。这时当前的工作寄存器区就是第 0 工作寄存器区。 17、使用8031芯片时,需将/EA引脚接低电平,因为其片内无程序存储器。 18、片内RAM低128个单元划分为哪3个主要部分: 工作寄存器区、位寻址区 与用户RAM区。 19、通过堆栈操作实现子程序调用,首先就要把 PC 的内容入栈,以进行断点保护。
答：中断是指计算机在执行某一程序的过程中，由于计算机系统内、外的某种原因而必须终止原程序的执行，转去完成相应的处理程序，待处理结束之后再返回继续执行被终止原程序的过程。中断源指向 CPU 提出中断申请的设备，包括中断请求信号的产生及该信号怎样被CPU 有效地识别，要求中断请求信号产生一次，只能被CPU 接收处理一次，即不能一 次中断申请被CPU 多次响应。当 CPU 正在执行中断服务程序时，又有中断优先级更高的中断申请产生，CPU 就会暂停原来的中断处理程序而转去处理优先级更高的中断请求，处理完毕后再返回原低级中断服务程序，这一过程称为中断嵌套.中断优先级指在实际应用系统中往往有多个中断源，且中断申请是随机的，有时还可能会有多个中断源同时提出中断申请，但CPU 一次只能响应一个中断源发出的中断请求，CPU 响应哪个中断请求，就需要用软件或硬件安排一个优先顺序，即中断优先级排队。 6-2 MCS-51 单片机提供了几个中断源有几级中断优先级别各中断标志是如何产生的又如何清除这些中断标志各中断源所对应的中断矢量地址是多少 答：（1）MCS-51 单片机提供了5 个中断源： INT0 、INT1 、T0、T1、串行口。 （2）MCS-51 系列单片机有两个中断优先级，每一个中断请求源均可编程为高优先级中 断或低优先级中断，从而实现两级中断嵌套。 （3）外部中断可以设置边沿触发或者电平触发，靠软件置位。边沿触发进入中断程序后硬件自动清中断标志。电平触发需要软件清除中断标志位，还需在中断响应后把中断请求信号引脚从低电平强制改变为高电平。 （4）定时器T0、T1 计数溢出产生中断，进入中断程序后由硬件自动清除标志位TF0 或TF1。（5）串行口发送完成或者接收到数据就触发中断，由于是两个中断标志共享一个中断向量，所以需要在中断程序里由软件判断是发送中断还是接受中断，并且只能由软件清除中断标志位。使用软件清除中断标志位的方法是： CLR TI ;清TI 标志位 CLR RI ;清RI 标志位 （6）各中断源对应的中断矢量地址分别为： 中断源中断矢量 外部中断 0 0003H 定时器T0 中断000BH 外部中断1 0013H 定时器T1 中断001BH 串行口中断0023H 定时器中断T2（仅52 系列有） 002BH 6-3 外部中断源有电平触发和边沿触发两种触发方式，这两种触发方式所产生的中断过程有何不同怎样设定 答：采用中断电平触发方式时，中断请求标志IT0=0，CPU 在每个机器周期的S5P2 期间采样，一旦在（ INT0 ）引脚上检测到低电平，则有中断申请，使IE0 置位（置1），向CPU 申请中断。在电平触发方式中，在中断响应后中断标志位IE0 的清0 由硬件自动完成，但由于CPU 对（ INT0 ）引脚没有控制作用，使中断请求信号的低电平可能继续存在，在以后的机器周期采样时又会把已清0 的IE0 标志位重新置1，所以， 在中断响应后必须采用其它方法撤消该引脚上的低电平，来撤除外部中断请求信号，否则有可能再次中断造成出错。采用边沿触发方式时，IT0=1，CPU 在每个机器的S5P2 期间采样，当检测到前一周期为高电平，后一周期为低电平时，使标志IE0 置1，向CPU 申请中断，此标志位一直保持到CPU 响应中断后，才由硬件自动清除。在边沿触发方式中，为保证CPU 在两个机器周期内检测到由高到低的负跳变，高电平与低电平的持续时间不得少于一个机器周
《单片机原理及应用程序》（第三版）习题参考答案 第一章 1. 为什么计算机要采用二进制数？学习十六进制数的目的是什么？ 在计算机中，由于所采用的电子逻辑器件仅能存储和识别两种状态的特点，计算机部一切信息存储、处理和传送均采用二进制数的形式。可以说，二进制数是计算机硬件能直接识别并进行处理的惟一形式。十六进制数可以简化表示二进制数。 2． (1) 01111001 79H (2) 0.11 0.CH (3) 01111001.11 79.CH (4) 11101010.101 0EA.AH (5)01100001 61H (6) 00110001 31H 3. (1) 0B3H (2)80H (3) 17.AH (4) 0C.CH 4. (1)01000001B 65 (2) 110101111B 431 5. (1) 00100100 00100100 00100100 (2) 10100100 11011011 11011100 (5) 10000001 11111110 11111111 6. 00100101B 00110111BCD 25H 7. 137 119 89 8．什么是总线？总线主要有哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 总线是连接计算机各部件之间的一组公共的信号线。一般情况下，可分为系统总线和外总线。 系统总线应包括：地址总线（AB）控制总线（CB）数据总线（DB） 地址总线(AB)：CPU根据指令的功能需要访问某一存储器单元或外部设备时，其地址信
