微机原理与应用 - 51课后答案

第1章 单片机概述

1．除了单片机这一名称之外，单片机还可称为 和 。 答：微控制器，嵌入式控制器。

2．单片机与普通微型计算机的不同之处在于其将 、 、和 3部分集成于一块芯片上。

答：CPU、存储器、I/O口。 3．8051与8751的区别是 。

A．内部数据存储单元数目不同 B．内部数据存储器的类型不同 C．内部程序存储器的类型不同 D．内部寄存器的数目不同 答：C。

4．在家用电器中使用单片机应属于微计算机的 。

A．辅助设计应用；B．测量、控制应用 ；C．数值计算应用；D．数据处理应用 答：B。

5．微处理器、微计算机、微处理机、CPU、单片机它们之间有何区别？ 答：微处理器、微处理机和CPU都是中央处理器的不同称谓；而微计算机、单片机都是一个完整的计算机系统，单片机特指集成在一个芯片上的用于测控目的的单片微计算机。

6．MCS-51系列单片机的基本型芯片分别为哪几种？它们的差别是什么？ 答：MCS-51系列单片机的基本型芯片分别是8031、8051和8751。它们的差别是在片内程序存储器上。8031无片内程序存储器，8051片内有4KB的程序存储器ROM，而8751片内集成有4KB的程序存储器EPROM。 7．为什么不应当把51系列单片机称为MCS-51系列单片机？

答：因为MCS-51系列单片机中的“MCS”是Intel公司生产的单片机的系列符号，而51系列单片机是指世界各个厂家生产的所有与8051的内核结构、指令系统兼容的单片机。

8．AT89C51单片机相当于MCS-51系列单片机中的哪一种型号的产品？ 答：相当于MCS-51系列中的87C51，只不过是AT89C51芯片内的4KB Flash存储器取代了87C51片内的4KB的EPROM。 第2章 AT89C51单片机片内硬件结构

1．在AT89C51单片机中，如果采用6MHz晶振，一个机器周期为 。 答：2μs

2．AT89C51单片机的机器周期等于 个时钟振荡周期。 答：12。

3．内部RAM中，位地址为40H、88H的位，该位所在字节的字节地址分别为 和 。 答：28H；88H。

4．片内字节地址为2AH单元的最低位的位地址是 ；片内字节地址为88H单元的最低位的位地址是 。 答：50H；88H。

5．若A中的内容为63H，那么，P标志位的值为 。 答：P标志位的值为0。

6．AT89C51单片机复位后，R4所对应的存储单元的地址为 ，因上电时PSW = 。这时当前的工作寄存器区是 组工作寄存器区。 答：04H；00H；0。

7．内部RAM中，可作为工作寄存器区的单元地址为 H～ H。 答：00H；1FH。

8．通过堆栈操作实现子程序调用，首先要把 的内容入栈，以进行断点保护。调用返回时，再进行出栈保护，把保护的断点送回到 。 答：PC；PC。

9．AT89C51单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器PC的位数所决定的，因为AT89C51单片机的PC是16位的，因此其寻址的范围为 KB。 答：64KB。

10．判断下列 项说法是正确的。

A．AT89C51单片机的CPU是由RAM和EPROM组成的

B．区分片外程序存储器和片外数据存储器的最可靠的方法是看其位于地址范围的低端还是高端

C．在AT89C51单片机中，为使准双向的I/O口工作在输入方式，必须保证它被事先预置为1

D．PC可以看成是程序存储器的地址指针 答： A. 错； B. 错；C. 对；D. 对。

11．判断以下有关PC和DPTR的结论 是正确的。 A．DPTR是可以访问的，而PC不能访问 B．它们都是16位寄存器

C．在单片机运行时，它们都具有自动加“1”的功能 D．DPTR可以分为2个8位的寄存器使用，但PC不能 答：A. 对； B. 对；C. 错；D. 对。 12．判断下列说法 项是正确的。

