模拟输入输出接口原理及其应用 第三版习题参考答案
单片机原理及应用教程第3版习题课后答案
《单片机原理及应用程序》（第三版）习题参考答案第一章1. 为什么计算机要采用二进制数？学习十六进制数的目的是什么？在计算机中，由于所采用的电子逻辑器件仅能存储和识别两种状态的特点，计算机内部一切信息存储、处理和传送均采用二进制数的形式。
可以说，二进制数是计算机硬件能直接识别并进行处理的惟一形式。
十六进制数可以简化表示二进制数。
2．(1) 01111001 79H (2) 0.11 0.CH (3) 01111001.11 79.CH(4) 11101010.101 0EA.AH (5)01100001 61H (6) 00110001 31H3.(1) 0B3H (2)80H (3) 17.AH (4) 0C.CH4.(1)01000001B 65 (2) 110101111B 4315.(1) 00100100 00100100 00100100 (2) 10100100 11011011 11011100(5) 10000001 11111110 111111116.00100101B 00110111BCD 25H7. 137 119 898．什么是总线？总线主要有哪几部分组成？各部分的作用是什么？总线是连接计算机各部件之间的一组公共的信号线。
一般情况下，可分为系统总线和外总线。
系统总线应包括：地址总线（AB）控制总线（CB）数据总线（DB）地址总线(AB)：CPU根据指令的功能需要访问某一存储器单元或外部设备时，其地址信息由地址总线输出，然后经地址译码单元处理。
地址总线为16位时，可寻址范围为216=64K，地址总线的位数决定了所寻址存储器容量或外设数量的范围。
在任一时刻，地址总线上的地址信息是惟一对应某一存储单元或外部设备。
控制总线(CB)：由CPU产生的控制信号是通过控制总线向存储器或外部设备发出控制命令的，以使在传送信息时协调一致的工作。
CPU还可以接收由外部设备发来的中断请求信号和状态信号，所以控制总线可以是输入、输出或双向的。
(整理)微型计算机原理与接口技术(第三版)课后练习答案
1 思考与练习题一、选择题1.计算机硬件中最核心的部件是( )。
CA.运算器B.主存储器C.CPUD.输入/输出设备2.微机的性能主要取决于( )。
A(B——计算机数据处理能力的一个重要指标)A.CPUB.主存储器C.硬盘D.显示器3.计算机中带符号数的表示通常采用( )。
CA.原码B.反码C.补码D.BCD码4.采用补码表示的8位二进制数真值范围是( )。
CA.-127～+127B.-1 27～+128C.-128～+127D.-128～+1285.大写字母“B”的ASCII码是( )。
BA.41HB.42HC.61HD.62H6.某数在计算机中用压缩BCD码表示为10010011，其真值为( )。
CA.10010011BB.93HC.93D.147二、填空题1.微处理器是指_CPU_；微型计算机以_CPU_为核心，配置_内存和I/O接口_构成；其特点是_(1)功能强 (2)可靠性高 (3)价格低 (4)适应性强 (5)体积小 (6)维护方便_。
P8 P52.主存容量是指_RAM和ROM总和_；它是衡量微型计算机_计算机数据处理_能力的一个重要指标；构成主存的器件通常采用_DRAM和PROM半导体器件_。
P5 P93.系统总线是_CPU与其他部件之间传送数据、地址和控制信息_的公共通道；根据传送内容的不同可分成_数据、地址、控制_3种总线。
P94.计算机中的数据可分为_数值型和非数值型_两类，前者的作用是_表示数值大小，进行算术运算等处理操作_；后者的作用是_表示字符编码，在计算机中描述某种特定的信息_。
P125.机器数是指_数及其符号在机器中加以表示的数值化_；机器数的表示应考虑_机器数的范围、机器数的符号、机器数中小数点位置_3个因素。
P15 P166.ASCII码可以表示_128_种字符，其中起控制作用的称为_功能码_；供书写程序和描述命令使用的称为_信息码_。
P18 P19三、判断题1.计算机中带符号数采用补码表示的目的是为了简化机器数的运算。
《单片机原理及应用第三版》习题参考答案
