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）1100010100111001000111100100100111111101101100111011011101011198200395851623629149562H4E47H249H3F6CH1D5D71-6 写出下列各数的BCD参与：59：01011001，1996：0001100110010110，4859.2：0100100001011001.0010389.41：001110001001.01000001第二章 MCS-51单片机的硬件结构2-1 8052单片机片内包含哪些主要逻辑功能部件？答：8052单片机片内包括：8位中央处理器CPU一个片内振荡器及时钟电路256B数据存储器RAM。8KB片内程序存储空间ROM21个特殊功能寄存器SFR4个8位并行I/O端口（32条线）1个可编程全双工串行口可寻址64KB的外部程序存储空间和外部数据存储空间3个16位的定时器/计数器6个中断源、2个优先级嵌套中断结构2-2 8052的存储器分哪几个空间？如何区别不同空间的寻址？答：8052的存储器分为6个编址空间：片内ROM的容量为8KB，其地址为0000H1FFFH；可扩展片外ROM的容量为64KB，其地址为0000HFFFFH；片内RAM的容量为256B，其地址为00HFFH分为二块：地址00H7FH共128B为片内RAM低区，另128B为片内RAM高区，其地址空间为80HFFH，其地址空间与SFR功能寄存器地址重叠； 可扩展片外RAM的容量为64KB，其地址为0000H1FFFH；特殊功能寄存器SFR的空间为128B，其地址为80HFFH，但实际只定义了26B单元，这26B单元分散在80HF0H。程序存储器和数据存储器在逻辑上是完全分开的。CPU通过指令MOVC访问程序存储器。当8052第31脚接高电平时， CPU将从片内程序存储器0000H单元开始执行，当PC值超出片内程序存储空间，即大于1FFFH时，会自动转向片外程序存储空间。当接低电平时，CPU将从片外程序存储器ROM的0000H单元开始执行。CPU通过MOV指令访问片内数据存储空间RAM，低区128B地址空间00H7FH中地址为00H1FH这32个单元分为4个工作寄存器组，分别用R0R7表示，通过工作寄存器指令进行访问。片内RAM中的20H2FH单元除可作为一般字节寻址单元使用外，这16个单元共128位中的每一位又可单独作为软件触发器使用，具有位寻址功能，其位地址范围为00H7FH；对片内高区128B寻址只能用寄存器间接寻址，而对特殊功能寄存器建起必须使用直接寻址。CPU通过指令MOVX访问片外数据存储器。2-3 DPTR的作用是什么？它由哪几个寄存器组成？答：相对于地址指针，DPTR被称为数据指针，但实际上DPTR中存放的是一个16位的地址，作为访问程序存储器和外部数据存储器的地址指针。当对64KB外部数据存储器空间寻址时，作为间址寄存器使用，而在访问程序存储器时，作为基址寄存器使用。DPTR是一个16位的特殊功能寄存器，由两个8位寄存器DPH、DPL组成，使用SFR中的82H和83H单元。2-4 简述布尔处理存储器的空间分配。答：在单片机中位处理又称布尔处理，允许按位处理的存储器称为布尔处理存储器。其地址空间由二部分构成：一部分是片内RAM中字节地址为20H2FH的16字节的128个位，这些位编址为00H7FH；另一部分在特殊寄存器中，其地址码能被8整除的12个特殊功能寄存器可以按位寻址，但其中4个未定义，一共有92位可按位寻址。这二部分结合起来形成一个具有220位的位寻址空间。2-5 8052单片机设置4组工作寄存器，如何选择确定和改变当前工作寄存器？答：8052片内数据存储器的00H1FH这32个单元分为4级作为4个工作寄存器第0组地址00H07H，第一组08H0FH，第二组10H17H，第3组18H1FH。每个工作寄存器都有8个单元，分别用R0R7表示。4组寄存器中每一组都可能被选为CPU的工作寄存器，这是通过程序状态字PSW的PSW.3(RS0)和PSW.4(RS1)两位的状态来选择决定的。见下表：PSW.4(RS1)PSW.3(RS0)当前使用的工作寄存器组R0R7000组（00H07H）011组（08H0FH）102组（10H17H）113组（18H1FH）通过程序改变RS1和RS0的状态，就可方便地更换工作寄存器组。2-6 程序状态字寄存器PSW的作用是什么？常用的状态标志位有哪些位？作用分别是什么？答：PSW是一个8位的特殊功能寄存器，由一些标志位组成，用于存放程序运行中的各种状态信息。它可以进行位寻址。各位的作用如下：Cy：进位标志位。