单片机原理及应用（C语言版）（主编周国运）习题答案

单片机原理及应用（C语言版）

思考题与习题答案

说明：

本习题答案未经认真核对，可能存在错误，仅做参考。

第1章 单片机概述

1．什么是单片机？ 答:将中央处理器（Central Processing Unit，CPU）、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及I/O接口电路等微型计算机的主要部件集成在一块芯片上，使其具有计算机的基本功能，就叫做单片微型计算机（Single Chip Micro Computer，SCMC），简称单片机。由于单片机的指令功能是按照工业控制的要求设计，所以单片机又称为微控制器（Micro Controller Unit，MCU）。

2．单片机有哪些特点？

答: （1）单片机的存储器ROM和RAM是严格区分的。ROM称为程序存储器，只存放程序、固定常数及数据表格。RAM则为数据存储器，用作工作区及存放用户数据。

（2）采用面向控制的指令系统。

（3）单片机的I/O引脚通常是多功能的。 （4）单片机的外部扩展能力强。

（5）单片机体积小，成本低，运用灵活，易于产品化。

（6）面向控制，能有针对性地解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的性能价格比。

（7）抗干扰能力强，适用温度范围宽。

（8）可以方便地实现多机和分布式控制，使整个控制系统的效率和可靠性大为提高。

3．单片机的应用有哪些？

答: （1）工业控制。单片机可以构成各种工业控制系统、数据采集系统等。如数控机床、自动生产线控制、电机控制、测控系统等。 （2）仪器仪表。如智能仪表、医疗器械、数字示波器等。

（3）计算机外部设备与智能接口。如图形终端机、传真机、复印机、打印机、绘图仪、磁盘/磁带机、智能终端机等。

（4）商用产品。如自动售货机、电子收款机、电子秤等。

（5）家用电器。如微波炉、电视机、空调、洗衣机、录像机、音响设备等。 （6）消费类电子产品。

（7）通讯设备和网络设备。 （8）儿童智能玩具。

（9）汽车、建筑机械、飞机等大型机械设备。 （10）智能楼宇设备。 （11）交通控制设备。

4．常见的单片机有哪些类型？

答: 1．AVR单片机；2．Motorola单片机；3．MicroChip单片机；

4．Scenix单片机；5．EPSON单片机；7．GMS90单片机；8．华邦单片机 9．Zilog单片机；

．NS单片机；．AX1001单片机 1011第2章 MCS-51单片机结构与原理

1．MCS-51单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件？ 答:（1）1个8位的微处理器CPU。

（2）8KB的片内程序存储器Flash ROM（51子系列的Flash ROM为4KB），用于烧录运行的程序、常数数据。

（3）256B的片内数据存储器RAM（51子系列的RAM为128B），在程序运行时可以随时写入数据和读出，用于存放函数相互传递的数据、接收的外部数据、中间结果、最后结果以及显示的数据等。

（4）3个16位的定时器/计数器（51子系列仅有2个定时器），每个定时器/计数器可以设置为计数方式，用于对外部事件信号进行计数，也可以设置为定时方式，满足各种定时要求。

（5）有一个管理6个中断源（51子系列1是5个中断源）、两个优先级的中断控制器。

（6）4个8位并行I/O端，每个端口既可以用作输入，也可以用于输出。

（7）一个全双工的UART（通用异步接收发送器）串行I/O口，用于单片机之间的串行通信，或者单片机与PC机、其它设备、其它芯片之间的串行通信。 （8）片内振荡电路和时钟发生器，只需外面接上一晶振或输入振荡信号就可产生单片机所需要的各种时钟信号。

（9）有一个可寻址64KB外部数据存储器、还可以寻址64KB外部程序存储器的三总线的控制电路。

2．MCS-51单片机的EA引脚有何功能？信号为何种电平？

答: EA为片外程序存储器选择输入端。该引脚为低电平时，使用片外程序存储器，为高电平时，使用片内程序存储器。

3．MCS-51单片机的ALE引脚有何功能？信号波形是什么？

答: ALE为地址锁存信号，每个机器周期输出两个正脉冲。在访问片外存储器时，下降沿用于控制外接的地址锁存器锁存从P0口输出的低8位地址。在没有接外部存储器时，可以将该引脚的输出作为时钟信号使用。

4．MCS-51单片机的存储器分为哪几个空间？如何区分不同空间的寻址？ 答: MCS-51单片机有4个存储空间，它们是片内程序存储器和数据存储器，在片外可以扩展的程序存储器和数据存储器。这4个存储空间可以分成三类：片内数据存储空间（256B的RAM和128B的特殊功能寄存器）、片外数据存储空间（64KB）、片内和片外统一编址的程序存储空间（64KB）。不同的存储空间，它们有各自的寻址方式和访问指令。片内数据存储空间用MOV指令访问。片外数据存储空间用MOVX指令访问。片内和片外统一编址的程序存储空间用MOVC指令访问。

5．简述MCS-51单片机片内RAM的空间分配。内部RAM低128字节分

为哪几个主要部分？各部分主要功能是什么？

答: 片内数据存储器按照寻址方式，可以分为三个部分：低128字节数据区，高128字节数据区间，特殊功能寄存器区。低128字节数据区分为三个区域：工作寄存器区，位寻找区和通用数据区。工作寄存器区4组工作寄存器；位寻找区既可以做位操作，也可以字节操作；通用数据区用于堆栈和存放程序运行时的数据和中间结果。

