单片机原理与应用(盛珣华)习题和思考题答案

习题和思考题答案 第一章 单片机概述 1 第一台电子数字计算机发明的年代和名称 1946 年 ENIAC 2 根据冯 诺依曼提出的经典结构 计算机由哪几部分组成 运算器 控制器 存储器 输入设备和输出设备组成 3 微型计算机机从 20 世纪 70 年代初问世以来 经历了哪四代的变化 经历了 4 位 8 位 16 位 32 位四代的变化 4 微型计算机有哪些应用形式 系统机 单板机 单片机 5 什么叫单片机 其主要特点有哪些 单片机就是在一片半导体硅片上 集成了中央处理单元 CPU 存储器 RAM ROM 并行 I O 串行 I O 定时器 计数器 中断系统 系统时钟电路及系 统总线的用于测控领域的微型计算机 简称单片机 单片机技术易于掌握和普及 功能齐 全 应用广泛 发展迅速 前景广阔 嵌入容易 可靠性高 6 举例说明单片机的应用 略 7 当前单片机的主要产品有哪些 各自有何特点 MCS 是 Intel 公司生产的单片机的系列符号 MCS 51 系列单片机是 Intel 公司在 MCS 48 系列的基础上于 20 世纪 80 年代初发展起来的 是最早进入我国 并在我国应用 最为广泛的单片机机型之一 也是单片机应用的主流品种 其它型号的单片机 PIC 单片机 TI 公司单片机 AVR 系列单片机 8 简述单片机应用系统的开发过程 1 根据应用系统的要求进行总体设计 总体设计的目标是明确任务 需求分析和拟定设计方案 确定软硬件各自完成的任务 等 总体设计对应用系统是否能顺利完成起着重要的作用 2 硬件设计 根据总体设计要求设计并制作硬件电路板 即目标系统 制作前可先用仿真软件 如 Proteus 软件 进行仿真 仿真通过后再用硬件实现并进行功能检测 3 软件设计 软件编程并调试 目前一般用 keil 软件进行设计调试 调试成功后将程序写入目标单 片机芯片中 4 综合调试 进行硬软件综合调试 检测应用系统是否达到设计的功能 9 说明单片机开发中仿真仪的作用 单片机本身没有开发功能 必须借助开发器 仿真仪 来排除应用系统的硬件故障和 软件错误 在硬件设计和软件设计完成后 将调试完成的程序借助开发器固化到单片机的 芯片中 完成整体的开发过程 10 MCS 一 51 系列单片机的基本型芯片分为哪几种 它们的差别是什么 MCS 5l 系列单片机主要包括基本型产品 8031 8051 8751 对应的低功耗型 80C31 80C51 87C51 和增强型产品 8032 8052 8752 8031 片内没有程序存储器 8051 单片机片内含有 4 KB 的 ROM 8751 单片机片内含有 4 KB 的 EPROM 11 叙述 AT89S51 单片机的特点 并说明 S 的含义是什么 AT89S51 单片机增加了一些新的功能 如看门狗定时器 WDT ISP 在系统编程 也 称在线编程 及 SPI 串行接口技术等 片内 Flash 存储器允许在线 5V 电擦除 使用编 程器或串行下载写入对其重复编程 另外 AT89C5x AT89S5x 单片机还支持由软件选择 的两种节电工作方式 非常适于电池供电或其他要求低功耗的场合 S 表示含有串行下载的 Flash 存储器 12 简述单片机开发中 Proteus 软件和 keil 软件的作用 单片机应用系统设计时可先用 Proteus 软件进行设计和仿真 以提高设计的成功率 keil 软件用于单片机软件的录入 编辑 编译 调试 Keil 软件提供了包括宏汇编 链接 器 库管理和仿真调试器在内的完整开发方案 并通过集成开发环境 Vision 将它们 组合在一起 第二章 单片机硬件系统 一 填空 1 MCS 51 系列单片机中 8051 8751 8031 单片机的区别是 内部是否有 ROM 2 单片机由 CPU 存储器和 I O 接口 3 部分组成 3 AT89S51 单片机的 应接 高 电平 可扩充的外部程序存储器最大容量为 60KB 4 当 信号有效时 表示 CPU 要从 外部 ROM 读取信息 5 89SC51 单片机的状态寄存器 PSW 中 RS0 和 RS1 的用途是 工作寄存器组选择位 CY 的作用为 进位借位位 和 位累加器 6 晶振频率 12M 机器周期为 1uS 指令周期为 1uS 至 4uS 7 单片机复位时 PC 的值是 0000H SP 的值是 0007H 8 89S51 单片机的内部 RAM 容量为 128B 外部可扩充的数据 RAM 的容量为 64KB 9 工作寄存器组共占 32 字节的地址空间 地址从 00 H 到 1F H 10 位寻址区有 16 字节 有 128 位 11 堆栈的数据结构为 后进先出 堆栈应设置在内部 RAM 30 7FH 区域 12 89S51 单片机共有 4 个 8 位并行 I O 口 其中作地址低 8 位的是 P0 口 作 地址高 8 位的是 P2 口 具有双功能作用的是 P3 口 13 除了单片机和电源外 单片机最小系统还包括 时钟 电路和 复位 电路 14 21 个 SFR 的寻址区域为 80 FFH 其中可位操作的 SFR 的地址特征是 地址能 被 8 整除 二 选择题 1 89S51 单片机四个并行 I O 口中 可作为数据总线的是 A A P0 B