《单片机原理及应用》习题答案
第一章 基础知识
1．微型计算机主要由哪几部分组成？各部分有何功能？
答：一台微型计算机由中央处理单元（CPU）、存储器、I/O接口及I/O设备等组成，相互之间通过三组总线（Bus）：即地址总线AB、数据总线DB和控制总线CB来连接。
CPU由运算器和控制器组成，运算器能够完成各种算术运算和逻辑运算操作，控制器用于控制计算机进行各种操作。
存储器是计算机系统中的“记忆”装置，其功能是存放程序和数据。按其功能可分为RAM和ROM。
输入/输出（I/O）接口是CPU与外部设备进行信息交换的部件。
总线是将CPU、存储器和I/O接口等相对独立的功能部件连接起来，并传送信息的公共通道。
2. 将下列十进制数分别转换成为二进制数，十六进制数和BCD码数的形式：
100，64，78，80
解：1）100=1100100B=64H=0001 0000 0000BCD； 2）64=1000000B=40H=0110 0100BCD； 3）78=1001110B=4EH=0111 1000BCD。
3. 写出下列十六进制无符号数对应的十进制数和二进制：
0D5H，64H，2CH，4FEH 2) 64H=100=1100100B； 3) 2CH=44=101100B；
4) 4FEH=1278=10011111110B。
4. 写出下列十进制数对应的二进制原码、反码和补码：
+35，+50，-10，-20
解：1） ＋35＝（23H）原=（23H）反=（23H）补； 2） ＋50＝（32H）原=（32H）反=（32H）补；
3） －10＝（8AH）原＝（0F5H）反＝（0F6H）补； 4） －20＝（94H）原＝（0EBH）反＝（0ECH）补； 解：1）0D5H=213=11010101B；
5. 根据给定的原码、反码、补码求真值。 1） (0CBH)原=(-75)真值； 2） （8BH)反=(-116)真值； 3） （9BH)补=(-101)真值； 4） （6BH)补=(+107)真值；
解：1） (0CBH)原=(-75)真值； 2） （8BH)反=(-116)真值； 3） （9BH)补=(-101)真值； 4） （6BH)补=(+107)真值；
6. 试分别判断下列各组数据大小？ 1）A=0.011B 2）A=1001B
B=0.011
-1
-2
C=0.011H
-3
B=1001 C=1001H
解：1）A=0.011B=0×2+1×2+1×2=0.25+0.125=0.375；
B=0.011
C=0.011H=0×16-1+1×16-2+1×16-3=0.004150390625
所以：A>B>C
2）A=1001B=9；B=1001；C=1001H=4097 所以：A 7.先将下列各组数据转换为补码表示的带符号数，然后用进行补码运算，再将结果还原成原码，并写出对应的十进制数检验结果是否正确。 1） （―74）＋41 2） （―74）―41 解：根据补码定义有： ―74＝（0B6H）补，＋41＝（29H）补，―41＝（0D7H）补 1）[（―74）+41]补＝（―74）补+（41）补＝（0B6H＋29H）补＝（0DFH）补 ＝（－33）真值 十进制数运算：（―74）+41＝―33 所以：二者运算结果相同。 2）[（―74）―41]补＝（―74）补+（―41）补＝（0B6H＋0D7H）补＝（8DH）补 ＝（－115）真值 十进制数运算：（―74）―41=―115 所以：二者运算结果相同。 8.何谓单片机？单片机有何特点？ 答：单片机（Single Chip Microcomputer）是指把CPU、RAM、ROM、定时器/计数器以及I/O接口电路等主要部件集成在一块半导体芯片上的微型计算机。 单片机在控制应用领域中的特点： （1）体积小、结构简单、可靠性高； （2）控制功能强； （3）低电压、低功耗； （4）优异的性价比。 9.单片机内部ROM的配置有几种形式？ 答：单片机片内ROM的配置状态可分四种： （1）片内掩膜（Mask）ROM型单片机（如8051），适合于定型大批量应用产品的生产； （2）片内EPROM型单片机（如8751），适合于研制产品样机； （3）片内无ROM型单片机（如8031），需外接EPROM，单片机扩展灵活，适用于研制新产品； （4）EEPROM（或Flash ROM）型单片机（如89C51），内部程序存储器电可擦除，使用更方便。 第2章 MCS-51系列单片机的结构和时序 1．8051单片机内包含哪些主要功能部件？各有什么功能？ 