6．简述MCS-51单片机布尔处理器存储空间分配，片内RAM包含哪些可以位寻址的单元。位地址7DH与字节地址7DH如何区别？位地址7DH具体在片内RAM中的什么位置？

答:低128字节数据区的位寻找区和高128字节数据区的某些可位寻址的特殊功能寄存器。位地址7DH与字节地址7DH可通过不同的指令来区别，位地址7DH用位寻址指令来访问，字节地址7DH用字节寻址指令来访问，位地址7DH在低128字节数据区的位寻找区的2FH字节。

7．MCS-51单片机的程序状态寄存器PSW的作用是什么？常用标志有哪些位？作用是什么？

答:PSW是一个8位寄存器，用于设定CPU的状态和指示指令执行后的状态。 CY（PSW.7）：进位标志。在执行加减运算指令时，如果运算结果的最高位（D7）发生了进位或借位，则CY由硬件自动置1。

AC（PSW.6）：半进位标志位，也称为辅助标志位。在执行加减运算指令时，如果运算结果的低半字节（D3）发生了向高半字节进位或借位，则AC由硬件自动置1。

F0、F1（PSW.5 和PSW.1）：用户标志位。用户可以根据需要对F0、F1赋予一定的含义，由用户置1和清0，作为软件标志。

RS1、RS0（PSW.4 和PSW.3）：工作寄存器组选择控制位。通过对这两位设定，可以从4个工作寄存器组中选择一组作为当前工作寄存器。

OV（PSW.2）：溢出标志位，有两种情况影响该位。一是执行加减运算时，如果D7或D6任一位，并且只一位发生了进位或借位，则OV自动置1，

P（PSW.0）：奇偶标志位。每条指令执行完后，该位都会指示当前累加器A中1的个数。如果A中有奇数个1，则P自动置1。

8．MCS-51单片机复位后，CPU使用哪组工作寄存器？它们的地址是什么？用户如何改变当前工作寄存器组？

答: MCS-51单片机复位后，CPU使用0组工作寄存器。它们的地址是00H~07H。通过程序状态字PSW中的RS1、RS0标志位改变当前工作寄存器组。

9．什么叫堆栈？堆栈指针SP的作用是什么？

答: 堆栈是在RAM专门开辟的一个特殊用途的存储区。堆栈是按照“先进后出”（即先进入堆栈的数据后移出堆栈）的原则存取数据。堆栈指针SP是一个8位寄存器，其值为栈顶的地址，即指向栈顶，SP为访问堆栈的间址寄存器。

10．PC与DPTR各有哪些特点？有何异同？

答: PC与DPTR都是16位的寄存器。PC由两个8位的计数器PCH和PCL

组成。PC实际是程序的字节地址计数器，它的内容是将要执行的下一条指令的地址，具有自加1功能。改变PC的内容就可以改变程序执行的方向。DPTR的高字节寄存器用DPH表示，低字节寄存器用DPL表示。DPTR既可以作为一个16位寄存器使用，也可以作为两个独立的8位寄存器使用。DPTR主要用于存放16位地址，以便对64KB的片外RAM和64KB的程序存储空间作间接访问。

11．测试哪个引脚，可以快捷地判断单片机是否正在工作？ 答: 若要检查单片机是否工作，可以使用示波器查看ALE引脚是否有脉冲信号输出。

12．读端口锁存器和“读引脚”有何不同？各使用哪些指令？

答: 一种是读取锁存器原来的输出值，另一种情况是打开端口的缓冲器读取引脚上的信号，读端口锁存器，用MOV A,Pi指令。“读引脚”，要先用MOV Pi,#0FFH对相应端口写FFH，使输出场效应管T截止，才能够正确输入，再用MOV A,Pi指令。

13．MCS-51单片机的P0～P3口结构有何不同？用作通用I/O口输入数据时应注意什么？

答: P2口是一个双功能口，一是通用I/O口，二是以总线方式访问外部存储器时作为高8位地址口。其端口某一位的结构如图2-11所示，对比图2-10知，与P1口的结构类似，驱动部分基本上与P1口相同，但比P1口多了一个多路切换开关MUX和反相器3。P3口是一个多功能口，其某一位的结构见图2-12。与P1口的结构相比不难看出，P3口与P1口的差别在于多了“与非门”3和缓冲器4。正是这两个部分，使得P3口除了具有P1口的准双向I/O口的功能之外，还可以使用各引脚所具有的第2功能。P0多了一路总线输出（地址/数据）、总线输出控制电路（反相器3和与门4）、两路输出切换开关MUX及开关控制C，并且把上拉电阻换成了场效应管T1，以增加总线的驱动能力。用作通用I/O口输入数据时应注意要先用MOV Pi,#0FFH对相应端口写FFH，使输出场效应管T截止，才能够正确输入。

14．P0口用作通用I/O口输出数据时应注意什么？

答: P0口与其它端口不同，它的输出级无上拉电阻。当把它用作通用I/O口时，输出级是开漏电路，故用其输出去驱动NMOS输入时外接上拉电阻，这时每一位输出可以驱动4个LS型TTL负载。用作输入时，应先向端口锁存器写1。

