2020年 03月 29日 星期日
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单片机原理与应用_戴胜华_课后答案

来源:未知     作者:威廉希尔     发布时间:2020-03-27 09:50         

  单片机作业答案 ------------------------------------------------------------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、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。 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号) 11、 位地址 7CH 与字节地址 7CH 有哪些区别?位地址 7CH 具体在内存中什么?P14 答:位地址 7CH 与字节地址 7CH 在 RAM 中的不同,寻址方式也不用。位地址 7CH 在内部 RAM 区 2FH 中,可以位寻址;字节地址 7CH 在用户区中,只能按字节寻址。 第三章 2、什么是寻址方式?MCS-51 单片机有哪几种寻址方式?P36 答:寻址方式是指令中确定操作数的形式。MSC-51 单片机有立即数寻址、直接寻址、 寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、相对寻址、位寻址。 3、指出下列指令中画线的操作数的寻址方式?P36 MOV R0, #55H ; 立即寻址 MOV A, 2AH ; 直接寻址 MOV A, @R1 ; 寄存器间接寻址 MOV @R0, A ; 寄存器寻址 DIV A, B ; 寄存器寻址 ADD A, R7 ; 寄存器寻址 MOVX A, @DPTR ; 寄存器间接寻址 MOV DPTR, #0123H ; 立即寻址 MOVC A, @A+DPTR ; 基址加变址寻址 INC DPTR ; 寄存器寻址 7、为什么要进行十进制调整?调整方法是什么?P49 答:十进制表示用 BCD 码规则,相加大于 10 进位;运算用二进制规则,相加大于 16 进位。所以要进行十进制调整。调整方法:数的低四位大于 9 或标志位 AC=1,则低四 位加 06H 调整。高四位大于 9 或标志位 CY=1 则高四位加 60H。 8、编程实现两个一字节压缩型 BCD 码的减法。设被减数地址在 R0 中,减数地址在 R1 中,差仍存于被减数地址单元中。? 答: CLR C MOV A,#9AH SUBB A,@R1 ADD A,@R0 DA A MOV @R0,A 9、 把片外数据存储器 8000H 单元中的数据读到累加器中, 应用哪几条指令?P45 例 3.7 答: MOV DPTR, #8000H MOV A, @DPTR 10、已知内部 RAM 中,(A) =35H,(R0) =6FH,(P1) =0FCH,(SP) =0C0H。分别写出下列 各条指令的执行结果。P41(1) MOV R0, A ; (R0)=35H P41(2) (2) MOV @R0, A ; (6FH)=35H P42(4) (3) MOV A, #90H ; (A)=90H P41(1) (4) MOV A, 90H ; (A)=(90H) P41(1) (5) MOV 80H, #81H ; (80H)=81H P42(3) (6) MOVX @R0, A ; (6FH)=35H P45 2 (7) PUSH A ; (0C1H)=35H,(SP)=0C1H P43(6) (8) SWAP A ; (A)=53H P44(8) (9) XCH A, R0 ; (A)=6FH,(R0)=35H P44(7) 第四章 2、在汇编语言程序设计中,为什么要采用标号来表示地址?标号的构成原则是什么? 使用标号有什么?注释段起什么作用?P69 答:采用标号便于在编写程序时,实现跳转、循环等程序控制转移。 标号位于语句的开始,由以字母开头的字母和数字组成,它代表语句的地址。标号与 指令间要用冒号“: ”分开, 标号与“: ”之间不能有空格, “: ”与操作码之间可以有空格。 注释段放在语句的最后,以冒号开始,为不可执行部分,对程序进行解释性说明。 3、MCS-51 汇编语言有哪几条常用的伪指令?各起什么作用?P70-P72 答:MCS-51 汇编语言有以下常用的伪指令: 1、设置起始地址伪指令 ORG(Origin) 格式:ORG 起始地址 作用:ORG 伪指令总是出现在每段源程序或数据块的开始,可以使程序、子程序和数 据快存放在存储器的任何。若在源程序中不放 ORG 指令,则汇编将从 0000H 单元 开始编排目标程序。ORG 定义控件地址应由从小到大,且不能重叠。 