单片机原理课后习题参考答案

第2章部分习题参考解答

1、试述MCS-51单片机内部有哪些主要逻辑部件并说出其功能，画出片内结构图。

MCS-51单片机的内部除包含CPU外，还包含程序存储器、数据存储器、定时器/计数器、并行I/O接口、串行I/O接口、总线控制逻辑和中断控制逻辑等逻辑部件，其结构框图如图所示：

其中，CPU是单片机的最核心部分,它是整个单片机的控制和指挥中心，完成所有的计算和控制任务。振荡器和时序逻辑，产生CPU工作所需要的内部时钟。中断控制逻辑用来应付一些临时到达的突发事件，并能保证当有多个突发事件发生时，CPU能够有序地为这些事件进行服务，所有突发事件服务完成后CPU 还能继续以前的工作。并行I/O接口和串行I/O接口作为CPU与外部设备通信的信息传输通道。程序存储器用于存放单片机的程序。数据存储器用于存放内部待处理的数据和处理后的结果。定时器/计数器主要是完成对外部输入脉冲的计数或者根据内部的时钟及定时设置，周期性的产生定时信号。64K总线控制逻辑，用于产生外部64KB存储空间的有关读写控制信号。

2、MCS-51单片机有4个8位并行口(P0、P1、P2、P3)，哪个口可作为地址/数据利用总线？

P0口可作为地址/数据复用总线口。

3、P0口作为通用I/O口使用时，在输出状态下应注意什么？在输入状态下应注意什么？

P0口作为通用I/O口使用时，输出级是漏极开路的，因此在输出状态下外部应加上拉电阻。在输入状态下应先向端口锁存器写入1，这样引脚便处于悬浮状态，可作高阻抗输入。

5、MCS-51单片机的最大寻址空间是多少？为什么？

MCS-51单片机，程序存储器空间采用片内、片外统一编址的方式，共有64KB，地址范围为000OH～FFFFH。片内有256字节数据存储器地址空间，地址范围为00H～FFH。片外数据存储器空间有64KB，其地址范围也是000OH～FFFFH。

7、MCS-51单片机片内低128字节的RAM中，分了几个基本区域？说出这些区域的名称。

MCS-51系列单片机片内低128字节的RAM包含：工作寄存器区（00H: 1FH）、可位寻址区（20H: 2FH）、通用RAM区（30H: 7FH）3个组成部分。

8、片内和片外数据存储器地址重叠的区域是哪些地址？

片内与片外数据存储器空间的低地址部分(000OH～OOFFH)是重叠的,MCS－51单片机有MOV和MOVX两种指令,用以区分片内、片外RAM空间，当使用MOV指令时，访问的是片内区域，当使用MOVX 指令时，访问的是片外区域。

9、访问程序存储器的片外空间，是通过什么方式实现的？

程序存储器空间的片内、片外选择通过单片机的引脚EA来实现，当EA接低电平时，程序存储器空间的64KB全部由片外实现，当EA接高电平时，程序存储器空间的前4KB（MCS-52是8KB）由片内实现，对于片内没有的高地址空间部分单元，不管EA引脚接的是高电平还是低电平都由片外实现。片外程序存储器空间和片外数据存储器空间，采用的外部地址总线和数据总线是相同的，不同的是控制总线，程序存储空间的读信号PSEN，而数据存储空间的读信号为。

10、说出程序状态字寄存器(PSW)各位的含义。

PSW的位结构如下表所示。

?Cy：高位进位标志位，当ALU的算术运算过程中有进位或借位时，Cy=1；否则，Cy=0。同时，

该位还可以用作位累加器，这时一般只用“C”表示。

?AC：辅助进位标志，当ALU的算术运算过程中低4位向高4位有进位或借位时，AC=1；否则，

AC=0。该位常用于BCD码的调整。

?F0：用户标志位。

?RS1、RS0：选择工作寄存器组位，用于选择内部数据存储器区内4组工作寄存器中的某一组。具

体选择情况见寄存器介绍部分。

?OV：溢出标志位，当ALU的算术运算过程中有溢出时，OV =1；否则，OV =0。

?P：奇偶校验标志位，根据累加器ACC中1的个数由硬件置位或清除，当累加器ACC中有奇数

个1时P=1；否则，P=0。

?PSW.1：保留位，无定义。

11、在MCS-51单片机的工作时序中，一个机器周期包含几个状态周期、几个振荡周期？

一个机器周期包含6个状态周期、12个振荡周期。

12、单片机复位后，程序计数器PC指向哪个地址？

PC＝0000H

第3章部分习题参考解答

1、写出MCS-51单片机汇编指令的指令格式，并简单举例。

MCS-51单片机的汇编指令格式如下：

[标号：] 操作码[目的操作数][,源操作数] [ ；注释]

