《单片机原理及应用——基于Proteus和KeilC林立张俊亮版课后习题答案一至七章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单片机原理及应用——基于Proteus和KeilC林立张俊亮版课后习题答案一至七章（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1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
2、 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
3、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、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴：智能仪器 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、电流、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控
4、制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备（电压表、功率计，示波器，各种分析仪） 。 工业控制 单片机具有体积小、控制功能强、功耗低、环境适应能力强、扩展灵活和使用方便等优点，用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统、通信系统、信号检测系统、无线感知系统、测控系统、机器人等应用控制系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。 家用电器现在的家用电器广泛采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备和白色家电等。 2网络和通信 现代的单片机
5、普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件，现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。 医用设备领域 单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等。 模块化系统 某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进行模块化应用，而不要求使用人员了解其内部结构。如音乐集成单片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中（有别于磁带机的原理） ，就需要
6、复杂的类似于计算机的原理。如：音乐信号以数字的形式存于存储器中（类似于 ROM） ，由微控制器读出，转化为模拟音乐电信号（类似于声卡） 。在大型电路中，这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路，降低了损坏、错误率，也方便于更换。 汽车电子 单片机在汽车电子中的应用非常广泛，例如汽车中的发动机控制器，基于 CAN总线的汽车发动机智能电子控制器、GPS 导航系统、abs 防抱死系统、制动系统、胎压检测等。 此外，单片机在工商、金融、科研、教育、电力、通信、物流和国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。 4.将十进制数 37 转换为二进制，BCD 码和十六进制数，并对转换结果进行对比分析。 答：3
7、7=(100101)B=(25)H；BCD 码为 0011 0111； 可见，同一个数用不同进制表示，其结果也不同。 5.写出下列十进制数在 8 位微机中的原码，反码和补码形式。 （1）+36 原码 0010 0100B 反码 0010 0100B 补码 0010 0100B （2）-36 原码 1010 0100B 反码 1101 1011B 补码 1101 1100B （3）+127 原码 0111 1111B 反码 0111 1111B补码 0111 1111B （4）-128 原码 1000 0000B 反码 0111 1111B 补码 1000 0000B （5）-121 原码 11
8、11 1001B 3反码 1000 0110B 补码 1000 0111B 6.对于二进制数 1000 1001B，若理解为无符号数，则该数对应十进制数为多少？若理解为有符号数，则该数对应十进制为多少？若理解为 BCD 数，则该数对应十进制数为多少？ 答：1000 1001B 无符号数：137有符号数：-9； BCD 数：89； 7.对下列各组数进行“与” ， “或”和“异或”运算。 （1）1010 1010 和 0000 0000与 0000 0000或 1010 1010异或 1010 1010(2) 0111 0111 和 1000 1000与 0000 0000或 1111 1111异
