《单片机应用系统设计技术――基于C51的Proteus仿真（第2版）》课后习题参考答案---电子版 ·11·
4．单片机应用系统软、硬件分工要考虑哪些因素？ 答：
单片机应用软件的设计与硬件的设计一样重要，没有控制软件的单片机是毫无用处的，它们紧密联系，相辅相成，并且硬件和软件具有一定的互换性，在应用系统中，有些功能既可以用硬件实现，也可以用软件完成。多利用硬件，可以提高研制速度、减少编写软件的工作量、争取时间、争取商机，但这样会增加产品的单位成本，对于以价格为竞争手段的产品不宜采用。相反，以软件代替硬件完成一些功能，最直观的优点是可以降低成本，提高可靠性，增加技术难度而给仿制者增加仿制难度；缺点是同时也增加了系统软件的复杂性，软件的编写工作量大，研制周期可能会加长，同时系统运行的速度可能也会降低等。因此在总体考虑时，必须综合分析以上因素，合理地制定某些功能硬件和软件的比例。
5．单片机应用系统软、硬件开发工具有哪些？ 答：
单片机系统开发环境硬件由PC、单片机仿真器、用户目标系统、编程器和数条连接电缆组成。软件由PC上的单片机集成开发环境软件和编程器软件构成，前者为单片机仿真器随机软件，后者为编程器随机软件。
6．单片机仿真器的作用是什么？选择一个好的仿真器有哪些要求。 答：
单片机仿真器也称单片机开发系统。PC通过仿真器和目标系统建立起一种透明的联系，程序员可以观察到程序的运行（实际上程序在仿真器中运行）和CPU内部的全部资源情况。也就是说，在开发环境中用户目标系统中的程序存储器是闲置的。我们调试的是仿真器中的程序，仿真器中的程序运行完全受仿真器的监控程序控制。仿真器的监控程序相当于PC的操作系统，该监控程序与PC上运行的集成开发环境相配合，使得我们可以修改和调试程序，并能观察程序的运行情况。
选择仿真器要求如下： z 全地址空间的仿真；
z 不占用任何用户目标系统的资源；
z 必须实现硬断点，并且具有灵活的断点管理功能； z 硬件实现单步执行功能； z 可跟踪用户程序执行；
z 可观察用户程序执行过程中的变量和表达式； z 可中止用户程序的运行或用户程序复位； z 系统硬件电路的诊断与检查；
·12· 单片机原理与嵌入式系统设计―课后习题参考答案---电子版
z 支持汇编和高级语言源程序级调试。
7．什么是JTAG？为什么使用JTAG接口开发单片机，仿真更加贴近实际目标系统？ 答：
JTAG（Joint Test Action Group，联合测试行动小组）是一种国际标准测试协议（IEEE 1149.1兼容），主要用于芯片内部测试。标准的JTAG接口有4线：TMS、TCK、TDI、TDO，分别为模式选择、时钟、数据输入和数据输出线。JTAG接口还常用于实现ISP（In-System Programmable，在系统编程），对单片机内部的Flash EEPROM等器件进行编程。
在JTAG单片机仿真开发环境中，JTAG适配器提供了计算机通信口到单片机JTAG接口的透明转换，并且不出借CPU和程序存储器给应用系统，使得仿真更加贴近实际目标系统。单片机内部已集成了基于JTAG的协议调试和下载程序。
8．请解释ISP和IAP？具有ISP和IAP功能的单片机有什么好处？ 答：
随着单片机技术的发展，出现了可以在线编程的单片机。这种在线编程目前有两种实现方法：在系统编程（ISP）和在应用编程（IAP）。ISP一般通过单片机专用的串行编程接口对单片机内部的Flash存储器进行编程，而IAP技术是从结构上将Flash存储器映射为两个存储体，当运行一个存储体上的用户程序时，可对另一个存储体重新编程，之后将控制从一个存储体转向另一个。
利用ISP和IAP，不需要编程器就可以进行单片机的实验和开发，单片机芯片可以直接焊接到电路板上，调试结束即为成品，甚至可以远程在线升级或改变单片机中的程序。
9．单片机系统的编程语言有哪几种？单片机的C语言有哪些优越性？ 答：
单片机的高级语言包括：BASIC语言、PL/M语言和C语言。BASIC语言主要应用在MCS-51系列单片机上，使用效果不是很理想，现在已经不再使用。PL/M语言对硬件的控制能力和代码效率都很好，但局限于Intel公司的单片机系列，可移植性差。目前流行的单片机编程语言为C语言。
下面结合80C51介绍单片机C语言的优越性：
·不懂得单片机的指令集，也能够编写完美的单片机程序；
·无须懂得单片机的具体硬件，也能够编出符合硬件实际的专业水平的程序； ·不同函数的数据实行覆盖，有效利用片上有限的RAM空间；
·程序具有坚固性：数据被破坏是导致程序运行异常的重要因素。C语言对数据进行了许多专业性的处理，避免了运行中间非异步的破坏；