操作码表示该指令所实现的操作功能，一般由2~5个英文字母表示。例如ORL，ADD，LCALL等。

操作数表示参与操作的数据来源和目的单元。操作数可以是一个立即数，也可以是一个内存单元或者是一个寄存器单元。

操作码和第一个操作数之间一般用一个或几个空格隔开，而操作数与操作数之间用逗号隔开。

操作数可以有1个，2个，３个或没有。

如果需要对指令进行注释说明的话，在最后一个操作数后加一个分号，分号后面是注释。

如：MOV A , 60H ; (60H)→A

标号由1～8个字母或数字构成，以字母开头以“：”结尾，标号可有可无，它仅仅代表了该指令所在的地址，便于源程序编写过程中使用该地址。

2、指出下面程序每个语句的寻址方式。

目的操作数原操作数

MOV A，P1 寄存器寻址直接寻址

MOV A，#40H 寄存器寻址立即寻址

MOV 80H，A 直接寻址寄存器寻址

MOV A，R5 寄存器寻址寄存器寻址

MOV @R0,A 寄存器间接寻址寄存器寻址

MOVX A,@DPTR 寄存器寻址寄存器间接寻址

MOVC A,@A+DPTR 寄存器寻址基址＋变址寻址

MOV 74H，#80H 直接寻址立即寻址

3、写出下面程序被执行后，各数据存储器地址中的内容。

MOV 40H,#33H

MOV 41H,#44H

MOV A,40H

MOV 50H,A

MOV A,41H

MOV 51H,A

（40H）＝33H，（41H）＝44H，（50H）＝33H，（51H）＝44H

4、设置堆栈指针SP中内容为60H，编写程序，将上题中数据存储器50H、51H的内容压栈后，分别将栈内数据弹出到DPTR寄存器中。

MOV SP, #60H

PUSH 50H

PUSH 51H

POP DPL

POP DPH

5、访问片内、外数据存储器，都用什么指令？

访问片内数据存储器的数据传送指令用MOV，访问片外数据存储器的数据传送指令用MOVX。

6、下面的指令语句对吗？为什么？

MOV R0,#0400H ；不对，R0是8位寄存器源操作数超过了8位

MOV 100H,A ；不对，片内数据存储器用8位地址访问，目的操作数的地址超过了8位。

MOV @R2,A ；不对，能够用于间接寻址的只能是R0或R1

MOVX @R1,A ；对，R1做为间址寄存器来提供寻址存储器的低8位，高8位由P2提供

7、查表指令MOVC A,@A+DPTR 所查的表数据是在程序存储区还是数据存储区？

程序存储区。

9、使用位操作指令完成下列操作。

⑴将P1.1置“1”。

SETB P1.1

⑵将ACC.7置“1”。

SETB ACC.7

10、编写程序，将40H为首的8个单元内容，依次反序送入到60H为首的8个单元中去。

MOV R0,#47H ;40H开始的8字节数据中最后一个单元的地址

MOV R1,#60H

MOV R2,#8

LOOP:MOV A,@R0

MOV @R1,A

DEC R0

INC R1

DJNZ R2,LOOP

SJMP $

11、两个四位压缩类型BCD码数，被加数放在30H和31H内存单元中，加数放在32H和33H内存单元中，所求的和放在34H和35H中。位数排列按高位在低地址，低位在高地址的顺序，编写此加法程序。

MOV PSW,#00H ;取0组工作寄存器

MOV R0,#31H

MOV R1,#33H

SETB RS0 ;取1组工作寄存器

MOV R0,#35H

CLR RS0

MOV R2,#02H

CLR C ;清除进位标志，准备进行带进位加

LOOP: MOV A,@R0

ADDC A,@R1

DA A

SETB RS0 ;取1组工作寄存器

MOV @R0,A

DEC R0

CLR RS0 ;恢复0组工作寄存器

DEC R0

DEC R1

DJNZ R2,LOOP

SJMP $

13、写出ACALL和LCALL两个调用指令的调用范围，试写出这两条指令执行时，CPU的操作过程。

ACALL的调用范围是包括调用指令下一条指令的第一个字节所在的2KB范围的程序存储器空间。

ACALL调用指令的执行过程是：PC加2（本指令代码为两个字节）获得下一条指令的地址，并把该断点地址（当前的PC值）入栈，然后将断点地址的高五位与11位目标地址（指令代码第一字节的高3位，以及第二字节的八位）连接构成16位的子程序入口地址，使程序转向子程序。调用子程序的入口地址和ACALL 指令的下一条指令的地址，其高五位必须相同。因此子程序的入口地址和ACALL指令下一条指令的第一个字节必须在同一个2KB范围的程序存储器空间内。

