怎么样整个目录添加到vc工程中，保持目录结构不变？

dengyejing 2008-09-30 11:07:38
我想将一个目录下所有的文件都添加到当前的vc工程里，发现add existing item弹出的对话框里，竟然不能选择整个目录递归添加，只能一次添加一级，这样的话想把目录下所有子目录的文件都添加到工程里就非常麻烦了，请问哪位有快速操作方法？
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vocanicy 2008-09-30
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xxx.dsp文件就是一个文本文件，结构也很简单

自己写一个程序遍历目标文件夹，添加到dsp文件中就可以了

例


# Microsoft Developer Studio Project File - Name="icmview" - Package Owner=<4>

# Microsoft Developer Studio Generated Build File, Format Version 60000

# ** DO NOT EDIT **



# TARGTYPE "Win32 (x86) External Target" 0x0106



CFG=icmview - Win32 Debug

!MESSAGE This is not a valid makefile. To build this project using NMAKE,

!MESSAGE use the Export Makefile command and run

!MESSAGE 

!MESSAGE NMAKE /f "icmview.mak".

!MESSAGE 

!MESSAGE You can specify a configuration when running NMAKE

!MESSAGE by defining the macro CFG on the command line. For example:

!MESSAGE 

!MESSAGE NMAKE /f "icmview.mak" CFG="icmview - Win32 Debug"

!MESSAGE 

!MESSAGE Possible choices for configuration are:

!MESSAGE 

!MESSAGE "icmview - Win32 Release" (based on "Win32 (x86) External Target")

!MESSAGE "icmview - Win32 Debug" (based on "Win32 (x86) External Target")

!MESSAGE 



# Begin Project

# PROP AllowPerConfigDependencies 0

# PROP Scc_ProjName ""

# PROP Scc_LocalPath ""



!IF  "$(CFG)" == "icmview - Win32 Release"



# PROP BASE Use_Debug_Libraries 0

# PROP BASE Output_Dir ""

# PROP BASE Intermediate_Dir "Release"

# PROP BASE Cmd_Line "NMAKE /f makefile"

# PROP BASE Rebuild_Opt "/a"

# PROP BASE Target_File "makefile.exe"

# PROP BASE Bsc_Name "makefile.bsc"

# PROP BASE Target_Dir ""

# PROP Use_Debug_Libraries 0

# PROP Output_Dir ""

# PROP Intermediate_Dir "Release"

# PROP Cmd_Line "NMAKE /f makefile"

# PROP Rebuild_Opt "/a"

# PROP Target_File "icmview.exe"

# PROP Bsc_Name "icmview.bsc"

# PROP Target_Dir ""



!ELSEIF  "$(CFG)" == "icmview - Win32 Debug"



# PROP BASE Use_Debug_Libraries 1

# PROP BASE Output_Dir ""

# PROP BASE Intermediate_Dir "Debug"

# PROP BASE Cmd_Line "NMAKE /f makefile"

# PROP BASE Rebuild_Opt "/a"

# PROP BASE Target_File "makefile.exe"

# PROP BASE Bsc_Name "makefile.bsc"

# PROP BASE Target_Dir ""

# PROP Use_Debug_Libraries 1

# PROP Output_Dir ""

# PROP Intermediate_Dir "Debug"

# PROP Cmd_Line "NMAKE /f makefile"

# PROP Rebuild_Opt "/a"

# PROP Target_File "icmview.exe"

# PROP Bsc_Name "icmview.bsc"

# PROP Target_Dir ""



!ENDIF 



# Begin Target



# Name "icmview - Win32 Release"

# Name "icmview - Win32 Debug"



!IF  "$(CFG)" == "icmview - Win32 Release"



!ELSEIF  "$(CFG)" == "icmview - Win32 Debug"



