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單片機(jī)原理與接口技術(shù) 第二版 李曉林 牛昱光課后答案免費(fèi)下載

時(shí)間:2013-04-05

單片機(jī)原理與接口技術(shù) 第二版 李曉林 牛昱光 閻高偉 課后答案 電子工業(yè)出版社 免費(fèi)下載

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?第2版?  習(xí)題與思考題參考答案匯編  第1章  概  述.......................................................................................1

第2章  MCS-51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)和原理................................................3

第3章  MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)..........................................................11

第4章  MCS-51匯編語言程序設(shè)計(jì).....................................................17

第5章  MCS-51單片機(jī)C51程序設(shè)計(jì).................................................23

第6章  MCS-51單片機(jī)中斷系統(tǒng).........................................................29

第7章  MCS-51單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器和串行接口...................................33

第8章  單片機(jī)系統(tǒng)基本并行擴(kuò)展技術(shù).................................................42

第9章  單片機(jī)系統(tǒng)常用串行擴(kuò)展技術(shù).................................................53

第10章  單片機(jī)系統(tǒng)模擬量及其他擴(kuò)展技術(shù)........................................61

第11章  單片機(jī)系統(tǒng)無線擴(kuò)展技術(shù).......................................................70

第12章  單片機(jī)系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)..............................................................73

第13章  單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)...................................................78

第14章  單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)工具與設(shè)計(jì)實(shí)例............................................82

  1 第1章  概  述

習(xí)題與思考題1 1-1 微型計(jì)算機(jī)通常由哪些部分組成?各有哪些功能?

答?  微型計(jì)算機(jī)包括運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入/輸出接口4個(gè)基本組成部分。其中

運(yùn)算器是計(jì)算機(jī)的控制核心?它的功能是負(fù)責(zé)從內(nèi)部存儲器中取出指令?對指令進(jìn)行分

析、判斷?并根據(jù)指令發(fā)出控制信號?使計(jì)算機(jī)有條不紊地協(xié)調(diào)工作。運(yùn)算器的核心部

件是算術(shù)/邏輯單元?主要完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。存儲器是具有記憶功能的部件?用

于存儲程序和數(shù)據(jù)。輸入/輸出接口又稱I/O接口?是CPU與外設(shè)相連的邏輯電路?外

設(shè)必須通過接口才能和CPU相連。另外?微型計(jì)算機(jī)還包括輸入輸出設(shè)備用于和計(jì)算機(jī)

進(jìn)行信息交流的輸入輸出操作以及連接各個(gè)組成部分的總線。

 

1-2 單片微型計(jì)

算機(jī)與一般微型計(jì)算機(jī)相比較有哪些區(qū)別?有哪些特點(diǎn)?

答?  單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)與一般微型計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)相比較?中央處理器包含了運(yùn)算器和

控制器?存儲器對應(yīng)只讀存儲器和隨機(jī)存儲器?其中只讀存儲器存放程序?隨機(jī)存儲器

存放數(shù)據(jù)?I/O對應(yīng)輸入接口和輸出接口?另外單片機(jī)內(nèi)部還集成了定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中斷

控制器、系統(tǒng)時(shí)鐘電路等?單片機(jī)通過總線進(jìn)行各模塊之間信息的傳遞。

單片機(jī)的特點(diǎn)?單片機(jī)除了具備體積小、價(jià)格低、性能強(qiáng)大、速度快、用途廣、靈

活性強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)外?它與通用微型計(jì)算機(jī)相比?在硬件結(jié)構(gòu)和指令功能方面還

具有以下獨(dú)特之處。

?1?存儲器ROM和RAM嚴(yán)格分工?ROM用做程序存儲器?只存放程序、常數(shù)和數(shù)據(jù)