《单片机原理及应用第三版》习题参考答案第一章1. 为什么计算机要采用二进制数学习十六进制数的目的是什么在计算机中由于所采用的电子逻辑器件仅能存储和识别两种状态的特点计算机内部一切信息存储、处理和传送均采用二进制数的形式。
可以说二进制数是计算机硬件能直接识别并进行处理的惟一形式。
十六进制数可以简化表示二进制数。
2, 1,01111001 79H 2,0.11 0.CH 3,01111001.11 79.CH 4,11101010.1010EA.AH 5 ,01100001 61H 6, 00110001 31H3. 1. 0B3H 2. 80H 3. 17.AH 4 .0C.CH4. 1. 01000001B 65 2. 110101111B 4315. 1. 00100100 00100100 00100100 2. 10100100 11011011 11011100 5. 10000001 11111110 111111116. 00100101B 00110111BCD 25H7. 137 119 898.什么是总线总线主要有哪几部分组成各部分的作用是什么总线是连接计算机各部件之间的一组公共的信号线。
一般情况下可分为系统总线和外总线。
系统总线应包括地址总线AB 控制总线CB 数据总线DB 地址总线ABCPU根据指令的功能需要访问某一存储器单元或外部设备时其地址信息由地址总线输出然后经地址译码单元处理。
地址总线为16位时可寻址范围为21664K地址总线的位数决定了所寻址存储器容量或外设数量的范围。
在任一时刻地址总线上的地址信息是惟一对应某一存储单元或外部设备。
控制总线CB由CPU产生的控制信号是通过控制总线向存储器或外部设备发出控制命令的以使在传送信息时协调一致的工作。
CPU还可以接收由外部设备发来的中断请求信号和状态信号所以控制总线可以是输入、输出或双向的。
数据总线DBCPU是通过数据总线与存储单元或外部设备交换数据信息的故数据总线应为双向总线。
微机原理和接口技术(第三版)课本习题答案解析
第二章 8086 体系结构与80x86CPU1．8086CPU 由哪两部份构成？它们的主要功能是什么？答：8086CPU 由两部份组成：指令执行部件<EU,Execution Unit>和总线接口部件<BIU,Bus Interface Unit>。
指令执行部件〔EU 主要由算术逻辑运算单元<ALU>、标志寄存器F R、通用寄存器组和E U 控制器等4个部件组成,其主要功能是执行指令。
总线接口部件<BIU>主要由地址加法器、专用寄存器组、指令队列和总线控制电路等4个部件组成,其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存储器并取指令暂存到指令队列中等待执行,访问存储器或者I／O 端口读取操作数参加E U 运算或者存放运算结果等。
2．8086CPU 预取指令队列有什么好处？ 8086CPU 内部的并行操作体现在哪里？答： 8086CPU 的预取指令队列由6个字节组成,按照8086CPU 的设计要求, 指令执行部件〔EU 在执行指令时,不是直接通过访问存储器取指令,而是从指令队列中取得指令代码,并分析执行它。
从速度上看,该指令队列是在C PU 内部,EU 从指令队列中获得指令的速度会远远超过直接从内存中读取指令。
8086CPU 内部的并行操作体现在指令执行的同时,待执行的指令也同时从内存中读取,并送到指令队列。
5．简述8086 系统中物理地址的形成过程。
8086 系统中的物理地址最多有多少个？逻辑地址呢？答： 8086 系统中的物理地址是由20 根地址总线形成的。
8086 系统采用分段并附以地址偏移量办法形成20 位的物理地址。
采用分段结构的存储器中,任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址两部份构成,都是16 位二进制数。
通过一个20 位的地址加法器将这两个地址相加形成物理地址。
具体做法是16 位的段基址左移4位<相当于在段基址最低位后添4个"0">,然后与偏移地址相加获得物理地址。
模电课后答案 第三版
UO＝UCE＝2V。
2、临界饱和时UCES＝UBE＝0.7V，所以
七、T1：恒流区；T2：夹断区；T3：可变电阻区。
1.1（1）A C（2）A（3）C（4）A