9、或 1111 1111(3) 1110 1110 和 0111 0111与 0110 0110或 1111 1111异或 1001 1001(4) 0011 1100 和 1111 0000与 0011 0000或 1111 1100异或 1100 11008.Proteus ISIS 的工作界面中包含哪几个窗口？菜单栏中包含哪几个选项？ 答：Proteus ISIS 的工作界面主要包括标题栏、菜单栏、工具栏、状态栏、方位控制按钮、仿真进程控制按钮、对象选择窗口，原理图编辑窗口和预览窗口等。 主菜单栏包含文件、查看、编辑、工具、设计、图形、源文件、调试、库、模板、系统、帮助选项。 9.利用 I
10、SIS 模块开发单片机系统需要经过哪几个主要步骤？ 答：（1）启动 ISIS;（2）绘制电路原理图； （3）输入单片机程序； （4）进行源代码调试； （5）仿真运行。 410.何谓 PCB？利用 ARES 模块进行 PCB 设计需要经过哪几个主要步骤？ 答：PCB（Printed Circuit Board） ，中文名称为印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。 利用 ARES 模块进行 PCB 设计的主要步骤： （1）启动 ARES； （2）元器件布局； （3）元器件布
11、线； （4）铺铜；（5）三维效果图； （6）CADCAM 输出。 第 2 章 MCS-51 单片机结构及原理习题1 MSC51 单片机内部由哪些功能部件组成，各有什么功能？答：以 51 单片机为例，其内部功能部件有：控制器：是对取自程序存储器中的指令进行译码，在规定的时刻发出各种操作所需的控制信号，完成指令所规定的功能；运算器：根据控制器发来的信号，执行算术逻辑运算操作；存储器：包括程序存储和数据存储器；定时器计数器：2 个 16 位定时器/计数器，可对机器周期计数，也可对外部输入脉冲计数；中断系统：可响应三个内部中断源和两个外部中断源的中断请求；输入输出接口：4 个 8 位并行口和一个全双工
12、串行口；2MSC51 单片机外部引脚的名称是什么？各有什么功能？答：(1) 电源及晶振引脚VCC(40 脚)：+5V 电源引脚VSS(20 脚)： 接地引脚XTAL1(19 脚)；外接晶振引脚（内置放大器输入端）XTAL2(18 脚)：外接晶振引脚（内置放大器输出端）(2) 控制引脚RST/VPD(9)为复位/ 备用电源引脚 ALE/PROG(30)为地址锁存使能输出/ 编程脉冲输入 PSEN(29)：输出访问片外程序存储器读选通信号 EA/ VPP (31)：外部 ROM 允许访问/ 编程电源输入 (3) 并行 I/O 口引脚P0.0P0.7（3932 脚）P0 口；P1.0P1.7（18
13、脚）P1 口；P2.0P2.7（2128 脚）P2 口；P3.0P3.7（1017 脚）P3 口。351 系列单片机的封装有哪些类型？请说明每一种封装引脚之间的距离。答：51 系列单片机的封装有:40 引脚双列直插封装（DIPdual in-line package） ，引脚之间的距离是 100mil()；544 引脚方形扁平封装（QFP quad flat package）方式，引脚之间的距离是；44 引脚带引线的塑料芯片载体 PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)。4什么是复位？单片机复位电路有哪几种，工作原理分别是什么？答：复位使单片机恢复原始默认状态的操作。
14、单片机复位电路有:上电复位电路，由电阻和电容构成，通过上电时，电容相当于短路而使复位引脚在晶振有效的情况下保持 2 个机器周期的高电平；按钮开关复位电路，由两个电阻的分压构成，通过手工按下按钮，使复位引脚在晶振有效的情况下保持 2 个机器周期的高电平。5通常的微机系统存储器结构有哪几种？MCS-51 单片机存储器属于哪一类？CS-51 可寻址多大空间？答：通常的微机系统存储器结构有两种结构，即哈佛结构和冯诺依曼结构(也叫普林斯顿结构)，MCS-51 单片机存储器属于，MCS-51 可寻址空间是两个 64KB，即 64KB 的程序存储空间和 64KB 的数据存储空间。6片内 RAM 中低 128
15、 个单元划分为哪三个主要部分？各部分的主要功能是什么？答：片内 RAM 中低 128 个单元划分为三个部分：工作寄存器区（00H-1FH） ，四组，每组 8 个，可作用工作寄存器切换使用；可位寻址区（20H-2FH） ，16B，位地址为 00H-7FH，用作为按位寻址的空间；用户 RAM 区（30H-7FH） ，80B，用作普通 RAM 单元或堆栈。7程序状态字寄存器 PSW 各位的定义是什么？答：程序状态字寄存器 PSW 各位的定义如下：CYACF0RS1RS0OVF1PCY AC F0 RS1 RS0 OV F1 PPSW.7 PSW.6 PSW.5 PSW.4 PSW.3 PSW.2 P
16、SW.1 PSW.0PSW.7：进/借位标志 CY，加法有进位时置 1，减法有借位时置 1；PSW.6：辅助进位标志 AC，加法运算低四位向高上四位有进位时置 1；PSW.5、PSW.1：用户标志位 F0 和用户标志位 F1，保存用户的位数据；PSW.4、PSW.3：工作寄存器选择控制位 RS1 和 RS0，00 至 11 分别选择四组工作之一作为当前工作寄存器PSW.2 ：溢出标志位 OV，有符号数加、减运算结果有溢出或乘除上结果异常(乘法运算结果大于 255 即乘积在 BA 中，或除法运算除数为 0)时置 1PSW.0：奇偶标志位 P，累加器 A 中 1 的个数为奇数时置 1。8什么是时钟周期？什么是机器周期？什么是指令周期？当振荡频率为
