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章1 緒 論 1．第一臺計算機的問世有何意義？ 答： 第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC問世，標(biāo)志著計算機時代的到來。與現(xiàn)代的計算機相比，ENIAC有許多不足，但它的問世開創(chuàng)了計算機科學(xué)技術(shù)的新紀(jì)元，對人類的生產(chǎn)和生活方式產(chǎn)生了巨大的影響。 2．計算機由哪幾部分組成？ 答： 由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備組成，運算器與控制器合稱為CPU。 3．微型計算機由哪幾部分構(gòu)成？ 答： 微型計算機由微處理器、存儲器和I/O接口電路構(gòu)成。各部分通過地址總線（AB）、數(shù)據(jù)總線（DB）和控制總線（CB）相連。 4．微處理器與微型計算機有何區(qū)別？ 答： 微處理器集成了運算器和控制器（即CPU）；而微型計算機包含微處理器、存儲器和I/O接口電路等。 5．什么叫單片機？其主要特點有哪些？ 答： 在一片集成電路芯片上集成微處理器、存儲器、I/O接口電路，從而構(gòu)成了單芯片微型計算機，即單片機。單片機主要特點有：控制性能和可靠性高；體積小、價格低、易于產(chǎn)品化；具有良好的性能價格比。。 6．微型計算機有哪些應(yīng)用形式？各適于什么場合？ 答： 微型計算機有三種應(yīng)用形式：多板機（系統(tǒng)機）、單板機和單片機。 多板機，通常作為辦公或家庭的事務(wù)處理及科學(xué)計算，屬于通用計算機。 單板機，I/O設(shè)備簡單，軟件資源少，使用不方便。早期主要用于微型計算機原理的教學(xué)及簡單的測控系統(tǒng)，現(xiàn)在已很少使用。 單片機，單片機體積小、價格低、可靠性高，其非凡的嵌入式應(yīng)用形態(tài)對于滿足嵌入式應(yīng)用需求具有獨特的優(yōu)勢。目前，單片機應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)成為電子應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計的最為常用技術(shù)手段。 7．當(dāng)前單片機的主要產(chǎn)品有哪些？各有何特點？ 答： 多年來的應(yīng)用實踐已經(jīng)證明，80C51的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、技術(shù)成熟。因此，許多單片機芯片生產(chǎn)廠商傾力于提高80C51單片機產(chǎn)品的綜合功能，從而形成了80C51的主流產(chǎn)品地位，近年來推出的與80C51兼容的主要產(chǎn)品有： l ATMEL公司融入Flash存儲器技術(shù)推出的AT89系列單片機； l Philips公司推出的80C51、80C552系列高性能單片機； l 華邦公司推出的 W78C51、W77C51系列高速低價單片機； l ADI公司推出的ADμC8xx系列高精度ADC單片機； l LG公司推出的GMS90/97系列低壓高速單片機； l Maxim公司推出的DS89C420高速（50MIPS）單片機； l Cygnal公司推出的C8051F系列高速SOC單片機等。 8．簡述單片機的開發(fā)過程。 答： 系統(tǒng)需求分析，硬件方案設(shè)計，軟件編程，仿真調(diào)試，實際運行。 9．單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)方法有哪些新方法？ 答： 在系統(tǒng)編程（ISP）技術(shù)，在應(yīng)用編程（IAP）技術(shù)。 章2 80C51的結(jié)構(gòu)和原理 1．80C51單片機在功能上、工藝上、程序存儲器的配置上有哪些種類？ 答： 功能上分為基本型和增強型； 工藝上分為HMOS工藝和CHMOS工藝； 在片內(nèi)程序存儲器的配置上有掩膜ROM、EPROM和Flash、無片內(nèi)程序存儲器形式。 2． 80C51單片機的存儲器的組織采用何種結(jié)構(gòu)？存儲器地址空間如何劃分？各地址空間的地址范圍和容量如何？在使用上有何特點？ 答： 采用哈佛結(jié)構(gòu)，在物理上設(shè)計成程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器兩個獨立的空間；80C51基本型單片機片內(nèi)程序存儲器為4KB，地址范圍是0000H-0FFFH，用于存放程序或常數(shù)；片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器為128字節(jié)RAM，地址范圍是00H-7FH，用于存放運算的中間結(jié)果、暫存數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)緩沖；另外在80H-FFH還配有21個SFR。 3．80C51單片機的P0~P3口在結(jié)構(gòu)上有何不同？在使用上有何特點？ 答： 作為通用I/O口時，P0、P1、P2和P3都是準(zhǔn)雙向口。 P0可以作為地址/數(shù)據(jù)總線，此時是一個真正的雙向口；P2口可以作為地址線的高8位；P3口是雙功能口，每條口線還具有不同的第二功能。 另外，P0口的驅(qū)動能力為8個TTL負(fù)載，而其它口僅可驅(qū)動4個TTL負(fù)載。 4．如果80C51單片機晶振頻率分別為6 MHz、11.0592 MHz、12MHz時，機器周期分別為多少？ 答： 機器周期分別為2μs，1.085μs，1μs。 5．