15．什么叫时钟周期？什么叫机器周期？什么叫指令周期？时钟周期、机器周期与振荡周期之间有什么关系？

答: 时钟周期即振荡周期：为晶振的振荡周期，是最小的时序单位。状态周期：是振荡频率2分频后的时钟周期。显然，一个状态周期包含2个振荡周期。机器周期（MC）：1个机器周期由6个状态周期、即12个振荡周期组成，是量度指令执行时间的单位。指令周期：是执行一条指令所需要的时间。一个指令周期由1～4个机器周期组成。

16．MCS-51单片机常用的复位电路有哪些？复位后机器的初始状态如何？

MOV 51H,#0FFH AJMP OVER NEXT2:

CJNE @R0,#55H,NEXT MOV 51H,#0 OVER:

18．编写程序，查找片内RAM的30H～50H单元中出现0的次数，并将查找的结果存入51H单元。 MOV R0,30H MOV 51H,#0 NEXT:

CJNE @R0,#00H,NEXT2 INC 51H NEXT2： INC R0

CJNE R0,#51H,NEXT

19．在片外RAM中有一个数据块，存有若干字符、数字，首地址为SOURCE要求将该数据块传送到片内RAM以DIST开始的区域，直到遇到字符“$”时结束（$也要传送，它的ASCII码为24H）。 MOV DPTR,#SOURCE MOV R0,#DIST NEXT:

MOVX A,@DPTR MOV @R0,A INC DPTR INC R0

CINE A,#24H,NEXT

20．片内RAM的30H和31H单元中存放着一个16位的二进制数，高位在前，低位在后。编写程序对其求补，并存回原处。 CLR C MOV A,#0 SUBB A,31H MOV 31H,A MOV A,#0 SUBB A,30H MOV 30H,A

21．片内RAM中有两个4字节压缩的BCD码形式存放的十进制数，一个存放在30H～33H单元中，另一个存放在40H～43H单元中。编写程序将它们相加，结果的BCD码存放在30H～33H中。 CLR C

MOV R0,#30H MOV R1,#40H MOV R2,#4 NEXT:

MOV A,@R0 ADDC A,@R1 MOV @R0,A INC R0 INC R1

DJNZ R2,NEXT

22．编写程序，把片外RAM从2000H开始存放的16字节数据，传送到片内从30H开始的单元中。 MOV DPTR,#2000H MOV R0,#30H MOV R1,#0 NEXT:

MOVX A,@DPTR MOV @R0,A INC DPTR INC R0 INC R1

CINE R1,#16H,NEXT

第4章 单片机C语言及程序设计

1．用C51编程较汇编语言有哪些优势？ 答:（1）编程容易

（2）容易实现复杂的数值计算 （3）容易阅读、调试、维护程序 （4）容易实现模块化开发 （5）程序可移植性好

2．C51字节数据、整型数据以及长整型数据在存储器中的存储方式各是怎样的？

答:字符变量（char）无论是unsigned char数据还是signed char数据，均为1个字节，即8位，因此被直接存储在RAM中，可能存储在0～0x7f区域（包括位寻址区域），也可能存储在0x80～0xff区域，与变量的定义有关。

整型变量（int）不管是unsigned int数据还是signed int数据，均为2个字节，即16位，其存储方法是高位字节保存在低地址（在前面），低位字节保存在高地址（在后面）。

长整型变量（long）为4个字节，即32位，其存储方法与整型数据一样，是最高位字节保存的地址最低（在最前面），最低位字节保存的地址最高（在最后面）。

3．C51定义变量的一般格式是什么？变量的4种属性是什么？特别要注意存储区属性。

答:[存储类型] 数据类型 [存储区] 变量名1[=初值] [,变量名2[=初值]] [,…] 变量的4种属性是存储类型,数据类型,存储区,变量名

4．C51的数据存储区域类型有哪些？各种存储区域类型是哪种存储空间，存储范围是什么？如何将变量定义存储到确定的位置？

答:bit 片内数据区的位寻找区，位地址0x00～0x7f，128位(字节地址0x20～0x2f)

data 直接寻址片内数据区的低128字节

bdata 片内数据区的位寻址区0x20～0x2f，也可字节访问，16字节 idata 间接寻址片内数据区的256字节，与MOV @Ri 对应

pdata 分页寻址片外数据区的256字节，与MOVX @Ri 对应，P2不变 xdata 片外数据区的全空间，64KB code 全部程序存储空间，64KB

绝对定位关键字_at_ ，指针，库函数的绝对定位宏。

5．C51位变量的定义格式是什么？如何定义bdata型字节变量的位变量？ 答:[存储类型] bit 位变量名1[=初值] [，位变量名2[=初值]] [，…] sbit 位变量名 ＝ bdata型变量名^位号常数

6．如何定义8位字节型特殊功能寄存器？如何定义16位特殊功能寄存器？如何定义特殊功能寄存器的位变量？

答:sfr 特殊功能寄存器名 ＝ 地址常数 sfr16 特殊功能寄存器名 ＝ 地址常数 sbit 位变量名 ＝ 特殊功能寄存器名^位号常数

7．C51专用指针定义的一般格式是什么？如何确定专用指针定义的指向空间和指针变量本身存储的空间？

答:[存储类型] 数据类型 指向存储区 *[指针存储区] 指针名1 [,*[指针存储区] 指针名2,…]