在进行加（或减）法运算时，若操作结果的最高位（D7位）有进位（或借位）时，Cy由硬件置1，否则Cy清0。在进行位操作时，Cy又是位累加器，指令助记符用C表示。AC：辅助进位标志位。在进行加（或减）运算时，若操作结果的低半字节（D3位）向高半字节产生进位（或借位）时，AC位将由硬件自动置1，否则AC位清0。F0：用户标志位。用户根据需要对F0置位或复位，作为软件标志。RS1和RS0：工作寄存器组选择控制位。由用户用软件改变RS1和RS0的状态，以选择内RAM中的哪组工作寄存器为当前工作寄存器组。OV：溢出标志位。当进行补码运算时，运算结果超出128127范围时，产生溢出，则OV自动置1，否则OV清0。PSW.1：保留位。8051中未定义。P：奇偶校验标志位。每条指令执行完后，该位始终跟踪累加器A中1的数目的奇偶性。如果A中有奇数个1，则P1；否则P0。2-7 8052单片机的引脚有何功能？在使用8032时，引脚就如何处理？答：8052单片机的31脚为, 为访问外部或内部程序存储器控制信号。当引脚接高电平且PC值小于1FFFH时，CPU访问内部程序存储器读取指令，当引脚接低电平时，CPU只访问外部等量齐观存储器读取指令。在8032芯片中没有内部程序存储器，因此，8032芯片的31脚只能接地。2-8 8052内部RAM中低128 B单元划分为哪几个主要部分？各部分主要功能是什么？答：8052内部数据存储器RAM中低128B单元地址空间00H7FH被划分为三个部分。第一部分地址为00H1FH这32个单元分为4个工作寄存器组，分别用R0R7表示，通过工作寄存器指令进行访问。片内RAM中的第二部分20H2FH单元除可作为一般字节寻址单元使用外，这16个单元共128位中的每一位又可单独作为软件触发器使用，具有位寻址功能，其位地址范围为00H7FH；第三部分地址30H7FH，这部分存储区域可作为8位数据缓冲区使用，一般地，用户把堆栈就设置在这部分区域。2-9 8052内部RAM中高128B单元与特殊功能寄存器区地址空间重叠，使用中是如何区分这两个空间的？答：对8052片内高区（80H0FFH）128B只能 采用寄存器间接寻址，而对特殊功能寄存器SFR建起必须采用直接寻址。2-10 什么叫堆栈？堆栈指针SP的作用是什么？答：堆栈是按照“先进后出，后进先出”的原则来存取数据的一个内部RAM区域，这个存储器区域的一端是固定的（栈底），另一端是活动的（栈顶），每个存储单元是不能按字节任意访问的。堆栈指针SP始终指向栈顶单元，栈顶随着数据入栈和出栈上下浮动。2-12 什么是时钟周期、机器周期和指令周期？答：（1）时钟周期（又称为振荡周期）是指振荡器产生一个振荡脉冲信号所用的时间，是振荡频率的倒数，称为拍节。（2）机器周期是指CPU完成某一个规定操作所需的时间，8051单片机的一个机器周期包含6个状态，并依次表示为S1S6，每个状态分为2个节拍。因此一个机器周期包含12个时钟周期（振荡周期），依次表示为：S1P1、S1P2、S2P1、S6P1、S6P2。（3）指令周期是指CPU执行一条指令所需要的时间称为指令周期。MCS-51单片机指令周期根据指令的不同，可包含有1或2或4个机器周期。第三章 MCS-51单片机指令系统3-1 指出下列每一条指令的寻址方式及其完成的操作。MOV 2FH,#40H ;立即寻址，将40H移入片内2FH单元MOV A,2FH;直接寻址，将片内2FH单元的数移入累加器AMOV R1,#2FH;立即寻址，将2FH移入当前寄存器组的R1单元MOV A,R1;寄存器间接寻址，将寄存器R1中所存地址中的值移入累加器AMOV 2FH,A;隐含寻址，将累加器A中的值移入片内2FH单元3-2 内部RAM的4FH单元，可用哪几种寻址方式？分别举例说明。答：直接寻址：MOV R1，4FH间接寻址：MOV R1，#4FH寄存器间接寻址：MOV A，R13-3 指出下列各条指令中，45H代表什么？MOV A,#45H;数值MOV A,45H;源地址MOV 45H,46H;目标地址MOV 45H,#45H;目标地址和数值MOV C,45H;源地址3-4 已知：（A）=7AH,(R0)=30H，（30H）=0A5H，（PSW）=80H,请写出下列各条指令的执行结果：答：PSW的各位为11110000,即Cy=1,AC=1,F0=1,RS1=1,RS0=0,OV=0,P=0(1)SUBB A,30H结果：（A）=D4H，CY=1，AC=0，OV=1，P=0（2）SUBB A,#30H结果：（A）=49H，CY=0，AC=0，OV=0，P=1（3）ADD A，R0结果：（A）=AAH，CY=0，AC=0，OV=1,P=0（4）ADD A，30H结果：（A）=1FH，CY=1,AC=0，OV=0,P=1