P1 C P2 D P3 2 若特殊功能寄存器 PSW 的 RS1 RS0 位的内容是 01 那么此时工作寄存器 R1 的字节地址是 C A 19H B 11H C 09H D 01H 3 CPU 复位时 下面说法正确的是 A A P0 FFH B P1 00H C SP 00H D PC 07H 4 复位时 RST 引脚应保持 C A 一个机器周期的高电平 B 一个机器周期的低电平 C 二个机器周期的高电平 D 二个机器周期的低电平 5 下列是关于 89S51 单片机特殊功能寄存器 SFR 的描述 其中正确的是 B EAPSN A 特殊功能寄存器容量为 32B 分为四组 B 特殊功能寄存器容量为 21B 部分有位地址 C 特殊功能寄存器容量 64kB 字节地址和位地址范围均为 0000H FFFFH D 特殊功能寄存器容量为 128B 字节地址和位地址范围均为 00H 7FH 6 程序计数器 PC 中存放的是 A A 下一条要执行的指令的地址 B 当前执行的指令 C 下一条要执行的指令 D 当前执行的指令的地址 7 MCS 51 单片机堆栈操作 正确的说法是 C A 数据入栈再修改指针 B 修改指针再出栈 C 修改指针数据入栈 D 以上说法都不对 8 ALE 信号有效时 表示 D A 从 ROM 中读取数据 B 从 RAM 中读取数据 C P0 口输出数据 D P0 口输出地址 9 89S51 单片机的 CPU 是 C A 32 位 CPU B 16 位 CPU C 8 位 CPU D 4 位 CPU 10 89S51 单片机的 PC 是 16 位的计数器 其寻址范围是 D A 8KB B 16KB C 32KB D 64KB 三 回答问题 1 简述 MCS 51 单片机的内部结构 l 8 位微处理器 CPU 2 时钟和复位电路 3 片内存储器 数据存储器 128B RAM 程序存储器 4KB Flash ROM 4 2 个可编程的 16 位定时器 计数器 5 P0 P3 4 个 8 位可编程并行 I O 口 6 l 个全双工的异步串行口 7 中断系统具有 5 个中断源 2 个优先级 8 AT89C51 单片机的特殊功能寄存器 SFR 21 个 AT89S51 单片机扩展到 26 个 2 程序状态寄存器 PSW 的作用是什么 叙述 OV AC P 位的具体含义 PSW 用来保存 ALU 运算结果的特征和处理器的状态 OV 溢出标志位 有溢出时 OV l 否则 OV 0 AC 辅助进位 借位标志 低 4 位与高 4 位间的进位 借位 有辅 助进位 借位时 AC 1 否则 AC 0 P 奇偶标志位 运算结果中有奇数个 l 时 P 1 会则 P 0 可用于串行通信时的奇偶校验 3 说明 MCS 51 单片机的堆栈和堆栈指针的用途 堆栈主要是为子程序调用和中断操作而设立的 堆栈的具体功能有两个 保护断点和 现场保护 堆栈的操作需要一个指针指示 在单片机中设置了堆栈指针 SP 堆栈指针 SP 指示堆 栈栈顶的位置 存放该位置的地址 4 简述晶振周期 状态周期 机器周期 指令周期的含义和它们之间的关系 时钟周期 又称震荡周期 是单片机时钟控制信号的基本时间单位 时钟周期是单片 机晶振频率的倒数 机器周期 CPU 完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期 一个机器周期包含 6 个 S 状态周期 S1 S2 S3 S4 S5 S6 每个 S 状态有 P1 和 P2 2 个节拍 一拍即一个 震荡周期 因此一个机器周期包含 12 个振荡周期 指令周期 一条指令的执行时间称作指今周期 MCS 51 单片机的指令按执行时间可 以分为三类 单周期指令 双周期指令和四周期指令 5 位地址 20H 和字节地址 20H 有何区别 位地址 20H 在内存的什么位置 位地址是单片机进行位操作时某一位的地址 字节地址是单片机进行 8 位操作时数据 的地址 位地址 20H 在字节地址 24H 的最低位 见表 2 5 6 信号和 信号功能有何不同 PSEN 片外程序存储器的读选通信号 WR RD 是片外数据存储器的写 读选通信 号 7 AT89S51 单片机有哪两种低功耗节电工作模式 两种低功耗节电工作模式 空闲模式和掉电保持模式 8 叙述 Proteus ISIS 仿真软件的功能和电路设计的步骤 1 启动并新建设计文件 2 设定图纸的大小 3 添加元器件 4 将器件放置在图形编辑窗口的合适位置并布线 5 设置和修改元件属性 6 保存设计 第三章 单片机程序设计 第一部分 汇编语言程序设计 一 选择题 1 已知 A 64H R1 43H 43H 22H Cy 1 执行指令 SUBB A R1 后 A 和 Cy 的内容分别为 A A A 41H Cy 0 B A 42H Cy 0 C A 20H Cy 0 D A 21H Cy 0 2 下列指令中哪个是正确的指令 A A MOV R0 A B MOV R0 8000H C MOV C 5H D MOVX B DPTR 3 不管 P1 口以前的内容为何值 总可以使其高 4 位为 1 低 4 位不变的指令是 B A ANL P1 0F0H B ORL P1 0F0H C XRL P1 0F0H D MOV P1 