息由地址总线输出，然后经地址译码单元处理。地址总线为16位时，可寻址围为216=64K，地址总线的位数决定了所寻址存储器容量或外设数量的围。在任一时刻，地址总线上的地址信息是惟一对应某一存储单元或外部设备。 控制总线(CB)：由CPU产生的控制信号是通过控制总线向存储器或外部设备发出控制命令的，以使在传送信息时协调一致的工作。CPU还可以接收由外部设备发来的中断请求信号和状态信号，所以控制总线可以是输入、输出或双向的。 数据总线(DB)：CPU是通过数据总线与存储单元或外部设备交换数据信息的，故数据总线应为双向总线。在CPU进行读操作时，存储单元或外设的数据信息通过数据总线传送给CPU；在CPU进行写操作时，CPU把数据通过数据总线传送给存储单元或外设9．什么是接口电路? CPU与接口电路连接一般应具有哪些信号线?外部设备与接口电路连接一般应具有哪些信号线？ CPU通过接口电路与外部输入、输出设备交换信息， 一般情况下，外部设备种类、数量较多，而且各种参量（如运行速度、数据格式及物理量）也不尽相同。CPU为了实现选取目标外部设备并与其交换信息，必须借助接口电路。一般情况下，接口电路通过地址总线、控制总线和数据总线与CPU连接；通过数据线（D）、控制线（C）和状态线（S）与外部设备连接。 10. 存储器的作用是什么？只读存储器和随机存储器有什么不同？ 存储器具有记忆功能，用来存放数据和程序。计算机中的存储器主要有随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种。随机存储器一般用来存放程序运行过程中的中间数据，计算机掉电时数据不再保存。只读存储器一般用来存放程序，计算机掉电时信息不会丢失。 11．某存储器的存储容量为64KB,它表示多少个存储单元？64×1024 12. 简述微型计算机硬件系统组成。
第二章选择题 （1）下列关于程序计数器PC的描述中______是错误的。 A. PC不属于特殊功能寄存器B．PC中的计数值可被编程指令修改 C. PC可寻址64KB RAM空间D．PC中存放着下一条指令的首地址 （2）MCS-51单片机的复位信号是______有效。 A、下降沿 B、上升沿 C、低电平 D、高电平 （3）以下选项中第______项不是80C51单片机的基本配置。 A．定时/计数器T2B．128B片内RAM C．4KB片内ROM D．全双工异步串行口 （4）单片机中的CPU主要由______两部分组成。 A．运算器和寄存器B．运算器和控制器C．运算器和译码器D．运算器和计数器 （5）在51单片机的下列特殊功能寄存器中，具有16位字长的是______。 A．PCON B．TCON C．SCON D．DPTR （6）80C51单片机的ALE引脚是______引脚。 A．地址锁存使能输出端B．外部程序存储器地址允许输入端 C．串行通信口输出端D．复位信号输入端 （7）80C51单片机的存储器为哈佛结构，其内包括______。 A．4个物理空间或3个逻辑空间B．4个物理空间或4个逻辑空间 C．3个物理空间或4个逻辑空间D．3个物理空间或3个逻辑空间 （8）在通用I/O方式下，欲从P1口读取引脚电平前应当______。 A．先向P1口写0B．先向P1口写1C．先使中断标志清零D．先开中断 （9）程序状态字寄存器中反映进位（或借位）状态的标志位符号是______。 A．CY B. F0 C . OV D. AC （10）单片机中的程序计数器PC用来______。
A．存放指令 B.存放正在执行的指令地址 C . 存放下一条指令地址 D. 存放上一条指令地址 （11）单片机上电复位后，PC的内容和SP的内容为______。 A．0000H，00H B. 0000H，07H C . 0003H，07H D. 0800H，08H （12）80C51单片机要使用片内RAM，/EA引脚______。 A．必须接+5V B. 必须接地 C . 必须悬空 D. 没有限定 （13）PSW中的RS1和RS0用来______。 A．选择工作寄存器区号 B. 指示复位 C . 选择定时器 D. 选择中断方式 （14）上电复位后，PSW的初始值为______。 A．1 B. 07H C . FFH D. 0 （15）单片机80C51的XTAL1和XTAL2引脚是______引脚。 