单片机原理及应用第四版林立第七章

第一章习题‎1.什么是单片‎机？单片机和通‎用微机相比‎有何特点？答：单片机又称‎为单片微计‎算机，它的结构特‎点是将微型‎计算机的基‎本功能部件‎（如中央处理‎器（CPU）、存储器、输入接口、输出接口、定时/计数器及终‎端系统等）全部集成在‎一个半导体‎芯片上。

虽然单片机‎只是一个芯‎片，但无论从组‎成还是从逻‎辑功能上来‎看，都具有微机‎系统的定义‎。

与通用的微‎型计算机相‎比，单片机体积‎小巧，可以嵌入到‎应用系统中‎作为指挥决‎策中心，是应用系统‎实现智能化‎。

2.单片机的发‎展有哪几个‎阶段？8位单片机‎会不会过时‎，为什么？答：单片机诞生‎于1971‎年，经历了SC‎M、MCU、SOC三大‎阶段，早期的SC‎M单片机都‎是8位或4‎位的。

其中最成功‎的是INT‎E L的80‎31，此后在80‎31上发展‎出了MCS ‎51系列M‎C U系统。

基于这一系‎统的单片机‎系统直到现‎在还在广泛‎使用。

随着工业控‎制领域要求‎的提高，开始出现了‎16位单片‎机，但因为性价‎比不理想并‎未得到很广‎泛的应用。

90年代后‎随着消费电‎子产品大发‎展，单片机技术‎得到了巨大‎提高。

随着INT‎E L i960系‎列特别是后‎来的ARM‎系列的广泛‎应用，32位单片‎机迅速取代‎16位单片‎机的高端地‎位，并且进入主‎流市场。

然而，由于各应用‎领域大量需‎要的仍是8‎位单片机，因此各大公‎司纷纷推出‎高性能、大容量、多功能的新‎型8位单片‎机。

目前，单片机正朝‎着高性能和‎多品种发展‎，但由于MC‎S-51系列8‎位单片机仍‎能满足绝大‎多数应用领‎域的需要，可以肯定，以MCS-51系列为‎主的8位单‎片机，在当前及以‎后的相当一‎段时间内仍‎将占据单片‎机应用的主‎导地位。

3.举例说明单‎片机的主要‎应用领域。

答：单片机广泛‎应用于仪器‎仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的‎智能化管理‎及过程控制‎等领域，大致可分如‎下几个范畴‎：智能仪器单片机具有‎体积小、功耗低、控制功能强‎、扩展灵活、微型化和使‎用方便等优‎点，广泛应用于‎仪器仪表中‎，结合不同类‎型的传感器‎，可实现诸如‎电压、电流、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理‎量的测量。

第四章习题1．C语言的优点是什么？C程序的主要结构特点是什么？答：C语言是一种高级语言，与51汇编语言相比，它代码紧凑，程序可读性强，编程工作量小，功能强，且容易掌握。

C程序以函数为单位，由一个主函数和若干个其他函数构成，主函数是程序的入口，其他函数由主函数直接或间接调用。

程序可以由一个文件或多个文件组成。

文件类型包括头文件和C语言源文件，也可以是汇编语言文件，C程序可与汇编语言混合编程。

2．C51语言的变量定义包含哪些关键因素？为何这样考虑？答：C语言的变量定义格式如下：[存储种类] 数据类型[存储类型] 变量名存储种类有：自动型(auto)、外部型(extern)、静态型(static)、寄存器型(register)。

数据类型有：字符型(char)，整型(int)，长整型(long)，浮点型(float)，双精度型(double)，还有二进制位型(bit)，特殊功能寄存器型(sfr)，SFR可位寻址的位类型(sbit)。

存储类型有：片内低128B RAM区(data)、片内可位寻址区(bdata)，片内高128B RAM间接寻址区(idata)，片外页RAM寻址区(pdata)，片外64KB RAM 区(xdata)、程序ROM区(code)。