!ENDIF 



# Begin Source File



SOURCE=.\MAKEFILE

# End Source File

# Begin Group "Source Files" 

# Begin Source File



SOURCE=.\APPINIT.C

# End Source File

# Begin Source File



SOURCE=.\CHILD.C

# End Source File

# Begin Source File



SOURCE=.\DEBUG.C

# End Source File

# Begin Source File



SOURCE=.\DIALOGS.C

# End Source File

# Begin Source File



SOURCE=.\DIBINFO.C

# End Source File

# Begin Source File



SOURCE=.\DIBS.C

# End Source File

# Begin Source File



SOURCE=.\ICMVIEW.C

# End Source File

# Begin Source File



SOURCE=.\PRINT.C

# End Source File

# Begin Source File



SOURCE=.\REGUTIL.C

# End Source File

# Begin Source File



SOURCE=.\ICMVIEW.DEF

# End Source File

# End Group 

# Begin Group "Header Files" 

# Begin Source File



SOURCE=.\APPINIT.H

# End Source File

# Begin Source File



SOURCE=.\CDERR.H

# End Source File

# Begin Source File



SOURCE=.\CHILD.H

# End Source File

# Begin Source File



SOURCE=.\DEBUG.H

# End Source File

# Begin Source File



SOURCE=.\DIALOGS.H

# End Source File

# Begin Source File



SOURCE=.\DIBINFO.H

# End Source File

# Begin Source File



SOURCE=.\DIBS.H

# End Source File

# Begin Source File



SOURCE=.\ICMVIEW.H

# End Source File

# Begin Source File



SOURCE=.\PRINT.H

# End Source File

# Begin Source File



SOURCE=.\REGUTIL.H

# End Source File

# Begin Source File



SOURCE=.\RESOURCE.H

# End Source File

# End Group 

# Begin Group "Resource Files" 

# Begin Source File



SOURCE=.\ICMVIEW.RC

# End Source File

# Begin Source File



SOURCE=.\ICMVIEW.ICO

# End Source File

# Begin Source File



SOURCE=.\SMALL.ICO

# End Source File

# End Group 

# End Target

# End Project
猞猁狲 2008-09-30
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估计没有这功能，mark ，等待牛人
phisherr 2008-09-30
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同问
数据结构（C++）有关练习题
实验一 复习C++有关知识
实验目的:
通过实验掌握下列知识:
1、复习C++有关基本知识；
2、熟悉VC编程、编译和调试环境；
内容及步骤:
编写一个类Complex，定义复数的加法、减法、乘法和除法运算，要求在编写该类时重载这些运算操作符，并重载I/O操作符，以便输入和输出复数；
实验报告要求:
按要求写出完整的实验代码；

实验二 单链表结构及计算
实验目的:
通过实验掌握下列知识:
1、熟悉线性表的基本运算在两种存储结构（顺序结构和链式结构）上的实现；
2、继续熟悉VC编程、编译和调试环境；
内容及步骤:
1、 设有一个线性表(e0,e1,e2,e3,…,en-2,en-1)存放在一个一维数组A[arraySize]中的前n个数组元素位置。请编写一个函数将这个线性表原地逆置，即将数组的前n个原地址内容置换为(en-1,en-2,…,e3,e2,e1,e0)。
2、 针对带附加头结点的单链表，试编写下列函数：
A． 定位函数Locate：在单链表中寻找第i个结点。若找到，则函数返回第i个结点的地址；若找不到，则函数返回NULL；
B． 球最大值函数max：通过单链表的一趟遍历，在单链表中确定值最大的结点；
C． 统计函数number：统计单链表中具有给定值x的所有元素数量；
D． *建立函数create：根据一维数组a[n]建立一个单链表，使单链表中各元素的次序与a[n]中各元素的次序相同，要求该程序的时间复杂度为O(n)。
E． *整理函数tideup：在非递减有序的单链表中删除值相同的多余结点。
实验报告要求:
按要求写出完整的实验代码；