A．外接定时器 B. 外接串行口 C . 外接中断 D.外接晶振 （16）80C51单片机的VSS(20)引脚是______引脚。 A．主电源+5V B. 接地 C . 备用电源 D.访问片外存储器 （17）80C51单片机的P0～P3端口中具有第二功能的端口是______。 A．P0 B. P1 C . P2 D. P3 （18）80C51单片机的/EA引脚接+5V时，程序计数器PC的有效地址范围在______。 A．1000H～FFFFH B. 0000H～FFFFH C .0001H～0FFFH D. 0000H～0FFFH （19）当程序状态字寄存器PSW中的R0和R1分别为0和1时，系统选用的工作寄存器组为______。 A．组0 B. 组1 C .组2 D. 组3 （20）80C51单片机的内部RAM中具有位地址的字节地址范围是______。 A．0～1FH B. 20H～2FH C .30H～5FH D. 60H～7FH （21）若80C51单片机的机器周期为12微秒，则其晶振频率为______MHz。
第2章思考题及习题2参考答案 一、填空 1. 在AT89S52单片机中，如果采用6MHz晶振，一个机器周期为。答：2μs 2. AT89S52单片机的机器周期等于个时钟振荡周期。答：12 3. 内部RAM中，位地址为40H、88H的位，该位所在字节的字节地址分别为 和。答：28H，88H 4. 片内字节地址为2AH单元最低位的位地址是；片内字节地址为A8H单元的最低位的位地址为。答：50H，A8H 5. 若A中的内容为63H，那么，P标志位的值为。答：0 6. AT89S52单片机复位后，R4所对应的存储单元的地址为，因上电时PSW= 。这时当前的工作寄存器区是组工作寄存器区。答：04H，00H，0。 7. 内部RAM中，可作为工作寄存器区的单元地址为 H～ H。答：00H，1FH 8. 通过堆栈操作实现子程序调用时，首先要把的内容入栈，以进行断点保护。调用子程序返回指令时，再进行出栈保护，把保护的断点送回到，先弹出的是原来中的内容。答：PC, PC，PCH 9. AT89S52单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器PC的位数所决定的，因为AT89S52单片机的PC是16位的，因此其寻址的范围为 KB。答：64 10. AT89S52单片机复位时，P0~P3口的各引脚为电平。答：高 11. AT89S52单片机使用片外振荡器作为时钟信号时，引脚XTAL1接，引脚XTAL2的接法是。答：片外振荡器的输出信号，悬空 12. AT89S52单片机复位时，堆栈指针SP中的内容为，程序指针PC中的内容为 。答：07H，0000H 二、单选 1. 程序在运行中，当前PC的值是。 A．当前正在执行指令的前一条指令的地址 B．当前正在执行指令的地址。 C．当前正在执行指令的下一条指令的首地址 D．控制器中指令寄存器的地址。 答：C 2. 判断下列哪一种说法是正确的？
单片机课后习题答案 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 2.89C51的EA端有何用途？ 答：/EA端接高电平时，CPU只访问片内flash Rom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~7FH 6. 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）（Address Latch Enable）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=Output Enable（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）（Program Status Word）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（Special Function Register）（特殊功能寄存器） 9.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MOV A,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