表格?而RAM用做數(shù)據(jù)存儲器?存放臨時(shí)數(shù)據(jù)和變量。

?2?采用面向控制的指令系統(tǒng)?單片機(jī)的指令系統(tǒng)有很強(qiáng)的端口操作和位操作能力?在

實(shí)時(shí)控制方面?尤其是在位操作方面單片機(jī)有著不俗的表現(xiàn)。

?3?I/O端口引腳具有復(fù)用功能?I/O端口引腳通常設(shè)計(jì)有多種功能?以充分利用數(shù)量有

限的芯片引腳。

?4?品種規(guī)格的系列化?通過片內(nèi)配置一些不同種類或不同數(shù)量的功能部件和容量大小

不同的ROM或RAM?以適用于不同的被控對象。

?5?硬件功能具有廣泛的通用性?通過給單片機(jī)固化上不同的軟件?便可形成用途不同

的專用智能芯片。

 

1-3 簡述計(jì)算機(jī)的工作過程。 ?

  2

答?  計(jì)算機(jī)的工作是由微處理器以一定的時(shí)序來不斷的取指令、指令譯碼和執(zhí)行指令的

過程。

 

1-4 簡述單片機(jī)的幾個(gè)重要

指標(biāo)的定義。

答?  單片機(jī)的重要指標(biāo)包括?

?1?位數(shù)?指單片機(jī)能夠一次處理的數(shù)據(jù)寬度?

?2?存儲器?是單片機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備?用來存放程序和數(shù)據(jù)?

?3?I/O端口?輸入/輸出端口?

?4?速度?指的是處理速度?以每秒執(zhí)行多少條指令衡量常用單位是MIPS?

?5?工作電壓?單片機(jī)的工作電壓?

?6?功耗?單片機(jī)的功耗?

?7?溫度?單片機(jī)的工作溫度?可分為民用級、工業(yè)級和軍用級三種。

 

1-5 單片微型計(jì)算機(jī)主要應(yīng)用在哪些方面?

答?  單片微型計(jì)算機(jī)主要應(yīng)用于智能化產(chǎn)品、智能化儀表、智能化測控系統(tǒng)、智能化接

口等方面。

 

1-6 為什么說單片微型計(jì)算機(jī)有較高的性能價(jià)格比和抗干擾能力?

答?  因?yàn)閱纹⑿陀?jì)算機(jī)主要面向特定應(yīng)用而設(shè)計(jì)?設(shè)計(jì)者在硬件和軟件上都高效率地

設(shè)計(jì)?量體裁衣、去除冗余?力爭在同樣的硅片面積上實(shí)現(xiàn)更高的性能?具有較高的性

能、價(jià)格比?單片機(jī)嵌入式系統(tǒng)中的軟件一般都固化在存儲器芯片或單片機(jī)本身中?而

不是存儲于磁盤等載體中?另外單片機(jī)體積小?可以放入屏蔽設(shè)備中?從而使其具有較

高的抗干擾能力。

 

1-7 簡述單片機(jī)

應(yīng)用系統(tǒng)的基本組成。

答?  單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心構(gòu)成的智能化產(chǎn)品。其智能化體現(xiàn)在以單片機(jī)為

核心構(gòu)成的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)?保證了產(chǎn)品的智能化處理與智能化控制能力。單片機(jī)應(yīng)用

系統(tǒng)一般都是由兩部分組成的?即硬件部分和軟件部分。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件部分主

要是根據(jù)需要來設(shè)計(jì)的。參照資料中圖1-2單片機(jī)系統(tǒng)的硬件部分基本組成包括?

?1?中央處理器?是單片機(jī)的核心單元?有邏輯運(yùn)算部件和控制部件構(gòu)成?

?2?程序存儲器?用來存放用戶程序?

?3?數(shù)據(jù)存儲器?用來存放程序運(yùn)行中的工作變量和數(shù)據(jù)?

?4?并行輸入/輸出端口?通常為獨(dú)立的I/O口?輸入輸出方式通過軟件編程設(shè)定?

?5?穿行輸入/輸出端口?用于單片機(jī)和串行設(shè)備或其他單片機(jī)系統(tǒng)的通信?

