《单片机原理与应用》部分习题解答

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1、单片机原理与应用单片机原理与应用习题答案习题答案习 题 一1简述计算机控制系统的基本组成。 计算机的硬件系统由运算器、控制存储器、输入设备和输出设备共五个部分组成。运 算器由算术逻辑单元（ALU） 、累加器、数据缓冲寄存器和状态寄存器组成。运算器在控 制器的控制下，完成对取自内部存储器或内部寄存器的数据进行算术或逻辑运算，并产生 相应的标志存放到状态寄存器中。 控制器控制着单片机完成各种操作。主要完成取指令、将指令翻译成计算机的各种微 操作并执行指令，同时控制计算机各部件有条不紊地工作等。控制器和运算器合在一起称 为中央处理器，即 CPU(Central Processing Unit)。他是

2、计算机的核心部件。 存储器为计算机的记忆部件，用于存放计算机的程序和数据，一般可分为只读存储器 （ROM）和随机存储器（RAM） 。 输入设备用于用户向计算机输入原始的数据和程序，并将其转换为计算机能够识别的 二进制代码存入计算机中。常用的输入设备有键盘、鼠标、光电笔、扫描仪等。输出设备 用于将计算机处理的结果转换成人或其它设备能够识别和接收的形式，如字符、文字、图 形等。常用的输出设备有打印机、显示器、绘图仪等。我们把输入设备和输出设备合在一 起称为计算机的输入/输出设备或外部设备。 2什么叫单片机？简述单片机的特点、应用场合与发展前景。 所谓的单片机就是将计算机的 CPU、存储器、I/O

3、接口电路、定时器/计数器、中断部 件等计算机的功能部件集成在一块芯片上，形成单芯片的，具备独特功能的微型计算机。 单片机的特点: 1抗干扰能力强，工作温度范围宽。2高的可靠性。3控制功能强， 数值计算能力相对较差。4指令系统比通用微机的指令系统简单，并具有许多面向控制的 指令. 5具有很高的性价比。 单片机的应用领域: 1工业控制领域 单片机广泛应用于工业过程控制与监测、机电 一体化系统、工业机器人等领域。 2家用电器领域 3办公自动化领域 4商业营销 领域 5智能仪器仪表领域 6其它领域 在汽车与航空航天器电子系统中.单片机的发展 前景：8 位单片机仍是单片机的主流机型 从单片机发展的趋势来

4、说，主要向着大容量高 性能、小容量低价格、外围电路内装化方向发展。 3 解释下列名词。 字长： 字长是指计算机的运算器能同时处理的二进制数据的位数,它与计算机的功能和 用途有很大关系。 字节：通常称 8 位二进制数为一个字节，以 B 表示。 BCD 码 ：BCD 码是用二进制编码来表示十进制数。常用的 BCD 码有 8421 码 2421 码 ASCII 码： ASCII 码有 7 位和 8 位两种字符编码形式。常用的是 7 位 ASCII 码，它包括 26 个大写和 26 个小写的英文字母、10 个数字、以及一些专用字符。7 位编码的 ASCII 码，实际上也是 采用 8 位二进制，但最高位

5、置 0 用作校验，故最多可表示 128 个字符。 4请将下列十六进制数转换为二进制数。EDH 3FF.2H 10ADH 2DFC.0BHEDH(11101101）B3FF.2H(111111 1111.001)B10ADH (1000010101101)B2DFC.OBH10110111111100.00001011)B5请将下列二进制数转换为十六进制数。11010B 1AH10110111000101000B13C58H10011B13H11101010100.0011110111B754.3DCH1100011B63H101110100000.11111001BBA0.F9H1000000

6、00.00001B100.08H6请将下列十六进制数转换为十进制数。3DCH 0F.8H 10FFH ABCDH3DCH988D0F.8H 15.5D10FFH4351DABCDH43981D7请将下列二进制数转换为十进制数。11.01B 1111 1111 1111 1111B 11.01B=3.25D 111 1111 1111 1111B=65535D 8请将下列十进制数转换为十六进制数。15.25 3300 124.125 307215.25F.4H124.1257E.2H33000CE4H30720C00H9下列二进制数若为无符号数，它们的值是多少？若为带符号数，它们的值又是多少？

7、（均用十进制表示）01101110B 01011001B 10001101B 11111001B二进制无符号数有符号数01101110B11011001011001B898910001101B141-1311111001B248-12010若用字长为位的寄存器存放带符号整数，机器数的最大值和最小值是多少？真值 是多少？如用来存放带符号小数，最大值和最小值是多少？真值是多少？ 7FH，80H，-128127， 11用位二进制数写出下列各数的原码、反码和补码。+21 -21 +127 -128 -1原 码反 码补 码+21000101010001010100010101-2110010101111

8、0101011101011+127011111110111111101111111-128100000001111111110000000-110000001111111101111111112求出下列各补码表示的二进制数的真值。00000000 01111111 10000000 1111111113已知 X=37，Y=51，分别用原码、反码、补码计算 X+Y，X-Y，Y-X 的值，并判断 运算结果的正误 原码、反码略 补码 X补=00100101B Y补=00110011B X+Y 00100101+0011001101011000 正确 X-Y 00100101- 00110011111

