单片机课后习题答案(北航出版)

单片机课后习题答案 北京航空航天大学出版社 1微处理器， 及 I/时器，构成的微型计算机称为单片机。 2指令寄存器（ 存当前正在执行的一条指令 ;指令译码器（ 操作码进行译码。 3程序计数器（ 示出将要执行的下一条指令地址，由两个 8位计数器 4 8080870891增强型的程序 存储器容量是普通型的 2倍。 5 89个 8位的 80内 256字节数据存储器 写的数据，片内 4据、表格， 4个 8位并行 I/0个 16位的定时器 /计数器， 5个中断源、两个中断个优先级的中断控制系统， 一个全双工 ，片内振荡器和时钟产生电路，休闲方式和掉电方式。 6 89址从 0000放程序和表格常数，片外最多可扩展 64000内外统一编址。单片机的内部存储空间分为数据存储器和程序存储器。 7内部数据存储器：共 256字节单元，包括低 128个单元和高 128个单元。低 128字节又分成 3个区域：工作寄存器区（ 00H1位寻址区（ 20H2用户 30H7放中间结果，数据暂存及数据缓冲。高 128字节是供给特殊功能寄存器（）使用的，因此称之为特殊功能寄存器区（），访问它只能用直接寻址。 内部程序存储器：在 8031片内无程序存储器， 8051片内具有 48751片内具有 4 8 引脚是片内外程序存储器的选择信号。当 端保持高电平时，访问内部程序存储器，但在 序计数器）值超过 0于 8051/8751/80 1于 8052）时，将自动转向访问外部程序存储器。当 端保持低电平时，不管是否有内部程序存储器，则只访问外部程序存储器。由于 8031片内没有程序存储器，所以在使用 8031时， 引脚必须接低电平。 9 电平有效。保持两个机器周期（ 24个时钟振荡周期）的高电平有效，完成复位， 复位后， 这种状态下，所有的专用寄存器都被赋予默认值，除 7H， 3口为 余寄存器均为 0。 ： 率为振荡周期的 1/6,位地址的控制信号，看芯片好坏可以用示波器看 可以检查芯片好坏，有效即能读出片外的指令，引脚信号有效时可读写片外或片外接口。 10 须外接上拉电阻才 能有高电平输出，作为输入口时，必须先向锁存器写“ 1”；作为普通 I/位地址 /数据总线使用。 1接收低八位地址；只用作普通 I/ 1口多了一个转换控制开关；作为普通 I/位地址线使用时访问外部程序存储器和 16位地址的外部数据存储器。 1口增加了与非门和缓冲器；具有准双向 I/述 4个端口在作为输入口使用时，应注意必须先向端口写“ 1”。 11普林斯顿结构：一个地 址对应唯一的存储单元，用同类访问指令。哈佛结构：程序存储器和数据存储器分开的结构。 问片外 问片内用 前寄存器组 片内 0 0 第 0组工作寄存器 00H 07H 0 1 第 1组工作寄存器 08H 0 0 第 2组工作寄存器 10H 17H 1 1 第 3组工作寄存器 18H 17H，堆栈的操作 ;一个16位寄存 器，用来存放 16位存储器的地址，以便对 64片外 指令周期：执行一条指令所需要的时间。 机器周期： 个状态周期和个振荡周期。 当晶振频率为 12个机器周期为 1s；当晶振频率为 个机器周期为 s，复位时间超过 s。 复位操作有：电自动，按键手动，看门狗。 空闲方式是 时器 /计数器 ,串行口及中断系统都工作。掉电一切功能都暂停，保存 容。退出空闲方式；硬件将清，硬件复位。当执行为，系统进入掉电方式。推出掉电只有硬件复位。 16保留的存储单元 存储单元 保留目的 0000H 0002H 复位后初始化引导程序地址 0003H 000部中断 0 0000012H 定时器 0溢出中断 0013H 001部中断 1 0010022H 定时器 1溢出中断 0023H 002行端口中断 002时器 2中断 17单片机的寻址方式：寄存器寻址，直接寻址，立即数寻址， 寄存器间接寻址，变址寻址，相对寻址，位寻址。 18 (1) 跳转范围不同。 短跳转范围： 2 相对跳转范围：127 (2) 指令长度不同。 (3) 指令构成不同。 跟的是相对地址。 不能用 令代替程序中的 令，因为如果改变的话，程序跳转到的新 致程序出现错误。 