1.2不能。因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系，当端电压为1.3V时管子会因电流过大而烧坏。
1.3ui和uo的波形如图所示。
1.4ui和uo的波形如图所示。
1.20根据方程
逐点求出确定的uGS下的iD，可近似画出转移特性和输出特性。在输出特性中，将各条曲线上uGD＝UGS（off）的点连接起来，便为予夹断线。
1.21
1.22过uDS为某一确定值（如15V）作垂线，读出它与各条输出特性的交点的iD值；建立iD＝f（uGS）坐标系，根据前面所得坐标值描点连线，便可得转移特性。
（c）同时出现饱和失真和截止失真，增大VCC。
2.9（a）截止失真（b）饱和失真（c）同时出现饱和失真和截止失真
2.10（1）
（2）
2.11空载时，
2.12②①②①③
③②①③①
③③①③③
2.13（1）静态及动态分析：
(2)Ri增大，Ri≈4.1kΩ； 减小， ≈－1.92。
2.14
2.15Q点：
动态：
（d）×（e）×（f）PNP型管，上-发射极，中-基极，下-集电极。
（g）NPN型管，上-集电极，中-基极，下-发射极。
一、（1）×（2）√√（3）√×（4）×（5）√
二、（1）A A（2）D A（3）B A（4）D B（5）C B
三、（1）B D（2）C（3）A（4）A C（5）B（6）C
四、（1）IC3＝（UZ－UBEQ3）/Re3＝0.3mAIE1＝IE2＝0.15mA
《微型计算机原理和接口技术》(第三版)习题答案解析
完美WORD格式《微机原理与接口技术》习题解答习题11.1 冯·诺依曼型计算机的设计方案有哪些特点？【解答】冯·诺依曼型计算机的设计方案是“存储程序”和“程序控制”，有以下5方面特点：（1）用二进制数表示数据和指令；（2）指令和数据存储在内部存储器中，按顺序自动依次执行指令；（3）由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成基本硬件系统；（4）由控制器来控制程序和数据的存取及程序的执行；（5）以运算器为核心。
1.2 微处理器和微型计算机的发展经历了哪些阶段？各典型芯片具备哪些特点？【解答】经历了6代演变，各典型芯片的特点如表1-1所示。
表1-1 微处理器的发展及典型芯片的特点1.3 微型计算机的特点和主要性能指标有那些?【解答】除具有运算速度快、计算精度高、有记忆能力和逻辑判断能力、可自动连续工作等基本特专业整理知识分享2点以外，还具有功能强、可靠性高、价格低廉、结构灵活、适应性强、体积小、重量轻、功耗低、使用和维护方便等。
微型计算机的性能指标与系统结构、指令系统、硬件组成、外部设备以及软件配备等有关。
常用的微型计算机性能指标主要有：字长、主频、内存容量、指令数、基本指令执行时间、可靠性、兼容性、性能价格比等。
1.4 常见的微型计算机硬件结构由哪些部分组成？各部分的主要功能和特点是什么？【解答】微型计算机硬件一般由微处理器、内存储器、外存储器、系统总线、接口电路、输入/输出设备等部件组成。
主要组成部件的功能和特点分析如下：（1）微处理器：是微型计算机的核心部件，由运算单元ALU、控制单元、寄存器组以及总线接口部件等组成，其功能是负责统一协调、管理和控制系统中的各个部件有机地工作。
（2）内存储器：用来存放计算机工作过程中需要的操作数据和程序。
可分为随机存储器RAM和只读存储器ROM。
RAM存放当前参与运行的各种程序和数据，特点是信息可读可写，存取方便，但信息断电后会丢失；ROM用于存放各种固定的程序和数据，特点是信息固定不变，关机后原存储的信息不会丢失。
《微型计算机原理和接口技术》[第三版]习题答案解析
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WORD格式可编辑《微机原理与接口技术》习题解答习题11.1 冯·诺依曼型计算机的设计方案有哪些特点？【解答】冯·诺依曼型计算机的设计方案是“存储程序”和“程序控制”，有以下5方面特点：（1）用二进制数表示数据和指令；（2）指令和数据存储在内部存储器中，按顺序自动依次执行指令；（3）由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成基本硬件系统；（4）由控制器来控制程序和数据的存取及程序的执行；（5）以运算器为核心。