0F0H 4 指令 AJMP 的跳转范围是 C A 256B B 1KB C 2KB D 64KB 5 已知单片机的晶振频率 12MHz 下列延时子程序中各指令运行的机器周期数列在 指令右边 DELAY MOV R3 28 1 个机器周期 LOOP DJNZ R3 LOOP 2 个机器周期 RET 2 个机器周期 则该子程序的延时时间为 B A 83 S B 59 S C 43 S D 5 S 6 下列各条指令中寻址方式属于正确变址寻址的是 D A MOVX A A PC B MOV A A DPTR C MOVC B B PC D MOVC A A PC PSENWRD 7 已知 09H 10000011B 21H 01000001B 执行指令 CPL 09H 09H 和 21H 单元的内容分别为 B A 09H 83H 21H 41H B 09H 7CH 21H 41H C 09H 7CH 21H 43H D 09H 83H 21H 43H 8 若寄存器 1 组为当前工作寄存器组 现要改为 0 组为当前工作寄存器组 能使用 指令 B A SETB PSW 3 B CLR PSW 3 C MOV PSW 3 01 D MOV PSW 08H 二 说明指令中源操作数的寻址方式 1 MOV DPTR 2000H 立即数 2 MOV R7 A 寄存器 3 ADD A 40H 直接 4 MOV P1 0FFH 立即数 5 MOVX 20H DPTR 寄存器间接 6 MOVC A A PC 变址 7 SJMP LOOP 相对 8 MOV C P1 1 位 9 JB ACC 5 TAB 位 10 SETB F0 三 改错 找出下列指令中的错误并改正 1 MOVX A 1000H 片外送片内需要寄存器间接寻址 2 DEC DPTR 无此条指令 3 SET P1 0 改为 SETB 4 SUB A 23 改为 SUBB 5 MOVC A PC A PC 6 PUSH R0 PUSH 后面用直接寻址 7 MOV A P3 1 位不能送字节 该 A 为 C 8 CJNE R3 40H LOP 不能用 R3 要用 A 四 A 0E8H R0 40H R1 20H R5 3AH 40H 2CH 20H 0FH 单独执行下列指令后寄存器和存储单元的内容 1 MOV A R0 A 2CH 2 ANL 40H 0FH 40H 0CH 3 XCH A R5 A 3AH 4 SWAP A A C2H 5 DEC R1 R1 20H 0EH 6 XCHD A R1 A 0E2H 五 回答问题 1 什么是指令与指令系统 MCS 51 单片机有多少条指令 按功能是如何划分的 指令是使计算机完成基本操作的命令 一台计算机的 CPU 所能执行的全部指令的集合 称为该 CPU 的指令系统 MCS 51 系列单片机指令系统共有 111 条指令 功能上可分成五 类 数据传送指令 算术运算指令 逻辑操作指令 控制转移指令 位操作指令 2 寻址方式的定义 MCS 51 单片机有多少种寻址方式 寻址方式是指寻找指令中操作数或操作数的地址的方式 MCS 51 指令系统共提供七种 寻址方式 立即寻址 直接寻址 寄存器寻址 寄存器间接寻址 变址寻址 相对寻址方 式 位寻址方式 3 立即数寻址方式和直接寻址方式的区别 立即数在 ROM 中 用 表示 直接寻址数据在内部 RAM 中 使用时直接给出 RAM 的地址 4 寄存器寻址方式和寄存器间接寻址方式的区别 寄存器寻址方式数据在某个寄存器中 寄存器间接寻址方式数据在 RAM 中 寄存 器中放的是该存储单元的地址 用 表示 5 访问内部数据存储器和访问外部数据存储器在寻址方式和指令方面有何不同 访问内部数据存储器可用直接寻址或寄存器间接寻址 用 MOX 指令 和访问外部 数据存储器只能用寄存器间接寻址 指令用 MOVX 六 用传送指令完成下面操作 1 内部 RAM 单元 60H 内容送外部 RAM 的 1000H 单元 MOV A 60H MOV DPTR 1000H MOVX DPTR A 2 外部 RAM 的 1000H 单元送寄存器 R2 MOV DPTR 1000H MOVX A DPTR MOV R2 A 3 外部 RAM 的 1000H 单元内容送外部 RAM 的 2000H 单元 MOV DPTR 1000H MOVX A DPTR MOV DPTR 2000H MOVX DPTR A 七 编程序段 将字符 9 和 6 拼装为 BCD 码 69 存入内存 40H 单元 略 第二部分 C51 程序设计 一 选择题 1 一个 C 程序的执行是从 A A 本程序的 main 函数开始 到 main 函数结束 B 本程序文件的第一个函数开始 到本程序文件的最后一个函数结束 C 本程序文件的第一个函数开始 到本程序 main 函数结束 D 本程序的 main 函数开始 到本程序文件的最后一个函数结束 2 以下叙述不正确的是 D A 一个 C 源程序必须包含一个 main 函数 B 一个 C 源程序可由一个或多个函数组 成 C C 程序的基本组成单位是函数 D 在 C 程序中 注释说明只能位于一条语句的后 面 3 以下叙述正确的是 C A 在对一个 C 程序进行编译的过程中 可发现注释中的拼写错误 