80C51單片機復(fù)位后的狀態(tài)如何？復(fù)位方法有幾種？ 答： 復(fù)位后，PC內(nèi)容為0000H，P0口～P3口內(nèi)容為FFH，SP內(nèi)容為07H，SBUF內(nèi)容不定，IP、IE和PCON的有效位為0，其余的特殊功能寄存器的狀態(tài)均為00H。復(fù)位方法一種是上電復(fù)位，另一種是上電與按鍵均有效的復(fù)位。 6．80C51單片機的片內(nèi)、片外存儲器如何選擇？ 答： 80C51的引腳為訪問片內(nèi)、片外程序存儲器的選擇端。訪問片內(nèi)、片外數(shù)據(jù)存儲器需要采用不同的指令加以區(qū)分。 7．80C51單片機的PSW寄存器各位標(biāo)志的意義如何？ 答： CY：進(jìn)位、借位標(biāo)志。有進(jìn)位、借位時 CY=1，否則CY=0； AC：輔助進(jìn)位、借位標(biāo)志（高半字節(jié)與低半字節(jié)間的進(jìn)位或借位）； F0：用戶標(biāo)志位，由用戶自己定義； RS1、RS0：當(dāng)前工作寄存器組選擇位； OV：溢出標(biāo)志位。有溢出時OV=1，否則OV=0； P：奇偶標(biāo)志位。存于ACC中的運算結(jié)果有奇數(shù)個1時P=1，否則P=0。 8． 80C51單片機的當(dāng)前工作寄存器組如何選擇？ 答： 當(dāng)前工作寄存器組的選擇由特殊功能寄存器中的程序狀態(tài)字寄存器PSW的RS1、RS0 來決定。 9．80C51單片機的控制總線信號有哪些？各信號的作用如何？ 答： RST/VPD：復(fù)位信號輸入引腳/備用電源輸入引腳；ALE/：地址鎖存允許信號輸出引腳/編程脈沖輸入引腳；/VPP：內(nèi)外存儲器選擇引腳/片內(nèi)EPROM（或FlashROM）編程電壓輸入引腳；：外部程序存儲器選通信號輸出引腳。 10．80C51單片機的程序存儲器低端的幾個特殊單元的用途如何？ 答： 0000H：單片機復(fù)位入口地址；0003H：外部中斷0的中斷服務(wù)程序入口地址；000BH：定時/計數(shù)器0溢出中斷服務(wù)程序入口地址；0013H：外部中斷1的中斷服務(wù)程序入口地址；001BH：定時/計數(shù)器1溢出中斷服務(wù)程序入口地址；0023H：串行口的中斷服務(wù)程序入口地址。 章3 80C51的指令系統(tǒng) 1．80C51系列單片機的指令系統(tǒng)有何特點？ 答： 執(zhí)行時間短。1個機器周期指令有64條，2個機器周期指令有45條，而4個機器周期指令僅有2條（即乘法和除法指令）； 指令編碼字節(jié)少。單字節(jié)的指令有49條，雙字節(jié)的指令有45條，三字節(jié)的指令僅有17條； 位操作指令豐富。這是80C51單片機面向控制特點的重要保證。 2．80C51單片機有哪幾種尋址方式？各尋址方式所對應(yīng)的寄存器或存儲器空間如何？ 答： 80C51單片機的尋址方式有七種。即：寄存器尋址、直接尋址、寄存器間接尋址、立即尋址、基址寄存器加變址寄存器變址尋址、相對尋址和位尋址。 這些尋址方式所對應(yīng)的寄存器和存儲空間如下表所示。 序號 尋址方式 寄存器或存儲空間 1 寄存器尋址 寄存器R0~R7，A、AB、DPTR和C（布爾累加器） 2 直接尋址 片內(nèi)RAM低128字節(jié)、SFR 3 寄存器間接尋址 片內(nèi)RAM（@R0，@R1，SP） 片外RAM（@R0，@R1，@DPTR） 4 立即尋址 ROM 5 變址尋址 ROM（@A＋DPTR，@A＋PC） 6 相對尋址 ROM（PC當(dāng)前值的＋127～－128字節(jié)） 7 位尋址 可尋址位（內(nèi)部RAM20H~2FH單元的位和部分SFR的位） 3．訪問特殊功能寄存器SFR可以采用哪些尋址方式？ 答： 直接尋址和位尋址方式。 4．訪問內(nèi)部RAM單元可以采用哪些尋址方式？ 答： 直接尋址、寄存器間接尋址和位尋址方式。 5．訪問外部RAM單元可以采用哪些尋址方式？ 答： 寄存器間接尋址。 6．訪問外部程序存儲器可以采用哪些尋址方式？ 答： 立即尋址、變址尋址和相對尋址方式。 7．為什么說布爾處理功能是80C51單片機的重要特點？ 答： 單片機指令系統(tǒng)中的布爾指令集、存儲器中的位地址空間與CPU中的位操作構(gòu)成了片內(nèi)的布爾功能系統(tǒng)，它可對位（bit）變量進(jìn)行布爾處理，如置位、清零、求補、測試轉(zhuǎn)移及邏輯“與”、“或”等操作。在實現(xiàn)位操作時，借用了程序狀態(tài)標(biāo)志器（PSW）中的進(jìn)位標(biāo)志Cy作為位操作的“累加器”。 8．對于80C52單片機內(nèi)部RAM還存在高128字節(jié)，應(yīng)采用何種方式訪問？ 答： 寄存器間接尋址方式。 9．試根據(jù)指令編碼表寫出下列指令的機器碼。 （1）MOV A，#88H----------------74H, 88H （2）MOV R3，50H----------------ABH,50H （3）MOV P1，#55H----------75H,90H,55H （4）ADD A，@R1---------------------27H （5）SETB 12H----------------------D2H,12H 10．完成某種操作可以采用幾條指令構(gòu)成的指令序列實現(xiàn)，試寫出完成以下每種操作的指令序列。 （1）將R0的內(nèi)容傳送到R1； （2）內(nèi)部RAM單元60H的內(nèi)容傳送到寄存器R2； （3）外部RAM單元1000H的內(nèi)容傳送到內(nèi)部RAM單元60H； （4）外部RAM單元1000H的內(nèi)容傳送到寄存器R2； （5）外部RAM單元1000H的內(nèi)容傳送到外部RAM單元2000H。 