2、定义字节伪指令 DB(Define Byte) 格式:标号:DB 项或项表 作用:把项或项表的数值存入从标号开始的连续单元中。 3、定义字伪指令 DW(Define Word) 格式:标号:DW 项或项表 作用:基本含义与 DB 相同,不同的是 DW 定义 16 位数据。 4、预留存储区伪指令 DS(Define Storage) 格式:标号:DS 表达式 作用:由标号指定的单元开始,定义一个存储区,以给程序使用。存储区内预留的存 储单元数由表达式的值决定。 5、为标号赋值伪指令 EQU 格式:标号:EQU 数或汇编符号 作用:将操作数中的地址或数据赋给标号字段的标号,故又称为等值指令。 6、数据地址赋值伪指令 DATA 格式:标号:DATA 数或表达式 作用:其功能和 EQU 类似,但有以下区别。 (1) 用 DATA 定义的标识符汇编时作为标号登记在符号表中, 所以可以先使用后定义; 而 EQU 定义的标识符必须先定义后使用。 (2)用 EQU 可以把一个汇编符号赋给字符名,而 DATA 只能把数据赋给字符名。 (3)DATA 可以把一个表达式赋给字符名,而 DATA 只能把数据赋给字符名。 (4)DATA 常在程序中用来定义数据地址。 7、位地址符号伪指令 BIT 格式:字符名 BIT 位地址 作用:把位地址赋给字符名称 8、源程序结束伪指令 END 格式:标号:END 表达式 作用:END 命令通知汇编程序结束汇编。在 END 之后,所有的汇编语言指令均不作处 理。如果没有这条指令,汇编程序通常会给出“”。 6、外部 RAM 中从 1000H 到 10FFH 有一个数据区,现在将它传送到外部 RAM 中 2500H 单元开始的区域中,编写有关程序。COMPARE WITH P80 例 4.10 答: START: MOV R0,#00H MOV DPTR,#1000H LOOP: MOVX A,@DPTR MOV DPH,#25H MOVX @DPTR,A MOV DPH,#10H INC DPTR INC R0 DJNZ R0,LOOP SJMP $ 11、设系统晶体振荡频率为 12MHz,请编写延时 50ms 的延时子程序。P81 例 4.11 答:使用 12MHz 晶振时,1 个机器周期为 1us,一条 DJNZ 耗时 2us,采用双重循环方 法,50ms=2us*250*100,程序如下: DL50MS: MOV R4, #100 DELAY1: MOV R3 , #250 DELAY2: DJNZ R3, DELAY2 DJNZ R4, DELAY1 RET 12、分析下列程序中各条指令的作用,并说明运行后相应寄存器和内存单元的结果。 MOV A, #34H ; (A)=34H MOV B, #0ABH ; (B)=0ABH MOV 34H, #78H ; (34H)=78H XCH A, R0 ; (A),(R0)互换 XCH A, @R0 ; (A),((R0))互换 XCH A, B ; (A),(B)互换 SJMP $ ; 暂停 第五章: 2、8051 单片机的定时器/计数器有哪几种工作方式?各有什么特点?P105 答: 8051 单片机的定时器/计数器有 4 种工作方式,分别是: 工作方式 0:M1M0=00,为 13 位定位器/计数器,其计数器由 THi 的全 8 位和 TLi 的低 5 位构成,TLi 的高 3 位未用。当 TLi 的低 5 位计满时,向 THi 进位,THi 溢出后对中断 标志位 TFi 置“1”,并申请中断。Ti 是否溢出可用软件查询 TFi 是否为“1”。 计数器范围为 1-8192,如需再次定时或计数,需要用指令重置时间。 工作方式 1:M1M2=01,与工作方式 0 基本相同,不同之处在于其为 16 位定时器/计 数器,计数值范围为 1-65536,如需再次定时或计数,需要用指令重置时间。 工作方式 2:M1M0=10,为可重装初值的 8 位定时器/计数器。把 16 位的计数器拆成 两个 8 位计数器,TLi 用作 8 位计数器,THi 用来保存初值。每当 TLi 计满溢出时,可自 动将 THi 的初值再装入 TLi,继续计数,循环重复。其计数范围为 1-256。 这种工作方式可省去用户软件中重装初值的程序,并可产生相当精度的定时时间,特 别适合于产生周期性脉冲及作为串行口波特率发生器,缺点是计数长度太小。 工作方式 3:M1M0=11,该工作方式只适用于 T0。T0 在该工作方式被分成两个相互独 立的 8 位计数器,其中 TL0 既可以作计数器使用,又可以作定时器使用。而 TH0 只能 作 8 位定时使用,并占用了 T1 的控制启动位 TR1 和溢出标志位 TF1。T1 只能工作在方 式 0、方式 1 或方式 2,只能用在不需中断控制的场合。 工作方式 3 是为了在使用串行口时,需要两个的计数器而特别提供的。