答：8051单片机是一个完整的单片微型计算机。它包括以下功能部件： （1）1个8位CPU； （2）片内4KB的程序存储器ROM； （3）片内128B的数据存储器RAM； （4）可寻址外部程序存储器和数据存储器空间各64KB的控制电路； （5）21个特殊功能寄存器SFR； （6）4个8位并行I/O口P0~P3，共32根I/O线； （7）1个全双工的串行口； （8）2个16位定时器/计数器； （9）5个中断源，有2个优先级嵌套中断结构； （10）片内振荡器及时钟电路。 2.8051单片机的EA信号有何功能？8031的EA引脚应如何处理，为什么？ 答：(1) EA是访问外部程序存储器ROM的控制信号。 当EA为低电平（接地）时，CPU只执行外部程序存储器中的程序。 当EA为高电平且PC值小于0FFFH（4K）时，CPU执行内部程序存储器的程序，但当PC的值超出4K时（对8051/8751/8951）将自动转去执行片外程序存储器内的程序。 8031单片机无片内ROM的，必须外部扩展程序存储器，因此，8031的EA必须接地（低电平）。 3．MCS-51单片机的P0～P3口各有什么特点？ 答：MCS-51单片机有P0、P1、P2、P3四个双向的8位并行I/O口，每个端口可以按字节输入或输出，每一条I/O线也可以单独用作输入或输出（即按位进行输入或输出）。每个端口都是由一个锁存器（即特殊功能寄存器P0～P3），一个输出驱动器和两个（P3口为3个）输入缓冲器组成。并行I/O口作输出时数据可以锁存，作输入时数据可以缓冲，但它们又各具特点。 （1）P0口和P2口构成MCS-51单片机的16位地址总线，P0口还是8位的数据总线。P3口多用于第二功能输入或输出。通常只有P1口用于一般输入/输出。 P3口各位的第二功能 P3口 引脚 P3.0 第二功能 RXD（串行输入端） P3口引脚 第二功能 P3.4 T0（定时器0的外部输入） P3.1 P3.2 P3.3 TXD（串行输出端） INT0P3.5 T1（定时器1的外部输入） P3.6 P3.7 WRRD（外部中断0输入） 1输入） （片外数据存储器写选通控制输出） （片外数据存储器读选通控制输出） INT1（外部中断（2）系统复位后，P0～P3口的32个管脚均输出高电平，因此在系统的设计过程中，应保证这些管脚控制的外设不会因为系统复位而发生误动作。 （3）P0～P3口输出级的电路结构有所不同。P0口是三态输出，其每个管脚均可以驱动8个LSTTL输入，而P1～P3口的输出级均有上拉电阻，每个管脚可驱动4个LSTTL输入。 （4）每个并行口，可定义一部分管脚为输入脚，另一部分管脚为输出脚，没有使用的管脚可以悬空。 4.简述8051单片机存储器的组织结构和片内RAM的地址空间分配。 答：8051单片机的存储器包括程序存储器和数据存储器，从用户使用的角度可分为三个逻辑地址空间： （1）片内、片外统一编址的64KB程序存储器地址空间0000H～0FFFFH； （2）64KB的外部数据存储器或扩展I/O口地址空间0000H～0FFFFH； （3） 256B的片内数据存储器地址空间00H～FFH（包括低128B的内部RAM地址00H～7FH和高128B的特殊功能寄存器地址空间，21个SFR离散地分布在这个区域）。 内部RAM共有128个单元，根据用途可划分为工作寄存器区、位寻址区和通用RAM区，各区域的特性如下： （1）工作寄存器区（00H～1FH） 寄存器区32个单元共分4个组，每个组有8个8位的寄存器R0～R7。在任何时刻，四个组中只能有一组可以成为当前工作寄存器组使用，其他三组作为一般的内部RAM使用。当前工作寄存器组由程序状态字寄存器PSW的RS0和RS1两位的状态来决定。 （2）位寻址区（ 20H～2FH）共16个单元，每个单元有8个位，每个位都有一个位地址，编号为00H～7FH，位寻址区的16个单元也可以按字节寻址，作为一般的内部RAM使用。 （3）通用RAM区（30H～7FH） 这部分存储空间作为一般的内部RAM区或堆栈区，CPU只能按字节方式寻址。 5.8051单片机有哪些特殊功能寄存器？ 答：8051单片机有21个8位的特殊功能寄存器（SFR），它们的地址离散地分部在内部数据存储器的80H~FFH地址空间。 在8051单片机结构中，21个SFR在物理上是分散在片内各功能部件中： （1）CPU的中SFR：Acc、B、PSW、SP和DPTR（16位寄存器，由DPH和DPL组成）； （2）定时/计数器单元中的寄存器：TMOD、TCON、T0（16位寄存器，由TH0和TL0