思考题： 【2-1】80C51单片机由哪几部分组成，试说明ROM和RAM的功能分别是什么? 【2-2】在程序运行中，PC的值是。（） A）当前正在执行指令的前一条指令的地址 B）当前正在执行指令的地址 C）当前正在执行指令的下一条指令的首地址 D）控制器中指令寄存器的地址 【2-3】判断下列说法是否正确。 （1）PC可以存放一个16位二进制数，因此其寻址范围为0000H~7FFFH。（） （2）单片机系统复位时PC的内容为0000H，因此CPU从程序存储器0000H地址单元取指令，开始执行程序。（） （3）PC可以看成是程序计时器（） （4）PC可以看成是程序存储器的地址指针。（） 【2-4】试计算当振荡频率为12 MHz和6 MHz时，一个机器周期的长度？试辨析振荡周期、状态周期、机器周期、指令周期之间的关系。 【2-5】单片机的ROM必须具有掉电存储功能，这句话是否正确？ 【2-6】单片机对RAM的根本要求是快，但掉电可丢失数据，这个表述正确吗？ 【2-7】试说出80C51的两种时钟电路模式，如果是只有一个单片机工作常使用的是哪一种？如果是两个以上的单片机工作使用哪一种？ 【2-8】80C51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？现在使用的80C51系列单片机内部一般均含有ROM，其EA引脚应该怎么接？ 【2-9】80C51系列单片机的三总线结构包括哪三种？其中作地址总线指的是？作数据总线指的是？属于控制总线的有？P0口的分时复用功能需要依靠锁存器的锁存功能，试举1种常用的低功耗锁存器并将其与单片机正确连接？ 【2-10】片内RAM低128单元一般划分为哪三个主要部分？对应的字节地址空间是？内部RAM中，可作为工作寄存器区的单元地址为（）H～（）H。 【2-11】80C51单片机任何一个时间4组通用工作寄存器中只能有一组工作，具体哪一组工作由什么来决定？如何设置才能选用0组通用寄存器？ 【2-12】80C51单片机具有很强的位（布尔）处理功能，内部RAM中共有多少单元可以位寻址，试写出其字节范围和位地址范围？ 【2-13】位地址00H与字节地址00H在内存中的位置有什么区别？片内字节地址为2AH单元最低位的位地址是（）；片内字节地址为88H单元的最低位的位地址为（）。 【2-14】80C51单片机可位寻址的范围包括两个区域，即可位寻址的特殊功能寄存器和内部RAM字节地址是20H－2FH的单元，这句话表述的是否正确？ 【2-15】可位寻址的特殊功能寄存器的最低位位地址与字节地址形式不同，这句话表述是否正确？【2-16】堆栈遵循的原则是什么？SP的名称是？初始化时SP的值是多少？通过堆栈操作实现子程序调用时，首先要把（）的内容入栈，以进行断点保护；调用子程序返回指令时，再进行出栈保护，把保护的断点进回到（）。 【2-17】程序状态字PSW的作用是什么？常用的状态标志有哪几位，其作用是什么？若A中的内容为63H，那么P标志位的值为（）；单片机复位后，PSW=（），这时当前的工作寄存器区是（）组工作寄存器区R4所对应的存储单元的地址为（）。 【2-18】判断下列说法是否正确。
1.MCS-51单片机内部由哪些部分组成？ 答：MCS-51单片机主要包括的内部结构有8位的CPU、4KB的ROM存储器、128B的RAM存储器、两个定时器/计数器、中断系统、4个并行I/O接口、1个串行接口和片内的时钟振荡器。 2．MCS-51单片机存储器的组织结构是怎样的？ 答：MCS-51单片机的存储器组织采用哈佛结构，即分为相互独立的程序存储器和数据存储器两大空间结构。程序存储器空间由内部ROM存储器和外部ROM存储器组成。数据存储器也分为内部RAM存储器和外部RAM存储器。内部RAM存储器又可划分为工作寄存器区、位寻址区和一般数据RAM区，MCS-51单片机的特殊功能寄存器也实现在内部RAM区。 3．8051单片机内部的特殊功能寄存器有哪些？ 答：累加器 B寄存器程序状态字堆栈指针数据寄存器指针 P1口 P0口 P2口 P3口中断优先级控制器中断允许控制器定时器方式选择 定时器控制器定时器2控制器定时器0高8位 定时器串行控制器串行数据缓冲器电源控制器
4．8051的内部数据存储器分为哪几个部分？ 答：特殊功能寄存器区，位寻址区，用户RAM区，工作寄存器区。 5．MCS-51单片机的工作寄存器有多少个？共分为多少个区域？如何选择工作寄存器区？ 答：地址范围在00H～1FH的区域被称为工作寄存器区，共有32个单元，这32个单元又分为4个区域，称为0区、1区、2区和3区，每个区域有8个单元，这8个单元拥有自己的寄存器名称，分别为R0、R1、…、R7。MCS-51单片机在工作过程中只能选定一个区域作为当前活动的工作寄存器区，单片机复位后系统设置0区为当前默认的工作寄存器区，如果用户需要应用其他工作寄存器区，必须通过软件改变寄存器区选择位的值来切换当前工作寄存器区，工作寄存器区选择位是特殊功能寄存器PSW中的RS1和RS0两位。其选择规 6．8051有哪些特殊功能寄存器？它们的功能是什么？ 答：8051的特殊功能寄存器主要有 （1）累加器A（Accumulator） 功能比较多，具有重要的作用。