19在 890H） =38H， 38H=40H,40H=48H,48H=90H。情分析下面各是什么指令，说明源操作数的寻址方式以及按顺序执行每条指令后的结果？ A， 40H ；直接寻址 （ 40H） A A ；寄存器寻址 （ A） #0；立即数寻址 0 0H ；直接寻址 （ 30H） （ 3848H ；立即数寻址 3848H 40H,38H ；直接寻址 （ 38H） 40H 0H ；直接寻址 （ 30H） 0 ；寄存器寻址 （ 18H， #30H ；立即数寻址 30H 18H A， ；寄存器间接寻址 ( A ；直接寻址 （ 后结果：（ =38H，（ A） =40H，（ =38H，（ =（ =0 =3848H，（ 18H） =30H，（ 30H） =38H，（ 38H） =40H，（ 40H） =40H，（ 48H） =38左边是内容，右边是单元 20已知 4中存放有一个 16位的二进制数，高位在 位在 编程将其求补，并存回原处。 A， ；取该数高 8位 A A， #80H ；取出该数符号判断 ；是正数，转 A， ；是负数，将该数低 8位 A A ；低 8位取反 A， #01H ；加 1 A ；低 8位取反加 1后 A， ；将该数高 8位 A A ；高 8位取反 A， #00H ；加上低 8位加 1时可能产生的进位 A ；高 8位取反加 1后 1： 1已知 3016位的二进制数，高位在前，低位在后，请编程将他们乘 以 2，在存回原单元中。 C ；清进位位 C A， 31H ；取该数低 8位 A A ；带进位位左移 1位 31H， A ；结果存回 31H A， 30H ；取该数高 8位 A A ；带进位位左移 1位 30H， A ；结果存回 30H 22假设允许片内定时器 /计数器中断，禁止其他中断。 设置 用字节操作指令： E #8 8H,#位操作指令： A 23设 89 内为低优先级，设置 用字节操作指令 :05005H 用位操作指令 :4 896位定时器 /计数器，即 1. 第三章 1、 指令： 指令系统：一台计算机所能执行的全部指令集合 机器语言：用二进制编码表示，计算机能直接识别和执行的语言 汇编语言：用助记符、符号和数字来表示指令的程序语言 高级语言：独立于机器的，在编程时不需要对 机器结构及其指令系统有深入了解的通用性语言 2、 见第 1题 3、 操作码 目的操作数 ，源操作数 4、 寻址方式 寻址空间 立即数寻址 程序存储器 接寻址 片内 28B、特殊功能寄存器 寄存器寻址 工作寄存器 A、 B、 C、 存器间接寻址 片内 28B、片外 址寻址 程序存储器（ A+A+ 相对寻址 程序存储器 256移量） 位寻址 片内 0分 、 接寻址，位寻址，寄存器寻址；片外 存器间接寻址 6、 A， 40H ；直接寻址 （ 40H） A A ；寄存器寻址 （ A） #0；立即数寻址 0 0H ；直接寻址 （ 30H） （ 3848H ；立即数寻址 3848H 40H,38H ；直接寻址 （ 38H） 40H 0H ；直接寻址 （ 30H） 0 ；寄存器寻址 （ 18H， #30H ；立即数寻址 30H 18H A， ；寄存器间接寻址 ( A ；直接寻址 （ 后结果：（ =38H，（ A） =40H，（ =38H，（ =（ =0 =3848H，（ 18H） =30H，（ 30H） =38H，（ 38H） =40H，（ 40H） =40H，（ 48H） =38H 注意：左边是内容，右边是单元 7、 用直接寻址，位寻址，寄存器寻址 8、 A,直接寻址 2字节 1周期 A,#立即数寻址 2字节 1周期 直接寻址 3字节 2周期 74H,#78H ;立即数寻址 3字节 2周期 如果想查某一指令的机器码，字节数或周期数可查阅书本后面的附录 A 9、 ,(=80H A 0H ;(40H)=08H (0H,A ;(A)=80 40H 0,#35H ;35H 后结果：（ =35H （ A） =80H，（ 32H） =08H，（ 40H） =80H 10、用直接寻址，位寻址，寄存器寻址 11、只能采用寄存器间接寻址（用 12、低 128字节：直接寻址，位寻址，寄存器间接寻址，寄存器寻址（ 7） 高 128字节：直接寻址，位寻址，寄存器寻址 13、采用变址寻址（用 14、压缩 计算 机只将其当作十六进制数处理，此时得到的结果不正确。