A．程序计数器PC不能为用户编程时直接访问，因为它没有地址 B．内部RAM的位寻址区，只能供位寻址使用，而不能供字节寻址使用 C．AT89C51单片机共有21个特殊功能寄存器，它们的位都是可用软件设置的，因此，是可以进行位寻址的。 答：A. 对； B. 错；C. 错。 13．PC的值是 。

A．当前正在执行指令的前一条指令的地址 B．当前正在执行指令的地址

C．当前正在执行指令的下一条指令的地址 D．控制器中指令寄存器的地址 答：A. 错；B. 错；C. 对；D. 错。 14．判断下列说法 项是正确的。 A．PC是一个不可寻址的特殊功能寄存器 B．单片机的主频越高，其运算速度越快

C．在AT89C51单片机中，一个机器周期等于1?s D．特殊功能寄存器内存放的是栈顶首地址单元的内容 答：A. 对；B. 对；C. 错；D.错。

15．AT89C51单片机的片内都集成了哪些功能部件？各个功能部件的最主要的功能是什么？

（1）1个微处理器（CPU）；

（2）128个数据存储器（RAM）单元； （3）4KB Flash程序存储器；

（4）4个8位可编程并行I/O口（P0口、P1口、P2口、P3口）； （5）1个全双工串行口； （6）2个16位定时器/计数器；

（7）一个中断系统，5个中断源，2个优先级； （8）21个特殊功能寄存器（SFR）。

16．说明AT89C51单片机的引脚 的作用，该引脚接高电平和低电平时各有何种功能?

答：当 脚为高电平时，单片机读片内程序存储器（4KB Flash），但在PC值超过0FFFH（即超出4KB地址范围）时，将自动转向读外部程序存储器内的程序。当 脚为低电平时，对程序存储器的读操作只限定在外部程序存储器，地址为0000H～FFFFH，片内的4KB Flash程序存储器不起作用。

17．64KB程序存储器空间有5个单元地址对应AT89C51单片机5个中断源的中断入口地址，请写出这些单元的入口地址及对应的中断源。

答：64KB程序存储器空间中有5个特殊单元分别对应于5个中断源的中断服务程序的入口地址，见下表。 表 5个中断源的中断入口地址 入口地址 中断源

0003H 外部中断0 ( )000BH 定时器0 (T0) 0013H 外部中断1 ( )001BH 定时器1 (T1) 0023H 串行口

18．当AT89C51单片机运行出错或程序陷入死循环时，如何摆脱困境？ 答：按下复位按钮。

第3章 AT89C51单片机的指令系统

1．在基址加变址寻址方式中，以 作为变址寄存器，以 或 作为基址寄存器。

答：A，PC，DPTR。

2．指令格式是由 和 组成，也可仅由 组成。

答：操作码，操作数，操作码。

3．假定累加器A中的内容为30H，执行指令 1000H： MOVC A,@A+PC

后，把程序存储器 单元的内容送入累加器A中。 答：1031H。

4．在AT89C51单片机中，PC和DPTR都用于提供地址，但PC是为访问 存储器提供地址，而DPTR是为访问 存储器提供地址。 答：程序，数据。

5．在寄存器间接寻址方式中，其“间接”体现在指令中寄存器的内容不是操作数，而是操作数的 。 答：地址。

6．已知程序执行前有(A) = 02H，(SP) = 52H，(51H) = FFH，(52H) = FFH。下述程序执行后，(A) = ，(SP) = ，(51H) = ，(52H) = ，(PC) = 。 POP DPH POP DPL