*的左面是指向存储区，*的右面是指针存储区

8．C51函数定义的一般形式是什么？如何定义中断处理程序？如何选择工作寄存器组？

答:返回类型 函数名（形参表） [函数模式] [reentrant] [interrupt m] [using n] { 局部变量定义 执行语句 }

[interrupt m]字段中的m定义中断处理程序的中断号 [using n]字段中的n选择工作寄存器组

9．在C51中，对汇编语言函数的命名规则是怎样的，具体地说：不传递参数的函数名格式是什么？通过寄存器传递参数的函数名格式是什么？传递参数重入函数的函数名格式是什么？

答:?PR？函数名？模块名 //不传递参数 ?PR？_函数名？模块名 //通过寄存器传递参数 ?PR？_?函数名？模块名 //对重入函数通过堆栈传递参数

10．在C51中，函数返回值传递的规则是什么？ 答:（1）调用时参数的传递

分三种情况：少于等于3个参数时通过寄存器传递（寄存器不够用时通过存储区传递），多于3个时有一部分通过存储区传递，对于重入函数参数通过堆栈传递。通过寄存器传递速度最快。 （2）函数返回值的传递

当函数有返回值时，其传递都是通过寄存器

11．在C51中，怎样嵌入汇编语言程序？怎样进行处理实现混合编程？ 答:其方法是用编译控制指令“#pragma src”、“#pragma asm”和“#pragma endasm”实现。编译控制命令“#pragma src”是控制编译器将C源文件编译成汇编文件，“#pragma src”要放在文件的开始；“#pragma asm”和“#pragma endasm”指示汇编语言程序的开始和结束，分别放在汇编程序段的前面和后面。 对于函数的调用方法，与调用汇编语言中的函数一样，

在C语言文件中调用汇编语言中的函数，必须先声明再调用。声明格式如下： extern 返回值类型 函数名（参数表）；

12．在C51中如何定义模块名？在C51文件中的模块名是什么？ 答:模块定义格式如下： NAME 模块名

13．在汇编语言文件中：怎样声明函数段？怎样声明公共函数？怎样声明引用函数？怎样声明引用变量？定义函数的格式是什么？

答:对本模块定义的函数段作声明，其格式为： ?PR?函数名？模块名 SEGMENT CODE 公共函数声明。声明格式为： PUBLIC 函数名

引用声明。声明格式为： EXTRN CODE（函数名） 引用声明。声明格式为：

EXTRN 存储区域类型（变量名） 汇编语言函数的格式如下：

RSEG ?PR?函数名?模块名 函数名：

14．在C51中怎样把函数定义到确定的位置？ 答:对函数的定位方法， CSEG AT 001BH

15．如何在C51文件和汇编语言文件中相互调用对方文件中的函数？ 答:汇编语言文件中对于函数的调用方法，与调用汇编语言中的函数一样，如： LCALL DISPLAY

在C语言文件中调用汇编语言中的函数，必须先声明再调用。声明格式如下： extern 返回值类型 函数名（参数表）；

例如： extern unsigned char right_shift ( char, char );

16．在C51中，如何访问DATA空间、PDATA空间、XDATA空间、CODE空间某个确定地址单元？

答:用指针定义的访问存储器的宏

使用时需要用预处理命令把该头文件包含到文件中，形式为：#include 。

（1）按字节访问存储器宏的形式 宏名[地址]

（2）按整型数访问存储器宏的形式 宏名[下标]

17．在某程序中需要定义如下变量：

（1）定义数码管的显示0~9的共阴极显示代码（0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07, 0x7f, 0x6f）数组dis_code，将其定义在CODE区。

（2）定义定时器/计数器0的赋计数值的高、低字节变量TL0_L和TH0_H，将

其定义在DATA去区的0x30、0x31处。

（3）定义长度为20的无符号字符型数组data_buf于IDATA区中。 （4）定义长度为100的无符号字符型数组data_array于XDATA区中。

（5）先定义一个无符号字符型变量status于BDATA区中，再定义8个与status的8个位对应的位变量flag_lamp1、flag_lamp2、flag_machine1、flag_machine2、flag_port1、flag_port2、flag_calcu1和calcu2（从低位到高位）。

答:（1）unsigned char code dis_code[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f, 0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};

（2）unsigned chardata TL0_L _at_ 0x30, TH0_H _at_ 0x31; （3）unsigned charidata data_buf[20]； （4）unsigned charxdata data_array[100]； （5）unsigned charbdata status； sbit flag_lamp1=status^0; sbit flag_lamp2=status^1; sbit flag_machine1=status^2; sbit flag_machine2=status^3; sbit flag_port1=status^4; sbit flag_port2=status^5; sbit flag_calcu1=status^6; sbit flag_calcu2=status^7;

18．在89C52单片机中增加了定时器/计数器（2T2），修改头文件“REG51.H”，添加如下内容：

（1）特殊功能寄存器T2CON、T2MOD、RCAP2L、RCAP2H、TL2、TH2，地址分别为0xc8~ 0xcd。 （2）对T2CON的8个位分别定义位变量CP_RL2、C_T2、TR2、EXEN2、TCLK、RCLK、EXF2、和TF2（从低位到高位）。