?6?定時(shí)/計(jì)數(shù)器?用于單片機(jī)內(nèi)部經(jīng)確定時(shí)或?qū)ν獠渴录M(jìn)行計(jì)數(shù)?

?7?系統(tǒng)時(shí)鐘?系統(tǒng)時(shí)鐘通常需要外接石英晶體或其他振蕩源提供時(shí)鐘信號輸入?也有

的使用內(nèi)部RC振蕩器。   3 第2章  MCS-51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)和原理

習(xí)題與思考題2 2-1 MCS-51單片機(jī)內(nèi)部包含哪些主要功能部件?它們的作用是什么?

答?  MCS-51單片機(jī)內(nèi)部包含中央處理器(CPU) 、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器、定時(shí)器/計(jì)

數(shù)器、中斷控制、輸入輸出(I/O)口等主要功能部件。

?1?中央處理器(CPU)。CPU是單片

機(jī)的核心部分?可以說是單片機(jī)的大腦和心臟。

?2?數(shù)據(jù)存儲器。數(shù)據(jù)存儲器用于存放中間運(yùn)算結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標(biāo)志位等。

?3?程序存儲器。程序存儲器用于存放編好的程序、常數(shù)和數(shù)據(jù)表格。

?4?定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器可以用于精確定時(shí)、脈沖計(jì)數(shù)、PWM調(diào)制

等其它功能。

?5?中斷控制。中斷控制可以讓CPU在出現(xiàn)異

常情況或特殊請求時(shí)?停止現(xiàn)行程序的運(yùn)

行?轉(zhuǎn)去處理異常情況或特殊請求?處理完后?回到斷點(diǎn)處?繼續(xù)執(zhí)行原程序。

?6?輸入輸出(I/O)口。

輸入輸出口的功能主要包含緩沖與鎖存數(shù)據(jù)、地址譯碼、信息格

式轉(zhuǎn)換、傳遞狀態(tài)?外設(shè)狀態(tài)?和發(fā)布命令等。

 

2-2 MCS-51單片機(jī)的EA、ALE和PSEN端的功能是什么?

答??1?EA?內(nèi)外程序存儲器選擇?編程寫入電源輸入端。當(dāng)EA??時(shí)?選擇外部程序存

儲器?編程寫入時(shí)?輸入編程電壓?pp。

?2?ALE?地址輸存允許端。當(dāng)訪問外部存儲器時(shí)?提供P0作為低8位地址的鎖存信

號?正常操作時(shí)?提高時(shí)振蕩器的6分頻頻率信號。

?3?PSEN?用于片外程序存儲器讀取控制信號。

 2-3 程序計(jì)數(shù)器?PC?有多少位?它的主要功能是什么?

答?  程序計(jì)數(shù)器有16位?它的功能和一般微型計(jì)算機(jī)的相同?用來存放下一條要執(zhí)行的

指令的地址。當(dāng)按照PC所指的地址從存儲器中取出一條指令后?PC會(huì)自動(dòng)加l?即指向下一條指令。

 2-4 簡述MCS-51單片機(jī)片內(nèi)RAM區(qū)地址空間的分配特點(diǎn)。

答?  MCS-51單片機(jī)的RAM區(qū)采用8位地址指針?尋址范圍為256字節(jié)?它可分為兩個(gè)

部分?00H~7FH為可直接尋址和間接尋址空間?而80H~FFH只能作間接尋址。80H~FFH直接尋址的空間為SFR空間?不能作數(shù)據(jù)存儲器用。  

  4

 2-5 MCS-51單片機(jī)如何實(shí)現(xiàn)工作寄存器組R0~R7的選擇?

