51单片机原理及应用-基于keil C与Proteus课后习题答案

内容简洁,正确率高,是关于51单片机的

1-6 MCS-51单片机内部包含哪些主要功能部件？它们的作用是什么？

答：MCS-51单片机在一块芯片中集成了 CPU 、RAM、ROM、定时/计数器、多功能 I/O 口 和中断控制等基本功能部件。

单片机的核心部分是 CPU ，CPU 是单片机的大脑和心脏。

程序存储器用于存放编好的程序或表格常数。数据存储器用于存放中间运算结果、数据 暂存和缓冲、标志位等。

定时/计数器实质上是加法计数器，当它对具有固定时间间隔的内部机器周期进行计数时 ，它是定时器；当它对外部事件进行计数时，它是计数器。

I/O 接口的主要功能包括：缓冲与锁存数据、地址译码、信息格式转换、传递状态（外 设状态）和发布命令等。

中断控制可以解决 CPU 与外设之间速度匹配的问题，使单片机可以及时处理系统中许 多随机的参数和信息，同时，它也提高了其处理故障与应变能力的能力。

1.4 MCS-51单片机的 EA、ALE和PSEN 端的功能是什么？

答：ALE——ALE 为地址锁存允许信号，在访问外部存储器时，ALE 用来锁存 P0送出的低 8 位地址信号。

PSEN ——外部程序存储器的读选通信号。当访问外部 ROM 时， PSEN 产生负脉冲作 为外部 ROM的选通信号；在访问外部 RAM或片内 ROM时，不会产生有效的PSEN 信 号。 PSEN 可驱动 8 个LSTTL 门输入端。

EA ——访问外部程序存储器控制信号。对 8051 和8751 ，它们的片内有 4KB 的程序存 储器。当 EA 为高电平时，CPU 访问程序存储器有两种情况：一是访问的地址空间在 0 ～4K 范围内，CPU 访问片内程序存储器；二是访问的地址超出 4K 时，CPU 将自动执 行外部程序存储器的程序。对于 8031 ，EA 必须接地，只能访问外部 ROM。

1.10 MCS-51单片机的 P3口具有哪些功能？

答：P3口是双功能口，除了作为准双向通用 I/O 口使用外，每一根口线还具有第二种功能 ，P3口的各位如不设定为第二功能则自动处于第一功能。P3的第二功能涉及到串行口 、外部中断、定时器，与特殊功能寄存器有关。

5-1 89C51单片机有几个中断源?它们的中断标志位分别是什么？这些中断标志位是如何产生的？又是如何清“0”的？

答：5 个

外部中断0：IE0,开放中断后，当INT0引脚有下降沿或者低电平时产生，响应中断后自然清0 定时器0：TF0外部中断1:IE1开放中断后，当INT1引脚有下降沿或者低电平时产生，响应中断后自然清0

定时器1：TF1开放中断后，当定时或计数时间到产生，响应中断后自然清0.另外如果不开放中断，采用软件判断时，需要软件清0.

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串口：RI/TI ,通信开始后当接收完或者发送完一帧后产生，响应中断后需要软件清0