变量名由字母、数字和下划线组成，且第一个字符不能为数字。

C51语言比标准C语言多了存储类型，因为MCS－51单片机的存储结构中有四个物理存储空间(片内RAM、片内ROM，片外RAM，片外ROM)，三个逻辑地址空间(片内RAM，片外RAM，ROM)，而且有多种寻址方式（直接寻址、间接寻址、页面寻址、位寻址），所以在定义变量时，要根据其所在位置和寻址方式明确指定存储类型。

3．C51与汇编语言的特点各有哪些？怎样实现两者的优势互补？答： C51是结构化语言，代码紧凑，接近自然语言，程序可读性强，易于调试、维护，库函数丰富，编程工作量小，可使产品开发周期短，具有机器控制能力，功能很强，适合于嵌入式系统开发。

第七章选择题答案（1）从串口接收缓冲器中将数据读入到变量temp中的C51语句是______。

A．temp=SCON;B．temp=TCON;C．temp=DPTR;D．temp=SBUF;（2）全双工通信的特点是，收发双方______。

A．角色固定不能互换B.角色可换但需切换C .互不影响双向通信D.相互影响互相制约（3）80C51的串口工作方式中适合多机通信的是______。

A．工作方式0B．工作方式1C．工作方式2D．工作方式3（4）80C51串行口接收数据的次序是下述的顺序______。

①接收完一帧数据后，硬件自动将SCON的RI置1②用软件将RI清零③接收到的数据由SBUF读出④置SCON的REN为1，外部数据由RXD输入A．①②③④B．④①②③C．④③①②D．③④①②（5）80C51串行口发送数据的次序是下述的顺序______。

①待发数据送SBUF②硬件自动将SCON的TI置1③经TXD（）串行发送一帧数据完毕④用软件将SCON的TI清零A．①③②④B．①②③④C．④③①②D．③④①②（6）80C51用串口工作方式0时______。

A．数据从RXD串行输入，从TXD串行输出B．数据从RXD串行输出，从TXD串行输入C．数据从RXD串行输入或输出，同步信号从TXD输出D．数据从TXD串行输入或输出，同步信号从RXD输出（7）在用接口传送信息时，如果用一帧来表示一个字符，且每帧中有一个起始位、一个结束位和若干个数据位，该传送属于______。

A．异步串行传送B．异步并行传送C．同步串行传送D．同步并行传送（8）80C51的串口工作方式中适合点对点通信的是______。

A．工作方式0B．工作方式1C．工作方式2D．工作方式3（9）80C51有关串口内部结构的描述中______是不正确的。

A．51内部有一个可编程的全双工串行通信接口B．51的串行接口可以作为通用异步接收/发送器，也可以作为同步移位寄存器C．串行口中设有接收控制寄存器SCOND．通过设置串口通信的波特率可以改变串口通信速率（10）80C51有关串口数据缓冲器的描述中______是不正确的。

单片机原理及应用习题第一章绪论1-1单项选择1、计算机中最常用的字符信息编码是（）。

（A）ASCII （B）BCD码（C）余3码（D）循环码2、-31D的二进制补码为.( )。

（A）B （B）B （C）B （D）B3、十进制29的二进制表示为原码（）。

（A）B （B） B （C）B （D）B4、十进制0.625转换成二进制数是（）。

（A）0.101 （B）0.111 （C）0.110 （D）0.1005、十六进制数7的ASCII码是（）。

（A）37 （B）7 （C）07 （D）476、十六进制数B的ASCII码是（）。

（A）38 （B）42 （C）11 （D）10117、通常所说的主机是指（）（A）运算器和控制器（B）CPU和磁盘存储器（C）CPU和主存储器（D）硬件和软件8、使用单片机实现在线控制的好处不包括( )（A）精确度高（B）速度快（C）成本低（D）能与数据处理结合1-2填空1、计算机中常作的码制有、和。