答?  每個(gè)工作寄存器組都可被選為CPU的當(dāng)前工作寄存器?用戶可以通過改變程序狀態(tài)

字寄存器?PSW?中的RS1、RS0兩位來任選一個(gè)寄存器組為當(dāng)前工作寄存器。 RS1 RS0 寄存器組R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7

0 0 0組 00H 01H02H 03H 04H 05H 06H 07H

0 1 1組 08H 09H0AH 0BH0CH0DH0EH 0FH

1 0 2組 10H 11H12H 13H 14H 15H 16H 17H

1 1 3組 18H 19H1AH 1BH1CH1DH1EH 1FH  2-6 單片機(jī)復(fù)位后?各特殊功能寄存器中的初始化狀態(tài)是什么?

答?  在復(fù)位狀態(tài)下?程序計(jì)數(shù)器指針為0000H?SFR的復(fù)位狀態(tài)概括如下? ?1?P1、P2、P3、P4為輸入狀態(tài)(即為FFH)。 ?2?棧指示器SP=07H?即為片內(nèi)RAM的07H單元。 ?3?除上述狀態(tài)外?所有SFR的有效位均為0。   詳細(xì)描述見下表? 特殊功能寄存器 初始狀態(tài) 特殊功能寄存器 初始狀態(tài)

ACC 00H TMOD 00H

PC 0000H TCON 00H

PSW 00H TL0 00H

SP 07H TH0 00H

DPTR 0000H TL1 00H

P0~P3 0FFH TH1 00H

IP xx000000B B 00H

IE 0x000000B SCON 00H

PCON 0xxx0000B SBUF

不定 

2-7 在MCS-51單片機(jī)的21個(gè)特殊功能寄存器中?哪些具有位尋址能力?

答?  MCS-51單片機(jī)中具有位尋址能力的寄存器有? ?1?程序狀態(tài)字寄存器?PSW?? ?2?B寄存器? ?3?累加器?ACC?? ?4?端口P0?P3? ?5?中斷優(yōu)先級控制寄存器?IP?? ?6?中斷允許控制寄存器?IE?? ?7?定時(shí)/計(jì)數(shù)器控制寄存器?TCON?? ?8?串行口控制寄存器?SCON?。    5 

2-8 程序狀態(tài)字寄存器?PSW?的作用是什么?

答?  程序狀態(tài)字寄存器是一個(gè)8位寄存器?用來存放運(yùn)算結(jié)果的一些特征。其各位定義

如下? ?1?Cy?PSW.7??進(jìn)位標(biāo)志位。在執(zhí)行加、減法指令時(shí)?若運(yùn)算結(jié)果的最高位?D7位?有進(jìn)位或借位?則Cy位被置1?否則清零。Cy既可以作為條件轉(zhuǎn)移指令中的條件?也可用于十進(jìn)制調(diào)整。 ?2?AC?PSW.6??半進(jìn)位標(biāo)志位。在執(zhí)行加、減法指令時(shí)?如果其低半字節(jié)向高半字節(jié)有進(jìn)位或借位?D3位向D4位??則AC位被置1?否則清零。AC也可用于十進(jìn)制調(diào)整。 ?3?F0?PSW.5??用戶自定義標(biāo)志位。用戶可用軟件對F0賦以一定的含義?決定程序的執(zhí)行轉(zhuǎn)向。 ?4?RS1?PSW.4?和RS0?PSW.3??工作寄存器組選擇位。 ?5?OV?PSW.2??溢出標(biāo)志位。當(dāng)補(bǔ)碼運(yùn)算的結(jié)果超出?128?+127的范圍?溢出?時(shí)?OV位被置1?若無溢出?則OV位為0。OV也可以作為條件轉(zhuǎn)移指令中的條件。 ?6?PSW.1?未定義位。 ?7?P?PSW.0??奇偶校驗(yàn)標(biāo)志位。單片機(jī)在指令執(zhí)行后?根據(jù)ACC中1的個(gè)數(shù)的奇偶性?自動(dòng)將該標(biāo)志位置1或清零。若1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)?則P=1?否則P=0。P也可以作為條件轉(zhuǎn)移指令中的條件。

 2-9 MCS-51單片機(jī)的P3口具有哪些功能?