MOV DPTR,#4000H RL A MOV B,A

MOVC A,@A+DPTR PUSH Acc MOV A,B INC A

MOVC A,@A+DPTR PUSH Acc RET

ORG 4000H

DB 10H,80H,30H,50H,30H,50H

答：(A)=50H，(SP)=50H，(51H)=30H，(52H)=50H，(PC)=5030H。

7．假定(A) = 83H，(R0) = 17H，(17H) = 34H，执行以下指令后，(A) = 。 ANL A,#17H

ORL 17H,A XRL A,@R0 CPL A 答：(A)=0CBH。

8．假设(A) = 55H，(R3) = 0AAH，在执行指令“ANL A,R5”后，(A) = ，(R3) = 。

答：(A)=00H，(R3)=0AAH。

9．如果(DPTR) = 507BH，(SP) = 32H，(30H) = 50H，(31H) = 5FH，(32H) = 3CH，则执行下列指令后，（DPH） = ，(DPL) = ，(SP) = 。 POP DPH POP DPL POP SP

答：(DPH)=3CH，(DPL)=5FH，(SP)=50H。

10．假定，(SP) = 60H，(A) = 30H，(B) = 70H，执行下列指令后，SP的内容为 ，61H单元的内容为 ，62H单元的内容为 。 PUSH Acc PUSH B

答：(SP)=62H，(61H)=30H，(62H)=70H。 11．判断下列说法 项是正确的。

A．立即寻址方式是被操作的数据本身就在指令中，而不是它的地址在指令中 B．指令周期是执行一条指令的时间 C．指令中直接给出的操作数称为直接寻址 答：A．对；B．对； C．错。 12．判断以下指令的正误。

（1）MOV 28H,@R2 （2）DEC DPTR （3）INC DPTR （4）CLR R0 （5）CPL R5 （6）MOV R0,R1 （7）PHSH DPTR （8）MOV F0,C （9）MOV F0,Acc.3 （10）MOVX A,@R1 （11）MOV C,30H （12）RLC R0 答：（1）错（2）错（3）对（4）错（5）错（6）错（7）错（8）对（9）错（10）对 （11）对（12）错。

13．访问SFR，可使用哪些寻址方式？ 答：只能使用直接寻址方式。 14．下列程序段的功能是什么？ PUSH Acc PUSH B POP Acc POP B

答：A的内容与B的内容互换。

15．写出完成如下要求的指令，但是不能改变未涉及位的内容。 （1）把ACC.3，ACC.4，ACC.5和ACC.6清“0”。 （2）把累加器A的中间4位清“0”。 （3）使ACC.2和ACC.3置“1”。 答： （1）ANL A,#87H （2）ANL A,#0C3H （3）ORL A,#0CH

16．借助本书中的表3-2（指令表），对如下指令代码（十六进制）进行手工反汇编。

FF C0 E0 E5 F0 F0 答： MOV R7,A PUSH A MOV A ,B MOVX @DPTR,A

第4章 AT89C51单片机汇编语言程序设计

1．已知程序执行前有A = 02H，SP = 42H，(41H) = FFH，(42H) = FFH。下述程序执行后，A = ；SP = ；(41H) = ；(42H) = ；PC = 。 POP DPH POP DPL

MOV DPTR,#3000H RL A MOV B,A

MOVC A,@A+DPTR PUSH Acc MOV A,B INC A

MOVC A,@A+DPTR PUSH Acc RET

ORG 3000H

DB 10H,80H,30H,80H,50H,80H

答： A=80H，SP=40H，(51H)=50H，(52H)=80H ，PC=8050H。 2．说明伪指令的作用。“伪”的含义是什么？常用伪指令的功能如何?