实验三 堆栈结构与递归
实验目的:
通过实验掌握下列知识:
1、掌握堆栈的结构和运算应用；
2、掌握并运用递归的概念进行编程；
内容及步骤:
1、 借助堆栈实现单链表上的逆置运算；
要求： a. 用C++编程；
b. 首先用C++实现单链表编程，再基于编写好的单链表类，实现堆栈类的定义和实现。
c. 链表类和堆栈类都要包含必要的成员函数(按照教材要求)。
2、 已知a[n]为整数数组，试写出实现下列运算的递归代码(C或C++代码均可)：
要求： a. 求数组中的最大整数；
b. 求n个数的和；
c. 利用堆栈类，将本题a和b的代码改成非递归的方式。
实验报告要求:
按要求写出完整的实验代码；

实验四 综合(课程设计)
内容及步骤:
1、假定一维数组a[n]中的每个元素值均在[0，200]区间内，用C++编写一个算法，分别统计出落在[0，20]，[21，50]，[51，80]，[81，130]，[131，200]等各区间内的元素个数。
2、 请用C++编写一个算法，完成以下功能：
a. 从键盘输入一段文字，以$作结束符号；
b. 统计文字中的文本行数，字母，数字以及其他符号的数量，并在屏幕上显示；
3、 请用C++编写一个算法，完成矢量的加法与成法运算，运算规则如下：
a. 矢量加法：(a1,a2,……,an)+(b1,b2,……,bn)=(a1+b1,a2+b2,……,an+bn)；
b. 矢量减法：(a1,a2,……,an)-(b1,b2,……,bn)=(a1-b1,a2-b2,……,an-bn)；
c. 矢量点积：(a1,a2,……,an)*(b1,b2,……,bn)=(a1*b1,a2*b2,……,an*bn)；
d. 矢量与实数相乘：a*(b1,b2,……,bn)=(a*b1,a*b2,……,a*bn)；
4、 请用C++结合链表编写一个简单的机票订票程序，要求完成以下功能：
a. 允许出现多个班机；
b. 创建一个班机链表，每个节点都包含指向一个乘客链表的指针；
c. 该程序要有顾客购票，查询班机起飞降落时间，班机订票情况等3个功能，并实现菜单选项
5、 用C++编写一个简单的行编辑器，每个结点保存一行文本，程序以E file开始，然后显示行数和提示符，如果输入I,后面跟着一个数字n，就在第n行之前插入后续文本，如果I后面没有跟数字，就在当前行之前插入文本，如果输入D，后面跟着m，n，一个数字n或者没有数字，就分别删除m到n行，第n行或者当前行，命令L用于显示文本；
6、 用C++编写求多项式的和与积的算法，要求如下：
a. 要求从键盘分别输入2个多项式的系数以及最高次幂；
b. 通过重载操作符+和*，完成多项式的和与积的计算；
c. 输出运算结果；
7、 编写一个程序，将10进制数转换为其它（2-9）进制数。可以将要转换的数重复除以基数，然后讲除的余数按反方向排列来实现；
8、 已知A[n]为正数数组，试写出实现下列运算的递归算法；
a. 求数组A中的最大整数；
b. 求n个数的平均值；
c. 求n个整数的平均值；
9、 已知f为单链表的表头指针，链表中存储的都是整型数据，试写出实现下列运算的递归算法：
a. 求链表中的最大整数；
b. 求链表的结点个数；
c. 求所有整数的平均数；
告要求:
写出能运行的完整的代码。

实验五 二叉树(一)
实验目的:
通过实验掌握下列知识:
1、熟悉二叉树的存储结构和遍历算法；
2、通过二叉树遍历操作了解递归的本质和方法；
内容及步骤:
1、 试建立一个二叉搜索树，并实现以下成员函数：
a. 默认构造函数和带数据域、左子树指针、右子树指针的构造函数；
b. 按照二叉搜索树的要求设计插入函数Insert(int Info)；
c. 用递归的方法设计前序遍历和后续遍历函数，遍历时要输出遍历的每个结点；
d. 设计一个构造函数，当对象结束时，要释放整个二叉搜索树所占的内存空间(提示，通过后序遍历算法找到叶结点，并删除叶结点，不断重复此过程，直到整科树为空)；
2、实现1所要求的代码后，运行设计好的代码，将以下的几组整数序列建成搜索二叉树，并记录下它们的前序遍历序列和后序遍历序列：
a. 1、3、5、7、9；
b. 1、13、35、13、27；
c. 50、25、78、13、44、99、66。
实验报告要求:
1、 按要求记录下二叉搜索树的完整实验代码；
2、 按要求记录下要求的输出结果。


