2020年 05月 30日 星期六
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单片机技术与应用习题答案

来源:未知     作者:威廉希尔     发布时间:2020-05-29 09:17         

  中等职业教育电类专业规划教材 单片机技术及应用 习题答案 高平 米秀杰 徐黎 沈杰 主编 Publishing House of Electronics Industry  BEIJING 1 第 1 章 1.1 判断题 1.对 2.对 3.错 4.对 1.2 选择题(单项) 1.D 2.C 3.A 4.D 1.3 填空 1.软件 2.处理器 3.机器数 4.128 1.4 思考 1.主要由三部分所组成,分别是微处理器(CPU),片内存储器,接口电单元。 2.单片机的发展可大致分为四个阶段: (1)第一阶段(1974 年~1976 年)单片机的初级阶段 (2)第二阶段(1976 年~1978 年)低性能单片机阶段 (3)第三阶段(1978 年~1983 年)高性能单片机阶段 (4)第四阶段(1983 年~)暂且...

  中等职业教育电类专业规划教材 单片机技术及应用 习题答案 高平 米秀杰 徐黎 沈杰 主编 Publishing House of Electronics Industry  BEIJING 1 第 1 章 1.1 判断题 1.对 2.对 3.错 4.对 1.2 选择题(单项) 1.D 2.C 3.A 4.D 1.3 填空 1.软件 2.处理器 3.机器数 4.128 1.4 思考 1.主要由三部分所组成,分别是微处理器(CPU),片内存储器,接口电单元。 2.单片机的发展可大致分为四个阶段: (1)第一阶段(1974 年~1976 年)单片机的初级阶段 (2)第二阶段(1976 年~1978 年)低性能单片机阶段 (3)第三阶段(1978 年~1983 年)高性能单片机阶段 (4)第四阶段(1983 年~)暂且称作新一代单片机阶段 3.因为 8421 码是用四位二进制数表示任意一个十进制数。所以只用到了其中0000~1001 十个数。 4.计算机中采用的字符信息编码,国际上比较通用的是美国信息交换标准码(American Standard Code for Information Interchange),简称 ASCII 码。这种代码用一个字节(8 位二进制位)来表示一个字符,其中低 7 位是字符的 ASCII 码值,最高位可用作通信时的校验值。7 位编码共可表示 128 个常用符号,它包括 34 个控制符号,10 个十进制数码,26 个大写英文母,26 个小写字母,32 个标点、数学符号等。 第 2 章 2.1 判断题 1.对 2.错 3.对 4.错 5.对 6.对 2.2 选择题(单项) 1.A 2.B 3.A 4.B 5.A 2 6.D 2.3 填空 1.控制器 2.暂存寄存器、布尔处理器、BCD 码运算调整电 3.锁存器 4.XTAL1,XTAL2,石英晶体 5.栈顶地址 6.上拉电阻 2.4 思考 1.目前,在我国广泛使用的 80C51 系列单片机有三个版本:8031、8051、8751,它们都属于 51 系列。 8051:8 位 CPU、128B RAM、4KB ROM、23 个特殊功能寄存器、4 个 8 位并行口、1 个全双工串行口、2 个 16 位定时/计数器。 8031:和 8051 比较不包含 ROM,严格意义上说,8031 不是完全的单片机。 8751:仅改进了 8051 的掩模式的 4KB ROM 为 4KB 的 EPROM。 2.ALU 用以完成二进制数的四则运算和布尔代数的逻辑运算。此外,通过对运算结果的判断,影响程序状态标志寄存器的有关位。 3.ALE/ PROG (Address Latch Enable/Programming,30 脚) 地址锁存允许信号输出端。存取片外存储器时,用来锁存低 8 位地址。当单片机上电工作正常后,ALE 端就周期性地以时钟振荡频率 1/6 的固定频率向外输出正脉冲信号。 4.通电瞬间,由于RC 的充电过程,在RST 端出现一定宽度的正脉冲,通常只要该正脉冲保持10ms以上就能使单片机可靠复位。