微机与单片机原理及应用林丽群课后参考答案

习题答案答：微控制器，嵌入式控制器答：将CPU、存储器和I/O口通过内部总线连接在一起，集成于一块芯片上。答：受器件的物理性能限制。答：微处理器、微处理机和CPU它们都是中央处理器的不同称谓，微处理器芯片本身不是计算机。而微计算机、单片机它们都是一个完整的计算机系统，单片机是集成在一个芯片上的用于测控目的的单片微计算机。嵌入式处理器一般意义上讲，是指嵌入系统的单片机、DSP、嵌入式微处理器。目前多把嵌入式处理器多指嵌入式微处理器，例如ARM7、ARM9等。嵌入式微处理器相当于通用计算机中的CPU。与单片机相比，单片机本身（或稍加扩展）就是一个小的计算机系统，可独立运行，具有完整的功能。而嵌入式微处理器仅仅相当于单片机中的中央处理器。为了满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。5.答：广义上讲，凡是系统中嵌入了“嵌入式处理器”，如单片机、DSP、嵌入式微处理器，都称其为“嵌入式系统”。但多数人把“嵌入”嵌入式微处理器的系统，称为“嵌入式系统”。目前“嵌入式系统”还没有一个严格和权威的定义。目前人们所说的“嵌入式系统”，多指后者。答：单片机体积小、价格低且易于掌握和普及，很容易嵌入到各种通用目的的系统中，实现各种方式的检测和控制。单片机在嵌入式处理器市场占有率最高，最大特点是价格低，体积小。DSP是一种非常擅长于高速实现各种数字信号处理运算（如数字滤波、FFT、频谱分析等）的嵌入式处理器。由于对其硬件结构和指令进行了特殊设计，使其能够高速完成各种复杂的数字信号处理算法。广泛地用于通讯、网络通信、数字图像处理，电机控制系统，生物信息识别终端，实时语音压解系统等。这类智能化算法一般都是运算量较大，特别是向量运算、指针线性寻址等较多，而这些正是DSP的长处所在。与单片机相比，DSP具有的实现高速运算的硬件结构及指令和多总线，DSP处理的算法的复杂度和大的数据处理流量以及片内集成的多种功能部件更是单片机不可企及的。嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU，它的地址总线数目较多能扩展较大的存储器空间，所以可配置实时多任务操作系统(RTOS)。RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。正由于嵌入式微处理器能运行实时多任务操作系统，所以能够处理复杂的系统管理任务和处理工作。因此，广泛地应用在移动计算平台、媒体手机、工业控制和商业领域（例如，智能工控设备、ATM机等）、电子商务平台、信息家电（机顶盒、数字电视）以及军事上的应用。习题答案一、填空题1）计算机的主机中流动着两类信息流：指令流和数据流。由主存储器流向控制器的信息流称为指令流,由主存储器流向运算器或由运算器流向主存储器的信息流称为数据流，控制器依据指令发出控制信号，控制整机工作来处理信息。2）计算机硬件由5个基本部分组成，包括运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。3）信息存入存储器的操作称为写操作，从存储器中取出信息的操作称为读操作，这两种操作统称为访问。二、简答题1.答：分为地址总线、数据总线和控制总线。地址总线用来传送CPU访问目标的地址信息。数据总线用来传送CPU与访问目标间的交流数据。控制总线用来传送CPU控制信号、时序信号和状态信息。答：指令和数据以2进制数方式存储在内存中，取出后送往控制器的是指令，反之则是数据。答：复杂指令集（CISIC）和精简指令集（RISIC）。CISIC指令集的设计是基于尽量让一条指令实现一个复杂的处理，避免对存储器的存取速度慢这个缺点。所以，每条指令所带的操作数数目及其存放的地点都是任意的。指令长短不一，指令执行时间也相差悬殊。