答：伪指令不属于指令系统中的汇编语言指令，它是程序员发给汇编程序的控制命令。只有在汇编前的源程序中才有伪指令。所以“伪”体现在汇编后，伪指令没有相应的机器代码产生。

3．解释手工汇编、机器汇编、交叉汇编、反汇编术语概念。

答：（1）手工汇编：手工编程，首先把程序用助记符指令写出，然后通过查指令的机器代码表，逐个把助记符指令“翻译”成机器代码，这种人工查表“翻译”指令的方法称为手工汇编。

（2）机器汇编：是借助于微型计算机上的软件（汇编程序）来代替手工汇编，完成把助记符指令“翻译”成机器代码的工作。

（3）交叉汇编：使用微型计算机来完成汇编，而汇编后得到的机器代码却是在另一台计算机（这里是单片机）上运行，称这种机器汇编为交叉汇编。 （4）反汇编：将二进制的机器代码语言程序翻译成汇编语言源程序的过程。 4．下列程序段经汇编后，从1000H开始的各有关存储单元的内容是什么？ ORG 1000H TAB1 EQU 1234H TAB2 EQU 3000H DB \

DW TAB1,TAB2,70H

答：4D 41 49 4E 12 34 30 00 00 70 5．设计子程序时应注意哪些问题？ 答：在编写子程序时应注意以下问题。 （1）子程序的第一条指令前必须有标号。

（2）使用子程序调用指令时，有两条调用指令可供使用。

①使用绝对调用指令（ACALL addr11）要注意，被调用的子程序的首地址与本绝对调用指令的下一条指令的高5位地址相同，即只能在同一2KB程序存储区内。

②使用长调用指令（LCALL addr16）时，addr16为直接调用的子程序的目标地址，也就是说，被调用的子程序可放置在64KB程序存储器区的任意位置。 （3）子程序结构中必须用到堆栈，堆栈通常用来保护断点和现场保护。 （4）子程序返回主程序时，最后一条指令必须是RET指令。

（5）子程序可以嵌套，即主程序可以调用子程序，子程序又可以调用另外的子程序。

6．试编写一个程序，将内部RAM中45H单元的高4位清“0”，低4位置“1”。 答：参考程序如下： MOV A,45H ANL A,#0FH ORL A,#0FH MOV 45H,A

7．试编写程序，查找在内部RAM的30H～50H单元中是否有0AAH这一数据。若有，则将51H单元置为“01H”；若未找到，则将51H单元置为“00H”。 答：参考程序如下： START: MOV R0,#30H MOV R2,#20H LOOP: MOV A,@R0 CJNE A,#0AAH,NEXT MOV 51H,#01H LJMP EXIT NEXT: INC R0

DJNZ R2,LOOP MOV 51H,#00H EXIT: RET

8．试编写程序，查找在内部RAM的20H～40H单元中出现“00H”这一数据的次数，并将查找到的结果存入41H单元。 答：参考程序如下： START: MOV 41H,#0 MOV R0,#20H MOV R2,#20H LOOP: MOV A,@R0 JNZ NEXT INC 41H NEXT: INC R0 DJNZ R2,LOOP RET

9．在内部RAM的21H单元开始存有一组单字节无符号数，数据长度为20H，编写程序，要求找出最大数存入MAX单元。 答：略：

10．若SP = 60H，标号LABEL所在的地址为3456H。LCALL指令的地址为2000H，执行如下指令 2000H LCALL LABEL

后，堆栈指针SP和堆栈内容发生了哪些变化？PC的值等于什么？如果将指令LCALL直接换成ACALL是否可以？如果换成ACALL指令，可调用的地址范围是什么？

答: （1）SP=SP+1=61H (61H)=PC的低字节=03H SP=SP+1=62H (62H)=PC的高字节=20H （2）PC=3456H （3）可以

（4）2KB=2048 Byte

MAIN: MOV TMOD,#02H ;定时器/计数器T0为定时方式2 MOV TL0,#4AH ;定时364?s初值赋值 SETB TR0 ;启动T0,开始计数 SETB ET0 ;允许T0中断 SETB EA ;CPU开中断 SETB P1.0 WAIT: AJMP WAIT IT0P: CLR EA CLR P1.0 ;关中断 MOV R0,#9