1.2 微处理器和微型计算机的发展经历了哪些阶段？各典型芯片具备哪些特点？【解答】经历了6代演变，各典型芯片的特点如表1-1所示。
表1-1 微处理器的发展及典型芯片的特点1.3 微型计算机的特点和主要性能指标有那些?【解答】除具有运算速度快、计算精度高、有记忆能力和逻辑判断能力、可自动连续工作等基本特专业技术资料整理完美.格式.编辑点以外，还具有功能强、可靠性高、价格低廉、结构灵活、适应性强、体积小、重量轻、功耗低、使用和维护方便等。
微型计算机的性能指标与系统结构、指令系统、硬件组成、外部设备以及软件配备等有关。
常用的微型计算机性能指标主要有：字长、主频、内存容量、指令数、基本指令执行时间、可靠性、兼容性、性能价格比等。
1.4 常见的微型计算机硬件结构由哪些部分组成？各部分的主要功能和特点是什么？【解答】微型计算机硬件一般由微处理器、内存储器、外存储器、系统总线、接口电路、输入/输出设备等部件组成。
主要组成部件的功能和特点分析如下：（1）微处理器：是微型计算机的核心部件，由运算单元ALU、控制单元、寄存器组以及总线接口部件等组成，其功能是负责统一协调、管理和控制系统中的各个部件有机地工作。
（2）内存储器：用来存放计算机工作过程中需要的操作数据和程序。
可分为随机存储器RAM和只读存储器ROM。
RAM存放当前参与运行的各种程序和数据，特点是信息可读可写，存取方便，但信息断电后会丢失；ROM用于存放各种固定的程序和数据，特点是信息固定不变，关机后原存储的信息不会丢失。
单片机原理及应用第三版课后答案
单片机原理及应用第三版课后答案1. 第一章题目答案:a) 单片机的定义: 单片机是一种集成电路，具有CPU、存储器和输入输出设备等功能，并且可以根据程序控制进行工作的微型计算机系统。
b) 单片机的核心部分是CPU，它可以通过执行程序指令来完成各种计算、逻辑和控制操作。
c) 存储器分为程序存储器和数据存储器，程序存储器用于存放程序指令，数据存储器用于存放数据和暂存中间结果。
d) 输入输出设备用于与外部环境进行数据交换，如开关、LED、数码管等。
e) 单片机的应用广泛，包括家电控制、智能仪器、工业自动化等领域。
2. 第二章题目答案:a) 单片机中的时钟系统用于提供CPU运行所需的时序信号，常见的时钟源有晶体振荡器和外部信号源。
b) 时钟频率决定了单片机的运行速度和精度，一般通过控制分频器、定时器等来调整时钟频率。
c) 单片机中的中断系统用于处理紧急事件，如外部输入信号、定时器溢出等，可以提高系统的响应能力。
d) 中断源包括外部中断、定时器中断和串口中断，通过编程设置中断向量和优先级来处理不同的中断事件。
e) 中断服务程序是处理中断事件的程序，包括保存现场、执行中断处理和恢复现场等步骤。
3. 第三章题目答案:a) I/O口是单片机与外部设备进行数据交换的接口，包括输入口和输出口两种类型。
b) 输入口用于接收外部信号，如开关、传感器等，可以通过编程设置输入口的工作模式和读取输入口的状态。
c) 输出口用于控制外部设备，如LED、继电器等，可以通过编程设置输出口的工作模式和输出口的状态。
d) I/O口的工作模式包括输入模式、输出模式和双向模式，可以根据具体应用需求设置相应的模式。
e) 串行通信接口是单片机与外部设备进行数据传输的一种常见方式，包括UART、SPI和I2C等多种通信协议。
4. 第四章题目答案:a) 定时器的作用是产生指定时间间隔的定时信号，可以用于延时、计时、PWM等功能。
b) 单片机的定时器一般由计数器和一些控制寄存器组成，通过编程设置定时器的工作模式和计数值。
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GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_GPIO_Pin_3;//ADC1通道PA3=ADIN3引脚
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //管脚频率50MHz
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //模拟输入模式
R1 Vin
100K
