2023年第2章練習(xí)與思考題參考答案 單片機(jī) 徐春暉版

千里之行，始于足下讓知識(shí)帶有溫度。第第2頁/共2頁精品文檔推薦第2章練習(xí)與思考題參考答案單片機(jī)徐春暉版練習(xí)與思量題2

1．為什么微型計(jì)算機(jī)要采納二進(jìn)制？十六進(jìn)制代碼能為微型計(jì)算機(jī)直接執(zhí)行嗎？為什么要使用十六進(jìn)制數(shù)？

答：在全部數(shù)制中，惟獨(dú)二進(jìn)制數(shù)最簡單用電路來表達(dá)，據(jù)此構(gòu)建的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)也是最容易的。十六進(jìn)制代碼不能為計(jì)算機(jī)直接執(zhí)行，惟獨(dú)二進(jìn)制代碼才干為計(jì)算機(jī)所識(shí)別和執(zhí)行。二進(jìn)制代碼過于冗長，而其對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)則更為簡潔，而且此二種數(shù)制的互相轉(zhuǎn)換十分便利，這就是經(jīng)常使用十六進(jìn)制數(shù)來表示其對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)的緣由。

2．將下列各二進(jìn)制數(shù)分離轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)。

（1）11010B（2）110100B（3）10101011B（4）11111B

答：（1）11010B=26=1AH（2）110100B=52=34H（3）10101011B=171=ABH（4）11111B=31=1FH

3．將下列各數(shù)分離轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)。

（1）129D（2）253D（3）0.625（4）111.111

答：（1）129D＝10000001B=81H（2）253D＝11111101B=FDH

（3）0.625=0.101B=0.AH（4）111.111=01101111.000111B=6F.1CH4．把下列十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)和二進(jìn)制數(shù)。

（1）AAH（2）BBH（3）C.CH（4）DE.FCH（5）ABC.DH（6）128.08H答：（1）AAH=170=10101010B

（2）BBH=187=10111011B

（3）C.CH=12.75=1100.1100H

（4）DE.FCH=222.984375=11011110.1111110B

（5）ABC.DH=2748.8125=101010111100.1101B

（6）128.08H=296.03125=100101000.00001

5．什么叫原碼、反碼及補(bǔ)碼？

答：在機(jī)器數(shù)中，最高位為符號(hào)位，正數(shù)的符號(hào)位用0表示，負(fù)數(shù)的符號(hào)位用1表示，其余為該數(shù)的肯定值，這種表示法稱為原碼。正數(shù)的反碼和原碼相同；負(fù)數(shù)的反碼為其原碼除符號(hào)位外其他各位按位取反得所值。正數(shù)的補(bǔ)碼和原碼相同；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼為反碼加1。

6．已知原碼如下，寫出其反碼及補(bǔ)碼（其最高位為符號(hào)位）。

（1）[X]原=01011001（2）[X]原=11011011（3）[X]原=11111100

答：（1）[X]反=[X]補(bǔ)=[X]原=01011001

（2）[X]反=10100100[X]補(bǔ)=10100101

（3）[X]反=10000011[X]補(bǔ)=10000100

7．當(dāng)微機(jī)把下列數(shù)視為無符號(hào)數(shù)時(shí)，它們相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)為多少？若把它們視為補(bǔ)碼，最高位為符號(hào)位，那么它們相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)又是多少？

（1）10001110（2）10110000（3）00010001（4）01110101

答：視為無符號(hào)數(shù)時(shí)：

（1）10001110B=142（2）10110000B=176

（3）00010001B=17（4）01110101B=117

若把它們視為補(bǔ)碼，最高位為符號(hào)位，那么它們相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)是：

（1）10001110B=-114（2）10110000B=-80

（3）00010001B=17（4）01110101B=117

8．先將下列十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，然后分離完成規(guī)律乘、規(guī)律加和規(guī)律異或操

作。

（1）33H和BBH（2）ABH和FFH（3）78H和0FH

答：（1）X=33H=00110011B，

Y=BBH=10111011B；

X∧Y=00110011B；X∨Y=10111011B；X⊕Y=10001000B

（2）X=ABH=10101011B，

Y=FFH=11111111B；

X∧Y=10101011B；X∨Y=11111111B；X⊕Y=01010100B

（3）X=78H=01111000B；

Y=0FH=00001111B；

X∧Y=00001000B；X∨Y=01111111B；X⊕Y=01110111B；

9．已知x和y，試分離計(jì)算[x+y]補(bǔ)和[x-y]補(bǔ)，并指出是否產(chǎn)生溢出（設(shè)補(bǔ)碼均用8位表示）。

（1）x=+1001110，y=+0010110（2）x=+0101101，y=-1100100

（3）x=-0101110，y=+0111011（4）x=-1000101，y=-0110011

答：（1）[x+y]補(bǔ)=01100100B，無溢出；[x-y]補(bǔ)=00111000B，無溢出；

（2）[x+y]補(bǔ)=11001001B，無溢出；[x-y]補(bǔ)=10010001B，溢出；

（3）[x+y]補(bǔ)=00001101B，無溢出；[x-y]補(bǔ)=10010111B，無溢出；

（2）[x+y]補(bǔ)=10001000B，無溢出；[x-y]補(bǔ)=11101110B，無溢出；

10．寫出下列各數(shù)的BCD碼。

（1）45（2）98（3）124（4）1998

答：（1）45=(01000101)BCD（2）98=(10011000)BCD

（3）124=(000100100100)BCD（4）1998=(0001100110011000)BCD11．用十六進(jìn)制形式寫出下列字符的ASCII碼。