答： （1）MOV A,R0 MOV R1,A （2）MOV R2,60H （3）MOV DPTR,#1000H MOVX A,@DPTR MOV 60H,A （4）MOV DPTR,#1000H MOVX A,@DPTR MOV R2,A （5）MOV DPTR,#1000H MOVX A,@DPTR MOV DPTR,#2000H MOVX @DPTR, A 11．若（R1）=30H，（A）=40H，（30H）=60H，（40H）=08H。試分析執(zhí)行下列程序段后上述各單元內(nèi)容的變化。 MOV A，@R1 MOV @R1，40H MOV 40H，A MOV R1，#7FH 答： （R1）=7FH （A）=60H （30H）=08H （40H）=60H 12．若（A）=E8H，（R0）=40H，（R1）=20H，（R4）=3AH，（40H）=2CH，（20H）=0FH，試寫出下列各指令獨立執(zhí)行后有關(guān)寄存器和存儲單元的內(nèi)容？若該指令影響標(biāo)志位，試指出CY、AC、和OV的值。 （1）MOV A，@R0 （2）ANL 40H，#0FH （3）ADD A，R4 （4）SWAP A （5）DEC @R1 （6）XCHD A，@R1 答： （1）（A）=2CH （2）（40H）=0CH （3）（A）=22H，（CY）=1，（AC）=1，（OV）=0 （4）（A）=8EH （5）（20H）=0EH，P=1 （6）（A）=EFH，（20）=08H 13．若（50H）=40H，試寫出執(zhí)行以下程序段后累加器A、寄存器R0及內(nèi)部RAM的40H、41H、42H單元中的內(nèi)容各為多少？ MOV A，50H MOV R0，A MOV A，#00H MOV @R0，A MOV A，#3BH MOV 41H，A MOV 42H，41H 答： （A）=3BH，（R0）=40H，（40H）=00H，（41H）=3BH，（42H）=3BH。 14．試用位操作指令實現(xiàn)下列邏輯操作。要求不得改變未涉及的位的內(nèi)容。 （1）使ACC.0置位； （2）清除累加器高4位； （3）清除ACC.3，ACC.4，ACC.5，ACC.6。 答： （1）SETB ACC.0 （2）ANL A,#0FH （3）ANL A,#87H 15．試編寫程序，將內(nèi)部RAM的20H、21H、22H三個連續(xù)單元的內(nèi)容依次存入2FH、2EH和2DH單元。 答： MOV 2FH，20H MOV 2EH，21H MOV 2DH，22H 16．試編寫程序，完成兩個16位數(shù)的減法：7F4DH－2B4EH，結(jié)果存入內(nèi)部RAM的30H和31H單元，30H單元存差的高8位，31H單元存差的低8位。 答： CLR CY MOV 30H，#7FH MOV 31H，#4DH MOV R0， #31H MOV A，@R0 SUBB A ，#4E MOV @R0，A ；保存低字節(jié)相減結(jié)果 DEC R0 MOV A， @R0 SUBB A，#2BH MOV @R0，A ；保存高字節(jié)相減結(jié)果 17．試編寫程序，將R1中的低4位數(shù)與R2中的高4位數(shù)合并成一個8位數(shù)，并將其存放在R1中。 答： MOV A，R2 ANL A，#0F0H ORL R1，A 錯誤?。。?！ 18．試編寫程序，將內(nèi)部RAM的20H、21H單元的兩個無符號數(shù)相乘，結(jié)果存放在R2、R3中，R2中存放高8位，R3中存放低8位。 答： MOV A，20H MOV B，21H MUL AB MOV R3，A MOV R2，B 19．若（CY）=1，（P1）=10100011B，（P3）=01101100B。試指出執(zhí)行下列程序段后，CY、P1口及P3口內(nèi)容的變化情況。 MOV P1.3，C MOV P1.4，C MOV C，P1.6 MOV P3.6，C MOV C，P1.0 MOV P3.4，C 答： （CY）=1， （P1）=10111011B， （P3）=00111100B 章4 80C51的匯編語言程序設(shè)計 1．80C51單片機匯編語言有何特點？ 答： 匯編語言結(jié)構(gòu)緊湊、靈活，匯編成的目標(biāo)程序效率高，具有占存儲空間少、運行速度快、實時性強等優(yōu)點。它是面向機器的語言，對于單片機硬件的操作直接、方便，有利于初學(xué)者對單片機結(jié)構(gòu)的認(rèn)知。 但它與高級語言相比移植性不好、編程復(fù)雜、對編程人員的基礎(chǔ)要求高。 2．利用80C51單片機匯編語言進(jìn)行程序設(shè)計的步驟如何？ 答： 一、任務(wù)分析 首先，要對單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計目標(biāo)進(jìn)行深入分析，明確系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)：功能要求和技術(shù)指標(biāo)。然后對系統(tǒng)的運行環(huán)境進(jìn)行調(diào)研。這是應(yīng)用系統(tǒng)程序設(shè)計的基礎(chǔ)和條件。 二、算法設(shè)計 經(jīng)過任務(wù)分析和環(huán)境調(diào)研后，已經(jīng)明確的功能要求和技術(shù)指標(biāo)可以用數(shù)學(xué)方法（或模型）來描述，進(jìn)而把一個實際的系統(tǒng)要求轉(zhuǎn)化成由計算機進(jìn)行處理的算法。并對各種算法進(jìn)行分析比較，并進(jìn)行合理的優(yōu)化。 三、流程描述 程序的總體構(gòu)建。先要確定程序結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)形式，資源分配和參數(shù)計算等。