实验六 二叉树(二)
实验目的:
通过实验掌握下列知识:
1、继续熟悉二叉树的存储结构和遍历算法；
2、熟悉二叉搜索树的应用，并做一个小型的课程设计；
内容及步骤:
1、 在前一个实验的基础上，继续增加搜索函数Search(int Info)(如果找到结点，返回指向该结点的指针，如果没有，则返回空指针)和删除函数bool Delete(int Info)，如果找到结点，则删除该结点，并保持二叉搜索树的基本结构，并返回true，否则返回false；
2、利用二叉搜索树实现一个音像商店(小型书店、小型超市、或小型药店)的交易管理系统，要求实现以下功能：
a. 该系统应该有一个字符型的主菜单；
b. 能按字母顺序显示库存商品的名称和数量；
c. 能添加和删除新的商品；
d. 当输入一个商品时，能显示该商品是否在库存中，如存在库存中，则显示其名称和数量，否则显示“未找到”。
e. 如有可能，请建立一个存储商品名称和数量的文本文件，并为二叉搜索树建立一个成员函数SetupInventory()，用于从该文本文件中读取库存商品的数据，
实验报告要求:
1、 按要求记录下二叉搜索树的完整实验代码；
2、 按要求记录下要求的输出结果。

实验六 图(课程设计)
实验目的:
通过实验掌握下列知识:
1、熟悉图的存储结构和遍历算法；
2、熟悉图的应用，并做一个小型的课程设计；
内容及步骤:
1、 设计一个图的类，采用临接表法进行存储，该图每个结点的数据类型类模板的模板参数进行定义(注：需先设计一个结点类Node)；
2、 为该类分别设计一个实现深度优先搜索和广度优先搜索的成员函数，并要输出搜索结果；
注： 1、为了让你设计的图类拥有数据，可以设计一个成员函数，用于构造你自己预先设计好的图；
2、要求的图如下,也可以自己构造图，但是需要注意的是，图不能是退化的单链表：

实验报告要求:
1、 按要求记录下图的类的完整实验代码；
2、 纪录你所使用的图；
3、 按要求记录下要求的输出结果；


实验八 综合实验
内容及步骤:
1、请使用C++编写班级学生学籍管理程序
每个学生的信息包括：姓名、学号和英语、数学、程序设计及体育成绩。从键盘输入数据，建立数据文件student.dat，然后，利用C++编程完成如下处理：
(１)对学生姓名或学号进行查询，显示其信息 。
(２)对所有学生，按班级计算每一科平均成绩。
(３)分别按英语、数学、程序设计及体育成绩排序并输出到文件。
注：要用面向对象的方法来设计程序，每个班是一个类的实例；
2、用链表建立通讯录。通讯录内容有：姓名、通讯地址、电话号码。
(1)通讯录是按姓名项的字母顺序排列的；
(2)能查找通讯录中某人的信息；
(3)能添加和删除通讯录中的指定项。
注：要用面向对象的方法来设计程序，每个通讯录是一个类的实例；
3、从终端读入字符集大小为n（即字符的个数），逐一输入n个字符和相应的n个权值（即字符出现的频度），建立哈夫曼树，进行编码并且输出。
注：可用C或C++编写。
4、用邻接矩阵或邻接图实现一个有向图的存储，并实现单源最短路径算法的实现(这个类的一个成员函数)，并能输出该图的关键路径。
注：1、要用面向对象的方法设计代码；
2、一个图是一个类的实例；
3、类中要指出该图的起点。
实验报告要求:
写出完整的代码。