当采用 6MHz 时钟时,C R 取 22uF、R1 取 200、R2 取 1k 便能可靠地上电复位及手动复位。 5. EA /V PP (Enable Address/Voltage Pulse of Programming,31 脚) 程序存储器地址允许输入端。当EA 为高电平时,CPU 执行片内程序存储器指令;但当PC 中的值超过 0FFFH 时,将自动转向执行片外程序存储器指令;当 EA 为低电平时,CPU 只执行片外程序存储器的指令。对 8031 单片机, EA应接低电平。在 875l 中,当对片内 EPROM 编程时,该端接 21V 的编程电压。 6.所谓 CPU 时序是指在执行指令时所需控制信号的时间顺序。影响 CPU 时序的主要有时钟周期,ALE 信号, PROG 信号,P0 信号,P2 信号和 RD 信号等。 第 3 章 3.1 判断题 1.对 2.错 3.错 4.对 5.对 6.错 3.2 选择题(单项) 1.B 2.D 3 3.A 4.D 5.A(D) 6.B 3.3 填空 1.位数据传送、位状态控制 2.操作数本身,操作数地址 3.机器周期 4.双重循环程序 5.绝对转移指令 AJMP,8 位 6.XCH 3.4 思考 1.80C51 单片机的指令系统按功能可划分为以下五类: (1)数据传送类指令共 28 条,分为片内RAM、片外RAM、程序存储器的的传送指令,交换及堆栈操作指令。 (2)算术运算类指令共 24 条,分为加、带进位加、减、乘、除、加1、减 1 指令。 (3)逻辑运算类指令共 25 条,分为逻辑与、或、异或、移位指令。 (4)位操作类指令共 17 条,分为位数据传送、位与、位或、位转移指令。 (5)控制转移类指令共 17 条,分为无条件转移、调用、有条件转移和空操作指令。 2.在指令系统中,操作数是一个重要的组成部分,它指定了参加运算的数或数所在的地址单元,而如何找到这个地址就称为寻址方式。因此,寻址方式的任务就是在指定地址范围内如何更加快捷地找到所需要的地址。 3.数据传送类指令共28 条,是指令系统中最基本、使用最多的一类指令,主要用于数据的传送、保存以及交换场合等。这类指令一般是把源操作数传送到目的操作数,指令执行后,源操作数不变,目的操作数修改为源操作数。 4.把 16 位数据存放到数据指针寄存器DPTR 中去。 5.80C51 单片机汇编语言指令主要由操作码助记符和操作数两部分组成,其指令格式如下: [标号]:操作码 [目的操作数],[源操作数] ;注释 各项含义如下: 标号表示该指令的符号地址; 操作码了指令所实现的操作功能; 目的操作数指出了参加操作的数据操作结果存放在什么地方; 源操作数指出了参加操作的数据来源存放在什么地方; 注释执行命令,主要用于解释指令的功能和作用,其主要目的是为了提高程序的可读性。 6. 直接寻址的指令一般是双字节或三字节,就是在指令中还包含了操作数的地址,该地址直接给出了参加运算或传送的单元或位,它可以访问内部RAM 128个字节单元、221个位地址空间以及特殊功能寄存器SFR,且SFR只能用直接寻址方式来访问。 位寻址是指对片内RAM的位寻址区(20H~2FH)和某些可位寻址的特殊功能寄存器进行位操作时的寻址方式。位地址与直接寻址中的字节地址形式完全一样,主要由操作码来区分,使用时应注意。 第 4 章 4.1 判断题 1.对 2.错 3.对 4 4.对 5.对 6.对 4.2 选择题(单项) 1.B 2.A 3.D 4.A 5.C 6.A 4.3 填空 1.加 1,12 个 2.计数寄存器,8 位计数器 3.位数,数据传送速率 4.定时信号 5.固定,不变,溢出率 6.中断响应时间 4.4 思考 1.定时/计数器的核心是一个加1 计数器,其结构如图4-1 所示,定时/计数器T0 由 THO 和 TLO 构成,T1 由 THl 和 TLl 构成。TMOD 用来控制和确定各定时/计数器的功能和工作模式。TCON 用来控制定时/计数器 T0、T1 启动和停止计数,并同时包含定时/计数器的状态,属于特殊功能寄存器,这些寄存器的内容依靠软件设置。当系统复位时,寄存器的所有位全部清零。 2.初始化通常包括以下几个步骤: 对 TMOD 寄存器赋值,从而确定定时器的工作模式; 直接将定时/计数器初值写入寄存器的TH0、TL0 或 TH1、TL1 中; 根据需要,对寄存器置初值,定时器中断; 对 TCON 寄存器中的 TR0 或 TR1 置位,启动定时/计数器,置位后,计数器就可以按工作模式和初值进行计数或开始定时。 