（3）定义位变量T2、T2EX对应于P1口的第0位和第1位；定义位变量ET2对应于EI的第5位；定义位变量PT2对应于IP的第5位；

（4）对P1口的8个位分别定义位变量P0_0、P0_1、P0_2、P0_3、P0_4、P0_5、P0_6和P0_7（从低位到高位）。 答:（1）

sfr T2CON=0xc8; sfr T2MOD=0xc9; sfr RCAP2L=0xca; sfr RCAP2H=0xcb; sfr TL2=0xcc; sfr TH2=0xcd; （2）

sbit CP_RL2=T2CON^0; sbit C_T2=T2CON^1; sbit TR2=T2CON^2; sbit EXEN2=T2CON^3; sbit TCLK=T2CON^4;

sbit RCLK=T2CON^5; sbit EXF2=T2CON^6; sbit TF2=T2CON^7; （3）

sbit T2=P1^0; sbit T2EX=P1^1; sbit ET2=EI^5; sbit PT2=IP^5; （4）

sbit P0_0=P0^0; sbit P0_1=P0^1; sbit P0_2=P0^2; sbit P0_3=P0^3; sbit P0_4=P0^4; sbit P0_5=P0^5; sbit P0_6=P0^6; sbit P0_7=P0^7;

19．编写一C51函数，把从键盘输入的5位十进制数数转换成一个无符号整型数（假设未超出整型数范围）。设从键盘输入的数存放在一无符号数组中，低位数为低下标元素。

unsigned char data key_buffer[5]; unsigned int trans_int(void) { unsigned char data i; unsigned int data temp=0; for(i=0;i<5;i++) { temp=temp*10+key_buffer[i]-0x30; } return temp; }

20．编写一C51函数，把一整型数按十进制数将其各位分离，分离后放在一无符号数组中，便于显示。要求把低位数作为低下标元素。 unsigned char data shu[5]; void main(unsigned int x) {

unsigned int temp; unsigned char i; for(i=0;i<4;i++) { shu[i]=temp; temp=temp/10;

}

shu[4]=temp; }

21．编写一C51函数，使用专用指针，把片外数据存储器中从0x100开始的30个字节数据，传送到片内从0x40开始的区域中。 void main() { unsigned char data i,*dpt; unsigned char xdata *xdpt; dpt=0x40; xdpt=0x100; for(i=0;i<30;i++) *(dpt+i)=*(xdpt+i); }

22．编写一C51程序，实现从P1口输出产生的流水灯，要求用汇编语言函数实现数据左移或右移。 #pragma src

#include void main() { unsigned char temp,i; while(1) {

temp=0x55; P1=temp; delay();

#pragma asm MOV A,temp RR A

MOV temp,A #pragma endasm

P1=temp; delay(); } }

23．某单片机系统的P2口接一数模转换器DAC0832输出模拟量，现在要求从DAC0832输出连续的三角波，实现的方法是从P2口连续输出按照三角波变化的数值，从0开始逐渐增大，到某一最大值后逐渐减小，直到0，然后再从0逐渐增大，一直这样输出。试编写一函数，使从P2口输出的值产生三角波，并且使三角波的周期和最大值通过入口参数能够改变。 #include

#define DAC0832 XBYTE[0x7FFF]

void san(unsigned char max1,unsigned char zhou1) { unsigned char i,j,max,zhou; max=max1; zhou=zhou1;

while(1) {

for(i=0;i<=max,i++) { DAC0832=i; for(j=0;j

} for(i=max-1;i>0,i--) { DAC0832=i; for(j=0;j

}

}

24．在数字滤波中有一种叫做“中值滤波”技术，就是对采集的数据按照从大到小或者从小到大进行排序，然后取其中在中间位置的数作为采样值。试编写一函数，对存放在片内数据存储器中从0x50开始的20个单元的采样数据用冒泡法排序进行中值滤波，把得到的采样数据存放到0x4f单元中。 void midf() { unsigned char data temp,i,j,*ptr,*ptr1; ptr=0x50;

ptr1=0x4f; for(j=20;j>1,j--)

{ for(i=0;i

if(*(ptr+i)>*(ptr+i+1)) {

temp=*(ptr+i+1); *(ptr+i+1)=*(ptr+i); *(ptr+i)=temp;

}

} }

*ptr1=*(ptr+20/2);

}

25．在数字滤波中有一种叫做“去极值平均滤波”技术，就是对采集的数据按照从大到小或者从小到大进行排序，然后去掉相同数目的极大值和极小值，对中间部分数据求算术平均值作为采样值。试编写一函数，对存放在片外数据存储器中从0x150开始的16个单元的采样数据，用选择法进行“去极值平均滤波”，把得到的采样数据存放到0x14f单元中。 void teaf() { unsigned char xdata *ptr;

unsigned char data temp,i,j,*ptr1; ptr=0x150;

ptr1=0x4f; for(j=16;j>1,j--)

{ for(i=0;i

if(*(ptr+i)>*(ptr+i+1)) {

temp=*(ptr+i+1); *(ptr+i+1)=*(ptr+i); *(ptr+i)=temp;

}

} }

temp=0;

for(i=0;i<16-2;i++)

temp=temp+*(ptr+i+1);