B 在 C 程序中 main 函数必须位于程序的最前面 C C 语言本身没有输入输出语句 D C 程序的每行中只能写一条语句 4 一个 C 语言程序是由 B A 一个主程序和若干个子程序组成 B 函数组成 C 若干过程组成 D 若干子程序组成 5 C51 常把 B 语句作为循环体 用于产生延时效果 A 赋值语句 B 表达式语句 C 循环语句 D 空语句 6 下面正确的字符常量是 D A c B C D K 7 设 C51 语言中 一个 int 型数据在内存中占 2 个字节 则 unsigned int 型数据的取值范 围为 C A 0 255 B 0 32767 C 0 65535 D 0 2147483647 8 C 语言允许函数值类型缺省定义 此时该函数值隐含的类型是 B A float B int C long D double 9 以下正确的函数定义形式是 C A double fun int x int y B double fun int x y C double fun int x int y D double fun int x y 10 变量的指针 其含义是指该变量的 B A 值 B 地址 C 名 D 一个标志 二 回答问题 1 C51 在标准 C 的基础上 扩展了哪几种数据类型 位变量 bit 特殊功能位 sbit 特殊功能寄存器 sfr 特殊功能寄存器 sfrl6 2 C51 有哪几种数据存储类型 其中数据类型 idata code xdata pdata 各对应 AT89S51 单片机的哪些存储空间 data idata 和 bdata xdata 和 pdata Code idata 片内 RAM 的 256 字节 code 程序存 储区分为内部和外部扩充 2 部分 xdata 片外 64KB 的 RAM 空间 pdata 片外 RAM 的 256 字节 3 说明 3 种数据存储模式 l SMALL 模式 COMPACT 模式 3 LARG 模式之间的 差别 若声明 char varl 则在使用 SMALL 存储模式下 varl 被定位在 data 存储区 在使用 COMPACT 模式下 varl 被定位在 idata 存储区 在 LARGE 模式下 varl 被定位在 xdata 存储区中 4 编写 C51 程序 将片外 2000H 为首地址的连续 10 个单元的内容 读入到片内 40H 到 49H 单元中 略 5 do while 构成的循环与 while 循环的区别是什么 do while 构成的循环先执行后判断 while 循环先判断后执行 三 实型数组 sample 存有 10 个采样值 编写程序段 要求返回其平均值 平均值滤波 略 第四章 并行端口原理及应用 l 89S51 单片机四个并行 I O 口中 可作为数据总线的是 A A P0 B P1 C P2 D P3 2 89S51 单片机四个并行 I O 口中 可作为地址总线高 8 位的是 C A P0 B P1 C P2 D P3 3 判断下列说法是否正确 A P0 口作为总线端口使用时 它是一个双向口 B P0 口作为通用 I O 端口使用时 外部引脚必须接上拉电阻 因此它是一个准 双向口 C P1 P3 口作为输入端口用时 必须先向端口寄存器写入 1 D P0 P3 口的驱动能力是相同的 4 双向口与准双向口的区别是什么 真正的双向口 应该是具有高电平 低电平和高阻抗输入 3 种状态的端口 准双向口 不具有高阻抗状态 5 画出 P0 口驱动 LED 发光二极管的电路 说明电路的原理 见图 4 5 6 单片机 P1 口接 8 个 LED 灯 用汇编语言或 C51 编写程序实现如下功能 1 从上到下逐个点亮 8 个 LED 灯 再从下到上逐个点亮 8 个 LED 灯 2 从中间到上下逐个点亮 8 个 LED 灯 3 隔灯逐个点亮 8 个 LED 灯 略 第五章 单片机中断系统 填空 1 与 AT89S51 单片机的中断系统相关的 4 个特殊功能寄存器是 TMOD SCON IE 和 IP 2 AT89S51 单片机的 5 个中断源是 外部 中断 0 定时计数器 0 外部中断 1 定时计数器 1 串行口 3 当 TCON 中的 IT0 1 时 说明 当 IT0 1 时 INT0 为边沿触发方式 4 中断源中断请求信号的撤除方式有 硬件自动清除 软件清除 撤销电路 5 复位后单片机 5 个中断源的优先级排列为 INT0 T0 INT1 T1 串行口 二 选择题 1 当 CPU 相应外部中断 0 的中断请求后 程序计数器 PC 的内容是 B 若相应定 时计数器 1 的中断请求后 程序计数器 PC 的内容是 D A 0003H B 000BH C 0013H D 001BH 2 下面个中断源中 优先级最高的是 B 最低的是 D A 外部中断 1 B 定时器 T0 C 定时器 T1 D 串行口 3 当串行口接收或发送完一帧数据时 将 SCON 中的 A 向 CPU 申请中断 A RI 或 TI 置 1 B RI 或 TI 置 0 C RI 置 1 TI 置 0 D RI 置 0 TI 置 1 4 当外部中断 0 发出中断请求后 中断的响应条件是 D A EX0 1 B ET0 1 C IE 