3.异步通信中数据或字符是一帧一帧地被传送,数据是以字符为单位进行传送的。一个字符又称为一帧信息。在帧格式中,一个字符由 4 个部分组成:起始位、数据位、奇偶校验位和停止位。这样一组信息就称为一帧数据或简称一帧,一帧信息由起始位开始,停止位结束。异步传送的字符格式如图 4-9 所示。 5 起始位 D0 D1 DN 奇偶校验位 停止位 图 4-9 异步传送的字符格式 起始位为 0 信号,占用1 位,用以表示一帧信息的开始;起始位后面紧接着就是数据位,它可以是5位(D0-D4)、6 位、7 位或 8 位(D0-D7),传送时低位在先、高位在后;再后面的是奇偶校检位(即可编程位),只占 1 位,奇偶校验位(D8)也可省去;最后是停止位,用来表示字符的结束,它用逻辑1 来表示一帧信息的结束,可以是1 位、1 位半 1 或 2 位。 在异步通信时,通信双方必须事先约定。 (1)字符格式。双方要事先约定字符的编码形式、奇偶校验形式及起始位和停止位的。 (2)波特率。波特率即模拟信号的速率,也称传送速率,即每秒传送的二进制位数,单位为波特或 bit/s。 4.80C51 系列单片机经过软件编程可使串行口有4 种工作模式(模式 0、模式1、模式 2、模式3),由SCON 中的 SM0、SM1 进行定义。 (1)模式 0 又称工作方式 0,是同步移位寄存器输入/输出方式,用于扩展I/O 口。 (2)模式 1 又称工作方式 1。当串行口定义为模式 1 时,是串行异步通信方式。TXD 用作数据发送端,RXD 为数据接收端。 (3)模式 2 又称工作方式 2,即串行异步通信方式。TXD 为数据发送端,RDX 为数据接收端。 (4)模式3 又称工作方式 3,同样也是串行异步通信方式,其一帧数据的格式、接收、发送过程与模式 2 基本相同,所不同的仅仅是波特率。模式 2 的波特率有固定的两种,而模式 3 的波特率则由定时器 T1 的溢出率及 SMOD 决定。 5.TCON 是用来存放两个定时/计数器的溢出中断请求标志和两个外部中断请求标志,同时也是定时/计数器 0 和 l 的控制寄存器。 IE0(IE1) 外中断请求标志位。 当 CPU 采样到INT0或INTl 端出现有效的中断请求时,此位由硬件置1,表示外部事件请求中断。在中断响应完成后转向中断服务时,硬件将自动清零。 IT0(IT1) 外中断请求信号方式控制位。 当 IT0(IT1)=1 时,选择脉冲触发方式(又称边沿触发方式,分为负跳变和正跳变),负跳变有效;当IT0(IT1)=0 时,选择电平触发方式(分为高电平和低电平),低电平有效。该位由用户设置。 TF0(TP1) 定时计数溢出标志位。 6. 如果中断响应条件满足,且不存在中断受到阻断的情况,那么CPU 即响应中断。此时,中断系统通过硬件生成长调用指令(LCALL),此指令能自动把断点地址压入堆栈起来(但不状态字寄存器 PSW 及其他寄存器内容),然后将对应的中断入口装入程序计数器PC,使程序转向该中断入口地址,执行中断服务程序。为了使程序跳转到用户安排的中断服务程序起始地址上去,我们在使用时通常在这些入口地址处存放一条绝对跳转指令。 第 5 章 5.1 判断题 1.对 2.错 3.错 4.对 5.对 6.对 6 5.2 选择题(单项) 1.D 2.A 3.D 4.A 5.C 6.C 5.3 填空 1.高 8 位地址、低 8 位地址 2.MOV、MOVX、MOV、MOVC 3.片选 4.简单的 I/O 口扩展、采用可编程的并行I/O 接口芯片扩展、利用串行口进行I/O 口的扩展 5.片选 6.地址、地址、线选法、译码法、线.存储器的分类方法较多,如果从组成材料和单元电类型来划分,可分为磁芯存储器、半导体存储器、电荷耦合存储器;若按存储器的安装分类,可分为内存和外存两类。通常把直接同微处理器进行信息交换的存储器称为内存,其特点是存取速度较快,但容量有限,而把通过内存间接与 CPU 进行信息交换的存储器称为外存,如磁带、磁盘、光盘等,其特点是容量大,但存取速度较慢。 2.(1)地址线 位地址线 位地址线)数据线 位数据线)控制线的连接 PSEN 接存储器的允许输出信号 OE 。 