2023年7月17日发(作者：)

《单片机原理及应用技术》思考题

1 单片机概述

1-1、单片机与PC机有何区别?它的特点是什么?

1-2、MCS-51系列单片机与AT89系列单片机有什么相同和差异?

1-3、单片机的主要技术指标有哪些?这些指标的作用如何?

1-4、对于一个具体的单片机应用系统，选择单片机的原则是什么?

1-5、举一个单片机的应用例子，并画出原理框图，说明工作过程。

1-6、单片机I/0端口数目的多少反映了什么。

2 单片机结构和原理

2-1、8051单片机内部包含那些主要逻辑功能部件？

2-2、8051的EA端有何用途？

2-3、8051单片机存储器的组织结构是怎样的？

2-4、8051如何确定和改变当前工作寄存器组？

2-5、8051单片机有哪几个特殊功能寄存器？可位寻址的SFR有几个？

2-6、（SP）=30H 指什么？

2-7、ALE信号有何功用？一般情况下它与机器周期的关系如何？在什么条件下ALE信号可用作外部设备的定时信号。

2-8、有那几种方法能使单片机复位？复位后各寄存器的状态如何？复位对内部RAM有何影响？

2-9、程序状态寄存器PSW的作用是什么？常用标志有哪些位？作用是什么？

2-10、位地址7CH与字节地址7CH如何区别？位地址7CH具体在片内RAM中什么位置？

3 指令系统

3-1、MCS-51指令系统主要有哪几种寻址方式？试举例说明。

3-2、设A=0FH，R0=30H，内部RAM的（30H）=0AH、（31H）=0BH、（32H）=0CH，请指出在执行下列程序段后上述各单元内容的变化。

MOV A，@R0

MOV @R0，32H

MOV 32H，A

MOV R0，#31H

M0V A，@R0

3-3、请用数据传送指令来实现下列要求的数据传送。

(1)R0的内容传送到R1。

(2)内部RAM 20H单元的内容传送到A中。

(3)外部RAM 30H单元的内容送R0

(4)外部RAM 30H单元内容送内部RAM 20H单元

(5)外部RAM 1000H 单元内容送内部RAM 20H单元

(6)程序存储器ROM 2000H单元内容送R1 (7)RAM 2000H单元内容送内部RAM 20H单元。

(8)RAM 2000H单元内容送外部RAM 30H单元。

(9)RAM 2000H单元内容送外部RAM 1000H单元。

3-4、设内部RAM（30H）=5AH，（5AH）=40H，（40H）=00H，端口P1=7FH，问执行以指令后，各有关存储单元（即R0，R1，A，B，P1，40H，30H，及5AH单元）的内容如何？

MOV R0，#30H

MOV A，@R0

MOV R1，A

MOV @R1，P1

MOV A，P1

MOV 40H，#20H

MOV 30H，40H

3-5、试编写程序，将内部RAM的20H~2FH共16个连续单元清零。

3-6、试编写程序，求出内部RAM 20H单元中的数据含“1”的个数，并将结果存入21单元。

3-7、试编写程序，查找在内部RAM的30H~50H单元中出现FFH的次数，并查找的结果存入51H单元。

3-8、试编写程序，计算Σ2i,并将结果存放在内部RAM的30H单元。

3-9、在8051片内RAM中，已知（30H）=38H，（38H）=40H，（40H）=48H，（48H）=90H。请分析下面各是什么指令，说明源操作数的寻址方式以及按顺序执行每条指令后的结果。