因为此时 把定时器 1 用作串行通信的波特率发生器,并设定为工作方式 2,使用时只要将计 数器初值送到计数器寄存器即开始工作, 启动后不需要软件干预, 也不使用溢出标志。 9、设晶振频率为 6MHz。编程实现:使用定时器 T0 工作在方式 2、定时,在 P1.4 输出 周期为 100us,占空比为 4:1 的矩形脉冲。 答:使用晶体振荡器频率为 6MHz 时,1 个机器周期为 2us。欲使占空比为 4:1,可将矩 形脉冲分为 5 份,前 4 份 P1.4 输出高电平,第 5 份输出低电平。计数初值: 计数初值 满足: (256-Y)*2us=20us,解得计数初值为 Y=246=0F6H,则 TH0=TL0=0F6H。 TMOD 寄存器定义: D7 GATE D6 C/ D5 M1 D4 M0 D3 GATE D2 C/ D1 M1 D0 M0 定时器 1 定时器工作方式定义: M1 0 0 1 1 M0 0 1 0 1 工作方式 说明 0 1 2 3 定时器 0 13 位定时器/计数器 16 位定时器/计数器 可重装 8 位定时器/计数器 T0 分成两个 8 位定时器/计数器,T1 停 止计数 定时器 0,定时方式 2,故 TMOD 设置:00000010=02H, 。程序如下: ORG 2000H START: MOV TMOD, #02H //定时器 0,定时方式 2 MOV TL0,0F6H //初值送 TL0 MOV TH0,0F6H //初值送 TH0 SETB P1.4 //P1.4 置高 SETB TR0 //允许 T0 计数 LOOP: MOV R0, #4 //由于是 4:1,故计数周期定为 4 WAIT1: JNB TF0,WAIT1 //等待定时器 T0 溢出标志位 CLR TF0 //软件清零 TF0 DJNZ R0,WAIT1 //判断 R0 是否等于 0,即判断是否循环了四次 CPL P1.4 //对 P1.4 取反 WAIT2: JNB TF0,WAIT2//等待定时器 T0 溢出标志位,即判断是否循环一次 CLR TF0 //软件清零 TF0 CPL P1.4 //对 P1.4 再次取反 SJMP LOOP //程序循环运行 第六章 2、MCS-51 单片机的串行口共有哪几种工作方式?各有什么特点和功能?P129 答: MCS-51 单片机的串行口共有以下四种工作方式: 工作方式 0:SM1SM0=00,为同步移位寄存器。当一个数据写入串行口发送缓冲器时, 串行口即将 8 位数据以 fosc/12 的固定波特率从 RXD 引脚输出,低位在先,TXD 为移位 脉冲信号输出端。发送完 8 位数据后中断标志位 T1 置“1”。 特点是:移位寄存器的发送和接收以 8 位为一帧,不设起始位和停止位,低位在前高 位在后,波特率固定,一个机器周期移位一次。 工作方式 1:SM1SM0=01,串行口被定义为波特率可变的 8 位异步通信接口。方式 1 的波特率=(2smod/32) x 定时器 T1 的溢出率 特点为:一帧信息为 10 位,其中 1 位起始位“0”,8 位数据位(地位在前)和一位停止 位“1”,其波特率可变。 工作方式 2:SM1SM0=10,串行口被定义为 9 位异步通信接口。 方式 2 的波特率=(2smod/64) x 振荡器频率 特点是:一帧信息为 11 位,1 位起始位“0”,8 位数据位(低位再前) ,1 位可编程为“1” 或“0”的第 9 位数据,1 位停止位“1”。 工作方式 3:SM1SM0=11,串行口被定义为波特率可变的 9 位异步通信方式,除了波 特率外,方式 3 和方式 2 完全相同。 方式 3 的波特率=(2smod/32) x 定时器 T1 的溢出率 特点:一帧信息为 11 位,1 位起始位“0”,8 位数据位(低位在先) ,1 位可编程为“1” 或“0”的第 9 位数据,1 位停止位“1”。 3、MCS-51 单片机 4 种工作方式的波特率应如何确定?P134 答: MCS-51 单片机波特率的确定方法: (1)方式 0 的波特率=fosc/12 (2)方式 1 的波特率=(2smod/32) x 定时器 T1 的溢出率。 (3)方式 2 的波特率=(2smod/64) x 振荡器频率 (4)方式 3 的波特率=(2smod/32) x 定时器 T1 的溢出率 7 、请用查询法编写程序实现串行口工作方式 1 下的发送程序。设单片机主频为 11.0592MHz,波特率为 1200bps、发送数据缓冲区在外部 RAM,起始地址为 1000H, 数据块长度为 30B,采用偶校验(其他条件自设) 。 答: 1) 设数据为 ASCII 码形式,最高位作为奇偶校验位。 2) T1 作为波特率发生器,工作于方式 2。 