（1）CD（2）COMPUTER（3）HELLO（4）F365

答：（1）43H、44H（2）43H、4FH、4DH、50H、55H、54H、45H、52H（3）48H、45H、4CH、4CH、4FH（4）46H、33H、36H、35H12．ALU是什么部件？它能完成什么運(yùn)算功能？

答：ALU稱為算術(shù)規(guī)律部件，它能完成算術(shù)運(yùn)算和規(guī)律運(yùn)算。

13．累加器有何用處？

答：累加器通常用于提供ALU的一個(gè)運(yùn)算數(shù)據(jù)或暫存ALU的運(yùn)算結(jié)果，此外還能使存儲(chǔ)其中的數(shù)據(jù)左移或右移。

14．控制字是什么意思？試舉個(gè)例子說明之。

答：控制字是一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，其各位代表相應(yīng)控制信號(hào)的規(guī)律狀態(tài)。例如：

CON=LAEALBEBLCECLDED=10010000

表示要將寄存器B的內(nèi)容傳送入寄存器A中去。

15．ROM和RAM各有何特點(diǎn)和用處？

答：ROM為只能讀出的存儲(chǔ)器，可用于存放固定的程序和數(shù)據(jù)。

ROM為可在線寫入和讀出的存儲(chǔ)器，可用于隨時(shí)寫入或讀出數(shù)據(jù)，也可用于寫入隨時(shí)有可能轉(zhuǎn)變的用戶程序。

16．為什么要建立“地址”這個(gè)概念？

答：由于存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元無數(shù)，為區(qū)別不同的存儲(chǔ)單元必需給每個(gè)存儲(chǔ)單元編上地址。

17．除地線公用外，5根地址線和11根地址線各可選多少個(gè)地址？

答：25=32個(gè)地址

211=2048個(gè)地址

18．譯碼器有何用處？

答：譯碼器用于產(chǎn)生和輸入代碼相對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)。假如是存儲(chǔ)器地址譯碼器則其能按照輸入的地址信號(hào)產(chǎn)生存儲(chǔ)器相應(yīng)單元的選通信號(hào)。

19．存儲(chǔ)地址寄存器（MAR）和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)寄存器（MDR）各有何用處？

答：MAR用以接受來自PC的地址號(hào)。

MDR用以接受來自總線的數(shù)據(jù)。

此二者均為存儲(chǔ)器的主要輔件。

20．微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是怎樣的？包括哪些主要部件？

答：微型計(jì)算機(jī)包括微處理器（CPU）、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）、只讀存儲(chǔ)器（ROM）、I/O接口電路及外設(shè)組成。前面四大部分通過系統(tǒng)總線銜接在一起。

21．指令、指令系統(tǒng)和程序三者間有什么區(qū)分和聯(lián)系？

答：指令是指揮計(jì)算機(jī)工作的指示和命令。而指令系統(tǒng)則是一臺(tái)計(jì)算機(jī)所擁有的全部指令的集合。程序則是為了實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)功能而將取自指令系統(tǒng)的指令根據(jù)一定挨次羅列起來的組織體。

22．控制部件包括哪些主要環(huán)節(jié)？各有何用處？

答：（1）指令部件——作用是獵取來自程序存儲(chǔ)器的二進(jìn)制指令操作碼并將其譯成控制動(dòng)作信號(hào)送入控制矩陣。

（2）時(shí)序部件——作用是用于產(chǎn)生微操作控制部件所需的定時(shí)脈沖信號(hào)。

（3）控制矩陣——控制矩陣可以為ID輸出信號(hào)配上節(jié)拍電位和節(jié)拍脈沖，也可將外部進(jìn)來的控制信號(hào)組合，共同形成相應(yīng)的微操作控制信號(hào)序列，控制相關(guān)部件根據(jù)嚴(yán)格的先后挨次執(zhí)行指令所要求的各種微操作，終于完成規(guī)定的操作。

23．環(huán)形計(jì)數(shù)器有何用處？什么叫環(huán)形字？

答：環(huán)形計(jì)數(shù)器用于產(chǎn)生機(jī)器節(jié)拍。若將環(huán)形計(jì)數(shù)器的輸出視為一個(gè)字，則這個(gè)字就稱為環(huán)形字

