单片机原理及应用张兰红第二版答案

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单片机原理及应用 张兰红

9

第 1 章 微型计算机的基本概念

1.1 微型计算机由哪几部分组成？每一部分各起何作用？

解： 微型计算机由微处理器芯片、存储器芯片、输入／输出接口电路芯片与总线组成。 微处理器是微型计算机的核心，它通常包括 3 个基本部分：① 算术逻辑部件 ALU(Arithmetic

Logic Unit)，对传送到微处理器的数据进行算术运算或逻辑运算的电路，如执行加法、减法运算，

逻辑与、逻辑或运算等。② 工作寄存器组，用来存放操作数及运算的中间结果等。③ 控制部件，

包括时钟电路和控制电路，时钟电路产生时钟脉冲，用于计算机各部分电路的同步定时；控制电路

产生完成各种操作所需的控制信号。

存储器是微型计算机的重要组成部分，计算机有了存储器才具备记忆功能。 I／O 接口是沟通 CPU 与外部设备的不可缺少的重要部件。外部设备种类繁多，其运行速度、 数据形式、电平等各不相同，常常与 CPU 不一致，所以要用 I／O 接口作桥梁，起到信息转换与协 调的作用。

总线是在微型计算机各芯片之间或芯片内部各部件之间传输信息的一组公共通信线。 1.2 什么是 CPU？什么是主机？

解：

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单片机原理及应用 张兰红

9

第 1 章 微型计算机的基本概念

1.1 微型计算机由哪几部分组成？每一部分各起何作用？

解： 微型计算机由微处理器芯片、存储器芯片、输入／输出接口电路芯片与总线组成。 微处理器是微型计算机的核心，它通常包括 3 个基本部分：① 算术逻辑部件 ALU(Arithmetic

Logic Unit)，对传送到微处理器的数据进行算术运算或逻辑运算的电路，如执行加法、减法运算，

逻辑与、逻辑或运算等。② 工作寄存器组，用来存放操作数及运算的中间结果等。③ 控制部件，

包括时钟电路和控制电路，时钟电路产生时钟脉冲，用于计算机各部分电路的同步定时；控制电路

产生完成各种操作所需的控制信号。

存储器是微型计算机的重要组成部分，计算机有了存储器才具备记忆功能。 I／O 接口是沟通 CPU 与外部设备的不可缺少的重要部件。外部设备种类繁多，其运行速度、 数据形式、电平等各不相同，常常与 CPU 不一致，所以要用 I／O 接口作桥梁，起到信息转换与协 调的作用。

总线是在微型计算机各芯片之间或芯片内部各部件之间传输信息的一组公共通信线。 1.2 什么是 CPU？什么是主机？

解：

第一章习题

1.什么是单片机？单片机和通用微机相比有何特点？

答：单片机又称为单片微计算机，它的结构特点是将微型计算机的基本功能部件（如中央处理器（CPU）、存储器、输入接口、输出接口、定时/计数器及终端系统等）全部集成在一个半导体芯片上。 虽然单片机只是一个芯片，但无论从组成还是从逻辑功能上来看，都具有微机系统的定义。与通用的微型计算机相比，单片机体积小巧，可以嵌入到应用系统中作为指挥决策中心，是应用系统实现智能化。

2.单片机的发展有哪几个阶段？8位单片机会不会过时，为什么？ 答：单片机诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SOC三大阶段，早期的SCM单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，此后在8031上发展出了MCS51系列MCU系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。 然而，由于各应用领域大量需要的仍是8位单片机，因此各大