LCALL调用指令的目标地址以16位给出，允许子程序放在64KB空间的任何地方。

指令的执行过程是把PC加上本指令代码数（三个字节）获得下一条指令的地址，并把该断点地址入栈（断点地址保护），接着将被调子程序的入口地址（16位目标地址）装入PC，然后从该入口地址开始执行子程序。

14、分析下列程序，说出此程序完成什么样的功能。

MOV P1,#0FFH

LOOP:

MOV R7,#03H ;该指令1个机器周期 1

LOOP1:

MOV R6,#0FFH ;该指令1个机器周期 2

DJNZ R6,$ ;该指令2个机器周期 3

DJNZ R7,LOOP1 ;该指令2个机器周期 4

CPL P1.0 ;该指令1个机器周期 5

JMP LOOP ;该指令2个机器周期 6

END

该程序的功能是从P1.0引脚输出连续方波，方波的周期为（11＋（12＋23×255＋24）×3＋15＋26）×2个机器周期

15、试编写程序，完成对十个数从大到小的排序（建议用气泡排序法）。十个源字节数据放在30H为首的内存区域，排序后的目标数据放在50H为首的区域。

如果不破坏30H开始存放的源字节数据，可以把从30H开始的数据先传送到50H开始的数据区，然后对50H开始的数据进行排序。

如果不需考虑30H开始存放的数据使用后的顺序，则可先对30H开始存放的数据进行排序，然后再传送到50H开始的数据区中。

现根据第1种情况进行编程。

MOV R0,#30H

MOV R1,#50H

MOV R2,#10

LOP1: MOV A,@R0

MOV @R1,A

INC R0

INC R1

DJNZ R2,LOP1

MOV R2,#9

LOP4: MOV R0,#50H

MOV R1,#51H

MOV A,R2

MOV R3,A

LOP3: MOV A,@R0

CLR C

SUBB A,@R1

LOP2: JC NEXT

MOV A,@R0

XCH A,@R1

MOV @R0,A

NEXT: INC R0

INC R1

DJNZ R3,LOP3

DJNZ R2,LOP4

SJMP $

第4章部分习题参考解答

1、MCS-51单片机中，有几个16位定时/计数器？其实际用途？

MCS-51单片机中，有2个16位定时/计数器。

可以用定时器在规定的时间对温度、湿度、流量、转速等参数进行检测采样，用于环境检测、工业控制；或者利用定时器按一定的周期产生方波信号进行输出；还可以通过计数器对脉冲进行计数，用于信息的采集处理领域等。

2、通过对定时/计数器中的哪个特殊寄存器进行工作模式设置？试叙述几种工作模式功能。

通过特殊寄存器TMOD对定时/计数器进行工作模式设置。

工作方式0，为13位的定时/计数器。

工作方式1，为16位定时器/计数器。

工作方式2，为8位自动重装定时器/计数器。

工作方式3，只有定时器/计数器T0具有此工作方式，为两个8位定时器/计数器。

3、门控制信号GATE为1时，外部中断引脚INTx在什么状态下启动计数？

GA TE为1时，在外部中断引脚INTx＝1、TRx＝1时启动定时器/计数器。

5、定时/计数器作为计数器时，对外界技术频率有什么要求（假定时钟频率为12MHz）？

当定时/计数器设置为计数工作方式时，计数器对来自输入引脚T0和T1的外部脉冲信号计数，在每个机器周期的S5P2期间采样外部脉冲，若前一个机器周期采样到高电平，后一个机器周期采样到低电平，则将触发计数器加1，更新的计数值将在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。因此，单片机检测一个从高电平到低电平的下降沿需要2个机器周期，要使下降沿能被检测到，需要保证被采样高、低电平至少维持一个机器周期的时间，即外部输入信号的频率不超过晶振频率的1/24。当晶振频率为12MHz时，最高计数频率不超过0.5MHz，即计数脉冲的周期要大于2微秒。

6、定时/计数器在何种设置下可提供3个8位定时器？当T0运行在模式3下，TH0作为定时器使用时，其启动和关闭受谁的控制？

定时器/计数器T0工作在方式3下，定时器/计数器T1工作在方式2下，可提供3个8位定时器。当T0运行在方式3下，TH0作为定时器使用时，其启动和关闭受TR1的控制。

7、当定时/计数器T0被设置为模式3时，怎样使T1启动运行？又怎样使其停止运行？

当定时/计数器T0被设置为模式3时，定时/计数器T1只要设置好工作方式、时间常数初值,然后用控制位C/T切换其为定时或计数功能就可以使T1运行,若想停止它的运行,只要把它的工作方式设置为方式3即可,因为定时器T1没有方式3,将它设置为方式3就使它停止工作。