2、十进制29的二进制表示为。

3、十进制数-29的8位补码表示为。

4、是计算机与外部世界交换信息的载体。

5、十进制数-47用8位二进制补码表示为。

6、-49D的二进制补码为。

7、计算机中的数称为，它的实际值叫。

8、单片机的存储器结构形式有普林斯顿结构（又称冯.依诺曼结构）与哈佛结构，MCS-51存储器采用的是结构。

1-3 问答题1、何谓单片机？单片机与一般微型计算机相比，具有哪些特点？2、单片机主要应用在哪些领域？3、为什么80C51系列单片机能成为8位单片机应用主流?4、举例说明单片机的主要应用领域。

5、二进制数、十进制数、十六进制数各用什么字母尾缀作为标识符?无标识符时表示什么进制数?6、试比较MCS-51，MSP430，EM78，PIC，M6800及A VP等系列单片机的特点。

第二章MCS-51单片机的硬件结构与工作原理1、要MCS-51系统中，若晶振频率屡6MHz，一个机器周期等于( ) μsA 1B 2C 3D 0.52、以下不是构成的控制器部件（）：A 程序计数器、B指令寄存器、C指令译码器、D存储器3、以下不是构成单片机的部件（）A 微处理器（CPU）、B存储器C接口适配器（I＼O接口电路） D 打印机4、下列不是单片机总线是（）A 地址总线B 控制总线C 数据总线D 输出总线5、PSW=18H时，则当前工作寄存器是（）（A）0组(B)1组（C）2组（D）3组6、Ｐ１口的每一位能驱动（）（Ａ）２个ＴＴＬ低电平负载有（Ｂ）４个ＴＴＬ低电平负载（Ｃ）８个ＴＴＬ低电平负载有（Ｄ）１０个ＴＴＬ低电平负载7、MCS-51的中断允许触发器内容为82H,CPU将响应的中断请求是( )(A) T0, (B)T1 (C)串行接口(D) INT08、外部中断0的中断入口地址为（）（A）0003H （B）000BH （C）0013H （D）001BH9、内部定时/计数器T0的中断入口地址为（）（A）0003H （B）000BH （C）0013H （D）001BH10、在中断服务程序中，至少应有一条( )（Ａ）传送指令（Ｂ）转移指令（Ｃ）加法指法（Ｄ）中断返回指令11、MCS－51有中断源（）（A）5个（B）2个（C）3个（D）6个12、在中断流程中有“关中断”的操作，对于外部中断0，要关中断应复位中断允许寄存器的（）（A）EA位和ET0位（B）EA位和EX0位（C）EA位和ES位（D）EA位和ET1位13、MCS-51的并行I/O口读-改写操作，是针对该口的( )（A）引脚（B）片选信号（C）地址线（D）内部锁存器14、MCS-51的并行I/O口信息有两种读取方法，一种是读引脚，还有一种是( )（A）读锁存（B）读数据（C）读A累加器（D）读CPU15、MCS-51的中断源全部编程为同级时，优先级最高的是（）（A）INT1 （B）TI （C）串行接口（D）INT02-2判断1、MCS-51是微处理器。

《单片机原理及应用》课程标准学时数：28学时课程性质：专业课适用专业：机电技术应用一、课程性质与定位《单片机原理及应用》课程是机电一体化、数控技术专业的一门专业必修课。

是一门面向应用的、具有很强实践性与综合性的课程。

通过学习利于改善学生的知识结构，使其获得利用单片机解决某些工程技术问题所需的知识，为学习后续课程及在今后工作中利用单片机实现电器控制、过程控制、信息处理和管理奠定必要的基础。

二、课程教学目标通过学习要求学生掌握单片机的工作原理，了解有关单片机的基本知识，掌握该单片机的指令系统及汇编语言设计的基本方法，掌握单片机的基本功能及典型接口技术，获得相关领域内应用单片机的初步能力。