MCS-51单片机指令系统中的许多操作都需要采用累加器，如算术运算、逻辑运算和左右移位等操作往往需要将处理前的数据存放在累加器中，并在操作完成后将结果存放在累加器中。 （2）通用寄存器B（General Purpose Register） 通用寄存器B是一个8位寄存器，在进行乘除运算时，必须使用B寄存器。 （3）程序状态字PSW（Program Status Word） 程序状态字寄存器存放着程序运行过程中的各种状态信息，它是一个8位寄存器，其中每一位的定义如表。 表中左起第一位为最高有效位（MSB）PSW.7，右边最后一位为最低有效位（LSB）PSW.0。 ?进位标志位（CY） ?辅助进位标志（AC） ?用户标志位（F0） ?寄存器区选择位（RS1和RS0） ?溢出标志位（OV）
一）填空题 1. 十进制数14对应的二进制数表示为（1110B），十六进制数表 示为（0EH）。十进制数-100的补码为（9CH），+100的补码为（64H）。 2. 在一个非零的无符号二进制整数的末尾加两个0后，形成一个新的无符号二进制整数，则新数是原数的（4）倍。 3. 8位无符号二进制数能表示的最大十进制数是（255）。带符号二进制数11001101转换成十进制数是（-51）。 4. 可以将各种不同类型数据转换为计算机能处理的形式并输送到计算机中去的设备统称为（输入设备）。 5. 已知字符D的ASCII码是十六进制数44，则字符T的ASCII码是十进制数（84）。 6. 若某存储器容量为640KB，则表示该存储器共有（655360）个存储单元。 7. 在计算机中，二进制数的单位从小到大依次为（位）、（字节）和（字），对应的英文名称分别是（bit）、（Byte）和（Word）。 8. 设二进制数A=10101101，B=01110110，则逻辑运算A∨B=（11111111），A ∧B=（00100100），A⊕B=（11011011）。 9. 机器数01101110的真值是（+110），机器数01011001的真值是（+89），机器数10011101的真值是（+157或-115），机器数10001101的真值是（+206或-50）。（二）单项选择题 1. 用8位二进制补码数所能表示的十进制数范围是（D） （A）-127 ~ +127 （B）-128 ~ +128 （C）-127 ~ +128 （D）-128 ~ +127 2. 下列等式中，正确的是（B） （A）1 KB = 1024×1024 B （B）1 MB = 1024×1024 B （C）1 KB = 1024 M B （D）1 MB = 1024 B 3. 程序与软件的区别是（C） （A）程序小而软件大（B）程序便宜而软件昂贵 （C）软件包括程序（D）程序包括软件 4. 存储器中，每个存储单元都被赋予惟一的编号，这个编号称为（A） （A）地址（B）字节（C）列号（D）容量 5. 8位二进制数所能表示的最大无符号数是（B） （A）255 （B）256 （C）128 （D）127 6. 下列4个无符号数中，最小的数是（B） （A）11011001（二进制）（B）37（八进制） （C）75（十进制）（D）24（十六进制） 7. 下列字符中，ASCII码最小的是（B） （A）a （B）A （C）x （D）X 8. 下列字符中，ASCII码最大的是（C） （A）a （B）A （C）x （D）X 9. 有一个数152，它与十六进制数6A相等，那么该数是（B） （A）二进制数（B）八进制数（C）十进制数（D）十六进制数 第2章80C51单片机的硬件结构 （一）填空题
第二章 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。 第三章 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。 15．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： MOV 2FH，20H MOV 2EH，21H MOV 2DH，22H 16．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。 答： CLR CY MOV 30H，#7FH MOV 31H，#4DH MOV R0， #31H MOV A，@R0 SUBB A，#4E MOV @R0，A；保存低字节相减结果 DEC R0 MOV A， @R0 SUBB A，#2BH MOV @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。