24．試說明下列各部件的作用：

（1）程序計(jì)數(shù)器PC（2）指令寄存器IR（3）指令譯碼器ID

答：（1）程序計(jì)數(shù)器PC是在控制器中設(shè)置的一個(gè)專用寄存器，用來存放當(dāng)前要執(zhí)行的指令在存儲(chǔ)器中的位置信息（即存儲(chǔ)器地址），以便按照此地址去讀取指令。

（2）指令寄存器IR是用來臨時(shí)存放從存儲(chǔ)器中取出的當(dāng)前要執(zhí)行指令的操作碼的這么一個(gè)寄存器。

（3）指令譯碼器ID是對(duì)指令操作碼舉行分析，在其輸出端產(chǎn)生各種控制電平，以形成相應(yīng)的微操作，用以實(shí)現(xiàn)指令執(zhí)行過程中所需要的功能控制的這么一個(gè)譯碼器。

25．什么叫例行程序？什么叫機(jī)器周期、取指周期和執(zhí)行周期？本章所論模型式計(jì)算機(jī)的機(jī)器周期包括幾個(gè)時(shí)鐘周期（機(jī)器節(jié)拍）？機(jī)器周期是否一定是固定不變的？

答：例行程序是由控制部件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)確定了的各條指令的執(zhí)行步驟，機(jī)器周期是指一條指令從取指到執(zhí)行完所需的時(shí)鐘周期數(shù)。取指周期為從PC開頭輸出訪程序存儲(chǔ)器中的指令進(jìn)入IR到PC+1為止的時(shí)鐘周期數(shù)。執(zhí)行周期為從指令進(jìn)入控制器起至執(zhí)行完的時(shí)鐘周期數(shù)。本章所論模型計(jì)算機(jī)的機(jī)器周期包括6個(gè)時(shí)鐘周期，在這里機(jī)器周期是固定的，但是對(duì)于不同的計(jì)算機(jī)而言，機(jī)器周期就不一定是固定的了。

26．何謂總線？它有哪幾類？它們的主要功能是什么？

答：將多個(gè)裝置或部件銜接起來并傳送信息的公共通道稱為總線。

總線通常有如下三種類型：

①數(shù)據(jù)總線（DB）：特地傳送數(shù)據(jù)信息。

②地址總線（AB）：特地傳送地址信息。

③控制總線（CB）：特地傳送控制信息。

27．微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件包括哪些部分？各部分的作用是什么？

答：硬件系統(tǒng)主要包括主機(jī)箱、顯示器、鍵盤和打印機(jī)等。主機(jī)箱內(nèi)裝有主機(jī)板、光盤和硬盤驅(qū)動(dòng)器、電源等，CPU、內(nèi)存儲(chǔ)器和I/O接口電路等裝在主機(jī)板上，普通主機(jī)板上還留有擴(kuò)展插槽，以備用戶擴(kuò)展其他功能。硬件系統(tǒng)是運(yùn)行各種軟件的支持平臺(tái)。

計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件是為了最大限度地發(fā)揮計(jì)算機(jī)的功能，便于使用、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)硬件的軟件，它也是應(yīng)用軟件的支撐軟件，可以為應(yīng)用軟件提供很好的運(yùn)行環(huán)境。應(yīng)用軟件是指用戶為了解決某一領(lǐng)域的實(shí)際問題而編制的計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序，具有顯然的針對(duì)性和專用性。

28．什么叫單片機(jī)？和普通型計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)有何特點(diǎn)？

答：單片是在一塊芯片上集成了中心處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（RAM、ROM）、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷控制、各種輸入/輸出（I/O）接口（如并行I/O口、串行I/O口和A/D轉(zhuǎn)換器）等為一體的器件。

普通微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)由CPU（運(yùn)算器、控制器）、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部分組成，各部分通過外部總線銜接而成為一體。單片機(jī)的結(jié)構(gòu)是在一塊芯片上集成了中心處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷控制、各種輸入/輸出接口（如并行I/O口、串行I/O口和A/D轉(zhuǎn)換器）等，它們通過單片機(jī)內(nèi)部總線銜接而成為一體。

29．除了單片機(jī)這一名稱之外，單片機(jī)還可稱為（）和（）。

答：微控制器和嵌入式控制器。

30．MCS-51系列單片機(jī)的基本型芯片分離為哪幾種？它們的差別是什么？

答：基本芯片為8031、8051、8751。

8031內(nèi)部包括1個(gè)8位CPU、128BRAM，21個(gè)特別功能寄存器（SFR）、4個(gè)8位并行I/O口、1個(gè)全雙工串行口，2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，但片內(nèi)無程序存儲(chǔ)器，需外擴(kuò)EPROM芯片。

8051是在8031的基礎(chǔ)上，片內(nèi)又集成有4KBROM，作為程序存儲(chǔ)器，是1個(gè)程序不超過4KB的小系統(tǒng)。

8751是在8031的基礎(chǔ)上