·C语言提供复杂的数据类型（数组、结构、联合、枚举、指针等），极大地增强了程序
《单片机应用系统设计技术――基于C51的Proteus仿真（第2版）》课后习题参考答案---电子版 ·13· 处理能力和灵活性；
·提供auto、static、const等存储类型和专门针对8051单片机的data、idata、pdata、xdata、code等存储类型，自动为变量合理地分配地址；
·提供small、compact、large等编译模式，以适应片上存储器的大小；
·中断服务程序的现场保护和恢复，中断向量表的填写，是直接与单片机相关的，都由C编译器代办；
·提供常用的标准函数库，以供用户直接使用；
·头文件中定义宏、说明复杂数据类型和函数原型，有利于程序的移植和支持单片机的系列化产品的开发；
·有严格的句法检查，错误很少，可容易地在高级语言的水平上迅速地被排掉； ·可方便地接受多种实用程序的服务：如片上资源的初始化有专门的实用程序自动生成；再如，有实时多任务操作系统可调度多道任务，简化用户编程，提高运行的安全性等等。
10.简述Keil ｕVision2集成开发环境的特点。 答：
ｕVision2 IDE基于Windows的开发平台，包含一个高效的编辑器、一个项目管理器和一个MAKE工具。ｕVision2 IDE支持所有的Keil C51工具，包括C语言编译器、宏汇编器、连接/定位器、目标代码到HEX的转换器。
ｕVision2 IDE内嵌有多种符合当前工业标准的开发工具，可以完成工程建立、管理、编译连接、目标代码的生成、软件仿真、硬件仿真等完整的开发流程。尤其C语言编译工具在产生代码的准确性和效率方面达到了较高的水平，而且可以附加灵活的控制选项，在开发大型项目时非常理想。它的主要特性如下。 1) 集成开发环境
2) C51编译器和A51汇编器 3) LIB51库管理器 4) BL51链接器/定位器 5) ｕVision2 软件调试器 6) ｕVision2 IDE硬件调试器 7) RTX-51实时操作系统
11.简述Keil ｕVision2编译系统的存储模式。 答：
有三种Memory Model
Small:变量存储在内部的RAM里。
Compact:变量存储在外部RAM里。使用8位间接寻址。 Large：变量存储在外部RAM里，使用16位间接寻址
一般使用Small来存储变量，此时单片机优先将变量存储在内部RAM里，如果内部RAM空间不够，才会存到外部RAM中。Compact的方式要通知程序来指定页的高位地址。
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Compace模式适用于比较少的外部RAM的情况。Large模式是指变量会优先分配到外部RAM里。
3种存储方式 都支持内部256B和64KB的RAM。因为变量存储到内部里，运算速度比存储在外部RAM要快得多。大部分的应用都选择Small模式。
12.ProteusVSM都提供了哪些信号源和测试仪器？ 答：
Proteus VSM包含了大量的虚拟仪器，包括示波器、逻辑分析仪函数发生器、数字信号图案发生器、时钟计数器、虚拟终端及简单的电压表和电流表。
13.Proteus VSM中的示波器可以同时测量几路信号？测量单片机引脚输出的周期1kHz的方波信号，示波器应如何设置?
答：
示波器可同时测量4路信号。
先点击虚拟仪器，选择OSCILLOSCOPE拉出示波器，连接对应的单片机引脚。双击示波器进行设置界面，选择对应的输入端如将单片机引脚连至C，则选择Channel C，然后在Channel选择相应的电压范围和时间间隙，其实最方便是中点击Auto按钮，具体操作与现实中的数字示波器相差无几。
《单片机应用系统设计技术――基于C51的Proteus仿真（第2版）》课后习题参考答案---电子版 ·15· 14．在Proteus ISIS环境中使用AT89C52设计一个“走马灯”电路，并编写C51程序，然后在μVision3环境下编译调试。要求实现Proteus VSM与μVision3的联调。（答案不惟一！） 答：
Proteus图如下
图3-2 “走马灯”电路
参考程序如下：
#include
void time(unsigned int ucMs);/* 延时单位：毫秒 */ void main(void) {
LED_PORT= 0xfe; while(1) {
LED_PORT = _crol_(LED_PORT,1);
time(500);