12V
C2
8
LM358 103
3
2 U1A
1
C1
R2 2K
104
4
Z1
R3
6.2V
20K
1
3
2
BG1 9014
12V R4 100R 1%
IOUTIOUT+
JIout
1 2
电流输出
（3）电流变换为电压的方法可以直接把用电阻或通过运放， 如：
259
嵌入式系统原理及应用（第三版）
R
/* 设置ADC1使用ADCIN7转换通道，转换顺序1，采样时间为239.5周期*/
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_7, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
//使能ADC1
ADC_ResetCalibration(ADC1);
260
第 7 章模拟输入输出系统
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_AFIO|
RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);//A口及A口多功能时钟选择（PA3为ADCIN3）
/* 配置GPIO的PA7作为ADCIN3模拟通道输入端，频率50MHz */
7-6 对于需要滤除 100KHz 以上的干扰，采用 RC 低通滤波时，RC 的参数如何选择？
答：f0=1/(2πRC) =100KHz,不仿设 C=0.1uF 则 R=1.591K，取 1.6K 如果选择 C=0.033uF， 则 R=4.823K 取 4.8K
7-7 对于图二阶有源低通滤波器，如果有用信号频率为 100Hz,则可把 100Hz 以上的干扰信号滤除，当 R3＝10K，放大 10 倍，试确定图中电阻电容的参数值。
给定参数
内核
D/A 转换
功率放大
执行机构
工业过程
控制量
嵌入式处理器
A/D 转换
信号调理
传感器
被测参数
传感器感知或采集工程过程中的相关参数、如温度、压力、流量等，信号调理电路把传感器送来的信号 进行调整处理使采集的信号在 A/D 的有效范围，A/D 变换器将模拟信号转换为数字信号，处理器对变换 后的数字信号根据系统需求进行数字处理或运算，D/A 变换器将数字信号变换成模拟信号，功能放大把 模拟信号进行功率放大，使之足以推动后面的执行机构，执行机构将电能变换为机械能或其它能量以控 制工业过程。 7-2 传感器的作用是什么？有哪些常用传感器？ 答：传感器的作用就是感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他 所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测 和自动控制的首要环节。 按输入量可将传感器分为：位移传感器、速度传感器、温度传感器、压力传感器等；按照按工作原理分 类：应变式、电容式、电感式、压电式、热电式等；按物理现象分类：结构型传感器、特性型传感器； 按能量关系分类：能量转换型传感器、能量控制传感器；按输出信号分类：模拟式传感器、数字式传感 器。 主要传感器有：流量传感器、压力传感器、温度传感器、物位传感器、位移传感器、称重传感器、气敏 传感器、磁敏传感器、红外光电传感器、机器人传感器等。 7-3 传感器与变送器有什么区别？常用变送器有哪些？ 答：变送器是将物理测量信号或普通电信号转换为标准电信号输出或能够以通讯协议方式输出的设备。 与传感器的主要区别是除了感知还包括了以某种协议输出检测的结果。由于现代传感器通常增加了协议输
传感器 1 调理电路 1
传感器 2 调理电路 2
传感器 3 :
传感器 n
调理电路 1 调理电路 n
3.3V AIN0
AVDD AIN1
Vref AIN2 : 嵌入式处理器
片上 ADC AINn-1
AGND
传感器 1 传感器 2
传感器 n/2
调理电路 1 调理电路 2
调理电路 n/2
AIN0
3.3V
AIN1 AVDD
答：信号调理电路主要功能和任务就是放大、滤波、隔离以及激励与变换等，使其符合模/数 转换器(ADC)输入的要求。
片上有 ADC 的调理电路主要形式包括：
257
嵌入式系统原理及应用（第三版）
传感器
隔离电路
a. 适当大小的模拟电压 V 级