MOV A，40H

MOV R0，A

MOV P1，#0F0H

MOV @R0，30H

MOV DPTR，#3848H

MOV 40H，38H

MOV R0，30H

MOV P0，R0

MOV 18H，#30H

MOV A，@R0

MOV P2，P1

3-10设R0的内容为32H，A的内容为48H，片内RAM的32H单元内容为80H，40H单元的内容为08H。请指出在执行下列程序段后上述各单元内容的变化。

MOV A，@R0

MOV @R0，40H

MOV 40H，A

MOV R0，#35H

3-11、已知（A）=83H，（R0）=17H，（17H）=34H。请写执行完下列程序段后A的内容。

ANL A，#17H ORL 17H，A

XRL A，@R0

CPL A

3-12、编程实现将内部RAM 20H~2FH中的数据和RAM 30H~3FH中的数据对换。

3-13、已知（A）=34H，（30H）=4FH，求：执行ADD

A，30H后，（A）=？指出PSW中相应标志位情况。

3-14、已知SP=25H，PC=2345H，（24H）=12H，（25H）=34H，（26H）=56H。问此时执行“RET”指令以后，SP=？PC=？

3-15、 若SP=25H，PC=2345H，标号LABEL所在的地址为3456H。问执行长调用指令“LCALL

LABEL”后，堆栈指针和堆栈的内容发生什么变化？PC的值等于什么？

4 汇编语言程序设计举例

4.1 从内部RAM的30H单元开始存放一组用补码表示的带符号数，其数目已存放在20H单元。编写程序统计出其中正数、0和负数的数目，并将结果分别存入21H、22H、23H单元。

4.2 内部RAM中有一数据块，存放在20H-2FH单元中。要求对这些数据进行奇偶校验，凡是满足奇偶校验的数据(1的个数为偶数)都要转存到外部RAM8000H开始的数据区中。试编写有关程序。

4.3 编写程序，把外部RAM1000H-10FFH区域内的数据逐个搬到从2000H单元开始的区域。

4.4 从内部RAM的30H单元开始存放着一组无符号数，其数目存放在21H单元中。试编写程序，求出这组无符号数中的最小的数，并将其存入20H单元。

4.5 设计一个循环系统，如图3-11所示。单片机的P1口并行输出驱动8个

光二级管。试编写程序，使这些发光二级管每次只点亮一个，循环左移或右移，一个接一个地亮，循环不止。

4.6 设计一段程序实现如下功能：把片内RAM30H-3FH单元中的16个数的存放顺序颠倒过来。

4.7 设计一段程序实现如下功能：找出从片内RAM30H开始的16个单元中最小值所在的单元，并将该单元的内容改成0FFH。

4.8 编写一段程序实现逻辑运算：P1.7=P1.6（P1.5⊕P1.4）。

4.9 设计一段程序实现如下功能：统计出从片内RAM30H开始的16个单元中有多少数大于40小于80，并把结果存入40H单元中。

5 中断系统

5.1 设计一个能将十六进制数转换成ASCII码的子程序，使命名为HEXASC；用此子程序将(RO)中的两位十六进制数转换成ASCII码并分别存入R1(高位)和R2(低位)

5.2 8051单片机提供了几个中断源？有几级中断优先级别？各中断标志是如何产生的又如何清除这些中断标志？各中断源所对应的中断矢量地址是多少？

5.3 试分析以下几种中断优先级的排列顺序(级别由高到低)是否可能？若可能，则应如何设置中断源的中断级别？否则，请简述不可能的理由。

(1) 定时器T0溢出中断，定时T1溢出中断，外中断1NT0，外中断不NT1，串行口中断

(2) 串行口中断，外中断1NT0，定时器T0溢出中断，外中断INT1，定时器T1溢出中断；

(3) 外中断INT0，定时器T1溢出中断，外中断INT1，定时器T0溢出中断，串行口中断；(4) 外中断INT0，外中断INT1，串行口中断，定时器T0溢出中断，定时器T1溢出中断；