答?  P3口為帶內(nèi)部上拉電阻的準(zhǔn)雙向口。它具有復(fù)用功能?除作普通輸入輸出口外?它

還可作以下用途? ?1?RXD?UART的串行輸入口?移位寄存器方式的數(shù)據(jù)端。 ?2?TXD?UART的串行輸入口?移位寄存器方式的時(shí)鐘端。 ?3?INT0?外部中斷輸入口0。 ?4?INT1?外部中斷輸入口1。 ?5?T0?定時(shí)器?計(jì)數(shù)器?輸入口。 ?6?T1?定時(shí)器?計(jì)數(shù)器?輸入口。 ?7?WR?片外RAM寫控制信號。 ?8?RD?片外RAM讀控制信號。

 2-10 MCS-51單片機(jī)的片外總線是由哪些總線構(gòu)成的?

答?  MCS-51單片機(jī)的片外總線包括數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。 ?1?數(shù)據(jù)總線?DB??由P0口的第一功能提供。 ?2?地址總線?AB??低8位地址由P0口的第二功能提供?高8位地址由P2口提供。 ?3?控制總線?CB??包括RST/VPD?ALE/

PROG?PSEN和EA/VPP等控制信號。  單片機(jī)原理與接口技術(shù)?第2版?

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 2-11 MCS-51單片機(jī)對外有幾條專用控制線?

答?  有RST/VPD?ALE/PROG?PSEN和EA/VPP4條專用控制線。

 2-12 單片機(jī)時(shí)鐘電路有何用途?起什么作用?

答?  單片機(jī)工作是在統(tǒng)一的時(shí)鐘脈沖控制下一拍一拍地進(jìn)行的?這個(gè)脈沖是單片機(jī)控制

器中的時(shí)序電路發(fā)出的。單片機(jī)的時(shí)序就是CPU在執(zhí)行指令時(shí)所需控制信號的時(shí)間順

序。為了保證各部件間的同步工作?單片機(jī)內(nèi)部電路應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號下嚴(yán)格地按時(shí)

序進(jìn)行工作。MCS-51系列單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器?用于構(gòu)成振蕩器?但

要形成時(shí)鐘脈沖?外部還需附加電路。

 2-13 什么是時(shí)鐘周期、狀態(tài)周期、機(jī)器周期和指令周期?當(dāng)單片機(jī)時(shí)鐘頻率為12MHz時(shí)?

一個(gè)機(jī)器周期是多少?ALE引腳的輸出頻率是多少?

答?  時(shí)鐘周期也稱為振蕩周期?定義為時(shí)鐘脈沖頻率?fosc?的倒數(shù)?它是單片機(jī)中最

基本的、最小的時(shí)間單位。 狀態(tài)周期是時(shí)鐘周期經(jīng)2分頻后成為內(nèi)部的時(shí)鐘信號?用做單片機(jī)內(nèi)部各功能部件按序協(xié)調(diào)工作的控制信號。用S表示。 機(jī)器周期是指完成一個(gè)基本操作所需要的時(shí)間。 指令周期是執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間?一般由若干個(gè)機(jī)器周期組成?指令不同?所需要的機(jī)器周期數(shù)也不同。 當(dāng)單片機(jī)時(shí)鐘頻率為12MHz時(shí)?一個(gè)機(jī)器周期為1μs。ALE引腳的輸出頻率為2MHz。

 2-14 什么時(shí)候需要復(fù)位操作?對復(fù)位信號有何要求?

答?  復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。單片機(jī)系統(tǒng)在上電啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)?都需要先復(fù)位。上

電復(fù)位是利用電容器的充電實(shí)現(xiàn)的。在時(shí)鐘電路工作后?在RST端給出連續(xù)2個(gè)機(jī)器周

期的高電平?單片機(jī)就可完成復(fù)位操作。即復(fù)位信號至少要持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平

才能可靠復(fù)位。

 2-15 按例2-3的要求畫出對應(yīng)的硬件電路圖。  習(xí)題與思考題參考答案

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