单片计算机及其应用习题答案

单片机原理及应用作业参考答案1.2单片机的结构特点表现在哪些主要方面?.单片机的结构特点表现在哪些主要方面?答:(1)在存储器结构上,严格将程序存储器和数据存储器在空间上分开,并使用不同的寻址方式,使用两个不同的地址指针;(2)在内部有一个全双工的串行接口;(3)有一个独立进行操作的位处理器.1.4通用单片机的供应状态主要取决于什么?供应状态有哪几种?用户选用单片机的供应状态的原则.通用单片机的供应状态主要取决于什么?供应状态有哪几种?是什么?是什么?答:通用单片机的供应状态主要取决于片内ROM的配置状态.(1)片内ROM的配置状态掩膜ROM,适合于低成本.大批量产品的场合(2)片内EPROM配置状态可通过高压脉冲写入应用程序到EPROM,适合于开发样机,小批量生产.(3)片内无ROM配置状态必须外扩EPROM,价格低,使用灵活,适合于需要外接能在现场进行修改和更新程序存储器的应用场合.2.3单片机的EA端有何功用?8031的EA端应如何处理,为什么?.端有何功用?端应如何处理,为什么?答:EA端是访问外部程序存储器的控制信号:当EA无效时,访问内部ROM,当EA为有效时,访问外部ROM.由于8031没有内部ROM,所以EA端必须接低电平.2..4MCS-51引脚中有多少I/O线?它们与单片机对外的地址总线,它们与单片机对外的地址总线,数据总线和控制总线有什么关系?-数据总线和控制总线有什么关系?地址总线和数据总线各是几位?地址总线和数据总线各是几位?答:MCS-51引脚中有32根I/O线,一般由P0口提供单片机对外的数据总线,同时作为分时复用的地址总线的低8位,P2口作为地址总线的高8位,由控制总线由第二功能的状态下的P3口以及RST,,EAALE和PSEN提供.2.58051单片机的内部数据存储器可以分为哪几个不同的区域?各有什么特点?.单片机的内部数据存储器可以分为哪几个不同的区域?各有什么特点?答:数据存储器主要分为两个区域:00H～7FH是真正的RAM区,80H～FFH专门用作特殊功能寄存器的区域.其中00H～7FH可分为三个区域:00H～1FH为四组工作寄存器;20H～2FH为128位位寻址区,30H～7FH为一般RAM区.2.6单片机对外有几条专用控制线?其功能是怎样的?.单片机对外有几条专用控制线?其功能是怎样的?答:单片机对外的专用控制线有4条,分别是:(1)PSEN:外部取指操作,在访问外部ROM时,PSEN信号自动产生;(2)ALE/PROG:ALE为地址锁存允许信号,在访问外部ROM或RAM时,用来锁存P0口的低8位地址.第二功能PROG是对8751的EPROM编程时,编程脉冲输入.1(3)EA/VPP:EA是访问外部程序存储器的控制信号,EA无效时,访问内部ROM,EA有效时,访问外部ROM,第二功能VPP为对8751EPROM的21V编程电源输入.(4)RST/VPD:RST是复位信号输入端,第二功能VPD是备用电源输入端.2.8有哪几种方法使单片机复位?复位后各寄存器,RAM中的状态如何?中的状态如何?.有哪几种方法使单片机复位?复位后各寄存器,答:单片机的复位方式有两种,上电自动复位和按钮复位.复位后各寄存器状态为:PC0000HACC00HPSW00HSP07HDPTR0000HP0～P3FFHIPXX000000BIE0X000000BTMOD00HTCON00HTL000HTH000HTL100HTH100HSCON00HSBUFXXHPCON0XXX0000B2.9在8051扩展系统中,片外程序存储器和片外数据存储器使用相同的地址编址,是否会在数据总线扩展系统中,片外程序存储器和片外数据存储器使用相同的地址编址,.上出现争总线的现象?为什么?上出现争总线的现象?为什么?答:不会发生争总线的现象,因为从外部ROM取指令需要用ALE和PSEN信号控制读取操作,由P2和P0提供地址;而片外数据存储器的读写除了地址之外还要RD,WR控制,所以不会争总线.2.10如果8051端口P0～P3作为通用I/O口使用,则在输入引脚数据时应注意什么?.