然后根據(jù)程序運行的過程，規(guī)劃程序執(zhí)行的邏輯順序，用圖形符號將程序流程繪制在平面圖上。應(yīng)用程序的功能通?？梢苑譃槿舾刹糠郑昧鞒虉D將具有一定功能的各部分有機地聯(lián)系起來。 流程圖可以分為總流程圖和局部流程圖。總流程圖側(cè)重反映程序的邏輯結(jié)構(gòu)和各程序模塊之間的相互關(guān)系；局部流程圖反映程序模塊的具體實施細(xì)節(jié)。 3．常用的程序結(jié)構(gòu)有哪幾種？特點如何？ 答： 順序程序：無分支、無循環(huán)結(jié)構(gòu)的程序，其執(zhí)行流程是依指令在存儲器中的存放順序進(jìn)行的； 分支程序：可以改變程序的執(zhí)行順序； 循環(huán)程序：按某種控制規(guī)律重復(fù)執(zhí)行的程序，控制一部分指令重復(fù)執(zhí)行若干次，以便用簡短的程序完成大量的處理任務(wù)。 4．子程序調(diào)用時，參數(shù)的傳遞方法有哪幾種？ 答： 利用累加器或寄存器； 利用存儲器； 利用堆棧。 5．什么是偽指令？常用的偽指令功能如何？ 答： 偽指令是匯編程序能夠識別并對匯編過程進(jìn)行某種控制的匯編命令。常用的偽指令包括： ORG，功能是向匯編程序說明下面緊接的程序段或數(shù)據(jù)段存放的起始地址； END，功能是結(jié)束匯編； DB，功能是從標(biāo)號指定的地址單元開始，在程序存儲器中定義字節(jié)數(shù)據(jù)； DW，功能是從標(biāo)號指定的地址單元開始，在程序存儲器中定義字?jǐn)?shù)據(jù)空間； EQU，功能是將表達(dá)式的值或特定的某個匯編符號定義為一個指定的符號名； BIT，功能是將位地址賦給指定的符號名。 6．設(shè)被加數(shù)存放在內(nèi)部RAM的20H、21H單元，加數(shù)存放在22H、23H單元，若要求和存放在24H、25H中，試編寫出16位無符號數(shù)相加的程序（采用大端模式存儲）。 答：程序如下： ORG 0000H MOV R0,＃21H MOV R1,＃23H MOV A,@R0 ADD A,@R1 MOV 25H,A DEC R0 DEC R1 MOV A,@R0 ADDC A,@R1 MOV 24H,A SJMP $ END 7．編寫程序，把外部RAM中1000H~101FH的內(nèi)容傳送到內(nèi)部RAM的30H~4FH中。 答： ORG 0000H MOV DPTR,#1000H MOV R0,#30H MOV R7,#32 LOOP:MOVX A,@DPTR MOV @R0,A INC R0 INC DPTR DJNZ R7,LOOP RET 8．編寫程序，實現(xiàn)雙字節(jié)無符號數(shù)加法運算，要求 （R0R1）+（R6R7）→（60H61H）。 答： ORG 0000H MOV A,R1 ADD A,R7 MOV 61H,A MOV A,R0 ADDC A,R6 MOV 60H,A SJMP $ END 9．若80C51的晶振頻率為6MHz，試計算延時子程序的延時時間。 DELAY:MOV R7,#0F6H LP:MOV R6,#0FAH DJNZ R6,$ DJNZ R7,LP RET 答：延時時間： 2s*{[1+(（1+2*250+2）*246)+2]+2}=0.247486秒（含調(diào)用指令2個機器周期） 10．在內(nèi)部RAM 的30H~37H單元存有一組單字節(jié)無符號數(shù)。要求找出最大數(shù)存入BIG單元。試編寫程序?qū)崿F(xiàn)。 答： ORG 0000H BIG DATA 2FH ONE DATA 2AH TWO DATA 2BH START:MOV R7,#7 ;比較次數(shù) MOV R0,#30H LOOP:MOV A,@R0 MOV ONE,A INC R0 MOV TWO,@R0 CLR C SUBB A,@R0 JC NEXT ;ONE小，TWO大繼續(xù)比下一對數(shù) MOV @R0,ONE ;ONE大放后面（交換） DEC R0 MOV @R0,TWO ;TWO小放前面 INC R0 ; NEXT:DJNZ R7,LOOP MOV BIG,37H SJMP $ END 11．編寫程序，把累加器A中的二進(jìn)制數(shù)變換成3位BCD碼，并將百、十、個位數(shù)分別存放在內(nèi)部RAM的50H、51H、52H中。 答：單字節(jié)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為壓縮的BCD碼僅需要2個字節(jié)；在將壓縮的BCD碼拆分存于3個單元。 org 0 MOV 52H,#0 MOV 51H,#0 MOV 50H,#0 MOV A,#0FDh LCALL DCDTH SJMP $ DCDTH:MOV R7,#8 MOV R0,A ;暫存于R0 LOOP:CLR C MOV A,R0 RLC A MOV R0,A MOV R1,#51H; MOV A,@R1 ; ADDC A,@R1 ; DA A ; MOV @R1,A ; DEC R1 MOV A,@R1 ADDC A,@R1 DA A MOV @R1,A DJNZ R7,LOOP INC R1 ;50H已是結(jié)果，R1指向51H，51H單元需拆分 MOV A,#00H XCHD A,@R1 MOV 52H,A MOV A,@R1 SWAP A MOV @R1,A RET END 12．編寫子程序，將R1中的2個十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為ASCII碼后存放在R3和R4中。 