*ptr1=temp/(16-2); }

26．利用库函数_getkey编写一函数，实现从单片机串行口接收数据的C51程序，把接收的数据存放在片内数据存储器从0x40开始的区域，遇到回车符CR（ASCII码是0x0d）结束。 include void main() { unsigned char data *dpt; unsigned char i=0,temp; dpt=0x40;

while(1) { temp=_getchar(); if(temp==0x0d)

}

mag=0; if(cou==mag)

{

P1_0=~P1_0; cou=0;

} else cou++;

14．MCS-51单片机P1端口上，经驱动器连接有8只发光二极管，若fosc=6MHz，试编写程序，使这8只发光二极管每隔2s循环发光一次（要求T0定时）。

#include unsigned char data cou; unsigned int data tim;

void main() {

TMOD=0x02; TL0=16; TH0=16; TR0=1;

ET0=1; EA =1; P1=0; cou=0; tim=1; While(1); }

void serve() interrupt 1 { tim++; if(tim==500) {

P1=0x01<

15．设fosc=12MHz。试编写一段程序，对定时器T1初始化，使之工作在模式2，产生200μs定时，并用查询T1溢出标志的方法，控制P1.1输出周期为2ms的方波。

#include

void main() {

unsigned char i,j; TMOD=0x20; TL1=56; TH1=56; TR1=1; while(1) {

while(TF1=1) { TF1=0; i++; if(i==5) { P1_1=~P1_1; i=0; }

} } }

16．使用一个定时器，如何通过软、硬件结合的方法，实现较长时间的定时？ 答：先使用硬件实现单位时间的定时，通过软件设置计数来实现较长时间的定时。

第7章 MCS-51单片机的串行口

1．什么是串行异步通信，它有哪些作用？

答:单位信息的各位数据被分时一位一位依次顺序传送的通信方式称为串行通信，通过起始位和停止位来进行同步的串行通信称为串行异步通信。适用于速度较慢的数据传输。

2．89C52单片机的串行口由哪些功能部件组成？各有什么作用？

答:89C52通过引脚RXD（P3.0，串行数据接收端）和引脚TXD（P3.1，串行数据发送端）与外界进行通信，单片机内部的全双工串行接口部分，包含有串行发送器和接收器，有两个物理上独立的缓冲器，即发送缓冲器和接收缓冲器SBUF。发送缓冲器只能写入发送的数据，但不能读出；接收缓冲器只能读出接收的数据，但不能写入。控制状态寄存器SCON ，用于定义串行通信口的工作方式和反映串行口状态。

3．简述串行口接收和发送数据的过程。

答:在发送过程中，当执行一条将数据写入发送缓冲器SBUF（99H）的指令时，串行口把SBUF中8位数据以fosc/l2的波特率从RXD（P3.0）端输出，发送完毕置中断标志TI=1。写SBUF指令在S6P1处产生一个正脉冲，在下一个机器周期的S6P2处，数据的最低位输出到RXD（P3.0）脚上；再在下一个机器周期的S3、S4和S5输出移位时钟为低电平时，在S6及下一个机器周期的Sl和S2为高电平，就这样将8位数据由低位至高位一位一位顺序通过RXD线输出。并在TXD脚上输出fosc/12的移位时钟。在“写SBUF”有效后的第10个机器周期的SlPl将发送中断标志TI置位。

接收时，用软件置REN=1（同时，RI=0），即开始接收。当使SCON中的REN=1（RI=0）时，产生一个正的脉冲，在下一个机器周期的S3P1～S5P2，从TXD（P3.1）脚上输出低电平的移位时钟，在此机器周期的S5P2对P3.0脚采样．并在本机器周期的S6P2通过串行口内的输入移位寄存器将采样值移位接收。在同一个机器周期的S6P1到下一个机器周期的S2P2，输出移位时钟为高电平。于是，将数据字节从低位至高位接收下来并装入SBUF。在启动接收过程（即写SCON，清RI位），将SCON中的RI清0之后的第l0个机器周期的SlPl将RI置位。这一帧数据接收完毕，可进行下一帧接收。

4．89C52串行口有几种工作方式？有几种帧格式？各工作方式的波特率如何确定？

答:89C52串行口有4 种工作方式,有2种帧格式。

方式0的波特率=fosc/12

方式2的波特率=

2SMOD642SMOD×fosc

×（T1溢出速率）

串行口方式1、方式3的波特率=

325．若异步通信接口按方式3传送，已知每分钟传送3 600个字符，其波特率是多少？

答:波特率是3600*9/60=5400bit/s。

6．89C52中SCON的SM2、TB8、RB8有何作用？ 答:SM2：多机通信控制位。 TB8：发送数据的第9位。 RB8：接收数据的第9位。

7．设fsoc=11.059 2MHz，试编写一段程序，其功能为对串行口初始化，使之工作于方式1，波特率为1 200b/s；并用查询串行口状态的方法，读出接收缓冲区的数据并回送到发送缓冲区。 #include

void main() {

unsigned char temp; SCON=0x50; TMOD=0x20; TH1=0xE8; TL1=0xE8; TR1=1;

while(RI==0); temp=SBUF; RI=0;

SBUF=temp; }

8．若晶振为11.059 2MHz，串行口工作于方式1，波特率为4 800b/s。写出用T1作为波特率发生器的方式字和计数初值。 SCON=0x50; TMOD=0x20; TH1=0xE8; TL1=0xE8;