习题答案 习题0 1．单片机是把组成微型计算机的各功能部件即（微处理器（CPU））、（存储器（ROM 和RAM））、（总线）、（定时器/计数器）、（输入/输出接口（I/O口））及（中断系统）等部件集成在一块芯片上的微型计算机。 2．什么叫单片机？其主要特点有哪些？ 将微处理器（CPU）、存储器（存放程序或数据的ROM和RAM）、总线、定时器/计数器、输入/输出接口（I/O口）、中断系统和其他多种功能器件集成在一块芯片上的微型计机，称为单片微型计算机，简称单片机。 单片机的特点：可靠性高、便于扩展、控制功能强、具有丰富的控制指令、低电压、低功耗、片内存储容量较小、集成度高、体积小、性价比高、应用广泛、易于产品化等。 3. 单片机有哪几个发展阶段？ （1）第一阶段（1974—1976年）：制造工艺落后，集成度低，而且采用了双片形式。典型的代表产品有Fairchild公司的F8系列。其特点是：片内只包括了8位CPU，64B的RAM 和两个并行口，需要外加一块3851芯片（内部具有1KB的ROM、定时器/计数器和两个并行口）才能组成一台完整的单片机。 （2）第二阶段（1977—1978年）：在单片芯片内集成CPU、并行口、定时器/计数器、RAM和ROM等功能部件，但性能低，品种少，应用范围也不是很广。典型的产品有Intel 公司的MCS-48系列。其特点是，片内集成有8位的CPU，1KB或2KB的ROM，64B或128B的RAM，只有并行接口，无串行接口，有1个8位的定时器/计数器，中断源有2个。片外寻址范围为4KB，芯片引脚为40个。 （3）第三阶段（1979—1982年）：8位单片机成熟的阶段。其存储容量和寻址范围增大，而且中断源、并行I/O口和定时器/计数器个数都有了不同程度的增加，并且集成有全双工串行通信接口。在指令系统方面增设了乘除法、位操作和比较指令。其特点是，片内包括了8位的CPU，4KB或8KB的ROM，128B或256B的RAM，具有串/并行接口，2个或3个16位的定时器/计数器，有5～7个中断源。片外寻址范围可达64KB，芯片引脚为40个。代表产品有Intel公司的MCS-51系列，Motorola公司的MC6805系列，TI公司的TMS7000系列，Zilog公司的Z8系列等。 （4）第四阶段（1983年至今）：16位单片机和8位高性能单片机并行发展的时代。16位机的工艺先进，集成度高，内部功能强，运算速度快，而且允许用户采用面向工业控制的专用语言，其特点是，片内包括了16位的CPU，8KB的ROM，232B 的RAM，具有串/并行接口，4个16位的定时器/计数器，有8个中断源，具有看门狗（Watchdog），总线控制部件，增加了D/A和A/D转换电路，片外寻址范围可达64KB。代表产品有Intel公司的MCS-96系列，Motorola公司的MC68HC16系列，TI公司的TMS9900系列，NEC公司的783××系列和NS公司的HPC16040等。然而，由于16位单片机价格比较贵，销售量不大，大量应用领域需要的是高性能、大容量和多功能的新型8位单片机。 近年来出现的32位单片机，是单片机的顶级产品，具有较高的运算速度。代表产品有Motorola公司的M68300系列和Hitachi（日立）公司的SH系列、ARM等。 4．在实际应用中，如何选择单片机的类型？ 选择原则：主要从指令结构、运行速度、程序存储方式和功能等几个方面选择单片机。 MCS-51为主流产品。 Motorola是世界上最大的单片机厂商。品种全、选择余地大、新产品多。其特点是噪声低，抗干扰能力强，比较适合于工控领域及恶劣的环境。 Microchip单片机是市场份额增长较快的单片机。它的主要产品是PIC系列8位单片机。其特点是运行速度快，低价位，适用于量大、档次低、价格敏感的产品。 美国德州仪器（TI）公司生产的MSP430系列单片机是一种特低功耗的Flash微控制器。主要用于三表及超低功耗场合。
第一章 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。 第二章 6. 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）（Address Latch Enable）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=Output Enable（输出允许） 9. 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（ANL P0,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MOV A,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。 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。 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?