答： ORG 0 MOV R1,#5BH MOV A,R1 ANL A,#0F0H SWAP A ACALL ASCII MOV R3,A MOV A,R1 ANL A, #0FH ACALL ASCII MOV R4, A SJMP $ ASCII:PUSH ACC CLR C SUBB A, #0AH POP ACC JC LOOP ADD A, #07H LOOP: ADD A, #30H RET END 13．編寫程序，求內(nèi)部RAM中50H~59H十個單元內(nèi)容的平均值，并存放在5AH單元。 答： ORG 0000H MOV R7,#10 MOV R0,#50H MOV B,#10 CLR C CLR A LOOP:ADDC A,@R0 INC R0 DJNZ R7,LOOP DIV AB MOV 5AH,A SJMP $ END 14．如圖4.10所示，編制程序?qū)崿F(xiàn)：上電后顯示“P”，有鍵按下時顯示相應(yīng)的鍵號“0”~“7”。 答： 實現(xiàn)程序如下： TEMP EQU 30H ORG 0000H JMP START ORG 0100H START:MOV SP,#5FH MOV P0,#8CH ;正序顯示"P" MOV P3,#0FFH ;輸入方式 CLR CY NOKEY:MOV A,P3 CPL A JZ NOKEY ;無鍵按下 MOV TEMP,P3 ;有鍵按下 CALL D10ms MOV A,P3 CJNE A,TEMP,NOKEY ;去抖動 MOV R2,#0 ;鍵號計數(shù)器復(fù)位 MOV A,TEMP LP:RRC A JNC DONE INC R2 SJMP LP DONE:MOV A,R2 MOV DPTR,#CODE_P0 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A JMP NOKEY D10ms:MOV R5,#10 ;10MS D1ms:MOV R4,#249 DL:NOP NOP DJNZ R4,DL DJNZ R5,D1ms RET CODE_P0: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H DB 80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH END 章5 80C51的中斷系統(tǒng)及定時/計數(shù)器 1.80C51有幾個中斷源？各中斷標(biāo)志是如何產(chǎn)生的？又是如何復(fù)位的？CPU響應(yīng)各中斷時，其中斷入口地址是多少？ 答：5個中斷源，分別為外中斷和、T0和T1溢出中斷、串口中斷。 電平方式觸發(fā)的外中斷標(biāo)志與引腳信號一致；邊沿方式觸發(fā)的外中斷響應(yīng)中斷后由硬件自動復(fù)位。 T0和T1，CPU響應(yīng)中斷時，由硬件自動復(fù)位。 RI和TI，由硬件置位。必須由軟件復(fù)位。 另外，所有能產(chǎn)生中斷的標(biāo)志位均可由軟件置位或復(fù)位。 各中斷入口地址：―0003H，T0—000BH，—0013H，T1—001BH，RI和TI—0023H。 2.某系統(tǒng)有三個外部中斷源1、2、3，當(dāng)某一中斷源變低電平時便要求CPU處理，它們的優(yōu)先處理次序由高到低為3、2、1，處理程序的入口地址分別為2000H、2100H、2200H。試編寫主程序及中斷服務(wù)程序（轉(zhuǎn)至相應(yīng)的入口即可）。 答：將3個中斷信號經(jīng)電阻線或，接。 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 00013H LJMP ZDFZ ORG 0040H MAIN：SETB EA SETB EX1 SJMP $ 0RG 0200H ZDFZ:PUSH PSW PUSH ACC JB P1.0,DV0 JB P1.1,DV1 JB P1.2,DV2 INRET:POP ACC POP PSW RETI ORG 2000H DV0:------------ JMP INRET ORG 2100H DV1:------------ JMP INRET ORG 2200H DV2:------------ JMP INRET 3.外部中斷源有電平觸發(fā)和邊沿觸發(fā)兩種觸發(fā)方式，這兩種觸發(fā)方式所產(chǎn)生的中斷過程有何不同？怎樣設(shè)定？ 答： 當(dāng)IT0=0時，為電平觸發(fā)方式。電平觸發(fā)方式時，CPU在每個機器周期的S5P2采樣引腳電平，當(dāng)采樣到低電平時，置IE0＝１向CPU請求中斷；采樣到高電平時，將IE0清0。在電平觸發(fā)方式下，CPU響應(yīng)中斷時，不能自動清除IE0標(biāo)志。 電平觸發(fā)方式時，外部中斷源的有效低電平必須保持到請求獲得響應(yīng)時為止，不然就會漏掉；在中斷服務(wù)結(jié)束之前，中斷源的有效的低電平必須撤除，否則中斷返回之后將再次產(chǎn)生中斷。該方式適合于外部中斷輸入為低電平，且在中斷服務(wù)程序中能清除外部中斷請求源的情況。 當(dāng)IT0=1時，為邊沿觸發(fā)方式。邊沿觸發(fā)方式時，CPU在每個機器周期的S5P2采樣引腳電平，如果在連續(xù)的兩個機器周期檢測到引腳由高電平變?yōu)榈碗娖剑吹谝粋€周期采樣到=1，第二個周期采樣到=0，則置IE0＝1，產(chǎn)生中斷請求。在邊沿觸發(fā)方式下，CPU響應(yīng)中斷時，能由硬件自動清除IE0標(biāo)志。 邊沿觸發(fā)方式時，在相繼兩次采樣中，先采樣到外部中斷輸入為高電平，下一個周期采樣到為低電平，則在IE0或IE1中將鎖存一個邏輯1。若CPU暫時不能響應(yīng)，中斷申請標(biāo)志也不會丟失，直到CPU響應(yīng)此中斷時才清0。另外，為了保證下降沿能夠被可靠地采樣到，和引腳上的負(fù)脈沖寬度至少要保持一個機器周期（若晶振頻率為12MHz，為1微秒）。