RISC的设计思想是基于对存储器的存取速度够快这个优点，尽量去降低指令的数量和复杂性，力求每条指令只执行一个基本计算，从而得到一个最小化的指令集。为了达到可能的最高速度，RISC指令被设计为固定长度，并在一个时钟周期内执行一条命令。答：程序计数器PC是控制器取指的指示牌，控制器依据PC的内容从程序存储器中读取指令，随之对读出的指令进行译码执行。控制器每读取指令一次，就让PC内容自动递增（取几个字节递增几个字节），这意味下一条指令要顺序读取，因此，通常情况下，程序是顺序执行的。当执行的指令是转移指令时，执行该条指令的结果就是控制器把目标指令的地址写入PC，让PC的内容发生突变，因此下一条指令就不再是顺序读取，程序的运行流程就发生了转移。另外，发生中断并响应中断时，PC的内容发生突变。答：总线分为内部总线、系统总线和I/O总线。在地址信号和控制信号的作用下，目标IO接口或内存单元被选中、输出数据被送到数据总线DB上，CPU在读选通信号结束的那一时刻把数据总线DB上的数据读入CPU内部。反之，当CPU要把一个数据输给某一IO接口或内存单元时，也必须传送地址信号，并发出一个写选通信号。写选通信号通过控制总线CB中写控制线来传送。CPU输出数据信号到数据总线DB上，在地址信号和控制信号作用下，数据总线DB上的数据被写入目标IO接口或内存单元中。答：寻址作用，指定CPU访问的目标单元。地址总线是也是三态的，不过它是单向输出线，CPU内部有一个地址总线缓冲器，它用来连接内部地址总线与外部地址总线。当有地址信号发送时，地址缓冲器与外部地址总线连接，当CPU不发送地址信号时，地址缓冲器与外部地址总线脱开。习题答案1.答：用示波器探测ALE引脚，若有方波输出，可以判断80C51正在工作。答：访问片外程序存储器允许信号，在使用8031时，信号引脚应该接地。答：访问程序存储器时，需要的读选通信号，配套的还有ALE地址锁存信号。答：第0组工作寄存器，地址为00H-07H，CPU通过程序状态字PSW的RS0和RS1来确定和改变当前工作寄存器组。答：由指令来区别，如果是布尔操作指令，那么是位地址，否则是字节地址。位地址7CH位于RAM中字节地址2FH单元D0-D7中的D4。答：堆栈是一个按照后进先出的原则存取数据的存储区域。SP用于指示当前存取数据的位置。不能超过120字节。80C51是满递增堆栈，即先SP指针加1，然后把数据存于SP指向的单元；或先把SP指向单元的数据读出，然后SP减一。而8086是满递减堆栈，即先SP指针减1，然后把数据存于SP指向的单元；或先把SP指向单元的数据读出，然后SP加一。答：有待机方式和掉电方式2种。把特殊功能寄存器PCON的IDL位置1，CPU就进入待机状态，中断相应时自动退出；把特殊功能寄存器PCON的PD位置1，CPU就进入掉电状态，只能通过人工复位退出。答：MOVA，40H；直接寻址，A=48HMOVR0，A；寄存器寻址，R0=48HMOVP1，#0F0H；立即寻址，P1=0F0HMOV@R0，30H；直接寻址，(48H)=38HMOVDPTR，#3848H；立即寻址，DPTR=3848HMOV40H，38H；直接寻址，(40H)=40HMOVR0，30H；直接寻址，R0=38HMOV0D0H，R0;寄存器寻址,(0D0H)=38HMOV18H，#30H；立即寻址，(18H)=30HMOVA，@R0;寄存器间接寻址，A=40HMOVP2，P1；直接寻址，P2=0F0H答：MOVDPTR,#200DH；MOVXA,@DPTRMOVDPTR,#280DH；MOVX@DPTR,A答：①MOVA，#0EFH；MOVCA,@A+PC;②MOVA,#0FFH;MOVDPTR,#1000H;MOVCA,@A+DPTR答：JCTABLEMOVC,B.4ANLC,P1.7JCTABLEMOVC,ACC.7ANLC,P1.0TABLE:MOVPSW.5,C答：(A)=80H