用 06H， 60H， 66H） 15、用来进行位操作 16、 A， #17H ； 83H 17H=03H A 17H， A ； 34H 03H=37H 17H A， ； 03H 37H=34H A ； 34以（ A） =7、（ 1） ;(2)3)18、 27H， 26H， 25H， 24H， 23H， 22H， 21H， 20H， 9、 220 221 222 20、 C A， #5 ；被减数的低 8位 A # ；减数低 8位 A， ；被减数减去减数，差 A 30H， A ；低 8位结果 30H A， #6 ；被减数的高 8位 A #13H ；减数高 8位 A， ；被减数减去减数，差 A 31H， A ；高 8位结果 30H 注意：如果在你的程序中用到了进位位，在程序开始的时 候要记得清 0进位位 21、（ 1） A 10 A， #0 ；（ A）与 10比较，不等转 ；相等转 1： ；（ A）大于 10，转 者： A， #0 2） A 10 A， #0 ；（ A）与 10比较，不等转 ；相等结束 ；（ A）大于 10，转 ；（ A）小于 10，结束 或者： A， #0 1： 3） A 10 A， #0 ；（ A）与 10比较，不等转 2： ；相等转 1： ；（ A）小于 10，转 者： A， #0C Z 2、（ =23H，（ =3412H 参看书上 80页 23、（ =27H，（ 26H） =48H，（ 27H） =23H，（ =3456H 参看书上 79页 24、不能。 调用的地址范围是 2 在看这个题的时候同时看一下 时考虑调用指令 25、 #31H ；数据块长度 #20H ；数据块首地址 A， ；待查找的数据 A C ；清进位位 ， #0 ；待查找的数据是 0 ；是，转 ；不是，地址增 1，指向下一个待查数据 ；数据块长度减 1，不等于 0，继续查找 51H， #00H ；等于 0，未找到， 00H 51H 1： 51H， #01H ；找到， 01H 51H 6、 #31H ；数据块长度 #20H ；数据块首地址 A， ；待查找的数据 A ；不为 0，转 51H ；为 0， 00H 个数增 1 ；地址增 1，指向下一个待查数据 ；数据块长度减 1，不等于 0，继续查找 7、 # ；源首地址 # ；目的首地址 A， ；传送一个字符 A ；指向下一个 字符 A， #24H， ；传送的是“ $”字符吗？不是，传送下一个字符 8、 A， ；取该数高 8位 A A， #80H ；取出该数符号判断 ；是正数，转 A， ；是负数，将该数低 8位 A A ；低 8位取反 A， #01H ；加 1 A ；低 8位取反加 1后 A， ；将该数高 8位 A A ；高 8位取反 A， #00H ；加上低 8位加 1时可能产生的进位 A ；高 8位取反加 1后 1： 9、 C ；清进位位 C A， 31H ；取该数低 8位 A A ；带进位位左移 1位 31H， A ；结果存回 31H A， 30H ；取该数高 8位 A A ；带进位位左移 1位 30H， A ；结果存回 30H 30、 #04H ；字节长度 #30H ；一个加数首地址 #40H ；另一个加数首地址 C ；清进位位 A， ；取一个加数 A， ；两个加数带进位位相加 A ；十进制调整 A ；存放结果 ；指向下一个字节 ； ；数据块长度 减 1，不等于 0，继续查找 1、 #08H ；数据块长度 #30H ；数据块目的地址 #2000H ；数据块源地址 A， ；传送一个数据 A ；指向下一个数据 ； ；数据块长度减 1，没传送完，继续传送 2、（ 1） 0 ； 2字节， 2周期 4字节 4周期（差） B， ； 2字节， 2周期 （ 2） #0 ； 2字节， 1周期 4字节 3周期（中） B， ； 2字节， 2周期 （ 3） B， #0 ； 3字节， 2周期 3字节 2周期（好） 33、（ 1）功能是将片内 0H51。 （ 2） 7大家可以看一下书上，对于立即数寻址的话，后面一个字节存放的是立即数） 7850 （第一个字节的后三位是寄存器，前一个条指令是 010 也就是指的 这里是 以应该是 78，后一个字节存放的是立即数） （这里涉及到偏移量的计算，可以参考书上 56页） 34、 ；（ 7=00H ；（ =7 ；（ 7=39H ；（ =10 ；（ =1100H ；（ =1101H 35、解：（ 1000H） =53H （ 1001H） =54H （ 1002H） =41H （ 1003H） =52H （ 1004H） =54H （ 1005H） =12H （ 1006H） =34H （ 1007H） =30H （ 1008H） =00H （ 1009H） =70H 36、 #40H ； 40H A， ； 98H A ； 41H A， ； 98H+（ 41H） =47H A A ；结果存入 42H 单元 A ；清 A A， #0 ；进位位存入 A A ；进位位存入 43H 功能：将 40H， 412位放在 43H 单元，（ =43H，（ A） =1，（ 40H） =98H，（ 41H） = 42H） =47H，（ 43H） =01H 37、 A， 61H ； A B， #02H ； 02H B ； 4H A ， 62H ；积的低 8位加上 A 63H， A ；结果送 62H A ；清 A A， B ；积的高 8位加进位位 A 64H， A ；结果送 64H 功能：将 61H 单元的内容乘 2，低 8 位再加上 62H 单元的内容放入 63H，将结果的高 8 位放在 64H 单元。（ A） =02H，（ B） =01H，（ 61H） = 62H） = 63H） = 64H）=02H 39、 A， A， #80H A 40、（ 2） A， A A， 五章 1、什么是中断和中断系统？其主要功能是什么？ 答：当 部发生的某一件事件请求 是， 去处理所发生的事件，中断服务处理完该事件以后，再回到原来被终止的地方，继续原来的工作。这种 过程称为中断，实现这种功能的部件称为中断系统。功能： （ 1） 使计算机具有实时处理能力，能对外界异步发生的事件作出及时的处理 （ 2） 完全消除了 大提高了 （ 3） 实现实时控制 2、试编写一段对中断系统初始化的程序，使之允许 行口中断，且使 解： 097H 02H 3、在单片机中，中断能实现哪些功能？ 答：有三种功能：分时操作，实时处理，故障处理 4、 89其中端请求如何进行控制？ 答：（ 1） 89 :外部中断 0请求，低电平有效 :外部中断 1请求，低电平有效 时器、计数器 0溢出中断请求 时器、计数器 1溢出中断请求 X：串行接口中断请求 （ 2）通过对特殊功能寄存器 实现各种中断控制功能 5、什么是中断优先级？中断优先处理的原则是什么？ 答：中断优先级是 则： （ 1） 先响应优先级高的中断请求，再响 应优先级低的 （ 2） 如果一个中断请求已经被响应，同级的其它中断请求将被禁止 （ 3） 如果同级的多个请求同时出现，则 查询顺序确定应该响应哪个中断请求 查询顺序：外部中断 0 定时器 0中断 外部中断 1 定时器 1中断 串行接口中断 6、说明外部中断请求的查询和响应过程。 答：当 条指令，外设向 断主程序的执行并保存断点地址，然后转去响应中断。 5个机器周期 果查询到某个中断标志为 1，将在接下来的机器周期 断系统通过硬件自动将相应的中断矢量地址装入 便进入相应的中断服务程序。中断服务完毕后，+1条指令继续执行。 7、 89 答： （ 1） 有中断源发出中断请求 （ 2） 中断中允许位 （ 3） 申请中断的中断源的中断允许位为 1，即中断没有被屏蔽 （ 4） 无同级或更高级中断正在服务 （ 5） 当前指令周期已经结束 （ 6） 若现行指令为 指令以及紧接着的另一条指令已执行完毕 8、简述 89 答： 56期间按优先级顺序查询中断标志，如查询到某个中断标志为 1，将在接下来的机器周期 断系统通过硬件自动将相应的中断矢量地址装入 便进入相应的中断服务程序。