口使用,则在输入引脚数据时应注意什么?～答:8051的P1,P2和作为一般输入I/O口的P以及第一功能的P3口均为准双向口,在输入数据时应先向端口写1,然后方可作为高阻输入.以使其场效应管T2截止,才不会影响输入电平.3.2若要完成以下的数据传送,应如何用MCS-51的指令实现?.若要完成以下的数据传送,的指令实现?(1)R1的内容传送到R0(5)ROM2000H单元的内容传送到R0MOVA,R1MOVDPTR,#2000HMOVR0,ACLRAMOVCA,@A+DPTR(2)外部RAM20H单元的内容传送到R0MOVR0,#20HMOVR0,AMOVXA,@R0(6)ROM2000H单元的内容传送到内部RAM20H单元MOVR0,AMOVDPTR,#2000HCLRA(3)外部RAM20H单元的内容传送到内MOVCA,@A+DPTR部RAM20H单元MOVR0,#20HMOV20H,AMOVXA,@R0(7)ROM2000H单元的内容传送到外部RAM20H单元MOV20H,AMOVDPTR,#2000HCLRA(4)外部RAM1000H单元内容传送到内MOVCA,@A+DPTR部RAM20H单元MOVDPTR,#1000HMOVR0,#20HMOVXA,@DPTRMOVX@R0,AMOV20H,A3.3间接转移指令JMP@A+DPTR有何优点?为什么它能代替众多的判跳指令?试举例说明.有何优点?为什么它能代替众多的判跳指令?试举例说明..答:该间接转移指令的转移地址由A的内容和数据指针DPTR的内容之和决定,且两必须由C完成,所以调用子程序时参数传递较复杂.7MOVMOVMOVCPLMOVMOVMOVMOVMOVACALLMOVSETBMOVMOVMOVMOVMOVMOVACALLMOVC,W00H,CC,ZC01H,CC,Y02H,CC,X03H,CNAND404H,C00HC,X01H,CC,Y02H,CC,Z03H,CNAND405H,CCPLMOVCPLMOVMOVMOVACALLSETBMOVMOVMOVMOVMOVACALLMOVAJMPNAND4:ANLANLANLCPLCRETEND01HC,YC02H,CC,W03H,CNAND400H01H,CC,04H02H,CC,05H03H,CNAND4F,C$MOVC,00HC,01HC,02HC,03HSETB00HMOVC,XMOV01H,C方法二:利用宏实现MACRO,宏可以带参数,所以参数传递将很方便NAND4MACROA1,A2,A3,A4MOVONE,CMOVC,A1NAND4X,Y,ONE,WANLC,A2MOV04H,CANLC,A3SETBONEANLC,A4NAND4X,Y,ONE,WCPLCMOV05H,CENDMCPLYSETBONEORG0000HNAND4X,Y,ONE,WAJMPMAINMOV06H,CORG0030HSETBONEMAIN:MOVC,ZNAND404H,05H,06H,ONECPLCMOVF,C5.3已知8051单片机系统时钟频率为6MHz,试利用定时器T0和P1口输出矩形脉冲,其波形如图所.口输出矩形脉冲,,示(建议用方式2)).解:定时器T0的工作方式:方式2,定时方式,所以TMOD为:0000010(02H)定时初值:8-TH0初值)×时钟周期×12=(28-X)×(1/6M)×12=40s(2X=236=0ECH,360s则为9次定时中断MOVTMOD,#02HJNBTF0,$CLRTF0MOVTH0,#0ECHMOVTL0,#0ECHNEXT1:CLRP1.0CLRP1.0WAIT2:JNBTF0,$SETBTR0CLRTF0DJNZR0,WAIT2NEXT3:MOVR0,#09HSETBP1.0AJMPNEXT385.4要求8051单片机定时器的定时值以内部RAM的20H单元的内容为条件而改变;当(20H)=.单元的内容为条件而改变;)=00H)=)=01H时,定时值为20ms.请根据以上要求编写相应程序.时,定时值为10ms;当(20H)=;)=.请根据以上要求编写相应程序.