第二章习题参考答案

2-1 51单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件？ （1）一个8位微处理器CPU。

（2）256B数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR。 （3）4K程序存储器ROM。

（4）两个定时/计数器，用以对外部事件进行计数，也可用作定时器。

（5）四个8位可编程的I/O（输入/输出）并行端口，每个端口既可做输入，也可做输出。 （6）一个串行端口，用于数据的串行通信

（7）1个可管理5个中断源、2级优先嵌套的中断管理系统；。 （8）片内振荡器及时钟发生器。

2-2 MCS-51引脚中有多少I/O总线?它们和单片机对外的地址总线和数据总线有什么关系?地址总线和数据总线各是几位？

32条I/O口线，分为4组，每组8条，称为P0～P3口，P0口有8位数据总线和地址总线的低8位，P2口有地址总线的高8位，因此单片机的地址总线位是16位，寻址空间为64KB，数据总线位宽为8位。同时在P3口还R/W控制信号线。I/O口线的总数与地址总线和数据总线没有多大联系，只是说地址总线和数据总线需要占用一定的端口。像AT89C2051单片机，只有15条I/O口线（P3.6没有引出，作为内部使用），分为P1口（8位）和P3口（7位），没有所谓的地址总线和数据总线，并且P1

第二章习题参考答案

2-1 51单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件？ （1）一个8位微处理器CPU。

（2）256B数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR。 （3）4K程序存储器ROM。

（4）两个定时/计数器，用以对外部事件进行计数，也可用作定时器。

（5）四个8位可编程的I/O（输入/输出）并行端口，每个端口既可做输入，也可做输出。 （6）一个串行端口，用于数据的串行通信

（7）1个可管理5个中断源、2级优先嵌套的中断管理系统；。 （8）片内振荡器及时钟发生器。

2-2 MCS-51引脚中有多少I/O总线?它们和单片机对外的地址总线和数据总线有什么关系?地址总线和数据总线各是几位？

32条I/O口线，分为4组，每组8条，称为P0～P3口，P0口有8位数据总线和地址总线的低8位，P2口有地址总线的高8位，因此单片机的地址总线位是16位，寻址空间为64KB，数据总线位宽为8位。同时在P3口还R/W控制信号线。I/O口线的总数与地址总线和数据总线没有多大联系，只是说地址总线和数据总线需要占用一定的端口。像AT89C2051单片机，只有15条I/O口线（P3.6没有引出，作为内部使用），分为P1口（8位）和P3口（7位），没有所谓的地址总线和数据总线，并且P1

单片机原理及应用第二版

第一章习题

1.什么是单片机？单片机和通用微机相比有何特点？ 答：

2.单片机的发展有哪几个阶段？8位单片机会不会过时，为什么？ 答：单片机诞生于1971年，经历了SCM、MCU、SOC三大阶段，早期的SCM单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，此后在8031上发展出了MCS51系列MCU系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。 然而，由于各应用领域大量需要的仍是8位单片机，因此各大公司纷纷推出高性能、大容量、多功能的新型8位单片机。

目前，单片机正朝着高性能和多品种发展，但由于MCS-51系列8位单片机仍能满足绝大多数应用领域的需要，可以肯定，以MCS-51系列为主的8位单片机，在当前及以后的相当一段时间内仍将占据单片机应用的主导地位。

3.举例说明单片机的主要应用领域。

答：单片机广泛应用于仪器仪表、家用

第一章 单片机概述

1.2 除了单片机这一名称之外，单片机还可称为（微控制器）和（嵌入式控制器）。 1.3 单片机与普通计算机的不同之处在于其将（微处理器）、（存储器）和（各种输入输出接口）三部分集成于一块芯片上。

4、单片机的发展大致分为哪几个阶段？ 答：单片机的发展历史可分为四个阶段： 第一阶段（1974 年----1976 年）：单片机初级阶段。 第二阶段（1976 年----1978 年）：低性能单片机阶段。 第三阶段（1978 年----现在）：高性能单片机阶段。 第四阶段（1982 年----现在）：8 位单片机巩固发展及 16 位单片机、32 位单片机推出阶段 1.5 单片机根据其基本操作处理的位数可分为哪几种类型？