9．为什么定时器T1用作串行口波特率发生器时，常选用工作模式2？若已知系统时钟频率和通信用波特率，如何计算其初值？

答:工作模式2有自动重装入功能。

X=256-

10．若定时器T1设置成模式2作波特率发生器，已知fosc=6MHz，求可能产生的最高和最低的波特率。

答:最高波特率为8Mb/s。

fosc?（SMOD?1）384?波特率

最低波特率为15625b/s。

11．简述单片机多机通信的原理。

答:若置SM2=1，则允许多机通信。多机通信协议规定，第9位数据（D8）为1，说明本帧数据为地址帧；若第9位为0，则本帧为数据帧。当一片89C52（主机）与多片89C5l（从机）通信时，所有从机的SM2位都置l。主机首先发送的一帧数据为地址，即某从机机号，其中第9位为1，所有的从机接收到数据后，将其中第9位装入RB8中。各个从机根据收到的第9位数据（RB8中）的值来决定从机可否再接收主机的信息。若（RB8）=0，说明是数据帧，则使接收中断标志位RI=0，信息丢失；若（RB8）=1，说明是地址帧，数据装入SBUF并置RI=1，中断所有从机，被寻址的目标从机清除SM2，以接收主机发来的一帧数据。其他从机仍然保持SM2=1。

12．当89C52串行口按工作方式1进行串行数据通信时，假定波特率为1 200b/s，以中断方式传送数据，请编写全双工通信程序。 #include unsigned char data txbuf; unsigned char data rebuf;

void main() {

unsigned char temp; SCON=0x50; TMOD=0x20; TH1=0xE8; TL1=0xE8; TR1=1; ES=1; EA=1; }

void comre() { rebuf=SBUF; }

void comtx() { SBUF=txbuf; }

void serial_server() interrupt 4 { if(TI)

}

TI=0; else { RI=0; comre(); }

13．当89C52串行口按工作方式3进行串行数据通信时，假定波特率为1 200b/s，第9位数据作奇偶校验位，以中断方式传送数据，请编写通信程序。 #include unsigned char data txbuf; unsigned char data rebuf;

void main() {

unsigned char temp; SCON=0xd0; TMOD=0x20; TH1=0xE8; TL1=0xE8; TR1=1; ES=1; EA=1; }

void comre() { ACC=SBUF; if(RB8==P) rebuf=ACC; else error(); }

void comtx() { ACC=txbuf;

SBUF=ACC; TB8=P; }

void serial_server() interrupt 4 {

if(TI) TI=0; else { RI=0; comre(); } }

void error() { F0=1; }

第8章 单片机系统扩展

1．假定一个存储器有4096个存储单元，其首地址为0，则末地址为多少？ 答:末地址为4095。

2．6根地址线和11根地址线各可选多少个地址？ 答:6根地址线可选26个地址。 11根地址线可选211个地址。

3．用2K×4位的数据存储器芯片扩展4K×8位的数据存储器需要多少片？地址总线是多少位？画出连线图。

答:需要4片，地址总线是12位。

89C52 2K*4b 2K*4b 2K*4b 2K*4b 数据总线D0~D3 数据总线D4~D7 地址总线A0~A10 地址总线A11

4．用两片74HC573芯片扩展89C52的P1端口实现6位发光二极管的开关控制和点亮。

74HC573 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 D0 Q0 D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3 D4 Q4 D5 Q5 D6 Q6 D7 Q7 LE 74HC2573 89C52 Q0 D0 Q1 D1 Q2 D2 Q3 D3 Q4 D4 Q5 D5 Q6 D6 Q7 D7 LE + WR P2.0 RD +

5．用2K×8位的数据存储器芯片扩展64K×8位的数据存储器需要多少根地址线？

答:需要16根地址线。

6．I2C和SPI各有什么特点？

答:I2C总线是二线制，采用器件地址的硬件设置方法，通过软件寻址完全避免了器件的片选线寻址方法，从而使硬件系统具有简单灵活的扩展方法。I2C总线简单，结构紧凑，易于实现模块化和标准化。

SPI是Motorola公司推出的一种同步串行通讯方式，是一种三线同步总线。有多个SPI接口的单片机时，应为一主多从，在某一时刻只能由一个单片机为主器件；在扩展多个SPI外围器件时，单片机应分别通过I/O口线来分时选通外围器件。

7．用P1口模拟SPI从外部先发送从片内RAM中30H开始的10个字节，再接收30个字节存放在40H开始的片内RAM中。引脚自定义。 unsigned char data txbuf[10] _at_ 0x30; unsigned char data rebuf[30] _at_ 0x40;

void main() { unsigned char i; for(i=0;i<10;i++) spiout(txbuf[i]); for(i=0;i<30;i++) rebuf[i]=spiin();

}

8．用P1口模拟I2C从外部接收一组数据，遇到“$”结束。引脚自定义。 unsigned char xdata buffer[100] ; void main() { unsigned char temp=0; unsigned char i=0; temp=rxbyt(); while(temp!=’$’) {

buffer[i]=temp; i++; } }

第9章 单片机系统配置及接口

1.为什么要消除键盘的机械抖动？有哪些方法？ 答: 键抖动会引起一次按键被误读多次。为了确保CPU对键的一次闭合仅做一次处理，必须去除键抖动。在键闭合稳定时，读取键的状态，并且必须判别；在键释放稳定后，再作处理。按键的抖动，可用硬件或软件两种方法消除。如果按键较多，常用软件方法去抖动，即检测出键闭合后执行一个延时程序，产生12～20 ms的延时，让前沿抖动消失后，再一次检测键的状态，如果仍保持闭合状态电平，则确认为真正有键按下。当确认有键按下或检测到按键释放后，才能转入该键的处理程序。