解:采用定时器T0,工作方式:方式1,定时方式,所以TMOD为:0000001(01H)定时初值:216-T0初值)(×时钟周期×12=16-X)(2×(1/6M)×12=16-X)(22s=10[(20H)+1]1000sX=6553610[(20H)+1]1000=6553650005000×(20H)2=605365000(20H)=EC78H1388H×(20H)(这里20H单元的内容最大为12,否则超出16为定时器的范围)TIMER:MOVA,20HMOVB,#88HMULAB;88H×(20H)MOVR0,A;R0保存低字节MOVR1,B;R1保存高字节MOVA,20HMOVB,#13HMULAB;13H×(20H)ADDA,R1MOVR1,A;只要限制20H单元内容小于13,1388H×(20H)即为两字节CLRCMOVA,78HSUBBA,R0;78H减去1388H×(20H)的低字节MOVTL0,AMOVA,#0ECHSUBBA,R1;ECH减去1388H×(20H)的高字节MOVTH0,AMOVTMOD,#01HSETBTR0WAIT:JNBTF0,WAITRET;定时时间到上述定时初值的设置适合(20H)为00H～12H,即可以实现10ms～190ms的定时.若仅仅是10ms和20ms两种情况,初值设置将更简单X00H=60536=EC78HTIMER:MOVCJNEMOVMOVAJMPNEXT1:CJNEX01H=EC78H1388H×(01H)=D8F0HMOVMOVNEXT2:MOVSETBWAIT:JNBRETTH0,#0D8HTL0,#0F0HTMOD,#01H;T0工作方式TR0TF0,WAIT;定时时间到A,20HA,#00H,NEXT1TH0,#0ECHTL0,#78HNEXT2A,#01H,NEXT25.5试用定时器T1设计外部事件计数器.要求每计数1万个脉冲,就将T1转为10ms定时方式,当.设计外部事件计数器.万个脉冲,定时方式,定时到后,又转为计数方式,如此反复循环不止.定时到后,又转为计数方式,如此反复循环不止.设系统的时钟频率为6MHz,建议选用方式1编写相,应程序.应程序.解:T1工作方式为方式1,计数方式:TMOD:01010000(50H),定时方式:TMOD:00010000(10H)计数初值X=M-计数模值=65536-10000=55536=D8F0H定时初值(65536-X)×2=10000,X=60536=EC78HMAIN:MOVTMOD,#50HWAIT1:JBCTF1,NEXT1MOVTL1,#0F0HAJMPWAIT1MOVTH1,#0D8HNEXT1:MOVTMOD,#10HSETBTR1MOVTL1,#78H9MOVWAIT2:JBCTH1,#0ECHTF1,MAINAJMPWAIT25.7利用8051单片机定时器测量某正脉冲宽度宽度,采用何种工作方式可以获得最大的量程?若时钟.单片机定时器测量某正脉冲宽度宽度,采用何种工作方式可以获得最大的量程?频率为6MHz,则允许测量的最大脉宽是多少?,则允许测量的最大脉宽是多少?[解:要获得最大量程,那么定时/计数器的计数值必须达到最大,只有方式1是工作在16位计数模式.因为测脉宽,所以定时/计数器工作于定时方式,且由外部中断引脚电平启动定时.最大定时时间为:(M-X)×T=(65536-0)×12×1/6MHz=131.072ms7.3某异步通讯接口,其帧格式由一个起始位,7个数据位,1个奇偶校验位和一个停止位组成.当该.某异步通讯接口,其帧格式由一个起始位,个数据位,个奇偶校验位和一个停止位组成.接口每分钟传送1800个字符时,计算其传送波特率.个字符时,计算其传送波特率.解:由帧格式可知:一个字符由1+7+1+1=10位组成,波特率=1800×10/60=300波特.7.为什么定时器T1用作串行口波特率发生器时常采用工作方式2?若已知T1设置成方式2,.6?,用作波特率发生器,特率发生器,系统时钟频率为11.0592MHz,求可能产生的最高和最低的波特率各是多少?,求可能产生的最高和最低的波特率各是多少?