邊沿觸發(fā)方式適合于以負(fù)脈沖形式輸入的外部中斷請求。 4.定時/計數(shù)器工作于定時和計數(shù)方式時有何異同點？ 答： 定時/計數(shù)器實質(zhì)是加1計數(shù)器。 不同點：設(shè)置為定時器模式時，加1計數(shù)器是對內(nèi)部機器周期計數(shù)（1個機器周期等于12個振蕩周期，即計數(shù)頻率為晶振頻率的1/12）。計數(shù)值乘以機器周期就是定時時間。設(shè)置為計數(shù)器模式時，外部事件計數(shù)脈沖由T0或T1引腳輸入到計數(shù)器。在每個機器周期的S5P2期間采樣T0、T1引腳電平。當(dāng)某周期采樣到一高電平輸入，而下一周期又采樣到一低電平時，則計數(shù)器加1，更新的計數(shù)值在下一個機器周期的S3P1期間裝入計數(shù)器。 相同點：它們的工作原理相同，它們都有4種工作方式，由TMOD中的M1M0設(shè)定，即 方式0：13位計數(shù)器； 方式1：16位計數(shù)器； 方式2：具有自動重裝初值功能的8位計數(shù)器； 方式3：T0分為兩個獨立的8位計數(shù)器，T1停止工作。 5.定時/計數(shù)器的4種工作方式各有何特點？ 答： 方式0位13位計數(shù)器，由TL0的低5位（高3位未用）和TH0的8位組成。TL0的低5位溢出時向TH0進(jìn)位，TH0溢出時，置位TCON中的TF0標(biāo)志，向CPU發(fā)出中斷請求。 計數(shù)初值計算的公式為： X＝213－N 方式1的計數(shù)位數(shù)是16位，由TL0作為低8位、TH0作為高8位，組成了16位加1計數(shù)器。計數(shù)個數(shù)與計數(shù)初值的關(guān)系為： X＝216－N 方式2為自動重裝初值的8位計數(shù)方式。TH0為8位初值寄存器。當(dāng)TL0計滿溢出時，由硬件使TF0置1，向CPU發(fā)出中斷請求，并將TH0中的計數(shù)初值自動送入TL0。TL0從初值重新進(jìn)行加1計數(shù)。周而復(fù)始，直至TR0=0才會停止。計數(shù)個數(shù)與計數(shù)初值的關(guān)系為： X＝28－N 方式3只適用于定時/計數(shù)器T0，定時器T1處于方式3時相當(dāng)于TR1＝0，停止計數(shù)。方式3時，T0分成為兩個獨立的8位計數(shù)器TL0和TH0，TL0使用T0的所有控制位。當(dāng)TL0計數(shù)溢出時，由硬件使TF0置1，向CPU發(fā)出中斷請求。而TH0固定為定時方式（不能進(jìn)行外部計數(shù)），并且借用了T1的控制位TR1、TF1。因此，TH0的啟、停受TR1控制，TH0的溢出將置位TF1。 6.要求定時/計數(shù)器的運行控制完全由TR1、TR0確定和完全由、高低電平控制時，其初始化編程應(yīng)作何處理？ 答：TMOD中GATE的值不同：完全由TR1、TR0確定時GATE為0；完全由、高低電平控制時GATE為1。 7.當(dāng)定時/計數(shù)器T0用作方式3時，定時/計數(shù)器T1可以工作在何種方式下？如何控制T1的開啟和關(guān)閉？ 答：T0用作方式3時，T1可以工作在方式0、1和2。T1的開啟由TR1控制，即TR1＝1時，T1開始工作；TR1＝0時或者定時/計數(shù)器工作在方式3時，T1停止工作。 8.利用定時/計數(shù)器T0從P1.0輸出周期為1s，脈寬為20ms的正脈沖信號，晶振頻率為12MHz。試設(shè)計程序。 答： 采用定時20ms，然后再計數(shù)1、49次的方法實現(xiàn)。 a、T0工作在定時方式1時，控制字TMOD配置： M1M0=01，GATE=0，C/=0，可取方式控制字為01H； b、計算計數(shù)初值X： 晶振為12 MHz，所以機器周期Tcy為1。 N＝t/ Tcy ＝2010－3/110－6＝20000 X＝216－N＝65536－20000＝45536＝4E20H 即應(yīng)將4EH送入TH1中，20H送入TL1中。 c、實現(xiàn)程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ;跳轉(zhuǎn)到主程序 ORG 0030H MAIN:MOV TMOD,#01H ;設(shè)T1工作于方式2 MOV TH0,# 4EH ;裝入循環(huán)計數(shù)初值 MOV TL0,#20H ;首次計數(shù)值 LP0:SETB P1.0 ACALL NT0 CLR P1.0 MOV R7,#49 ;計數(shù)49次 LP1:ACALL NT0 DJNZ R7,LP1 AJMP LP0 NT0:MOV TH0,# 4EH MOV TL0,#20H SETB TR0 JNB TF0,$ CLR TR0 CLR TF0 RET END 9.要求從P1.1引腳輸出1000Hz方波，晶振頻率為12MHz。試設(shè)計程序。 答：采用T0實現(xiàn) a、T0工作在定時方式1時，控制字TMOD配置： M1M0=01，GATE=0，C/=0，可取方式控制字為01H； b、計算計數(shù)初值X： 晶振為12 MHz，所以機器周期Tcy為1。1/1000=110－3 N＝t/ Tcy ＝0.510－3/110－6＝500 X＝216－N＝65536－500＝65036＝FE0CH 即應(yīng)將FEH送入TH0中，0CH送入TL0中。 