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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4位的。其中最成功的是INTEL的
2、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,
3、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
4、,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。网络和通信现代的单片机普遍具备通信接口,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
5、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,
6、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：37=B=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
7、0100B反码 0010 0100B补码 0010 0100B2-36原码 1010 0100B反码 1101 1011B补码 1101 1100B3+127原码 0111 1111B反码 0111 1111B补码 0111 1111B4-128原码 1000 0000B反码 0111 1111B补码 1000 0000B5-121原码 1111 1001B反码 1000 0110B补码 1000 0111B6.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 100
8、1B 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。11010 1010 和 0000 0000与 0000 0000或 1010 1010异或 1010 1010 0111 0111 和 1000 1000与 0000 0000或 1111 1111异或 1111 1111 1110 1110 和 0111 0111与 0110 0110或 1111 1111异或 1001 1001 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
9、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ISIS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。10.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：PCBPrinted 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,
10、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元器件布线； 4铺铜； 5三维效果图； 6CADCAM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
11、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串行口；2MSC51单片机外部引脚的名称是什么？各有什么功能？答： 电源及晶振引脚VCC：+5V电源引脚VSS： 接地引脚XTAL1；外接晶振引脚内置放大器输入端XTAL2：外接晶振引脚内置放大器输出端 控制引脚RST/VPD为复位/ 备用电源引脚为地址锁存使能输出/ 编程脉冲输入：输出访问片外程序存储器读选通信号：外部ROM允许访问/ 编程电源输入 并行I/O口引脚P0.0P0.73932脚P0口；P1.0P1.718脚P1口；P2.0P2
12、.72128脚P2口；P3.0P3.71017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；44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。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。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
13、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,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；
14、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：PSW.7 PSW.6 PSW.5 PSW.4 PSW.3 PSW.2 PSW.1 PSW.0 PSW.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,
15、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时置1 PSW.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12MHz时,一个机器周期为多少微秒？答：时钟周期又叫振荡周期或拍,用P表示,是MCS-51单片机中最小的时间单位,在一个时钟周期内,CPU完成一个最基本的动作。机器周期：由12个时钟周期构成,完成一个基本操作指令周期：是执行一条指令所需的时间,根据指令的复杂性,可由14个机器周期构成。当振荡频率为12MHz时,一个机器周期为1微秒。9P0、P1、P2和P3口的结构和功能分别是什么？答：P0口的每一位由1个锁存器 、2个三态缓冲器 、1个输出控制电路非门