0 x61 D IE 0 x81 5 单片机 CPU 关中断的语句是 C A ES 0 B ES 1 C EA 0 D EA 1 三 回答问题 1 什么叫中断 计算机中为何要采用中断 所谓中断是指 CPU 正在处理某一事件 A 时 外部发生了另一事件 B 请求 CPU 迅速 去处理 CPU 暂时中断当前的工作 转去处理事件 B 待 CPU 将事件 B 处理完毕后 再 回到原来事件 A 被中断的地方 继续处理事件 A 这样的过程称为中断 1 使用中断方式 可允许多个外围设备与 CPU 并行工作 实现分时操作 大大提高 了计算机的利用率 2 利用中断技术 CPU 能够及时处理测试 控制系统中许多随机的参数和信息 实 现实时处理 大大提高了计算机处理问题的实时性和灵活性 3 中断系统使 CPU 具有处理设备故障 掉电等突发性事件的主能力 提高了计算机 系统本身的可靠性 2 MCS 51 的单片机有几个中断源 各中断标志是如何产生的 又是如何复位的 CPU 响应各中断时 其中断入口地址是多少 外部中断 0 INT0 外部中断 1 INT1 定时 计数器 0 T0 定时 计数器 1 T1 串行口中断 TX RX 中断标志 IE0 IE1 TF0 TF1 TI 和 RI 有中断请求时相应位 置 1 当中断相应后用自动 软件或电路将其复位 入口地址 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H 3 外部中断源有电平触发和边沿触发两种触发方式 这两种触发方式所产生的中断 过程有何不同 怎样设定 由 IT0 或 IT1 决定 为 1 跳沿触发 4 如何设定 MCS 51 单片机的中断的优先级 用 IP 设置 为 0 时为低优先级 设为 1 时为高优先级 可用软件设定 5 中断函数是如何定义的 中断服务函数的一般形式为 函数类型函数名 形式参数表 interrupt n using n 关键字 interrupt n 是中断号 对于 51 单片机 n 的取值为 0 4 关键字 using 后面的 n 是所选择的寄存器组 using 是一个选项 可以省略 如果没 有使用 using 关键字指明寄存器组 中断函数中的所有工作寄存器的内容将被保存到堆栈 中 第六章 定时计数器 一 填空题 1 MCS 51 单片机定时器的内部结构由 T0 T1 TMOD TCON 四部分组 成 2 TMOD 的作用是 设置定时 计数器 T0 T1 的工作方式 TCON 的作用是 控 制定时 计数器 T0 T1 的运行 3 定时 计数器采用软启动 与外部中断无关时 应使 TMOD 中的 GATE 0 4 T0 工作在计数方式 采用工作方式 1 TMOD 应设置为 00000110B 5 定时 计数器工作方式 2 适用于 周期脉冲信号发生器或定时器 场合 二 选择题 1 启动 T1 工作应使 TCON 的 D A TR0 0 B TR1 0 C TR0 1 D TR1 1 2 定时 计数器工作在定时方式时 应是 B A 对内部时钟计数 一个时钟周期加 1 B 对内部时钟计数 一个机器周期加 1 C 对外部时钟计数 一个时钟周期加 1 D 对外部时钟计数 一个机器周期加 1 3 定时 计数器 T0 用作计数方式时 计数脉冲由 C A 内部时钟提供 B 外接时钟提供 C 外部脉冲由 P3 4 输入 D 外部脉冲由 P3 5 输入 4 定时 计数器 T0 工作在定时方式 采用工作方式 1 初始化编程为 D A TMOD 0 x01 B TMOD 0 x10 C TMOD 0 x50 D TMOD 0 x05 5 定时 计数器初值计算中 若欲获得最大的计数值 应采用的工作方式是 B A 方式 0 B 方式 1 C 方式 2 D 方式 3 6 下列哪些特殊功能寄存器与定时 计数器无关 C A TH0 B TCON C IE D TMOD 三 回答问题 1 定时 计数器工作于定时方式和计数方式时有何异同处 定时时 加 1 计数器是对内部机器周期脉冲计数 计数频率为晶振频率的 1 12 计数时 计数方式是对外部脉冲的计数 最高计数频率为晶振频率的 1 24 2 定时 计数器的 4 种工作方式各有何特点 方式 0 13 位计数 方式 1 16 位计数 方式 2 8 位能自动重装初值 方式 3 2 个 8 为计数器 3 定时 计数器的工作方式 2 适用于哪些应用场合 为何 适合于用作较精确的周期脉冲信号发生器或定时器 初值能自动重新装入 4 如果采用的晶振的频率为 6MHZ 定时 计数器工作在方式 0 l 2 下 其最大定 时间各为多少 方式 0 8192 2uS 方式 1 65536 2uS 方式 2 256 2uS 四 编程题 1 试利用定时 计数器 T0 从 P1 0 输出周期为 1s 脉宽为 20 ms 的正脉冲信号 设 晶振频率为 6 MHz 思路 定时 20ms 输出正脉冲 再定时 980ms 输出负脉冲 2 要求从 P1 1 引脚输出 1000 HZ 方波 试设计定时 计数器的应用程序 设晶振频 率为 12 MHZ T 1 f 再取半作为定时时间 3 试用定时 计数器 T1 对外部事件计数 要求每计数 100 就将 T1 改成定时方式 控制 P1 0 输出一个脉宽为 