c、實現(xiàn)程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ;跳轉(zhuǎn)到主程序 ORG 000BH ;T0的中斷入口地址 LJMP DVT0 ORG 0030H MAIN:MOV TMOD,#01H ;設(shè)T0工作于方式2 MOV TH0,# 0FEH ;裝入循環(huán)計數(shù)初值 MOV TL0,#0CH ;首次計數(shù)值 SETB ET0 ;T0開中斷 SETB EA ;CPU開中斷 SETB TR0 ;啟動T0 SJMP $ ;等待中斷 DVT0:CPL P1.1 MOV TH0,# 0FEH MOV TL0,# 0CH SETB TR0 RETI END 10.試用定時/計數(shù)器T1對外部事件計數(shù)。要求每計數(shù)100，就將T1改成定時方式，控制P1.7輸出一個脈寬為10ms的正脈沖，然后又轉(zhuǎn)為計數(shù)方式，如此反復(fù)循環(huán)。設(shè)晶振頻率為12MHz。 答： a、T1工作在計數(shù)方式2時，控制字TMOD配置： M1M0=10，GATE=0，C/=1，可取方式控制字為60H； T1工作在定時方式1時，控制字TMOD配置： M1M0=01，GATE=0，C/=0，可取方式控制字為10H； b、計算初值X： 定時10ms時： 晶振為12 MHz，所以機器周期Tcy為1。 N＝t/ Tcy ＝1010－3/110－6＝10000 X＝216－N＝65536－10000＝55536＝D8F0H 即應(yīng)將D8H送入TH1中，F(xiàn)0H送入TL1中。 計數(shù)100時： N＝100 X＝28－N＝256－100＝156＝9CH c、實現(xiàn)程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ;跳轉(zhuǎn)到主程序 ORG 001BH ;T1的中斷入口地址 LJMP DVT1 ORG 0030H MAIN:MOV TMOD,#60H ;T1工作于計數(shù)方式2 MOV TH1,#9CH ;裝入計數(shù)初值 MOV TL1,#9CH ; CLR P1.7 SETB ET1 ;T1開中斷 SETB EA ;CPU開中斷 SETB TR1 ;啟動T1 SJMP $ ;等待中斷 DVT1:SETB P1.7 CLR ET1 CLR TR1 MOV TMOD,#10H ;T1工作于定時方式1 MOV TH1,#0D8H ;裝初值 MOV TL1,#0F0H SETB TR1 JNB TF1,$ ;查詢等待10ms CLR TF1 CLR TR1 CLR P1.7 MOV TMOD,#60H ;T1工作于計數(shù)方式2 MOV TH1,#9CH ;裝初值 MOV TL1,#9CH ; SETB ET1 ;T1開中斷 SETB TR1 ;啟動T1 RETI END 11.利用定時/計數(shù)器T0產(chǎn)生定時時鐘,由P1口控制8個指示燈。編一個程序,使8個指示燈依次閃動，閃動頻率為1次/秒（即，亮1秒后熄滅并點亮下一個，-----）。 答：采用定時20ms，計數(shù)50次實現(xiàn)1秒定時。編制1秒延時子程序，由主程序調(diào)用。 a、T0工作在定時方式1時，控制字TMOD配置： M1M0=01，GATE=0，C/=0，可取方式控制字為01H； b、計算計數(shù)初值X： 晶振為12 MHz，所以機器周期Tcy為1。 N＝t/ Tcy ＝2010－3/110－6＝20000 X＝216－N＝65536－20000＝45536＝4E20H 即應(yīng)將4EH送入TH1中，20H送入TL1中。 c、實現(xiàn)程序如下： ORG 0000H AJMP MAIN ;跳轉(zhuǎn)到主程序 ORG 0030H MAIN:CLR CY MOV A,#01H LP0:MOV P1,A CALL D1SEC RL A AJMP LP0 D1SEC:MOV R7,#50 ;計數(shù)50次 MOV TMOD,#01H DL:MOV TH0,#4EH MOV TL0,#20H SETB TR0 JNB TF0,$ CLR TR0 CLR TF0 DJNZ R7,DL RET END 章6 80C51的串行口 1．80C51單片機串行口有幾種工作方式？如何選擇？簡述其特點？ 答： 四種工作方式，由SCON中的SM0、SM1進(jìn)行定義： 方式0：同步移位寄存器的輸入輸出方式，主要用于擴展并行輸入或輸出口，波特率固定。 方式1：10位數(shù)據(jù)的異步通信口，波特率可變。 方式2：11位數(shù)據(jù)的異步通信口，波特率固定。 方式3：11位數(shù)據(jù)的異步通信口，波特率可變。 2．串行通信的接口標(biāo)準(zhǔn)有那幾種？ 答： RS-232C接口、RS-422A接口、RS-485接口 3．在串行通信中通信速率與傳輸距離之間的關(guān)系如何？ 答： 最大距離與傳輸速率及傳輸線的電氣特性有關(guān)。當(dāng)傳輸線使用每0.3m（約1 ft）有50PF電容的非平衡屏蔽雙絞線時，傳輸距離隨傳輸速率的增加而減小。當(dāng)波特率超過1000 bps 時，最大傳輸距離將迅速下降。 4．在利用RS-422/RS-485通信的過程如果通信距離（波特率固定）過長，應(yīng)如何處理？ 答： 在波特率一定的情況下，帶負(fù)載數(shù)的多少，與信號能傳輸?shù)淖畲缶嚯x是直接相關(guān)的。在總線允許的范圍內(nèi)，帶負(fù)載數(shù)越多，信號能傳輸?shù)木嚯x就越小；帶負(fù)載數(shù)越少，信號能傳輸?shù)木嚯x就越遠(yuǎn)。故應(yīng)減小通信距離或減少負(fù)載數(shù)量。 5．利用單片機串行口擴展并行輸入接口電路如圖所示。試編寫程序完成將SW1~SW8的狀態(tài)反應(yīng)在P0口所接的LED上（如SW1閉合時L7應(yīng)點亮）。 答：電路圖如下： ORG 0000H MOV SCON,#10H LOOP:CLR P1.7 NOP NOP NOP SETB P1.7 CLR RI JNB RI,$ MOV A,SUBF SJMP LOOP END 6．