ALE 接地址锁存器锁存信号G (4)片选信号的连接与地址译码 当芯片的三组总线连接完后,将地址总线剩下的高位地址作为片选信号,一般片选信号的产生有三种方法:线选法、全译码法、部分译码法。 3.因为控制信号线的不同: 外扩的 RAM 芯片既能读出又能写入,所以通常都有读写控制引脚,记为 OE 和 WE 。外扩 RAM的读、写控制引脚分别与MCS-51 的 RD 和 WR 引脚相连。 外扩的 EPROM 在正常使用中只能读出,不能写入,故 EPROM 芯片没有写入控制引脚,只有读出引脚,记为 OE ,该引脚与 MCS-51 单片机的 PSEN 相连。 4.略 5.略 6. 设 8255 控制口地址为 7FFFH,按本题要求控制字为:10010101B。编程如下: MOV DPTR,#7FFFH ;控制寄存器地址送DPTR MOV A,#95H ;控制字送 A MOVX @DPTR,A ;方式控制字送控制寄存器 7 第 6 章 6.1 判断题 1.对 2.对 3.错 4.错 5.对 6.对 6.2 选择题(单项) 1.B 2.A 3.A、B 4.D 5.B 6.D 6.3 填空 1.位、段 2.式,矩阵式 3.静态、动态 4.硬件、软件 5.计数、逐次比较、双积分、并行 6.直通、单缓冲、双缓冲 6.4 思考 1. 通常去抖的方法有硬件和软件两种。所谓硬件去抖就是在按键输出端加RS 触发器。而软件去抖在检测到有键按下时,执行一个 10ms 左右的延时程序后,再判断该键电平是否保持闭合状态,若仍保持闭合状态,则确认该键处于闭合状态。同样,对于该键后的处理,也应采用相同的方法进行,从而达到去抖的效果。在单片机中,为了简化电,常常采用软件去抖的方法。 式按键的每个按键都单独占有一根 I/O 口线,每根 I/O 口线不影响其它 I/O 口线的工作状态它们都是的。只在按键数量不多时,采用这种电。 矩阵式键盘可大大节省 I/O 口线,适用于按键数量较多的场合。 2. 所谓静态显示就是需要显示的字符的各字段连续通电,所显示的字段连续发光。静态显示的方法与一位 LED 类似,将多位 LED 显示块的共阴极端接地,而每一位LED 的阳极与 8 位并口(锁存器驱动器)相连。这样每一位显示器对应一个锁存器,有多少位显示器就要扩展多少个锁存器,因此硬件开销大,接口电复杂,但此法软件简单,显示占用 CPU 的时间较少。接口电如图 6-13(教材)。 所谓动态显示就是所需显示字段断续通以电流,在需要多个字符同时显示时,可以轮流给每一个通以电流,逐次把所需显示的字符显示出来。接口电如图6-14(教材)。 3.在 DAC0832 内部有两个寄存器,可以实现直通、单缓冲和双缓冲三种工作方式。 直通方式是指两个寄存器都处于开通状态,即所有有关的控制信号都处于有效,输入寄存器和 DAC寄存器中的数据随 DI 0 ~DI 7 的变化而变化。也就是说,输入的数据会被直接转换成模拟信号输出。这种方式在微机控制系统中很少采用。单缓冲器方式和双缓冲器方式时,输入寄存器的信号和DAC寄存器的信号可以控制,适用于一模拟量输出、几模拟量不同步输出以及几个模拟量需同时输出的系统,使用非常灵活。 8 4. CS :片选信号输入端,低电平有效。 X F ER :数据传送信号,低电平有效。 XFER 和 WR2 两个信号控制 DAC 寄存器是数据直通方式还是数据锁存方式,当 XFER =0 和 WR2 =0 时,为 DAC 寄存器为直通方式; WR2 =1 或 XFER =1时,DAC 寄存器为锁存方式。 WR1 :输入寄存器写信号,低电平有效。当 WR1 、 CS 、ILE 均有效时,可将数据写人8 位输入寄存器。 WR2 :DAC 寄存器的写选通信号,低电平有效。当 WR2 有效时,在 XFER 传送控制信号作用下, 可将锁存在输入寄存器的8 位数据送到 DAC 寄存器。 5.DAC 的主要性能指标是:1、分辨率;2、建立时间;3、精度;4、输出范围;5、转换线、接口形式等。 ADC 的主要性能指标是:①分辨率;②转换速度;③转换精度;④抗干扰能力;⑤采样保持器;⑥线性度;⑦A/D 转换量程等。 6. (1) 500kHz (2) 0FEF8H (3) IN0 第 7 章 7.1 判断题 1.对 2.错 3.对 4.对 5.对 6.错 7.2 选择题(单项) 1.D 2.A 3.B 4.E 5.E 6.D 7.3 填空 1.