10 ms 的正脉冲 然后又转为计数方式 如此反复循环 设晶 振频率为 12MHz 先将 T1 设置成计数方式 计数结束后再将 T1 设置为定时方式 4 利用定时 计数器 T0 产生定时时钟 由 P1 口控制 8 个指示灯 编一个程序 使 8 个指示灯依次一个一个闪动 闪动频率为 0 5 次 秒 用流水灯程序使 8 个灯轮流点亮 间隔时间用定时器定时 5 设计利用定时 计数器定时的救护车报警系统 设计硬件电路 并编写软件实现 参考书上报警程序 第七章 显示与键盘 一 选择题 1 单片机应用系统中 LED 数码管显示电路通常有 C 显示方式 A 静态 B 动态 C 静态和动态 D 查询 2 当显示位数较少时 可采用 A 当显示位数较多时应选用 B A 静态 B 动态 C 静态和动态 D 查询 3 共阳极 LED 数码管显示 6 的段码是 C 若加反向器时段码是 B A 06H B 7DH C 82H D FAH 4 某系统需要用 12 个按键 通常采用 B 方法 A 独立式按键 B 矩阵式按键 C 静态按键 D 动态按键 5 矩阵式键盘的主要工作方式有 A A 编程扫描和中断扫描 B 独立查询和中断扫描 C 直接访问和中断扫描 D 直接输入和直接访问 二 回答问题 1 为什么要消除按键的机械抖动 软件消除接键机械抖动的原理是什么 按键在闭合和断开时 触点会存在抖动 会产生读出错误 编写一段延时程序 等待 键盘稳定后再判断键盘的状态 2 LED 的静态显示方式与动态显示方式有何区别 各有什么优缺点 静态显示是指多位 LED 数码管同时处于显示状态 静态显示方式的优点是显示无闪烁 亮度较高 软件控制比较容易 缺点是占用口线较多 动态显示是一种按位轮流点亮各位 数码管的显示方式 由于 LED 数码管的余辉和人眼的 视觉暂留 约 20ms 作用 只要 控制好每位显示的时间和间隔 则可以造成 多位同时亮 的假象 达到同时显示的效果 动态显示的缺点是占用单片机的大量时间 优点是节省 I O 口 3 分别写出中共阴极和共阳极 LED 数码管数字 5 的段码 共阴极 6dH 共阳极 92H 4 键盘有哪 3 种扫描工作方式 它们各自的工作原理及特点是什么 1 随机扫描方式 编写程序随机对键盘接口进行查询 依次查询端口 当某个端口低电平说明对应的按 键按下 2 定时扫描方式 利用定时器产生定时中断 在定时器中断服务程序中对键盘进行扫描 有键按下时转 键功能处理程序 3 中断扫描方式 有键闭合时产生中断 CPU 相应中断后在中断服务程序中判别键号并作相应处理 5 说明 LED 点阵式大屏幕的显示原理 LED 大屏幕点阵显示器是把很多 LED 发光二极管按矩阵方式排列在一起 通过对每个 LED 进行发光控制 完成各种字符或图形的显示 当某条行线给高电平 某条列线给低电 平时 该行和该列交叉点的发光二级管点亮 通过设计 使 LED 大屏幕点阵显示器各行和 各列给不同电平 LED 大屏幕点阵显示器可以按要求显示汉字或图形 6 独立式键盘和矩阵式键盘各有何特点 适用于何种场合 独立式按键按键相互独立 每个按键接一根数据输入线 当单片机应用系统需要的功 能键较少时 通常采用独立式键盘 缺点是占用 I O 线较多 矩阵式 也称行列式 键盘用于按键数目较多的场合 它由行线和列线组成 一组为 行线 另一组为列线 按键位于行 列的交叉点上 采用矩阵式接口 可以节省较多的 I O 线 矩阵式键盘由行线和列线组成 当键按下时 行线和列线短接 通过行线和列线 的状态判断按键的状态 因此编程比较困难 第八章 串行通信 一 选择题 1 AT89S51 单片机的串行口是 C A 单工 B 半双工 C 全双工 D 并行口 2 单片机输出电平为 B A RS 232 B TTL C RS 422 D RS 485 3 串行口工作在方式 0 数据从 D 输入输出 A RI B TI C TXD D RXD 4 串行口的控制寄存器是 D A SMOD B SBUF C PCON 工 D SCON 5 串行口工作在方式 1 波特率取决于 D A 定时器 1 的溢出 B 时钟频率 C SMOD D SMOD 和 T1 6 设置串行口工作在方式 2 指令为 A A SCON 0 x80 B SCON 0 x10 C PCON 0 x80 D PCON 0 x10 7 采用中断进行串行数据发送时 发完一帧数据 TI 标志 C A 会自动清 0 B 硬件清 0 C 软件清 0 D 硬软件清 0 8 串行口工作在方式 1 时 发送数据端为 B A RXD B TXD C TI 工 D RI 二 回答问题 1 说出异步串行通信方式的帧格式 每一帧由起始位 数据位 校验位和停止位构成 2 在串行通信中 收发双方的波特率应该如何设定 应设置为相同的波特率 3 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 通过发送和检测起始位实现 4 AT89S51 单片机的串行口有几种工作方式 各种工作方式的波特率如何确定 4 种工作方式 其中方式 0 和方式 2 的波特率是固定的 方式 1 和方式 3 的波特率是 可变的 由定时器 TI 的溢出率 TI 每秒溢出的次数 来确定 5 为什么定时计数器 