一旦响应中断， 89先级生效”触发器，然后由硬件执行一条长调 用指令，把当前的 保护断点，再将相应的中断服务的入口地址送入 是 于有些中断源， 9、在 89如何安排程序区？ 答：主程序一般从 0030程序后一般是子程序及中断服务程序。在这个大家还要清除各个中断的中断矢量地址。 10、试述中断的作用及中断的全过程。 答：作用：对外部异步发生的事件作出及时的处理 过程：中断请求，中断响应，中断处理，中断返回 11、当正在执行某一个中断源的中断 服务程序时，如果有新的中断请求出现，试问在什么情况下可响应新的中断请求？在什么情况下不能响应新的中断请求？ 答：（ 1）符合以下 6个条件可响应新的中断请求： a) 有中断源发出中断请求 b) 中断允许位 ，即 c) 申请中断的中断源的中断允许位为 1，即中断没有被屏蔽 d) 无同级或更高级中断正在被服务 e) 当前的指令周期已结束 f) 若现行指令为 指令以及紧接着的另一条指令 已被执行完 12、 89何实现中断请求？ 答：有两种方式：电平触发和边沿触发 电平触发方式： 5为低电平，使 “ 1”，申请中断；若为高电平，则 零。 边沿触发方式： 5果在相继的两个机器周期采样过程中，一个机器周期采样到外部中断请求为高电平，接着下一个机器周期采样到外部中断请求为低电平，则使 “ 1”申请中断；否则， 0。 13、 89只能设置两个中断优先级，因此，在中断优先级安排上受到一定的限制。试问以下几种中断优先顺序的安排（级别由高到低）是否可能：若可能，则应如何设置中断源的中断级别：否则，请简述不可能的理由。 定时器 0，定时器 1，外中断 0，外中断 1，串行口中断。 可以， 0 串行口中断，外中断 0，定时器 0，外中断 1，定时器 1。 可以， 10H 外中断 0，定时器 1，外中断 1，定时器 0，串行口中断。 不可以，只能设置一级高级优先级，如果将 1设置为高级，而 高于 外中断 0，外中断 1，串行口中断， 定时器 0，定时器 1 。 可以， 15H 串行口中断，定时器 0，外中断 0，外中断 1，定时器 1。 不可以 外中断 0，外中断 1，定时器 0，串行口中断，定时器 1 。 不可以 外中断 0，定时器 1，定时器 0，外中断 1，串行口中断。 可以， 09H 14、 89源的中断标志是如何产生的？又是如何清 0的？ 断入口地址各是多少？ 答：各中断标志的产生和清“ 0”如下： （ 1） 外部中断类 外部中断是由外部原因引起的，可以通过两个固定引脚，即外部中断 0和外部中断 1输入信号。 外部中断 0请求信号，由 过 旦输入信号有效，则向 且使 。硬件复位。 外部中断 1请求信号，功能与用法类似外部中断 0 （ 2） 定时中断类 定时中断是为满足定时或计数溢出处理需要而设置的。当定时器 /计数器中的计数结构发生计数溢出的，即表明定时时间到或计数值已满，这时就以计数溢出信号作为中断请求，去置位一个溢出标志位。这种中断请求是在单片机芯片内部发生的，无需在芯片上设置引入端，但在计数方式时，中断源可以由外部引入。 时器 定时器 时器 ，请求中断处理。使用中断时由硬件复位，在查询方式下可由软件复位。 时器 能与用法类似定时器 3） 串行口中断类 串行口中断是为串行数据的传送需要而设置的。串行中断请求也是在单片机芯片内部发生的，但当串行口作为接收端时，必须有一完整的串行帧数据从 可能引发中断。 I：串行口中断请求。当接收或发送一串帧数据时，使内部串行口中断请求标志 I=1，并请求中断。响应后必须软件复位。 断入口地址如下： 中断源 入口地址 外部中断 0 0003H 定时器 000部中断 1 0013H 定时器 001行口中断 0023H 15、中断响应时间是否为确定不变的？为什么？ 答：中断响应时间不是确定不变的。由于 外，不同的情况对中断响应的时间也是不同的。下面以外部中断为例，说明中断响应的时间。 在每个机器周期的 端的电平被所存到 时满足中断响应条件，下一条要执行的指令将是一条硬件长调用指令“ 使程序转入中断矢量入口。