系统复位、备份电池切换、“看门狗”定时输出、电源电压监测 2.确定产品的性能指标、选择单片机的机型和划分硬件、软件功能 3.系统扩展、系统配置 4.硬件、软件 5.程序失控、中断错误 6.空闲方式、掉电方式 7.4 思考 9 1.单片机系统在满足使用功能的前提下,还要具有较高的可靠性。这是因为单片机系统通常是系统的最前端,完成的任务是系统前端信号的采集和控制输出,一旦系统出现故障,必将造成整个生产过程的混乱和失控,从而产生严重的后果。因此,可靠性对单片机系统设计的整个过程来说是至关重要的。 2.在进行单片机系统设计时,一般要经历以下步骤,首先是确定任务,然后进行总体方案的论证与设计,再进行系统的硬件和软件设计,最后进行软件系统调试。 (1)确定任务 在进行单片机系统设计之前,首先要进行广泛的市场调查,进而了解系统的市场应用情况,分析系统当前存在的问题,研究系统的市场发展前景,确定系统设计开发的目标。 (2)总体方案的论证与设计 确定任务后,一般需要对构成产品的总体方案进行一定的选择和论证,它通常包括确定产品的性能指标、选择单片机的机型和划分硬件、软件功能三个方面 (3)硬件设计 单片机系统的硬件设计是指根据系统总体设计要求,在选择完单片机机型的基础上,具体确定系统中所要使用的元件,并设计出系统的电原理图,绘制印刷电板(PCB 板)以及完成印制板的焊接与测试。 (4)软件设计 在单片机系统的设计过程中,软件设计非常重要。单片机系统的软件通常应包括数据采集和处理程序、控制算法实现程序、人机联系程序、数据管理程序等。软件设计的任务主要包括编程语言的选择、软件任务的划分、应用程序的编制等。 (5)软件仿真调试 程序编写完成并翻译为机器码后,还要进行程序调试。对于单片机应用系统而言,大多数的程序模块的运行都依赖于硬件,没有相应的硬件支持,软件的功能将荡然。因此,要在硬件系统测试合格后,将试验样机(应用系统)、开发系统(仿真器)和 PC 机连接在一起,构成联机调试状态,完成大多数软件模块的调试。 (6)系统脱机运行 系统软件在线仿真调试成功后,可利用程序写入器将程序固化到EPROM 中,然后插上单片机芯片,将应用系统脱离仿真器进行上电运行检查。 3.(1)要有较高的可靠性 (2)要便于操作和维修 (3)要有较高的性价比 4.所谓软件陷阱,是指一些可以使混乱的程序恢复正常运行或使飞出的程序恢复到初始状态的一系列指令。 ① 空指令(NOP)。在程序的某些插入连续几个(三个以上)NOP 指令(即将连续几个单元置成 00H),不会影响程序的功能,而当程序失控时,只要PC 指向这些单元(落入陷阱),连续执行几个空操作后,程序会自动恢复正常,不再会将操作数当作指令码执行,将正常执行后面的程序。这种方法虽然浪费一些内存单元,但可以不死机。 ② 跳转指令“LJMP #add16”和“JB bit,rel。当 PC 失控导致程序乱飞进入非程序区时,只要在非程序区设置拦截措施,程序回到初始状态或某一指定状态,即可使程序重新正常运行或进行故障处理。 5.(1)结合软件方案考虑硬件结构。 原则上,只要能用软件完成的工作就不用硬件(这种“以软代硬”的方法可以减少硬件成本,提高可靠性,当然系统的运行速度会降低)。在实时性要求不高的情况下,以“以软代硬”的优点会更加突出。 (2)设计一个较复杂的系统时,要考虑把硬件系统设计成模块化结构。即对CPU 单元、I/O 接口、 10 人机接口等进行分块设计,然后把各模块连接起来构成一个完整的系统。在系统连接前,要把各硬件模块分别测试好,然后再连接到一起进行统调。 (3)尽可能选择典型电,并符合单片机的常规用法。这样做可以为硬件系统的标准化、常规化打下良好基础。 6. 硬件加密方法: (1)门阵列电加密 1)数据总线)地址总线)数据总线)地址总线)数据总线中的某两条线)地址总线中的某两条线)可编程器件加密技术 (4)可加密单片机技术 软件加密方法: (1) 在程序模块之间插入一些加密字节。 (2) 用返回指令取代条件跳转指令。 (3) 使程序中的某些字节为两个模块共同使用。 (4) 在程序存储器与数据存储器共用的系统中,可以用立即寻址方式将一段加密程序送入随机存储器中去执行。 11

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