(5) 串行口中断，定时器T0溢出中断，外中断INT0，外中断INT1，定时器T1溢出中断；

(6) 外中断INT0，外中断INT1，定时器T0溢出中断，串行口中断，外中断INT1，串行口中断。

5.4 外部中断有几种触发方式？如何选择？在何种触发方式下，需要在外部设置中断请求触发器？为什么？

5.5 MCS-51中断响应时间是否固定？为什么？

5.6 MCS-51 中若要扩充6个中断源泉，可采用哪些方法？如何确定它们的优先级？

5.7 试用中断技术设计一发光二级管LED闪烁电路，闪烁周期为2秒，要求亮1秒再暗1秒。

5.8 试用中断方法设计秒、分脉冲发生器，即由8031的P1.0每秒产生一个机器周期的正脉冲，由P1.1每分钟产生一个机器周期的正脉冲。

6 定时/计数器

6.1 定时器T0和T1各有几种工作方式？简述之。

6.2 已知单片机系统时钟频率fOSC=12MHz，若要求定时值分别为0.1ms，1ms和10ms，定时器T0工作在方式0，方式1和方式3时，定时器对应的初值各为多少？

6.3 定时器/计数器0已预置为156，切选定用于方式2的计数方式，现在T0引脚上输入周期为1ms的脉冲，问：

⑴ 此时定时器/计数器0的实际用途是什么？

⑵ 在什么情况下，定时器/计数器0溢出？

6.4 设系统时钟为6MHz，利用T0和P1.0产生连续矩形波，高电平宽度为50μs，低电平宽度为300μs。

6.5 利用定时器来测量单次正脉冲宽度，采用何种工作方式可获得最大的量程？设fosc=6MHz，求允许测量的最大脉冲宽度是多少？

6.6 试编制一段程序，其功能为：

当P1.2引脚的电平上跳时，对P1.1的输入脉冲进行计数；当P1.2引脚的电平下跳时停止计数,并将计数值写入R6与R7。

6.7 已知单片机系统时钟频率fosc=6MHz，试编写程序，使P1.0输出如下的矩形脉冲(建议用定时器工作方式2)。

7 串行

7-1.叙述计算机通讯的基本概念。

7-2.叙述MCS-51单片机的串行接口结构、工作方式。

7-3.如何设置MCS-51单片机的串行接口的工作方式、波特率？

7-4.利用MCS-51单片机的串行接口设计有十六个键的键盘，画出电原理图，并叙述其工作原理。

7-5.如何实现单片机与PC机的串行通讯？

8 系统扩展技术

8-1 以8031为主机的系统，拟采用2片2764EPROM芯片扩展16B程序存储器。请设计出硬件结构图。

8-2已知8155命令口的地址为7F00H，RAM地址为7E00H~7EFFH。要求：

（1）画出8031与8155接口图。

（2） 将立即数32H送于7E5FH中。

8-3 对上图，要求PA口为基本工作方式，PB口为基本输出方式，使8155的定时器/计数器作方波发生器，输出方波频率是Tin输入频率的24分频。。

8-4采用74LS138译码器，画出扩展8片6116的接口图。

8-5 设计一个由一片8KB EEPROM和一片74LS377作为输出口的电路（P2.5选中74LS377）。

8-6试将8031单片机外接一片27128 EPROM和一片8155 RAM I/O端口的地址范围。

（1）画出扩展系统的电路连接图，并指出程序存储器、扩展数据存储器和I/O端口的地址范围。

（2）编写程序，将8031内部RAM以DATA1开始的数据区中共16个数与外部RAM以DATA2开始的数据区中16个数进行交换。

（3）利用8155片内的定时器对来自TIN端的外部脉冲信号进行计数，计数长度为0FH，计满溢出时，由TOUT端输出单个脉冲，装入工作方式和计数长度后立即启动。试编写有关程序。

8-7 用到三片74LS373的某8031应用系统的电路如下图的示。现要求通过74LS373（2）输出80H，请编写相应的程序。

8-8 设单片机采用8051，未扩展外ROM，片外RAM采用一片6116。请编程将其片内ROM从100H单元开始10个字节的内容依次外移到片外RAM从100H单元开始的10个字节中去。

9 A/D和D/A转换器接口技术

9-1. 在一个fosc为12MHZ的8031系统中接有一片D/A器件DAC 0832,它的地址为7FFFH，输出电压为0v~5v，请画出有关逻辑框图，并编写一个程序，使其运行后能在示波器上显示锯齿波(设示波器X方向扫描频率为50us/格,Y方向扫描频率为1v/格)。

9-2. 在fosc=12MHz的系统中接有ADC0809，地址为7FF8~7FFFH，试画出逻辑框图，并编写ADC0809的初始化程序,和定时采样通道2的程序(假如设采样频率为1ms一次，每次采样4个数据存于8031内部RAM 70H~73H中)。

9-3. DAC 0832与8031单片机连接时有哪些控制信号其作用是什么?