答:因为定时器T1的方式2为自动重装定时初值,这样操作方便,也避免了因重装定时初值引起的定2SMODfOSC1时误差.由波特率=×3212256初值当初值为0,SMOD=0时,得到最低波特率=112.5当初值为255,SMOD=1时,得到最低波特率=57.6K7.7在8051应用系统中,时钟频率为6MHz.现需利用定时器T1方式2产生1200波特的波特率.试.应用系统中,波特的波特率..计算定时器的初值,并指出实际得到的波特率与所要求的波特率是否有误差.计算定时器的初值,并指出实际得到的波特率与所要求的波特率是否有误差.解:根据波特率计算公式2SMODfOSC1×3212256初值2SMOD6MHz11SMOD1200=×=15625×23212256初值256初值当SMOD=0时,初值为243,此时实际的波特率为:1201.92当SMOD=1时,初值为230,此时实际的波特率为:1201.92所以实际波特率与要求的波特率有误差.7.8试设计一个8051单片机的双机通讯系统,并编写程序将A机片内RAM40H～5FH的数据块通过.单片机的双机通讯系统,～中去.串行口传送B机的片内RAM60H～7FH中去.～解:该双机通讯系统,是将A机数据发送到B机,所以可以采用单工工作方式串行口采用方式110位异步收发,采用查询方式MOVR0,#40HA机:发送MOVTMOD,#20HCLRTIMOVTL1,#0F3HNEXT:MOVA,@R0MOVTH1,#0F3HINCR0MOVSBUF,ASETBTR1MOVSCON,#40HJNBTI,$10CJNER0,#60H,NEXTMOVR0,#60HAJMP$NEXT:CLRRIJNBRI,$B机:接收MOVTMOD,#20HMOVA,SBUFMOVTL1,#0F3HMOV@R0,AMOVTH1,#0F3HINCR0SETBTR1CJNER0,#80H,NEXTAJMP$MOVSCON,#50H8.18051有几个中断源,各中断标志是如何产生的,又是如何复位的?CPU响应中断时其中断入口地有几个中断源,各中断标志是如何产生的,又是如何复位的?.址各是多少?址各是多少?答:8051有5个中断源,分别是外部中断0,定时器T0中断,外部中断1,定时器T1中断,串行口中断.中断入口地址分别为0003H,000BH,0013H,001BH,0023H.定时器中断标志TF1和TF0是当计数器溢出时产生的,CPU响应中断时能自动清除;外部中断IE1和IE0则是根据外部INT1和INT0的变化产生的,只有边沿方式的IE1和IE0能在响应中断是自动清除,电平方式的只能软件清除;串行口中断标志RI,TI是在串行口接收和发送是产生的,它们只能利用软件清除.8.3如何区分串行通讯中的发送中断和接收中断?.如何区分串行通讯中的发送中断和接收中断?答:串行通讯中,发送和接收中断共用一个中断入口地址,但可以通过RI和TI标志判断是哪种中断,TI=1表示发送中断,RI=1表示接收中断.8.4如何设定外部中断源是采用边沿触发还是电平触发?这两种中断触发所产生的中断过程有和不.如何设定外部中断源是采用边沿触发还是电平触发?同?答:可通过IT1和IT0标志位进行设置,IT=0时,为电平触发,IT=1时,为边沿触发.电平触发,CPU响应中断时不会清除IE标志,所以中断返回前应撤销INT引脚上的低电平;边沿触发方式,CPU连续两个机器周期采样到先高后低的电平,则置位IE标志,CPU响应中断时由硬件清除IE标志.8.7试用中断方法设计秒,分脉冲发生器,即由8051的P1.0每秒钟产生一个机器周期的正脉冲,由.试用中断方法设计秒,分脉冲发生器,每秒钟产生一个机器周期的正脉冲,P1.1每分钟产生一个机器周期的正脉冲.每分钟产生一个机器周期的正脉冲.解:设系统时钟为6MHz,由定时器完成定时,最大定时时间为65536×2us=131096us=131.096ms,所以设置定时器定时时间为100ms,10次定时为1秒钟,60次一秒为一分钟,所以设置两个计数器分别对10和60计数(M-X)×2us=100ms,所以X=15536=3CB0HORG0000HMOVR