TMOD 寄存器定义: D7 GATE D6 C/ D5 M1 D4 M0 D3 GATE D2 C/ D1 M1 D0 M0 定时器 1 定时器工作方式定义: M1 0 0 1 1 M0 0 1 0 1 工作方式 说明 0 1 2 3 定时器 0 13 位定时器/计数器 16 位定时器/计数器 可重装 8 位定时器/计数器 T0 分成两个 8 位定时器/计数器,T1 停 止计数 故,TMOD=20H; 3) 设 SMOD=0。 4) 串行口工作在方式 1 SCOD 寄存器定义: D7 SM0 D6 SM1 D5 SM2 D4 REN D3 TB8 D2 RB8 D1 TI D0 RI 串行口工作方式定义: SM0 SM1 工作方式 方式简单描述 0 0 1 0 1 0 0 1 2 移位寄存器 I/O 8 位 UART 9 位 UART 波特率 主振频率/12 可变 主振频率/32 或主振频率 /64 1 1 3 9 位 UART 可变 故,SCON=40H; 5) 波特率为 1200bps 通过计算得 T1 的时间为 0E8H。 程序如下: ORG 1000H START: MOV TMOD, #20H ;T1 工作方式 2 MOV TL1, #0E8H MOV TH1, #0E8H MOV PCON, #00H ;SMOD=0 波特率不倍增 SETB TR1 ;启动 T1 MOV SCON, #40H ;串行口工作方式 1 MOV DPTR, #1000H ; MOV R2, #30 ;计数值 30 LOOP: MOVX A, @DPTR MOV C, P ;送奇偶标志 MOV ACC.7, C ; MOV SBUF, A ;发送字符 WAIT: JNB TI, WAIT ; CLR TI ; INC DPTR DJNZ R2,LOOP AJMP START 第七章 1、MCS-51 有几个中断源?有几级中断优先级?各中断标志如何产生?又如何清除? P149 答:5 个中断源:2 个外部中断 INT0、INT1,3 个内部中断 T0、T1、串行口。 2 个优先级:高级中断和低级中断,由用户定义。 中断标志的产生: (1) 外部中断可以设置边沿触发或者电平触发, 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标志位; (2) 定时器 T0,T1 计数溢出产生中断,进入中断程序硬件自动清标志位; (3) 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 标志位; 中断请求的清除: (1) 定时中断由硬件自动撤除定时中断响应后,硬件自动把标志位(TFx)清零。 (2) 外部中断的自动与强制撤除 若外部中断以脉冲方式触发,则由硬件自动地把标志位(IEx)清零。24 若以电平方式 触发,则需由外部电和软件配合撤除。 (3)串行中断软件撤除 CLR TI; CLR RI; 2、什么是中断优先级?优先级的处理原则是什么?P151 答: CPU 一般与多个中断源相连,因此有多个中断同时发生的可能,为使系统能及时 响应并处理发生的所有中断,系统根据引起中断事件的重要性和紧迫程序,将中断源 分为若干个级别,称作中断优先级; 中断优先级的处理原则: 1、低优先级中断请求不能打断高优先级的中断服务;但高优先级中断请求可以打断低 优先级的中断服务,从而实现中断嵌套。 2、如果一个中断请求已被响应,则同级的其他中断响应将被。 3、如果同级的多个请求同时出现,则按 CPU 查询次序确定哪个中断请求被响应。其查 询次序为:外部中断 0→定时中断 0→外部中断 1→定时中断1→串行中断。 8 试编写一段对中断系统初始化的程序,使之允许 INT0、INT1、T0 和串行口中断,且 使串行口中断为高优先级中断。 P150、P151 答: 允许 INT0、INT1、T0 和串行口中断 中断控制寄存器 IE 定义: D7 EA D6 D5 ET2 D4 ES D3 ET1 D2 EX1 D1 ET0 D0 EX0 EA=1(中断使能) ,ES=1(串行口中断) ,EX1=1( 中断) ,ET0=1(T0 中断) ,EX0=1( 中 断) 。故 IE=97H; 串行口中断为高优先级中断 优先级寄存器 IP 定义: D7 D6 D5 PT2 D4 PS D3 PT1 D2 PX1 D1 PT0 D0 PX0 PS=1(串行口中断高优先级) ,故 IP=10H; MOV IE #97H MOV IP #10H 第八章 9、MCS-51 单片机利用 4KB 的 EPROM 2764 和 2KB 的 SRAM 6116 及 74HC138 译码器, 构成一个具有 8KB ROM, 16KB RAM 的存储器系统,给出硬件连接图并指出各芯片地址 范围。 答:需要两个 2764 和 8 个 6116。

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