《单片机系统设计基础》练习题答案

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注:标红题要重点掌握。题后加(略)的不要求。

练习题一

1. 选择

(1) 单片机片内集成了基本功能单元( ③)

①微处理器②运算器③中央处理单元

(2) 工业自动化设备采用工控机实现自动控制,工控机属于( ①)

①通用计算机②嵌入式计算机③微处理器

(3) 单片机的英文缩写为( ②)

①SCM ②MCU ③PCL

2. 叙述单片机的含义

答:利用大规模集成技术,将计算机的各个基本功能单元集成在一块硅片上,这块芯片就具有一台计算机的属性,因而被称为单片微型计算机,简称单片机。

3. 叙述计算机发展的两大分支及其特点。

答:计算机形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。通用计算机系统以高速数值计算为已任,不必兼顾控制功能,其数据总线宽度不断更新,通用操作系统不断完善,以突出发展海量、高速数值计算能力。以单片机为代表的嵌入式系统,以面向对象控制为已任,不断增加控制功能,提高可靠性,降低成本,减小体积,改善开发环境。

4. 叙述半导体工艺MOS、HMOS、CMOS和HCMOS的特点,说明新型单片机广泛采用HCMOS工艺的目的。提示:从速度、密度和功耗三个方面比较。

答:HMOS工艺(高速MOS),即高密度短沟道MOS工艺,虽然有较高的集成度和速度,但其功耗较大。HCMOS工艺,即互补金属氧化物的HMOS工艺,是CMOS和HMOS的结合,除了具有HMOS的高速高密度之外,还具有CMOS的低功耗的特点。

5. 试述单片机应用系统低功耗设计的主要内容。

答:

(1)对于那些采用电池供电的单片机应用系统,降低功耗尤为必要。降低功耗的重要手段是采用CMOS技术。新型单片机广泛采用了HCMOS工艺,大大降低了功耗。

(2)降低单片机的工作电源电压也可降低功耗。

(3)选用低功耗的外围芯片及设备,也是降低功耗的措施之一。过去单片机的外围扩展多采用74TTL芯片,其功耗较大。为了降低功耗,应选用CMOS(HCMOS)工艺外围芯片。

6. MCS-51、80C51、80C51系列这三个概念有何区别?

答:

(1)MCS-51指Intel公司推出的利用HMOS或HCMOS工艺制造的一个单片机系列,它又分成51和52两个子系列,其中51子系列是基本型,而52子系列属于增强型。每个子系列包含三种单片机。一般MCS-51常指51子系列。

(2)80C51一般指MCS-51系列中采用HCMOS工艺的单片机。

(3)80C51系列包括Intel公司采用HCMOS工艺的MCS-51系列,也包括其它公司以80C51作为内核与MCS-51完全兼容的单片机。

7. 单片机与经典电子技术在实施控制方法上有何不同?

答:从前必须由模拟或数字等经典电子线路实现的控制功能,现在可以使用单片机通过软件方法实现。这种以软件取代传统电子电路并能提高系统性能的控制技术,称为微控制技术。

8. 填空单片机应用系统设计的主要内容包括:外围扩展电路的硬件结构设计、低功耗设计、应用软件设计、抗干扰技术设计。

练习题二

1. 填空80C51单片机内部基本组成包括CPU、存储器、中断系统、定时器/计数器、串行口和并行口。

2. 填空分述80C51下列引脚的功能:

①RST的功能是在RST引脚上施加两个机器周期以上的高电平,将单片机复位。

②PSEN的功能是片外程序存储器读选通信号,低电平有效。

③EA/Vpp EA是片内外程序存储器选择信号,当EA为低电平,单片机只能从0000H单元开始执行片外程序存储器程序,当EA为高电平,单片机只能从0000H单元开始执行片内程序存储器程序,当执行片内程序的地址超过0FFFH,便自动转向片外程序存储器中的程序继续执行。Vpp为本引脚的第二功能,在对EPROM型单片机片内EPROM固化编程时,用于施加较高的编程电压。

④ALE/PROG的功能是ALE端总是不间断地连续输出一个正脉冲信号,其频率固定为晶振频率的1/6,ALE引脚输出的脉冲信号可作为地址锁存信号。PROG为本引脚的第二功能,在对EPROM型单片机片内EPROM固化编程时,作为编程脉冲输入端。

3. 当使用80C31时,EA引脚如何处理?

答:将EA引脚接地。

4. 在80C51扩展系统中,片外ROM和片外RAM共同处于同一个地址空间,为什么不会发生总线冲突?

答:因为它们的读选通信号线不同。

5. 片内RAM低128个单元划分为哪三个部分?各部分主要功能是什么?

答:片内RAM低128个单元共划分为通用工作寄存器区、可位寻址区、以及用户RAM区等三部分。

地址为00H~1FH的32 个单元是4组通用工作寄存器区,每个区含8个8位寄存器,为R0~R7,用户可以通过指令改变PSW中的RS1、RS0这二位来切换工作寄存器;地址为20H~2FH的16个单元可进行共128位的位寻址,也可以进行字节寻址;地址为30H~7FH 的单元为用户RAM区,只能进行字节寻址。

6. 位地址7CH与字节地址7CH有何区别?位地址7CH具体在片内RAM中什么位置?答:位地址7CH是片内RAM可位寻址区20H~2FH这128个位中某一位的地址编号,而字节地址7CH是片内RAM低128个单元中某一个单元的地址。位地址7CH位于字节2FH的b4位。

7. 判断并填空根据下列SFR的地址,判断是否可位寻址?

①81H ( 否),其符号名称是SP ;

②83H ( 否),其符号名称是DPH ;

③80H ( 是),其符号名称是P0 ;

④98H ( 是),其符号名称是SCON ;

⑤89H ( 否),其符号名称是TMOD ;

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