DLY: DJNZ R0,DLY ;延时36?s MOV TL0,#4AH ;定时364?s初值赋值 SETB P1.0 SETB EA RETI

8．一个定时器的定时时间有限，如何用两个定时器的串行定时来实现较长时间的定时？

答：方法1，在第一个定时器的中断程序里关闭本定时器的中断程序，设置和打开另一个定时器；在另一个定时器的中断程序中关闭本定时中断，设置和打开另一个定时器。这种方式的定时时间为两个定时器定时时间的和。

方法2，一个作为定时器，在定时中断后产生一个外部计数脉冲（比如由P1.0接 产生），另一个定时器工作在计数方式。这样两个定时器的定时时间为一个定时器的定时时间乘以另一个定时器的计数值。

9．当定时器T0用于方式3时，应该如何控制定时器T1的启动和关闭？ 答：由T1（P3.5）口控制定时器T1的启动和关闭。

10．定时器/计数器测量某正单脉冲的宽度，采用何种方式可得到最大量程？若时钟频率为6MHz，求允许测量的最大脉冲宽度是多少？ 答：采用方式1定时工作方式。最大脉冲宽度为131.072ms。

11．编写一段程序，功能要求：当P1.0引脚的电平正跳变时，对P1.1的输入

脉冲进行计数；当P1.2引脚的电平负跳变时，停止计数，并将计数值写入R0、R1（高位存R1，低位存R0）。

答：将P1.1的输入脉冲接入INT0，即使用T0计数器完成对P1.1口的脉冲计数。参考程序如下： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP IT0P

MAIN: JNB P1.0,MAIN

MOV TMOD,#05H ;定时器/计数器T0为计数方式1 SETB TR0 ;启动T0,开始计数 SETB ET0 ;允许T0中断 SETB EA ;CPU开中断 WAIT: JB P1.2,WAIT CLR EA CLR TR0 MOV R1,TH0 MOV R0,TL0 AJMP $ IT0P: INC R2 RETI

12．THx与TLx（x = 0，1）是普通寄存器还是计数器？其内容可以随时用指令更改吗？更改后的新值是立即刷新还是等当前计数器计满后才能刷新？ 答：THx与TLx（x=0，1）是由特殊功能寄存器构成的计数器，其内容可以随时用指令更改，更改后的新值立即刷新。但在读THx、TLx值时，应该先读THx值，后读TLx，再读THx值。若两次读得THx值相同，则可确定读得的内容正确。若前后两次读得的THx值有变化，再重复上述过程。 第7章 AT89C51单片机的串行口

1．帧格式为1个起始位，8个数据位和1个停止位的异步串行通信方式是方

式 。 答：1。

2．在串行通信中，收发双方对波特率的设定应该是 的。 答：相等。

3．下列选项中， 是正确的。

A．串行口通信的第9数据位的功能可由用户定义

B．发送数据的第9数据位的内容是在SCON寄存器的TB8位中预先准备好的 C．串行通信帧发送时，指令把TB8位的状态送入发送SBUF中 D．串行通信接收到的第9位数据送SCON寄存器的RB8中保存

E．串行口方式1的波特率是可变的，通过定时器/计数器T1的溢出率设定 答：（A）对（B）对（C）错（D）对（E）对。

4．通过串行口发送或接收数据时，在程序中应使用 。 A．MOVC指令 B．MOVX指令 C．MOV指令 D．XCHD指令 答：（C）MOV指令。

5．串行口工作方式1的波特率是 。

A．固定的，为fosc/32 B．固定的，为fosc/16

C．可变的，通过定时器/计数器T1的溢出率设定 D．固定的，为fosc/64 答：（C）。

6．在异步串行通信中，接收方是如何知道发送方开始发送数据的？

答：当接收方检测到RXD引脚上的有效的负跳变时，即可知道发送方开始发送数据。

7．串行口有几种工作方式？有几种帧格式？各种工作方式的波特率如何确定？ 答：串行口有4种工作方式：方式0、方式1、方式2、方式3。 有3种帧格式，方式2和3具有相同的帧格式。 方式0的发送和接收都以fosc/12为固定波特率。 方式1的波特率=2SMOD/32×定时器T1的溢出率。 方式2的波特率=2SMOD/64×fosc。