8、时钟频率为12MHz。要求定时值分别为：0.1ms、1ms、10ms；定时/计数器T0分别工作在模式0、模式1、模式2，其定时初值各为多少？

方式0时，0.1ms定时的计数值为100，时间常数初值为：TH0＝0FCH，TL0＝1CH

方式0时，1ms定时的计数值为1000，时间常数初值为：TH0＝0E0H，TL0＝18H

方式0时，最长的定时时间只能到8.192ms

方式1时，0.1ms定时的计数值为100，时间常数初值为：TH0＝0FFH，TL0＝9CH

方式1时，1ms定时的计数值为1000，时间常数初值为：TH0＝0FCH，TL0＝18H

方式1时，10ms定时的计数值为10000，时间常数初值为：TH0＝0D8H，TL0＝0F0H

方式2时，0.1ms定时的计数值为100，时间常数初值为：TH0＝9CH，TL0＝9CH

方式2时，最长的定时时间只能到0.256ms

9、时钟频率为12MHz。编写程序完成从P1.0输出占空比为1：4，频率为1000Hz的脉冲波型。

1000Hz周期为1ms，则高电平持续时间为1ms/4＝0.25ms＝250us。用T0实现250um定时，采用工作方式2，定时时间常数为256－250＝6。

从P1.0输出占空比为1：4，频率为1000Hz的脉冲波型，既P1.0持续250us的高电平，250us×3的低电平。

采用查询方式实现：

MOV TMOD,#02H

MOV TH0,#06H

MOV TL0,#06H

SETB TR0

LOP2: SETB P1.0

JNB TF0,$

CLR TF0

CLR P1.0

MOV R0,#03H

LOP1: JNB TF0,$

CLR TF0

DJNZ R0,LOP1

JMP LOP2

采用中断方式实现：

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 000BH

LJMP T0S

ORG 0030H

MAIN: MOV SP,#60H

MOV TMOD,#02H

MOV IE,#82H

MOV R0,#03H

MOV TH0,#06H

MOV TL0,#06H

SETB TR0

SETB P1.0

SJMP $

T0S: JNB P1.0,T01

CLR P1.0

SJMP EXIT

T01: DJNZ R0,EXIT

SETB P1.0

MOV R0,#03H

EXIT: RETI

10、编写程序。时钟频率为12MHz，使用T1，由P1.0、P1.1分别输出周期为500μs和2ms的方波。

用T1实现250um定时，采用工作方式2，定时时间常数为256－250＝6。

P1.0每250us改变状态一次，P1.1每250us×4改变状态一次。

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 001BH

LJMP T1S

ORG 0030H

MAIN: MOV SP,#60H

MOV TMOD,#20H

MOV IE,#88H

MOV R0,#04H

MOV TH1,#06H

MOV TL1,#06H

SETB TR1

SETB P1.0 SETB P1.1 SJMP $ T1S: CPL P1.0

DJNZ R0,EXIT CPL P1.1 MOV R0,#04H

EXIT: RETI

15、半双工通信和全双工通信的区别？

半双工是指数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行。全双工是指数据可以同时进行双向传输。

16、使用哪个特殊功能寄存器来确定串行口的工作方式？MCS-51单片机串行口有几种工作方式？各工作方式的波特率如何确定？

SCON 用来设定串行口的工作方式、接收/发送控制以及设置状态标志；MCS-51单片机串行口有4种工作方式。

方式0的波特率由振荡器的频率所确定，波特率为fosc/12； 方式2时的波特率由振荡器的频率（fosc ）和SMOD 位所确定，即：

2

232f SMOD

osc ?=波特率

方式1和3时的波特率由定时器T1和T2的溢出率和SMOD 所确定。 32

21SMOD

T ?=溢出率波特率

17、晶振为11.059MHz ，工作于方式1，波特率为1200b/s ，用定时器/计数器T1作为波特率发生器，写出其方式字和计数初值。

T1工作在方式2下，其方式字为20H

由串行口方式1的32

21SMOD

T ?=溢出率波特率，取SMOD ＝0，可计算出T1的溢出率＝38400。

则T1的计数值为11.0592/（38400×12）＝24，T1的初值为232或0E8H 。

18、串行口按工作方式1进行串行数据通信。晶振为11.059MHz ，波特率为4800b/s ，请编写具有收发功能的串口通信程序（两种接收方式）：

a 、以查询方式接收数据。

b 、以中断方式接收数据。

将接收数据放到30H 为首的片内存储区中。