调用本身要用 2个机器周期，这样，从外部中断请求有效到开始执行中断服务程序的第一条 指令，至少需要 3个机器周期，这是最短的响应时间。 如果遇到中断受阻的情况，这中断响应时间会更长一些。例如，当一个同级或更高级的中断服务程序正在进行，则附加的等待时间取决于正在进行的中断服务程序：如果正在执行的一条指令还没有进行到最后一个机器周期，附加的等 待时间为 13个机器周期；如果正在执行的是 附加的等待时间在 5个机器周期内。 若系统中只有一个中断源，则响应时间为 38个机器周期。 16、中断响应过程中，为什么通常要保护现场？如何保护？ 答：因为一般主程序和中断服务程 序都可能会用到累加器， 到上述寄存器时，就会破坏它原来存在寄存器中的内容；一旦中断返回，将会造成主程序的混乱。因而在进入中断服务程序后，一般要先保护现场，然后再执行中断处理程序，在返回主程序以前再恢复现场。 保护方法一般是把累加器、 保护现场和恢复现场时，为了不使现场受到破坏或者造成混乱，一般规定此时 就要求在编写中断服务程序时，注意在保护现场之前要关中断，在恢复现场之后开 中断。如果在中断处理时允许有更高级的中断打断它，则在保护现场之后再开中断，恢复现场之前关中断。 17、清叙述中断响应的 什么说中断操作是一个 答：在中断响应中， a) 置位相应的优先级状态触发器，以标明所响应中断的优先级别 b) 中断源标志清零（ c) 中断断点地址装入堆栈保护（不保护 d) 中断入口地址装入 便使程序转到中断入口地址处 在计算机内部，中断表 现为 896状态，查询中断源，并按优先级管理规则处理同时请求的中断源，且在下一个机器周期的 应最高级中断请求。 但是以下情况除外： a) b) 多机器周期指令中，还未执行到最后一个机器周期 c) 正在执行中断系统的 E、 延后一条指令 18、在中断请求有效并开中断状况下，能否保证立即响应中断？有什么条件？ 答：在中断 请求有效并开中断状况下，并不能保证立即响应中断。这是因为，在计算机内部，中断表现为 896状态下，查询中断源，并按优先级管理规则处理同时请求的中断源，且在下一个机器周期的 应最高级中断请求。 在以下情况下，还需要有另外的等待： a) b) 多机器周期指令中，还未执行到最后一个机器周期 c) 正在执行中断系统的 E、 延后一条指令 第 6章习题答案 1、定时器模式 2有什么特点？适用于什么场合？ 答： （ 1） 模式 2把 置成一个可以自动重装载的 8 位定时器 /计数器。 数溢出时不仅使溢出中断标志位 ，而且还自动把 位计数器， （ 2） 用于定时工作方式时间（ ，用于计数工作方式时，最大计数长度（ 0）为 28=256个外部脉冲。 这种工作方式可省去用户软件重装初值的语句，并可产生相当精确定时时间 ，特别适于作串行波特率发生器。 2、单片机内部定时方式产生频率为 100定单片机的晶振频率为 12编程实现。 答： 位 :10高 8位： 00H ;设置定时器 1 ；设置 5 0 ；启动 1 ；查询到定时时间到？时间到转 ；时间未到转 续查询 1 ;重新置入定时初值 0 ;输出取反，形成等宽矩形波 ；重复循环 3、 89何区别？ 答：有四种工作模式：模式 0，模式 1，模式 2，模式 3 （ 1） 模式 0：选择定时器的高 8位和低 5位组成一个 13位定时器 /计数器。 位溢出时向 并申请中断。 定时时间 t=(213振荡周期 12；计数长度位 213=8192个外部脉冲 （ 2） 模式 1：与模式 0的唯一差别是寄存器 6 位参与操作。定时时间t=(216振荡周期 12；计数长度位 216=65536个外部脉冲 （ 3） 模式 2：把 位定时器 /计数器。 位计数器， 以保存初值。 ，而且还自动将 的内容重新装载到 定时时间 t=(28振荡周期 12；计数长度位 28=256个外部脉冲 （ 4） 模式 3：对 1不大相同 若设 ， 位计数器。 位计数器，功能与模式 0和模式 1相同，可定时可计数。 占用了定时器 动和关闭仅受 定时器 ，但 时 2。 4、 89计数器？它们是由哪些特殊功能寄存器组成？ 答：