利用單片機串行口擴展并行輸出接口電路如圖所示。試編寫程序完成將SW1~SW8的狀態(tài)反應(yīng)在移位寄存器74LS164所接的LED上（如SW1閉合時L0應(yīng)點亮）。 答：電路圖如下： ORG 0000H MOV SCON,#00H MOV P1,#0FFH LOOP:MOV A,P1 MOV SUBF,A JNB TI,$ CLR TI SJMP LOOP END 章8 80C51的串行總線擴展 1． I2C總線的特點是什么？ 答：a、二線制傳輸。器件引腳少，器件間連接簡單，電路板體積減小，可靠性提高。 b、傳輸速率高 標(biāo)準(zhǔn)模式傳輸速率為100Kb/s，快速模式為400Kb/s，高速模式為3.4Mb/s。 c、支持主/從和多主兩種工作方式 2、I2C總線的起始信號和終止信號是如何定義的？ 答：SCL線為高電平期間，SDA線由高電平向低電平的變化表示起始信號；SCL線為高電平期間，SDA線由低電平向高電平的變化表示終止信號。起始和終止信號如圖所示。 3、I2C總線的數(shù)據(jù)傳送方向如何控制？ 答： 在主機發(fā)出起始信號后要再傳輸1個控制字節(jié)：7位從器件地址，1位傳輸方向控制位（用“0”表示主機發(fā)送數(shù)據(jù)，“1”表示主機接收數(shù)據(jù)）。 4、具備I2C總線接口的E2PROM芯片有哪幾種型號？容量如何？ 答： 典型產(chǎn)品如ATMEL公司的AT24C系列： 型號 容量 AT24C01A 128 AT24C02 256 AT24C04 512 AT24C08A 1K AT24C16A 2K AT24C32A 4K AT24C64A 8K AT24C128B 16K AT24C256B 32K AT24C512B 64K 5、AT24C系列芯片的讀寫格式如何？ 答： a、寫操作過程 對AT24C02寫入時，單片機發(fā)出起始信號之后再發(fā)送的是控制字節(jié)，然后釋放SDA線并在SCL線上產(chǎn)生第9個時鐘信號。被選中的存儲器器件在確認(rèn)是自己的地址后，在SDA線上產(chǎn)生一個應(yīng)答信號，單片機收到應(yīng)答后就可以傳送數(shù)據(jù)了。 傳送數(shù)據(jù)時，單片機首先發(fā)送一個字節(jié)的預(yù)寫入存儲單元的首地址，收到正確的應(yīng)答后，單片機就逐個發(fā)送各數(shù)據(jù)字節(jié)，但每發(fā)送一個字節(jié)后都要等待應(yīng)答。單片機發(fā)出停止信號P后，啟動AT24C02的內(nèi)部寫周期，完成數(shù)據(jù)寫入工作（約10ms內(nèi)結(jié)束）。 AT24C02片內(nèi)地址指針在接收到每一個數(shù)據(jù)字節(jié)后自動加1，在芯片的“一次裝載字節(jié)數(shù)”（頁面字節(jié)數(shù)）限度內(nèi)，只需輸入首地址。裝載字節(jié)數(shù)超過芯片的“一次裝載字節(jié)數(shù)”時，數(shù)據(jù)地址將“上卷”，前面的數(shù)據(jù)將被覆蓋。 要寫入的數(shù)據(jù)傳送完后，單片機應(yīng)發(fā)出終止信號以結(jié)束寫入操作。寫入n個字節(jié)數(shù)據(jù)格式如下： b、讀操作過程 對AT24C02讀出時，單片機也要發(fā)送該器件的控制字節(jié)（“偽寫”），發(fā)送完后釋放SDA線并在SCL線上產(chǎn)生第9個時鐘信號，被選中的存儲器在確認(rèn)是自己的地址后，在SDA線上產(chǎn)生一個應(yīng)答信號作為響應(yīng)。 然后，單片機再發(fā)送一個字節(jié)的要讀出器件的存儲區(qū)的首地址，收到器件的應(yīng)答后，單片機要重復(fù)一次起始信號并發(fā)出器件地址和讀方向位（“1”），收到器件應(yīng)答后就可以讀出數(shù)據(jù)字節(jié)，每讀出一個字節(jié)，單片機都要回復(fù)應(yīng)答信號。當(dāng)最后一個字節(jié)數(shù)據(jù)讀完后，單片機應(yīng)返回以“非應(yīng)答”（高電平），并發(fā)出終止信號以結(jié)束讀出操作。 讀出n個字節(jié)的數(shù)據(jù)格式如下圖所示： 6、SPI接口線有哪幾個？作用任何？ 答： 實際的SPI器件種類繁多，時序也可能不同，但通常配有4個SPI引腳： SCK：時鐘端； SI（或MOSI）：從器件串行數(shù)據(jù)輸入端； SO（或MISO）：從器件串行數(shù)據(jù)輸出端； （或SS）：從器件片選端。 7、請說明SPI數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕具^程。 答： 單片機讀（從器件輸出）操作時，在CS有效的情況下，SCK的下降沿時從器件將數(shù)據(jù)放在MISO線上，單片機經(jīng)過延時采樣MISO線，并將相應(yīng)數(shù)據(jù)位讀入，然后將SCK置為高電平形成上升沿，數(shù)據(jù)被鎖存。 單片機寫（從器件輸入）操作時，在CS有效的情況下，SCK的下降沿時單片機將數(shù)據(jù)放在MOSI線上，從器件經(jīng)過延時后采樣MOSI線，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)位移入，在SCK的上升沿數(shù)據(jù)被鎖存。 8、試說明DS1302的讀寫操作方法。 答： 對DS1302的各種操作由命令字節(jié)實現(xiàn)。單字節(jié)寫操作時，每次寫1個字節(jié)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在SCLK上升沿寫入DS1302；單字節(jié)讀操作時，跟隨讀命令