(32H)=08H

(40H)=80H

(R0)=#35习题答案1.答：用示波器探测ALE引脚，若有方波输出，可以判断80C51正在工作。答：访问片外程序存储器允许信号，在使用8031时，信号引脚应该接地。答：访问程序存储器时，需要的读选通信号，配套的还有ALE地址锁存信号。答：第0组工作寄存器，地址为00H-07H，CPU通过程序状态字PSW的RS0和RS1来确定和改变当前工作寄存器组。答：由指令来区别，如果是布尔操作指令，那么是位地址，否则是字节地址。位地址7CH位于RAM中字节地址2FH单元D0-D7中的D4。答：堆栈是一个按照后进先出的原则存取数据的存储区域。SP用于指示当前存取数据的位置。不能超过120字节。80C51是满递增堆栈，即先SP指针加1，然后把数据存于SP指向的单元；或先把SP指向单元的数据读出，然后SP减一。而8086是满递减堆栈，即先SP指针减1，然后把数据存于SP指向的单元；或先把SP指向单元的数据读出，然后SP加一。答：有待机方式和掉电方式2种。把特殊功能寄存器PCON的IDL位置1，CPU就进入待机状态，中断相应时自动退出；把特殊功能寄存器PCON的PD位置1，CPU就进入掉电状态，只能通过人工复位退出。答：MOVA，40H；直接寻址，A=48HMOVR0，A；寄存器寻址，R0=48HMOVP1，#0F0H；立即寻址，P1=0F0HMOV@R0，30H；直接寻址，(48H)=38HMOVDPTR，#3848H；立即寻址，DPTR=3848HMOV40H，38H；直接寻址，(40H)=40HMOVR0，30H；直接寻址，R0=38HMOV0D0H，R0;寄存器寻址,(0D0H)=38HMOV18H，#30H；立即寻址，(18H)=30HMOVA，@R0;寄存器间接寻址，A=40HMOVP2，P1；直接寻址，P2=0F0H答：MOVDPTR,#200DH；MOVXA,@DPTRMOVDPTR,#280DH；MOVX@DPTR,A答：①MOVA，#0EFH；MOVCA,@A+PC;②MOVA,#0FFH;MOVDPTR,#1000H;MOVCA,@A+DPTR答：JCTABLEMOVC,B.4ANLC,P1.7JCTABLEMOVC,ACC.7ANLC,P1.0TABLE:MOVPSW.5,C答：(A)=80H