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 如何计算串行通信的波特率并装入 T1 的初值 T1 工作方式 2 是自动重装初值方式 便于通信的连续 计算公式 6 若晶体振荡器为 11 0592MHZ 串行口工作于方式 1 波特率为 4800bit s 写出 用 T1 作为波特率发生器的方式控制字和计数初值 TMOD 0 x20 设定定时器 1 的工作方式为方式 2 查表 8 2 为 0FAH 装入 T1H 和 T1L 7 某 AT89S51 单片机串行口 传送数据的帧格式由 1 个起始位 7 个数据位 l 个偶 校验和 1 个停止位组成 当该串行口每分钟传送 1800 个字符时 试计算出它的波特率 32modod XfTKoscss 波 特 率 1800 60 30 30 10 300 8 直接以 TTL 电平串行传输数据的方式有什么缺点 为什么在串行传输距离较远时 常采用 RS 232C RS 422A 和 RS 485 标准串行接口 来进行串行数据传输 比较 RS 232C RS 422A 和 RS 485 标准串行接口各自的优缺点 TTL 电平串行传输数据只能近距离传送 远距离传送需要用 RS 232C RS 422A 和 RS 485 标准串行接口 RS 232C 接口的缺点传输距离短 传输速率低 RS 232C 总线标准受电容允许值的约 束 使用时传输距离一般不要超过 15 米 抗干扰能力差 有电平偏移 RS 422A 采用了平衡驱动和差分接收的方法 传送距离远 但是需四芯传输线 长距 离通信是不经济 RS 485 采用半双工 功能与 RS 422A 相仿 因此得到广泛的应用 第九章 系统扩充 一 选择题 1 一片 EPROM 芯片的地址有 A0 A12 引脚 它的容量是 B A 2KB B 4KB C 8KB D 16KB 2 存储器扩充中 74LS373 的作用是 C A 存储地址 B 存储数据 C 锁存地址 D 锁存数据 3 62128 EPROM 的存储容量是 D A 2KB B 4KB C 8KB D 16KB 4 下面芯片中采用 FlashMemory 作片内程序存储器的是 C A 80C51 B 87C51 C 89S51 D 80C31 5 扩充多片存储器芯片电路中 使存储单元地址唯一的片选方法是 C A 用线选法 B 用部分译码法 C 用全译码法 D 片选接地 6 一片 81C55 可以扩充 B A 20 条 I O 线 B 22 条 I O 线 C 24 条 I O 线 D 26 条 I O 线 二 填空题 1 扩充片外程序存储器时 存储器芯片中的 OE 端应与单片机的 PSEN 端连接 2 扩充片外数据存储器时 存储器芯片中的 OE 端应与单片机的 RD 端连接 3 SRAM6264 中的 D0 D7 应与单片机的 P0 口 连接 4 74LS138 是一种 3 8 译码器 有 3 个数据输入端 经译码产生 8 种状态 5 线选法是指 用高位地址线与存储器芯片的片选相连 译码法是指 高位地 址线经译码器的输出与存储器芯片的片选相连 6 扩充一片 81C55 可获得的资源有 A B C 三个并行口 256BRAM 一个 14 位的减一计数器 三 回答问题 1 当单片机应用系统中数据存储器 RAM 地址和程序存储器 EPROM 地址重叠时 是 否会发生数据冲突 为什么 采用不同的控制信号连接 采用不一样的指令 因此不会发生冲突 2 在单片机存储器扩充电路中 P0 和 P2 的作用是什么 P0 口作地址线的低 8 位和数据线 P2 口作地址线的高 8 位 3 I O 接口和 I O 端口有什么区别 I O 接口的功能是什么 I O 设备结构多样 通常不能直接挂接在总线上 必须经 I O 接口与 CPU 连接 一个 I O 接口芯片可以有多个 I O 端口 主要有控制端口 数据端口和状态端口 I O 接口的功能 1 对单片机输出的数据锁存 2 对输入设备的三态缓冲 3 实现单片机和不同外设的速度匹配 4 其他 实现信号类型 数字与模拟 电流与电压 信号电平 高与低 正与负 信号格式 并行与串行 等的转换 实现时序协调 4 I O 数据传送由哪几种传送方式 分别在哪些场合下使用 1 查询方式 该方式的优点是通用性好 硬件连线和查询程序十分简单 但由工作效率不高 2 中断传送 采用中断方式可以大大提高单片机的工作效率 3 DMA 方式 DMA 方式又称直接存储器存取方式 是指存储器与外设之间直接交换数据 适用于 高速外设以及成组交换数据的场合 5 常用的 I O 端口编址有哪两种方式 它们各有什么特点 AT89S51 单片机的 I O 端 口编址采用的是哪种方式 独立编址方式和统一编址方式 独立编址方式就是 I O 端口地址空间和存储器地址 空间分开编址 优点是两个地址空间相互独立 界限分明 但却需要设置一套专门的读写 I O 端口的指令和控制信号 PC 机一般使用独立编址方式 统一编址方式是把 I O 端口 与数据存储器单元同等对待 即每一接口芯片中的一个端口就相当于一个 RAM 存储单元 统一编址方式的优点是不需要专门的 I O 指令 直接使用访问数据存储器的指令即可进行 I O 读写操作 因此操作简单 