方式3的波特率=2SMOD/32×定时器T1的溢出率。

8．假定串行口串行发送的字符格式为1个起始位、8个数据位、1个奇校验位、

1个停止位，请画出传送字符“B”（42H）的帧格式。 答：传送的字符“B”的帧格式如图所示（先低位后高位）。 起始位 0 1 0 0 0 0 1 0 校验位 停止位 图

9．为什么定时器/计数器T1用作串行口波特率发生器时，常采用方式2？若已知时钟频率、通信波特率，如何计算其初值？

答：（1）因为定时器/计数器在方式2下，初值可以自动重装，这样在进行串口波特率发生器设置时，就避免了重装参数的操作,且减少了重装参数的误差。 （2）已知时钟频率、通信波特率，根据公式（7-3），即可计算出初值。 10．若晶体振荡器为11.0592MHz，串行口工作于方式1，波特率为4 800bit/s，写出用T1作为波特率发生器的方式控制字和计数初值。 答：经计算，初值为FAH。 控制字: ANL TMOD,#0F0H ORL MOD,#20H MOV TH1,#0FAH MOV TL1,#0FAH MOV SCON,#40H

11．简述利用串行口进行多机通信的原理。 答：以方式1为例。

发送过程：数据位由TXD端输出，发送1帧信息为10位，当CPU执行1条数据写发送缓冲器SBUF的指令，就启动发送。发送开始时，内部发送控制信号SEND变为有效，将起始位向TXD输出，此后，每经过1个TX时钟周期，便产生1个移位脉冲，并由TXD输出1个数据位。8位数据位全部输出完毕后，置1中断标志位TI，然后SEND信号失效。

接收过程：当检测到起始位的负跳变时，则开始接收。接收时，定时控制信号有2种。其中一种是位检测器采样脉冲，它的频率是RX时钟的16倍。也就是在1位数据期间，有16个采样脉冲，以波特率的16倍速率采样RXD引脚状态，当采样到RXD端从1到0的跳变时就启动检测器，接收的值是3次连续采样，取

其中2次相同的值，以确认是否是真正的起始位的开始，这样能较好地消除干扰引起的影响，以保证可靠无误地开始接收数据。

12．使用AT89C51的串行口按工作方式1进行串行数据通信，假定波特率为2 400bit/s，以中断方式传送数据，请编写全双工通信程序。 答：请参考教材的P115-P117程序，并作适当改动。

13．某AT89C51单片机串行口，传送数据的帧格式由1个起始位（0）、7个数据位、1个偶校验和1个停止位（1）组成。当该串行口每分钟传送1 800个字符时，试计算出它的波特率。

答：串口每秒钟传送的字符为1800/60=30个字符/秒，所以波特率为30个字符/秒×10位1个字符=300b/s。

14．为什么AT89C51单片机串行口的方式0帧格式没有起始位（0）和停止位（1）?

答：串行口的方式0为同步移位寄存器输入/输出方式，常用于外接移位寄存器，以扩展并行I/O口，一般不用于两个89C51之间的串行通信。该方式以fosc/12的固定波特率从低位到高位发送或接收数据。

15．直接以TTL电平串行传输数据的方式有什么缺点？ 答：优点是连线简单，缺点是抗干扰性能差，传输距离短。

第8章 AT89C51单片机扩展存储器的接口设计 1．单片机存储器的主要功能是存储 和 。 答：程序，数据。

2．假设外部数据存储器2000H单元的内容为80H，执行下列指令后累加器A中的内容为 。 MOV P2,#20H MOV R0,#00H MOVX A,@R0 答：80H。

3．在存储器扩展中，无论是线选法还是译码法最终都是为扩展芯片的片选端提供 控制信号。

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