2.试说明非编码键盘的工作原理。如何判断按键释放？

答: 非编码键盘的单片机系统中，键盘处理程序首先执行有无键按下的程序段，当确认有按键按下后，下一步就要识别哪一个按键被按下。对键的识别常用逐行扫描查询法或行列反转法。在获取键号后，继续扫描端口，直到状态改变，去抖动后，再次确认状态改变，即可判断按键释放。

3.试述A/D转换器的种类和特点。

答: 模/数（A/D）转换电路的种类很多，例如，计数比较型、逐次逼近型、双积分型等等。逐次逼近型A/D转换器．在精度、速度和价格上都适中，是最常用的A/D转换器件。双积分A/D转换器，具有精度高、抗干扰性好、价格低廉等优点，但转换速度低。

4.设计一个2×2的行列式键盘（同在P1口）电路并编写键扫描程序。

+5V 89C52 P1.0 P1.1 P1.2 P1.3

#include unsigned char key() {

unsigned char row,col=0,k =-1; P1=0xf0;

if((P1&0xf0)==0xf0) return(k);

delay20ms();

if((P1&0xf0)==0xf0) return(k); for(row=0;row<2;row++) {

P1=~(1<

while(k&(1<<(col+2))) col++; k=row*2+col; P1=0xf0;

while((P1&0xf0)!=0xf0); break; } }

return(k);

}

5.试设计一个LED显示器/键盘电路。

+5V

100Ω P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 7407 89C52 +5V 5.1kΩ P2.7 P2.6 P2.5 P2.4 P2.3 P2.2 P2.1 P2.0 a b 7407 e f g dp c d 7406

6.在一个fosc为12MHz的89C52系统中接有一片ADC0809，它的地址为7FFFH，试编写ADC0809初始化程序和定时采样通道2的程序（假设采样频率为1ms/次，每次采样4个数据）。 #include

#include define DAC0809 XBYTE[0x7fff] unsigned char xdata buffer[4] _at_ 0xa0;

void main() {

TMOD=0x01； TH0=0xFC； TL0=0x18； EA=1；

ET0=1；

TR0=1； DAC0809=2; while(1); }

void time0_srv() interrupt 1 { unsigned char i;

TH0=0xFC； TL0=0x18； for(i=0;i<4;i++)

buffer[i]=DAC0809; }

7.试说明TLC2543的特点和与89C52的接口方式。 答:TLC2543的特性如下：

12位A/D转换器（可8位、12位和16位输出）； 在工作温度范围内转换时间为l0μs； 11通道输入；

3种内建的自检模式； 片内采样/保持电路； 最大±l/4 096的线性误差； 内置系统时钟； 转换结束标志位； 单/双极性输出；

输入/输出的顺序可编程（高位或低位在前）； 可支持软件关机：

输出数据长度可编程。

TLC2543与89C52的接线很简单，用SPI接口。

8.DAC0832与89C52单片机连接时有哪些控制信号？其作用是什么？ 答:ILE：数据锁存允许信号，高电平有效。 CS：输入寄存器选择信号，低电平有效。

WR1：输入寄存器的“写”选通信号，低电平有效。

WR2：DAC

XFER寄存器的“写”选通信号，低电平有效。 ：数据传送信号，低电平有效。

9.在一个89C52单片机与DAC0832组成的应用系统中，DAC0832的地址为7FFFH，输出电压为0~5V。试编写产生矩形波，其波形占空比为1：4，高电平时电压为2.5V，低电平时电压为1.25V的转换程序。 #include #define DAC0832 XBYTE[0x7FFF] void main() { unsigned char i; while(1) {

DAC0832=127; delay();

DAC0832=63; for(i=0;i<3;i++) delay(); } }

10.试说明TLC5615的特点。 答:10位CMOS电压输出； 5 V单电源工作；

与微处理器3线串行接口（SPI）； 最大输出电压是基准电压的2倍；

输出电压具有和基准电压相同的极性； 建立时间12.5μs； 内部上电复位；

低功耗，最高为l.75 mW； 引脚与MAX515兼容。

11.以DAC0832为例，说明D/A的单缓冲与双缓冲有何不同。

答:若应用系统中只有一路D/A转换或虽然是多路转换，但并不要求同步输出时，则采用单缓冲器方式接口，当地址线选通DAC0832后，只要输出控制信号，DAC0832就能一步完成数字量的输入锁存和D/A转换输出。

对于多路D/A转换接口，要求同步进行D/A转换输出时，必须采用双缓冲器同步方式接法。DAC0832采用这种接法时，数字量的输入锁存和D/A转换输出是分两步完成的，即CPU的数据总线分时地向各路D/A转换器输入要转换的数字量并锁存在各自的输入寄存器中，然后CPU对所有的D/A转换器发出控制信号，使各个D/A转换器输入寄存器中的数据同时打入DAC寄存器，实现同步转换输出。

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