传感器
隔离电路
b. 小信号的模拟电压 uV～ mV 级
传感器
隔离电路
VDD R1
2.5K 1%
3
2
DW 2.5V 1 TL431
R2 5.1K
U1B 6
7 5
LM358
Q1 I1mA 9015
R51 2K
1mA恒流源
Rt
Ut
PT100
（2）电压变换为电流的方法通过运放来实现，原理是理想运算放大器+-端电位相等，且输入到运放的 电流为零。实现方法如图所示。电压 Vin 输入到运放+端，使-端电压也是 Vin,此时通过 R3 到达 R4 的 电压也为 Vin，这样在 R4 通过的电流就是 Vin/R，经过 R2 和 BG1 输出，由于三极管放大倍数比较大， 集成电极电流与发射极电流相当，这样当 IOUT+接稳定电压后接上外部负载，就有 Vin/R4 的电流通过 BG1 的集成电极输出（电流方向相反）。
//使能ADC1复位校准寄存器
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待复位校准寄存器接收
ADC_StartCalibration(ADC1);
//启动ADC1校准
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
//等待ADC1校准结束
c. 适当大小的模拟电流 0~10mA/4~20mA
传感器
隔离电路
d. 小信号的模拟电流 uA 级
传感器
隔离电路
滤波电路
嵌入式处理器 ADC
滤波电路 滤波电路 滤波电路 滤波电路
放大电路 I/V 电流电压变换
嵌入式处理器 ADC
嵌入式处理器 ADC
I/V 变换
放大电路
I/V 及放大
V/F 变换
嵌入式处理器 ADC
嵌入式处理器 PWM 捕获
7-5 信号滤波有哪些基本类型？各种滤波电路有何特点？
答：信号滤波主要的类型有：高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。 主要特点：高通滤波器指只能通过高频，中低频被阻止通过；低通滤波是指只能通过低 频，中高频率的信号被阻止，带阻滤波器是仅允许高低频通过，中间频率段被阻止。
AIN2
AIN3 Vref : 嵌入式处理器
片上 ADC AINn-2/2 AINn-1/2
AGND
7-12 对于 STM32F10x 微控制器，使用片上 ADC 通道 3（PA3 作为 ADCIN3）作为电位器位置检测的一个实 例，如图 7.41 所示。当旋转电位器 VR1 时，ADCIN3 随之电压发生变化，如果电位代表位置，假设 0V 表示位置 0 米,3.3V 表示 100 米，当电位器从最低端向最高端旋转时，电位从 0 到 3.3V 变化，也即位 置从 0 到 100 米线性变化。试回答：
258
第 7 章模拟输入输出系统
Ui+
5
6
7
1RK/c
VCC 1RK
11
1RK1 50aRK1 50bKR1
2
3
1
Uo
4
9
Ui-
10
1K
8
R/c
1RK VSS
U0=c(1+a+b)(Ui+-Ui-)
7-9 简述将电阻信号变换为电压、电压变换为电流、电流变换为电压的方法。 答：（1）电阻信号变成电压信号可以直接加恒定电流即可。如图所示，左边是 1mA 的恒流源，电流通过 电阻产生压降即将电阻信号变换成电压信号了。后续可以接运放。
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//ADC数据右对齐
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;//进行规则转换的ADC通道数为1个通道
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
答：根据图示差分放大器可知，
Ui+
5
6
7
R/c
VCC R
11
R1
aR1
bR1
2
3
1
Uo
4
9
Ui-
10
8
R/c
R VSS
U0=c(1+a+b)(Ui+-Ui-)
当 a=b 时，放大倍数＝1＋2a=101,可得 a=50，取 c=1，R=R1=1K，aR1=bR1=50*1K=50K。 R/c=1K 满足要求的差分放大器如图所示。
第 7 章模拟输入输出系统
第7章 模拟输入输出系统设计
本章习题