9-4. 已知DAC 0832的地址为7FFFH，输出电压为0~5v 编写产生矩形波，其波形占空比为1：4，高电平的电压为2.5v，低电平时为1.25v的转换程序。

9-5. 已知ADC 0809的地址为7FF8~7FFFH。编写每隔100ms轮流采集一次8个通道数据的程序。共采样10次，其采样值存入片外RAM 3000H开始的存储单元中。

10 键盘/显示接口技术

10-1. 消除键盘抖动的硬件、软件方法各有什么特点？

10-2设计一个5×5的矩阵键盘并叙述其工作原理。

10-3设计一个二位BCD码拨盘输入电路，通过P0口输入，编写数据读入的程序。

10-4 共阴极LED数码管和共阳极LED数码管在应用中有何区别?选择的原则是什么? 10-5. 应用74LS164集成电路，设计三位LED数码管的静态显示电路，编写显示程序段。

10-6. 叙述LED发光数码管与LCD液晶显示器的工作原理和优缺点。

10-8 用CD4543静态液晶驱动器设计一个四位显示电路，分析工作原理，写出相应的程序。

10-9 叙连YEJHD12864C点阵图形型液晶显示器工作原理。

11、功率接口技术

11-1设计单片机通过P1口输出二个开关量控制LED灯的电路，使二个LED灯轮流显示，间隔1s，编写相应的程序。

11-2. 单片机通过数据总线P0口输出开关量与通过I/O口输出开关量有何区别？

11-3. 利用二片74LS377接口缓冲器，设计一个单片机控制十六个LED灯的电路，使十六个LED灯排列成一个园形，编写程序，十六个灯中始终只有一个灯点亮，点亮的灯沿园周运动。

11-4. 叙述光电耦合器的工作原理，在哪些情况下需要在单片机应用系统使用光电耦合器。

11-5. 叙述继电器的工作原理，为什么要在继电器线圈两端加一个二极管？

11-6. 叙述单向可控硅和双向可控硅的工作原理，在应用中如何选择。

11-7. 应用双向可控硅，设计一个控制220V单相交流电动机的转速的电路，电动机的转速采用光电传感器检测，可控硅的触发器采用MOC3063过零触发元件，画出电路图和程序设计框图。

11-8 固态继电器与普通线圈式继电器有何区别，在使用中要注意哪些情况？

11-9. 叙述固态继电器与可控硅的异同之处。

12、单片机系统设计技术

12-1.单片机应用系统的设计原则是什么?

12-2.叙述单片机应用系统的干扰产生的原因和克服方法。

12-3.一般常用单片机应用系统的软、硬件设计有什么要求？

12-4.为什么在电路设计中要考虑逻辑电平的接口问题？

12-5.如何设计印刷电路板电路？设计步骤如何？

13、实用举例

13-1.叙述智能化仪表的设计方法和步骤，举一个例子加以说明。

13-2.什么是PID控制，常规PID控制与数字PID控制有何区别？

13-3.为什么要进行逻辑电平设计，如何解决TTL电路与CMOS电路的逻辑电平的转换？

13-4.叙述电子血压计的工作原理

13-5.举一个单片机串行通信应用的例子，并叙述其工作原理。

13-6.模糊控制系统的特点是什么？

14、新型单片机介绍

14-1.如今单片机发展的趋势是什么?

89系列单片机有何特点，使用哪些领域?

90系列单片机有哪些优点?

14-4.叙述选用单片机的基本原则。