三、本课程学时安排四、课程教学内容和基本要求第1章单片机基础知识概述（2学时）（一）教学重点和难点单片机概述；PrOteUS 应用简介。

（二）教学内容和基本要求 （1）教学内容： 1. 1单片机概述1. 2单片机学习的预备知识2. 3PrOteUS 应用简介 （2）基本要求：能说出单片机的特点和应用，会数制及其转换；ISIS 模块应用举例，汽ARES 模块应用举例。

第2章MCS-51单片机的结构及原理（2学时） （一）教学重点和难点能说出MCS-51单片机的结构，MCS-51的存储器结构；并行I/O 口。

（二）教学内容和基本要求 （1）教学内容： 3. 1MCS-51单片机的结构 2. 2MCS-51的存储器结构 2. 3单片机的复位、时钟与时序 2. 4并行I/O 口 （2）基本要求：掌握MCS-51单片机的内部结构，了解程序、数据存储器，掌握时钟电路。

第3章单片机的汇编语言与程序设计（4学时） （一）教学重点和难点知道MCS-51指令系统，会汇编语言的编程方法。

（二）教学内容和基本要求 （1）教学内容： 3. 1汇编语言概述 （1学时） 3. 2 MCS-51指令系统简介 （2学时） 3. 3汇编语言的编程方法（1学时） （0.5学时） （0.5学时）（0.5学时） （0.5学时） （0.5学（2）基本要求：了解汇编语言指令格式和描述操作数的简记符号；了解汇编语言程序设计步骤;第4章单片机的C51语言（4学时）（一）教学重点和难点C51的程序结构，C51与汇编语言的混合编程；C51仿真开发环境。

单片机原理及应用(林立-张俊亮版)课后习题答案---副本第2章 MCS-51单片机结构及原理习题6．片内RAM中低128个单元划分为哪三个主要部分？各部分的主要功能是什么？答：片内RAM中低128个单元划分为三个部分：①工作寄存器区（00H-1FH），四组，每组8个，可作用工作寄存器切换使用；②可位寻址区（20H-2FH），16B，位地址为00H-7FH，用作为按位寻址的空间；③用户RAM区（30H-7FH），80B，用作普通RAM单元或堆栈。

7．程序状态字寄存器PSW各位的定义是什么？答：程序状态字寄存器PSW各位的定义如下：PSW.7：进/借位标志CY，加法有进位时置1，减法有借位时置1；PSW.6：辅助进位标志AC，加法运算低四位向高上四位有进位时置1；PSW.5、PSW.1：用户标志位F0和用户标志位F1，保存用户的位数据；PSW.4、PSW.3：工作寄存器选择控制位RS1和RS0，00至11分别选择四组工作之一作为当前工作寄存器PSW.2 ：溢出标志位OV，有符号数加、减运算结果有溢出或乘除上结果异常(乘法运算结果大于255即乘积在BA中，或除法运算除数为0)时置1PSW.0：奇偶标志位P，累加器A中1的个数为奇数时置1。

8．什么是时钟周期？什么是机器周期？什么是指令周期？当振荡频率为12MHz 时，一个机器周期为多少微秒？答：时钟周期又叫振荡周期或拍，用P表示，是MCS-51单片机中最小的时间单位，在一个时钟周期内，CPU完成一个最基本的动作。

机器周期：由12个时钟周期构成，完成一个基本操作指令周期：是执行一条指令所需的时间，根据指令的复杂性，可由1~4个机器周期构成。

当振荡频率为12MHz时，一个机器周期为1微秒。

第4章单片机的C51语言习题1．C语言的优点是什么？C程序的主要结构特点是什么？答：C语言是一种高级语言，学习比低级容易，不需要具体组织、分配存储器资源和处理端口数据，可以直接驱动单片机的所有资源。

7.1. 什么事串行异步通信？在串行异步通信中，数据帧的传输格式是什么？含义如何？ 答：串行异步通信是指在串行通信中发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，互不同步。

数据帧的传输格式：起始位，数据位，奇偶校验位和停止位含义：起始位用于实现发送和接收双方设备之间的同步；数据位包含所要传输的信息；奇偶校验位用于判断接收数据的正确性；停止位表示一帧数据发送结束，开始下一帧数据的传输。