《单片机原理及应用》习题答案 第一章计算机基础知识 1-1 微型计算机主要由哪几部分组成？各部分有何功能？ 答：一台微型计算机由中央处理单元（CPU）、存储器、I/O接口及I/O设备等组成，相互之间通过三组总线（Bus）：即地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB来连接。 CPU由运算器和控制器组成，运算器能够完成各种算术运算和逻辑运算操作，控制器用于控制计算机进行各种操作。 存储器是计算机系统中的“记忆”装置，其功能是存放程序和数据。按其功能可分为RAM和ROM。 输入/输出（I/O）接口是CPU与外部设备进行信息交换的部件。 总线是将CPU、存储器和I/O接口等相对独立的功能部件连接起来，并传送信息的公共通道。 1-3 什么叫单片机？其主要由哪几部分组成？ 答：单片机（Single Chip Microcomputer）是指把CPU、RAM、ROM、定时器/计数器以及I/O接口电路等主要部件集成在一块半导体芯片上的微型计算机。 1-4 在各种系列的单片机中，片内ROM的配置有几种形式？用户应根据什么原则来选用？ 答：单片机片内ROM的配置状态可分四种： （1）片内掩膜（Mask）ROM型单片机（如8051），适合于定型大批量应用产品的生产； （2）片内EPROM型单片机（如8751），适合于研制产品样机； （3）片内无ROM型单片机（如8031），需外接EPROM，单片机扩展灵活，适用于研制新产品； （4）EEPROM（或Flash ROM）型单片机（如89C51），内部程序存储器电可擦除，使用更方便。 1-5 写出下列各数的另两种数制的表达形式（二、十、十六进制） 1-6 写出下列各数的BCD参与： 59：01011001，1996：0001100110010110，4859.2：0100100001011001.0010
一．闪烁灯 1．实验任务 如图4.1.1所示：在端口上接一个发光二极管L1，使L1在不停地一亮一灭，一亮一灭的时间间隔为秒。 2．电路原理图 图4.1.1 3．系统板上硬件连线 把“单片机系统”区域中的端口用导线连接到“八路发光二极管指示模块”区域中的L1端口上。 4．程序设计内容 （1）延时程序的设计方法 作为单片机的指令的执行的时间是很短，数量大微秒级，因此，我们要 求的闪烁时间间隔为秒，相对于微秒来说，相差太大，所以我们在执行 某一指令时，插入延时程序，来达到我们的要求，但这样的延时程序是 如何设计呢下面具体介绍其原理：
如图4.1.1所示的石英晶体为12MHz，因此，1个机器周期为1微秒机器周期微秒 MOV R6,#20 2个 2 D1: MOV R7,#248 2个22＋2×248＝49820× DJNZ R7,$ 2个2×248(498 DJNZ R6,D1 2个2×20＝40 10002 因此，上面的延时程序时间为。 由以上可知，当R6＝10、R7＝248时，延时5ms，R6＝20、R7＝248时，延时10ms,以此为基本的计时单位。如本实验要求秒＝200ms，10ms×R5 ＝200ms，则R5＝20，延时子程序如下： DELAY: MOV R5,#20 D1: MOV R6,#20 D2: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RET （2）．输出控制 如图1所示，当端口输出高电平，即＝1时，根据发光二极管的单向导 电性可知，这时发光二极管L1熄灭；当端口输出低电平，即＝0时，发 光二极管L1亮；我们可以使用SETB指令使端口输出高电平，使用CLR 指令使端口输出低电平。 5．程序框图
第二章 1、MCS-51系列单片机内部有哪些主要的逻辑部件？P10 答：MCS-51系列单片机内部的逻辑部件主要有：算术/逻辑部件ALU、累加器A、只读存储器ROM、随机存储器RAM、指令寄存器IR、程序计数器PC、定时器/计数器、I/O接口电路、程序状态寄存器PSW、寄存器组。 3、MCS-51内部RAM区功能如何分配？如何选用4组工作寄存器中的一组作为当前的工作寄存器组？位寻址区域的字节地址范围是多少？P13-P15 答：MCS-51内部RAM的地址空间为00H-7FH，128B，按功能分为3个区域。00H-1FH 的32B单元是4个工作寄存器组，单片机执行程序时，具体使用哪一组是通过对PSW的RS1、RS0两位的设置来实现；20H-2FH的16B共128位，是可以按位寻址的内部RAM区；30H-7FH的80B单元是只能按字节寻址的内部RAM区。 5、8031设有4个8位并行端口，若实际应用8位I/O口，应使用P0-P3中的哪个端口传送？16位地址如何形成？P19-P21 答： ?P1口是专门供用户使用的I/O口，是准双向接口，故可以使用P1口传送；?P0口既可作地址/数据总线使用，又可作通用I/O使用。一方面用来输出外部存储器或I/O的低8位地址，另一方面作为8位数据输入/输出口，故由P0口输出16位地址的低8位；