答：单片机根据其基本操作处理的位数可分为：1 位单片机、4 位单片机、8 位单片机、16 位单片机和 32 位单片机。

1.6 MCS-51系列单片机的基本芯片分别为哪几种？它们的差别是什么？ 答：基本芯片为 8031、8051、8751。

8031 内部包括 1 个 8 位 cpu、128BRAM，21 个特殊功能寄存器（SFR）、4 个 8 位并行

I/O口、 1 个全

单片机原理及应用答案

1.2 （微控制器）和（嵌入式控制器）。

1.3 （微处理器）、（存储器）和（各种输入输出接口）

4、答： 第一阶段（1974 年----1976 年）：单片机初级阶段。 第二阶段（1976 年----1978 年）：低性能单片机阶段。 第三阶段（1978 年----现在）：高性能单片机阶段。 第四阶段（1982 年----现在）：8 位单片机巩固发展及 16 位单片机、32 位单片机推出阶段

1.5 1 位单片机、4 位单片机、8 位单片机、16位单片机和 32 位单片机。

1.6答：基本芯片为 8031、8051、8751。 8031 内部包括 1 个 8 位 cpu、128BRAM，21 个特殊功能寄存器（SFR）、4 个 8 位并行I/O口、 1 个全双工串行口， 2 个 16位定时器/计数器，但片内无程序存储器，需外扩 EPROM芯片。 8051 是在 8031 的基础上，片内又集成有 4KBROM，作为程序存储器，是 1 个程序不超过 4KB 的小系统。 8751 是在 8031 的基础上，增加了 4KB 的 EPROM，它构成了 1 个程序小于 4KB的小系统。用户可以将程序固化在 EPROM 中，可以反复修改程

第一章 单片机概述

1.2 除了单片机这一名称之外，单片机还可称为（微控制器）和（嵌入式控制器）。 1.3 单片机与普通计算机的不同之处在于其将（微处理器）、（存储器）和（各种输入输出接口）三部分集成于一块芯片上。

4、单片机的发展大致分为哪几个阶段？ 答：单片机的发展历史可分为四个阶段： 第一阶段（1974 年----1976 年）：单片机初级阶段。 第二阶段（1976 年----1978 年）：低性能单片机阶段。 第三阶段（1978 年----现在）：高性能单片机阶段。 第四阶段（1982 年----现在）：8 位单片机巩固发展及 16 位单片机、32 位单片机推出阶段 1.5 单片机根据其基本操作处理的位数可分为哪几种类型？

答：单片机根据其基本操作处理的位数可分为：1 位单片机、4 位单片机、8 位单片机、16 位单片机和 32 位单片机。

1.6 MCS-51系列单片机的基本芯片分别为哪几种？它们的差别是什么？ 答：基本芯片为 8031、8051、8751。

8031 内部包括 1 个 8 位 cpu、128BRAM，21 个特殊功能寄存器（SFR）、4 个 8 位并行

I/O口、 1 个全

第一章

1.给出下列有符号数的原码、反码和补码(假设计算机字长为8位)。

+45 -89 -6 +112

答：【+45】原=00101101，【+45】反=00101101，【+45】补=00101101 【-89】原=11011001，【-89】反=10100110，【-89】补=10100111 【-6】原=10000110，【-6】反=11111001，【-6】补=11111010 【+112】原=01110000，【+45】反=01110000，【+45】补=01110000 2. 指明下列字符在计算机内部的表示形式。

AsENdfJFmdsv120

答:41H 73H 45H 4EH 64H 66H 4AH 46H 6DH 64H 73H 76H 31H 32H 30H

3. 什么是单片机？

答：单片机是把微型计算机中的微处理器、存储器、I/O接口、定时器/计数器、串行接口、中断系统等电路集成到一个集成电路芯片上形成的微型计算机。因而被称为单片微型计算机，简称为单片机。

4. 单片机的主要特点是什么？ 答：主要特点如下：

1) 在存储器结构上，单片机的存储器采用哈佛(Harvard)结构 2) 在芯片引脚上