7.3. 89C51单片机串行通信接口控制寄存器有几个？每个寄存器的含义是什么？ 答： 有电源控制寄存器PCON 和串行口控制寄存器SCONPCON 中SMOD 与串口通信有关。

SMOD=0; 串口方式1，2，3时，波特率正常。

SMOD=1; 串口方式1，2，3时，波特率加倍其余与串行通信无关SCON 中SM0、SM1：串行口工作方式控制位SM2：多机通信控制位REN ：串行口接收使能控制端；REN=1时，允许接收，REN=0时，禁止接收TB8：发送接收数据位8RB8：接收数据位8TI ：发送中断标志位；TI=1表示帧发送结束，TI 可由软件置0RI ：接收中断标志位；RI=1表示帧接收完成，RI 可由软件置07.4. 在方式1和方式3的通信模式下，波特率通过那个定时器驱动产生？采用何种定时方式？如果要求采用晶振为11.0592MHz ，产生的传送波特率为2400b/s ，应该怎样对定时器初始化操作？答：由定时器1驱动产生，采用定时器1的工作方式2，自动从装初值当晶振为11.0592MHz ，波特率为2400b/s,由波特率公式：波特率=))256(12/()32/2(a f OSC SMOD -⨯⨯)2400384/(100592.112566⨯⨯-=a可求得初值a 为F4H初始化操作：TMOD=0x20;TL1=0xF4;TH1=0xF4;PCON=0x00;SCON=0x00;TR1=1;8.3 在由单片机80C51和一片ADC0809组成的数据采集系统中，假设ADC0809的地址为0x7ff8~0x7fff ，画出接口电路图，并编写每隔1ms 轮流采集一次8个通道数据的程序。

单片机原理及应用林立 -回复单片机（MCU）是一种微型计算机系统，其包含一个或多个处理器、存储器、输入/输出接口及其他组件集成于一片芯片之中。

单片机广泛应用于工业自动化、测控仪器、通讯设备、家电、汽车电子等领域。

本文将介绍单片机原理及应用。

一、单片机原理单片机有内部程序存储器（ROM）、随机存储器（RAM）和输入/输出（I/O）端口。

程序存储器中储存程序代码，RAM 用于储存数据和程序暂存。

I/O端口可用于连接外部设备实现输入与输出。

单片机按照内部结构可分为两类：基于Harvard结构和基于von Neumann结构。

基于Harvard结构的单片机拥有独立的程序存储器和数据存储器。

两者分别采用不同的总线，使CPU能够同时取指令和读/写数据。

这种结构具有高效率和可靠性，但也存在一些限制，比如内存空间相对较小，扩展性受限等。

基于von Neumann结构的单片机采用同一总线来存取程序和数据，更具灵活性和扩展性。

缺点是运行速度相对较慢。

现代单片机通常采用混合结构，即集成两种结构的优点。

二、单片机应用单片机广泛应用于各行业，本节只介绍其中的几个应用领域。

1. 工业自动化在工业自动化领域，单片机通常用于控制、监测、故障预警等方面。

单片机可根据设定的程序完成一系列操作，如传感器数据采集、指令执行、设备开关控制等。

这大大提高了生产效率和安全性。

2. 测控仪器在测控仪器领域，单片机可用于控制和监测仪器状态、采集和处理测量数据，如医疗设备、环境监测设备、天文望远镜等。

3. 通讯设备在通讯设备领域，单片机可用于控制、处理信号，如手机、无线电、卫星通讯等。

4. 汽车电子在汽车电子领域，单片机通常用于车载系统的控制和监测，如导航系统、安全系统、座椅控制系统等。

单片机还可以实现汽车的自动驾驶和智能交通系统。

总结本文介绍了单片机的原理及应用。

单片机是一种微型计算机系统，其包含一个或多个处理器、存储器、输入/输出接口及其他组件集成于一片芯片之中。