9、10010 正确 Y-X 00110011-00100101 00001110 正确 14将下列十进制数用 8421 BCD 码表示。 1645 1989 2003 48.21 0.543616450001011001000101198900011001100010012003001000000000001148.2101001000.001000010.54360.010101000011011015查表求 09 十个数字相应的 ASCII 码。习 题 二1MCS-51 系列单片机具有哪些主要逻辑部件？各有什么主要功能? 中央处理器 CPU，存储器，I/O 接口。 8051 中央处理器由运算

10、器、控制器和控制逻辑组成，其中还包括中断系统与部分特 殊功能寄存器。 （1）运算器，包括一个可进行 8 位算术运算和逻辑运算的 ALU 单元，8 位 的暂存器 TMP1 和暂存器 TMP2，8 位累加器 ACC，8 位寄存器 B 和程序状态寄存器 PSW。 （2）控制器，包括程序计数器 PC、指令寄存器 IR、指令译码器 ID、振荡和定时电 路等部分。 8051 单片机的片内有 ROM 和 RAM 两类存储器，它们有各自独立的存储地址空间， 与一般微机的存储器配置方式不相同。 （1）程序存储器 ROM，8051 及 8751 片内均有00000000+00111111112710000000-

11、12811111111-1001100005011010110110001601101102011001070110111301100118011100040110100901110014KB 字节容量的程序存储器，地址 0000H 开始，用于存放程序和表格常数，8031 片内无 ROM，使用时要进行片外扩展。 （2）数据存储器 RAM，8051/8031/8751 片内数据存储器 均为 128B，地址为 00H7FH，用于存放运算的中间结果、数据暂存及数据缓冲等。这 128 字节的 RAM 中，有 32 个字节单元可指定为工作寄存器。8051 片内 RAM 和工作寄存 器排在一起并统一编址，

12、这与一般微处理器是不同的。此外，片内还有 21 个特殊功能寄存 器，地址为 80HFFH。 8051 有四个 8 位并行接口，即 P0P3，它们是双向端口，可用于输入也可用于输出， 每个端口各有 8 条 I/O 口线。这四个端口有四个锁存器，同 RAM 统一编址，因此，可以 把 I/O 口当作一般特殊功能寄存器来寻址。 2. MCS-51 单片机有哪些信号需要芯片引脚以第二功能的方式提供?口线第二功能P3.0RXD（串行口输入）P3.1TXD（串行口输出）P3.2 (外部中断0 输入)0INTP3.3（外部中断1 输入）1INTP3.4T0（定时器0 的外部输入）P3.5T1（定时器1 的外部

13、输入）P3.6(片外数据存储器写选通 )WRP3.7（片外数据存储器读选通）RD3单片机四个 I/O 端口的作用是什么？单片机的片外三总线是如何分配的? P0 口作为地址/数据总线使用，也可以作通用 I/O 口使用。P1 口是一个准双向 I/O 口， P1 口的每一位都能独立地用作输入线或输出线。当系统扩展有 256B64KB 的外部程序存 储器时，P2 口用于输出高 8 位地址时，P2 口不能再作 I/O 口用。当 CPU 对片内存储器和 I/O 口进行读写操作时 P2 口作为一般的 I/O 口使用。当 CPU 对片外存储器或 I/O 口进行读 写时 P2 口用于输出高 8 位地址 A15A

14、8。P3 口除了具有 P1 口的双向 I/O 功能之外，还可 以使 P3 口的各引脚具有第二功能。当 P3 口用于第二功能时，8 位口线按位独立定义。 三总线的分配：P0 口作地址/数据复用口，P0 口作为数据总线 D0D7 和低 8 位地址 总线，P2 口作高 8 位地址总线 A0A15，P3 口作为 控制总线。 4 MCS-51 单片机存储器从物理结构上和逻辑上分别可划分几个空间？ 8051 单片机的存储器从物理上分四个存储空间：片内程序存储器、片外程序存储器、 片内数据存储器、片外数据存储器。从用户的角度考虑，8051 单片机的存储器又可分三个 逻辑空间：片内、片外统一遍址的 64KB（

15、0000HFFFFH）程序存储器地址空间（使用 16 位地址线） ，256B 的片内数据存储器地址空间（00HFFH，其中 80HFFH 内仅有二 十几个字节单元供特殊功能寄存器专用） ，片外可扩展的 64KB（0000HFFFFH）数据存 储器地址空间（使用 16 位地址线） 。 5数据存储器 RAM 是怎样划分的?分别作什么用? 单片机的片内 RAM 最大可寻址 256 个单元。它们又分为两个部分，低 128 字节 （00H7FH） ，是真正的 RAM 区；高 128 字节（80HFFH）为特殊功能寄存器 SFR 区。片内 RAM 低 128 字节区域。 8051 片内真正可作数据存储器用的只有 128 个 RAM 单元， 即 00H7FH 地址空间。他们又可划分为三个区域：工作寄存器区、位寻址区和数据缓冲 区。工作寄存器区占 00H1FH 的 32 个 RAM 单元，分为四组工作寄存器，每组由 8 个工作寄存器 R0R7 组成。位寻址区位于工作寄存器区后的 16 个 RAM 单元，其单元地址为 20H2FH，共 168=128 位，可用位寻址方式访问其各位，其位地址为 00H7FH。位于 位地址之后的 30H7FH 共 80 个 RAM 单元是用户 RAM 区，也称为数据堆栈缓冲区。该 区域主要用于存放用户数据或作堆栈区使用。MCS-51 单片机片内高 12