方便 AT89S51 单片机使用的是统一编址方式 四 系统扩充 1 试以 89S51 为主机 用 2 片 2764 EPROM 扩展 16K ROM 画出硬件接线图并分析 各芯片的地址 2 设计扩展 8KB RAM 和 8KB EPROM 的电路图 采用译码方式 3 设计单片机系统并扩充一片 81C55 电路 81C55A 口作输入 接 8 个键盘 B 口作 输出 接 8 个 LED 灯 编写程序完成从 A 口读入键盘内容 用 B 口输出点亮 LED 灯 系统扩展答案可参考书中例子 第 1 题可采用线选法 第 2 题采用 3 8 译码器实现 第十章 单片机模拟量接口 一 选择题 1 对于 A D 转换 下列说法正确的是 B A 转换速度 指标仅适用于 A D 转换器 D A 转换器不用考虑 转换速度 问题 B ADC0809 可以利用 转换结束 信号 EOC 向 AT89S51 单片机发出中断请求 C 输出模拟量的最小变化量称为 A D 转换器的分辨率 D 对于周期性的干扰电压 可使用双积分型 A D 转换器 并选择合适的积分元件 可以将该周期性的干扰电压带来的转换误差消除 2 ADC0809 是 C 模拟信号输入芯片 A 1 路 B 4 路 C 8 路 D 16 路 3 ADC0809 的转换方式是 A A 逐次比较型 B 双积分型 C V F D 型 4 DAC0832 是 C 芯片 A 8 位模拟量转换为数字量 B 16 位模拟量转换为数字量 C 8 位数字量转换为模拟量 D 16 位数字量转换为模拟量 5 DAC0832 的工作方式有 D A 直通 B 单缓冲 C 双缓冲 D 以上 3 种方式 6 多片 D A 但不需要同步时应采用 B 工作方式 A 直通 B 单缓冲 C 双缓冲 D 以上 3 种方式 二 填空 1 对于电流输出的 D A 转换器 为了得到电压输出 应使用 I V 转换 2 使用双缓冲同步方式的 D A 转换器 可实现多路模拟信号的 同步 输出 3 D A 转换器的主要性能指标有 分辨率 建立时间和转换精度 设某 DAC 为二 进制 12 位 满量程输出电压为 5V 试问它的分辨率是 分辨率 5V 4096 1 22mv 三 回答问题 1 判断 A D 转换结束 可采用哪几种方式 查询或中断 2 目前应用较广泛的 A D 转换器主要有哪几种类型 它们各有什么特点 逐次比较型 双积分型 V F 型 1 逐次比较型 在精度 速度和价格上都适中 2 双积分型有精度高 抗干扰性好 价格低廉等优点 与逐次比较型 A D 转换器 相比 转换速度较慢 3 V F 型将电压转换为频率 抗干扰能力强 适合远距离传送 4 型对工业现场的串模干扰具有较强的抑制能力 它比双积分 ADC 有较高 的转换速度 与逐次比较型 ADC 相比 有较高的信噪比 分辨率高 线性度好 不需要 采样保持电路 3 叙述使用 ADC0809 进行转换的步骤 转换步骤为 使 C B A 地址与 ALE 有效 选择 IN0 IN7 中的一路模拟信号进入 A D 转换器 启动 START 信号开始转换 检测 EOC 信号看是否转换结束 当 EOC 1 时 表明转换结束 可使 OE 有效将转换后的数字量输出 4 在 DAC 和 ADC 的主要技术指标中 量化误差 分辨率 和 精度 有何区别 量化过程引起的误差称为量化误差 量化误差是由于有限位数字量对模拟量进行量化 而引起的误差 量化误差理论上规定为一个单位分辨率的土 1 2LSB 提高 A D 转换器的 位数既可以提高分辨率 又能够减少量化误差 转换精度与分辨率有关 位数越多精度越高 但由于电源电压 基准电压 电阻 制 造工艺等各种因素存在着误差 因此严格地讲 转换精度与分辨率并不完全一致 只要位 数相同 分辨率则相同 但相同位数的不同转换器转换精度会有所不同 四 应用题 参考书中程序 1 采用 DAC0832 与 AT89S51 构成 D A 转换系统 设计硬件电路并编写相关程序生 成三角波 2 编写程序实现任务十 用 Proteus 仿真软件设计 A D 系统 模拟量用电位器供给 电压 0 5V 可调 模拟量经 ADC0809 转换后送达单片机 转换为数字量并使 8 个 LED 二 极管对应点亮 第十一章 应用系统设计 1 叙述单片机应用系统设计的步骤 确定任务和总体规划 硬件设计 软件设计 软硬件联合调试 2 何为可靠性 提高单片机应用系统的可靠性有哪些措施 可靠性指系统在一定条件下 在规定时间段完成预定功能的能力 一定条件是指 1 环境条件 2 工作条件 3 操作和维护条件 规定的时间 常以数学形式表示可靠性的基本参量 如可靠度 失效率 平均故障间 隔时间 MTBF Mean Time Between Failures 平均维护时间 MTTR Mean Time to Repair 等 预定的功能 是指系统能完成任务的各项性能指标 影响系统完成预定功能的干扰因 素有多种 如温度 湿度 震动 电磁干扰 误操作及器件的失效 老化 设计缺陷等 提高单片机应用系统的可靠性措施 抑制电源的干扰 地线干扰及其抑制 其它提高 系统可靠性的方法 1 使用监控电路 2 软件抗干扰措施 3 避免单片机系统 死 机 的方法 3 举例说明单片机应用系统硬件和软件的开发过程 略