(32H)=08H

(40H)=80H

(R0)=#35习题答案答：80C51有5个中断源，分别是：外部中断0，定时器/计数器0，外部中断1，定时器/计数器1，串行口中断。对于外部中断0,1，外部电平产生负跳变时，会产生中断标志IE0或IE1；对于定时器/计数器T0或T1，当内部计数器溢出时，产生中断标志IF0或IF1。上述4个中断标志，在CPU响应中断时，由硬件自动清零。若不使用中断则需要软件清零。对于串行口中断，当接收到一帧数据或发送完一帧数据时，产生中断标志RI或TI，这两个中断标志只能由软件清零。2.答：做定时器时，定时时间与晶振频率有关，与工作方式（即计数器长度）有关。做计数用时，外部脉冲的计数频率不得超过晶振频率的1/24。脉冲的宽度不得小于一个机器周期。3.答：定时器T0为方式3时，把定时器控制寄存器的C/T1位清零，可以启动定时器T1（作波特率发生器）。把C/T1位置1，就关闭定时器T1。答：把T0拆成两个定时器，所以设置为方式3，TL0组成的定时器产生500us定时，TH0组成的定时器产生200us定时。计算时间常数：TL0=28–t/T=28–500×10-6/2×10-6=256–250=6HTH0=28–t/T=28–200×10-6/2×10-6=256–100=156=9CH中断向量区的引导程序：ORG0000H AJMPMAIN ORG000BH AJMPPT0INT0 ORG001BH AJMPPT0INT1 ORG0030H主程序：MAIN: MOVTMOD,#03H MOVTL0,#6H MOVTH0,#9CH SETBEA SETBET0 SETBET1 SETBTR0 SETBTR1两中断程序：ORG0100HPT0INT0:MOVTL0,#6H CPLP1.0 RETIPT0INT1:MOVTH0,#9CH CPLP1.1 RETI5.答：应选择计数长度最大的方式，所以把定时器设置为工作方式1,可以得到最大量程。机器周期=12/（6×1000000）=2×10us最大量程=65536×机器周期=65536×2×10us=0.13s6.答：4种工作方式。方式0同步移位寄存器方式波特率为fosc/12方式110位异步通讯接口波特率可变方式211位异步通讯接口波特率为fosc/64或波特率为fosc/32方式311位异步通讯接口波特率可变7.答：波特率指每秒传送的位数。溢出率指定时器每秒发生的溢出次数。波特率由T1设置的计算公式如下：溢出率=2SMOD*机器周期/定时器(长度-初值+中断服务时间)波特率=溢出率/328.答:采用方式2，就不必使用中断重装定时器初值。初值=256–2SMOD*机器周期/（32*BR）9.答：按题意1帧数据共有10位，即传送1个字符需要10位。波特率=1800×10/60=300pbs10.答：波特率不加倍的情况（PCON.7=0） 波特率=T1的溢出率/32=1/((28–TL1)×2×10-6×32)TL1=28–1/(波特率×2×10-6×32)=256–13.0208≈243实际波特率=1/((28–243)×2×10-6×32)≈1202pbs 习题答案1．答：指令：指定电子计算机实现某种控制或运算的代码。指令系统：指令系统是计算机硬件的语言系统，是机器所具有的全部指令的集合。程序：程序是指按照一定的规则和顺序的任务执行过程，是一套指令集合，程序由数据结构和算法组成。程序设计：给出解决特定问题程序的过程，是软件构造活动中的重要组成部分。机器语言：机器语言是机器能直接识别的程序语言或指令代码。汇编语言：汇编语言是一种用于电子计算机、微处理器、微控制器或其他可编程器件的低级语言，用助记符代替机器指令的操作码，用地址符号或标号代替指令或操作数的地址。高级语言：高级语言是相对于汇编语言而言的，它是较接近自然语言和数学公式的编程，基本脱离了机器的硬件系统，用人们更易理解的方式编写程序。答：目前在单片机领域最广泛使用的是高级语言。高级语言与计算机的硬件结构及指令系统无关，它有更强的表达能力，可方便地表示数据的运算和程序的控制结构，能更好的描述各种算法，而且容易学习掌握。高级语言语言单片机不能直接执行，必须经过专门的编译工具翻译为机器码后单片机才能运行。答：结构化程序设计是进行以模块功能和处理过程设计为主的详细设计的基本原则。结构化程序设计是过程式程序设计的一个子集，它对写入的程序使用逻辑结构，使得理解和修改更有效更容易。结构化程序设计的三种基本结构：顺序结构、循环结构、选择结构。答：80C51有两条査表指令：MOVA,@A+DPTR、MOVA,@A+PC。两条指令本质区别：查表的基地址不同，一个采用DPTR，另一个采用PC。当表的长度超过256字节时，应该把查表的偏移量分为高8位和低8位两个数据，低8位数据数据放入A中，而高8位数据与DPTR或PC的高8位数据相加。答：伪指令是汇编程序能够识别并对汇编过程进行某种控制的汇编命令。它不是单片机执行的指令，所以没有对应的可执行目标代码，汇编后产生的目标程序中不会再出现伪指令。答：顺序程序又称直接程序，程序执行时从第一条指令开始顺序执行到最后一条指令止。MOV A，R0 ；读低８位CPL A ；取反ADD A，#1 ；加１MOV R2，A ；存低８位MOV A，R1 ；读高８位CPL A ；取反ADDC A，#0 ；加进位MOV 20H，R1；高８位→位寻址区MOV C，07H；符号位→C MOV ACC.7，C ；恢复符号MOV R3，A；存高８位SJMP $ 答：KEYJMP:MOVDPTR,#TAB ;指向表首高8位地址 MOV A,20H ;取键值 RL A;键值乘2作查表偏移量 MOV 20H,A ;暂存偏移量 MOVCA,@A+DPTR ;取高8位地址 MOV 22H,A ;暂存高8位地址INC DPTR ;指向表首地址低8位 MOV A,20H ;取偏移量 MOVCA,@A+DPTR ;取低8位地址 MOV 23H,A ;暂存低8位地址 RETTAB:DB01H,23H ;“0”键入口地址 DB 01H,86H ;“1”键入口地址 DB 02H,34H ;“2”键入口地址 DB 03H,16H ;“3”键入口地址 DB 014,15H ;“4”键入口地址答：（1）可读性好。C51语言程序比汇编语言程序的可读性好，编程效率高，程序便于修改、维护以及升级。（2）模块化开发与资源共享。用C51开发的程序模块可不经修改，直接被其他工程所用，使得开发者能够很好地利用已有的大量标准C程序资源与丰富的库函数，减少重复劳动，同时也有利于多个工程师进行协同开发。（3）可移植性好。为某种型号单片机开发的C语言程序，只需把与硬件相关的头文件和编译链接的参数进行适当修改，就可方便地移植到其他型号的单片机上。9.答：（1）扩展的数据类型：位变量bit、特殊功能寄存器sfr、特殊功能寄存器sfr16、特殊功能位sbit。（2）存储类型：DATA、IDATA、BDATA、XDATA、PDATA、CODE。10.答：（1）C51中断服务函数的一般形式：函数类型函数名（形式参数表）interruptnusingn{函数体}（2）关键字interrupt是中断号，对于51单片机，n取值为0~4；关键字using后的n是所选择的寄存器组，using是一个选项，可省略。11.答：#include<reg51.h>unsignedchardispcode[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0