6.8（参考） 如果采用晶振的频率为 3MHz ，定时/计数器工作方式 0、1、2 下，其最大的定时时间

为多少？

答：内部定时脉冲周期=机器周期=12/3Mhz=4us

工作方式 0：Tmax

=8192*4us=32.768ms

工作方式 1：Tmax

=65536*4us=262.144ms

工作方式 2：Tmax

=256*4us=1.024ms

6.9 定时/计数器用作定时器时，其计数脉冲由谁提供？定时时间与哪些因素有关

答：其计数脉冲由单片机振荡脉冲 12 分频输出的机器周期脉冲提供，定时时间与工作方式 、晶振频率和预置数等因素有关。

6.11 定时/计数器的工作方式 2 有什么特点？适用于哪些应用场合？

答：工作方式2 具有初值自动重新加载和循环工作的特点，适用于产生固定脉宽的脉冲信号 ，和作为串行口波特率发生器使用。

6.12

一个定时器的定时时间有限，如何实现两个定时器的串行定时，来实现较长时间的定 时？

答：方法一：让一个定时器先定时，溢出后，再启动另一个定时器定时；

方法二：在第一个中断处理子程序中加入计数器，计数器满后，就去启动另一个定时器 定时，把要处理的事件放第二个中断处理子程序中。

7.9 简述串行口接收和发送数据的过程。

答：MCS-51单片机内部有一个全双工的异步串行通信口，即串行接收和发送缓冲器（SBUF ），这两个在物理上独立的接收发送器，既可以接收数据，也可以发送数据，串行口发 送的过程是：先从累加器 A 中读入 8 位数据到 SBUF，随后在串行口有硬件自动加入起 始位和停止位，构成一个完整的帧格式，然后在移位脉冲的控制下，由 TXD端串行输 出，一个字符帧发送完后，使 TXD输出线维持在 1 状态下，并将 SCON 寄存器的 TI 置1，通知 CPU 可以发送下一个字符帧。串行口接收的过程是：SCON 的REN 位应处 于允许接收状态（REN=1），在此前提下，串行口采样 RXD端，当采样到从 1 向0 的状 态跳变时，就认定是接收到起始位，随后在移位脉冲的控制下，把通过位采样脉冲接收 到的数据位移入接收寄存器中，直到停止位到来之后把停止位送入 RB8 中，并置位中 断标志位 RI ，通知 CPU 从SBUF 取走接收到的一个字符。

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7.8 为什么定时/计数器 T1用做串行口波特率发生器时，应采用方式 2？若已知时钟频率、

通信波特率，如何计算其初值？

答：因为方式 2 是有自动重装载计数值的功能，从而可以产生精确的波特率。串行工作方式

0 和方式 2 波特率是固定的，所以不用设初值；串行工作方式 1 和方式 3 时： 波特率：BR = (2SMOD×Td)/32

溢出一次的时间：1/ Td = (256-TH1)*12/ fosc

溢出率：Td = fosc/[12×(256-TH1)]

初值：TH1 = 256- fosc/（12* Td）

10.1

单片机应用系统中为什么要进行系统扩展？

答：8031 、8032 等单片机不提供用户程序存储器，必须进行程序存储器的扩展，以存放控

制程序、数据表格等；8751 等单片机虽然向用户提供 EPROM 程序存储器，但程序存储 器空间容量不大，程序存储空间不足时，还必须扩展外部程序存储器。

MCS-51系列单片机内部通常有 128B至256B的片内数据存储器，用于一般的控制及运 算是足够的，但若用于数据存储，其容量是不足的，在这种情况下，必须扩展数据存储 器。

MCS-51系列单片机对外提供 32 条I/O 口线，但其 P0口作为地址/数据复用口，P2口用 于提供高 8 位地址，而其 P3口具有第二功能，若扩展了程序存储器或数据存储器，单 片机的 I/O 口往往也不够用，有时必须进行 I/O 口的扩展。

应用系统中有时还涉及到数据的输入、输出、人机交互信息等接口问题，必须进行有关 接口电路扩展。

11.1

A/D 及D/A 转换的含义是什么？

答：A/D 转换是指将模拟信号转换为数字信号，主要用于微机控制系统的模拟信号数据采集

。D/A 转换是指将数字信号转换为模拟信号，主要用于恢复模拟信号或进行模拟控制。 11.4（参考）

DAC0832器件有哪些主要技术指标？其含义是什么？

答：DAC0832是将数字信号转换为模拟信号的器件。它的主要技术指标及含义如下： 分辨率：8 位，可以将 8 位数字量转换为模拟量；

建立时间：1µS ，即从数字量写入 8 位DAC寄存器到产生与输入数字量对应的模拟量输

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出的时间；

输入信号：与 TTL 电平兼容的二进制信号；

输出信号：与输入二进制信号对应的电流信号；

电源：单一+5V 电源；

11.6（参考） ADC0809器件有哪些主要技术指标？其含义是什么？

答：ADC0809是将模拟信号转换为数字信号的 AD器件，它的主要技术指标及含义如下： 分辨率：8 位，可以将输入模拟量转换为与之对应的 8 位数字量；

信号输入范围：0-5V；

转换时间：即完成一次 A/D 转换所需时间，与外加时钟信号频率有关，外部时钟信号为 500KHz 时转换时间为 128µS ；

输出信号：与输入模拟信号对应的 8 位二进制数字量，信号电平与 TTL 电平兼容； 电源：单一+5V 电源；

12.3

说明I

2

C总线主机从机数据传输过程。

答：I

2

C总线数据传输过程如下图所示。

一次信息传输过程传输的信息包含 6 部分：

（1）起始位：表示信息传输开始；

（2）目标地址：7 位，被寻址的设备的地址；

（3）操作性质：即读写控制位，1 位，该位为 1 表示主控设备进行读操作，为 0 进表示 主控设备进行写操作；

（4）应答信号：1 位，由被叫 IC 产生，低电平表示应答信号，高电平表示非应答信号 ，数据接收方可以接收数据时，产生应答信号，不能接收数据时，产生非应答信号；

（5）数据部分：以 8 位为一个数据单位，进行传输的数据，根据信息传输方式不同， 传输的数据单位数不同。数据接收方每接收一个数据都产生一个应答信号；

（6）结束位，由主控设备产生，表示此次通信过程结束。

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