发布时间 : 星期五 文章单片机原理及应用 第三版 林立 张俊亮课后答案更新完毕开始阅读db80f7187f1922791788e858
第一章习题
1.什么是单片机?单片机和通用微机相比有何特点?
答:单片机又称为单片微计算机,它的结构特点是将微型计算机的基本功能部件(如中央处理器(CPU)、存储器、输入接口、输出接口、定时/计数器及终端系统等)全部集成在一个半导体芯片上。 虽然单片机只是一个芯片,但无论从组成还是从逻辑功能上来看,都具有微机系统的定义。与通用的微型计算机相比,单片机体积小巧,可以嵌入到应用系统中作为指挥决策中心,是应用系统实现智能化。
2.单片机的发展有哪几个阶段?8位单片机会不会过时,为什么?
答:单片机诞生于1971年,经历了SCM、MCU、SOC三大阶段,早期的SCM单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031,此后在8031上发展出了MCS51系列MCU系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高,开始出现了16位单片机,但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展,单片机技术得到了巨大提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用,32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位,并且进入主流市场。然而,由于各应用领域大量需要的仍是8位单片机,因此各大公司纷纷推出高性能、大容量、多功能的新型8位单片机。
目前,单片机正朝着高性能和多品种发展,但由于MCS-51系列8位单片机仍能满足绝大多数应用领域的需要,可以肯定,以MCS-51系列为主的8位单片机,在当前及以后的相当一段时间内仍将占据单片机应用的主导地位。
3.举例说明单片机的主要应用领域。
答:单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个范畴:
智能仪器
单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、电流、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备(电压表、功率计,示波器,各种分析仪)。
工业控制
单片机具有体积小、控制功能强、功耗低、环境适应能力强、扩展灵活和使用方便等优点,用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统、通信系统、信号检测系统、无线感知系统、测控系统、机器人等应用控制系统。例如工厂流水线的智能化管理,电梯智能化控制、各种报警系统,与
计算机联网构成二级控制系统等。 家用电器现在的家用电器广泛采用了单片机控制,从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备和白色家电等。
网络和通信
现代的单片机普遍具备通信接口,可以很方便地与计算机进行数据通信,为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件,现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制,从手机,电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话,集群移动通信,无线电对讲机等。
医用设备领域
单片机在医用设备中的用途亦相当广泛,例如医用呼吸机,各种分析仪,监护仪,超声诊断设备及病床呼叫系统等等。
模块化系统
某些专用单片机设计用于实现特定功能,从而在各种电路中进行模块化应用,而不要求使用人员了解其内部结构。如音乐集成单片机,看似简单的功能,微缩在纯电子芯片中(有别于磁带机的原理),就需要复杂的类似于计算机的原理。如:音乐信号以数字的形式存于存储器中(类似于ROM),由微控制器读出,转化为模拟音乐电信号(类似于声卡)。在大型电路中,这种模块化应用极大地缩小了体积,简化了电路,降低了损坏、错误率,也方便于更换。 汽车电子 单片机在汽车电子中的应用非常广泛,例如汽车中的发动机控制器,基于CAN总线的汽车发动机智能电子控制器、GPS导航系统、abs防抱死系统、制动系统、胎压检测等。
此外,单片机在工商、金融、科研、教育、电力、通信、物流和国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。
4.将十进制数37转换为二进制,BCD码和十六进制数,并对转换结果进行对比分析。 答:37=(100101)B=(25)H;BCD 码为 0011 0111; 可见,同一个数用不同进制表示,其结果也不同。
5.写出下列十进制数在8位微机中的原码,反码和补码形式。 (1)+36
原码 0010 0100B 反码 0010 0100B 补码 0010 0100B (2)-36
原码 1010 0100B 反码 1101 1011B
补码 1101 1100B (3)+127
原码 0111 1111B 反码 0111 1111B 补码 0111 1111B (4)-128
原码 1000 0000B 反码 0111 1111B 补码 1000 0000B (5)-121
原码 1111 1001B 反码 1000 0110B 补码 1000 0111B
6.对于二进制数1000 1001B,若理解为无符号数,则该数对应十进制数为多少?若理解为有符号数,则该数对应十进制为多少?若理解为BCD数,则该数对应十进制数为多少?
答:1000 1001B 无符号数:137 有符号数:-9; BCD数:89;
7.对下列各组数进行“与”,“或”和“异或”运算。 (1)1010 1010 和 0000 0000 与 0000 0000 或 1010 1010
异或 1010 1010
(2) 0111 0111 和 1000 1000 与 0000 0000 或 1111 1111 异或 1111 1111
(3) 1110 1110 和 0111 0111 与 0110 0110 或 1111 1111 异或 1001 1001
(4) 0011 1100 和 1111 0000 与 0011 0000 或 1111 1100 异或 1100 1100
8.Proteus ISIS的工作界面中包含哪几个窗口?菜单栏中包含哪几个选项? 答:Proteus ISIS的工作界面主要包括标题栏、菜单栏、工具栏、状态栏、方位控制按钮、仿真进程控制按钮、对象选择窗口,原理图编辑窗口和预览窗口等。
主菜单栏包含文件、查看、编辑、工具、设计、图形、源文件、调试、库、模板、系统、帮助选项。
9.利用ISIS模块开发单片机系统需要经过哪几个主要步骤? 答:
(1)启动ISIS; (2)绘制电路原理图; (3)输入单片机程序; (4)进行源代码调试; (5)仿真运行。