?P2口可作通用I/O口使用，与P1口相同。当外接存储器或I/O时，P2口给出地址的高8位，故P2口输出16位地址的高8位。 8、MCS-51的时钟周期、机器周期、指令周期是如何分配的？当振荡频率为10MHz时，一个机器周期为多少微妙？P25 答：CPU执行一条指令的时间称为指令周期，它是以机器周期为单位的。MCS-51典型的指令周期为一个机器周期，每个机器周期由6个状态周期组成，每个状态周期由2个时钟周期（振荡周期）组成。 1 一个机器周期一个状态周期一个时钟周期 =6=12=12 ??? 振荡频率 当振荡频率为10MHz时，一个机器周期为12/10M Hz=1.2us。 9、在MCS-51扩展系统中，片外程序存储器和片外数据存储器地址一样时，为什么不会发生冲突？P12；P13、P18 答：1、程序存储器和数据存储器物理上是独立的，寻址片外程序存储器和片外数据存储器的寻址方式、寻址空间和控制信号不同。 2、对外部程序存储器访问使用MOVC指令；对外部数据存储器访问使用MOVX 指令。 10、MCS-51的P3口具有哪些第二种功能？P19表2-6 答： P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 INT0（外部中断0） P3.3 INT（外部中断1） P3.4 T0（定时器0外部中断） P3.5 T1（定时器1外部中断） P3.6 WR（外部数据存储器写信号）P3.7 RD（外部数据存储器读信
第二章：单片机的基本结构与工作原理 2.1：51系列单片机在片内集成了哪些主要逻辑功能都件?各个逻辑部件的主要功能是什么? 答: 80C51系列单片机在片内集成了以下主要逻辑功能部件及分别有如下的主要功能： (l)CPU(中央处理器):8位 功能:中央处理器由中央控制器与运算器一起构成。中央控制器是识别指令并根据指令性质控制计算机各组成部件进行工作的部件。 (2)片内RAM:128B 功能:在单片机中，用随机存取存储器(RAM)来存储程序在运行期间的工作变量和数据，所以称为数据存储器。一般在单片机内部设置一定容量(64B至256B)的RAM。这样小容量的数据存储器以高速RAM的形式集成在单片机内以加快单片机运行的速度。同时这种结构的RAM还可以使存储器的功耗下降很多。 (3)特殊功能寄存器:21个 功能:特殊功能寄存器(SFR)是80C51单片机中各功能部件所对应的寄存器用以存放相应功能部件的控制命令、状态或数据的区域。这是80C51系列单片机中最有特色的部分。现在所有80C51系列功能的增加和扩展几乎都是通过增加特殊功能寄存器(SFR)来达到的。 80C51系列单片机设有128B内部数据RAM结构的特殊功能寄存器(SFR)空间区。除程序计数器PC和4个通用工作寄存器组外其余所有的寄存器都在这个地址空间之内。 (4)程序存储器:4KB 功能:80C51单片机的程序存储器用于存放经调试正确的应用程序和表格之类的固定常数。由于采用16位的程序计数器PC和16位的地址总线，因而其可扩展的地址空间为64KB，而且这64KB地址空间是连续、统一的。 (5)并行I/O口:8位 4个 功能:为了满足“面向控制”实际应用的需要，80C51系列单片机提供了数量多、功能强、使用灵活的并行I/O口。80C51系列单片机的并行I/O口不仅可灵活地选作输人或输出，而且还具有多种功能。例如它既是I/O口 又是系统总线或是控制信号线等，从而为扩展外部存储器和I/O接口提供了方便，大大拓宽了单片机的应用范围。 (6)串行接口:全双工 1个 功能:全双工串行I/O口提供了与某些终端设备进行串行通信或者和一些特殊功能的器件相连的能力；甚至可用多个单片机相连构成多机系统 使单片机的功能更强和应用更广。 (7)定时器/计数器:16位 2个 功能:在单片机的实际应用中定时器/计数器提供精确的定时或者对外部事件进行计数。为了减少软件开销和提高单片机的实时控制能力，因而均在单片机内部设置定时器/计数器电路通过中断实现定时/计数的自动处理。 (8)片内时钟电路:1个