习题1 绪论------------------------------------------------------------------------------------6
习题2 线性表---------------------------------------------------------------------------------8
习题3 栈和队列------------------------------------------------------------------------------11
习题4 串---------------------------------------------------------------------------------------13
习题5 数组------------------------------------------------------------------------------------15
习题6 树与二叉树---------------------------------------------------------------------------17
习题7 图---------------------------------------------------------------------------------------24
习题8 查找------------------------------------------------------------------------------------31
习题9 排序------------------------------------------------------------------------------------34

第1部分 C++基本知识
各种数据结构以及相应算法的描述总是要选用一种语言工具。在计算机科学发展过程中，早期数据结构教材大都采用PASCAL语言为描述工具，后来出现了采用C语言为描述工具的教材版本、至今又出现了采用C++语言为描述工具的多种教材版本。本教实验指导书是为已经学习过C++语言的学生而编写。编写实验指导书目的为了配合理论教学。程序要求在C++ Builder开发环境之下调试运行，采用面向对象方法进行设计。典型的数据结构被设计成为类（class），典型算法设计成为类的函数成员，然后在主函数中声明创建类对象，根据实际需要调用重要的算法。
由于C++的使用具有一定的难度，为了同学更好的学习数据结构自身的知识内容，减轻描述工具所带来的困难，这里针对数据结构上机实验所必须的C++基本知识（结构体、类等等）做补充介绍。
一、 源程序组成

这部分内容详细参见本指导书的第3部分的程序实例。
二、结构体及运用
数据结构课程所研究的问题均运用到“结构体”和“类”。在C++语言中结构体和函数又是理解和掌握“类”的语法基础。定义结构体的一般格式：
struct 结构体类型名
{ 类型名1 变量名1； //数据子域
类型名2 变量名2；……
类型名n 变量名n；
}
其中struct是保留字。结构体类型名由用户自己命名。在使用时必须声明一个具体的结构体类型的变量，声明创建一个结构体变量的方法是：
结构体类型名 结构体变量名；
一个结构体中可以包含多个数据子域。数据子域的类型名一般指基本数据类型（int char 等），也可是已经定义的另一结构体名。数据子域变量名可以是简单变量，也可以是数组。它们也可以称为结构体的数据成员，它们的访问控制具有‘公有’属性。
1. 通过“结构体变量名.数据子域” 可以访问数据子域。
// 设计Student结构体，在主程序中运用。
#include
#include
#include
struct Student //定义结构体Student
{ long num; // 学号
int x; // 成绩
char name[10]; // 姓名
}
int main( )
{ Student s1; //声明创建一个结构体变量s1
//为s1的数据子域提供数据
s1.num=1001 ;
s1. x=83;
strcpy( s1.name, “ 李 明”)；
//输出结构体变量s1 的内容
cout<< “ 姓名： ”<< s1.name <cout<< “ 学号： ”<< s1.num<cout<< “ 成绩：”<< s1.x <_getch(); return 0;
}
2. 设计一维数组，每个数组元素是Student结构体类型，通过以下语句段可以说明结构体数组的一般用法：通过“结构体数组名[下标].数据子域”访问数据域。
Student a[5]; //声明创建一个结构体数组a
for(int i=0, i<5, i++)
{ cout<<“学号：”; cin>>a[i].num; //输出数组元素a[i]的学号域
cout<<“姓名：”; cin>> a[i].name； //输出数组元素a[i]的姓名域
cout<<“成绩：”; cin>>a[i].x; //输出数组元素a[i]的成绩域
}
以上是关于结构体的基本概念和简单运用。


三、 类的基本概念及运用
类的是面向对象程序的基本单位。类是由数据成员和相关的函数成员组成。从面向对象的角度考虑“学生”这个类，它不仅包括“学生”的一般属性：学号、姓名、成绩等等，还应包括对于这些属性的操作：输入/输出、听课、实验、等等。
类定义的一般格式：
class 类名
{ 若干数据成员；
若干函数成员；
}；
类的数据成员和函数成员均存在访问控制权限问题。访问控制分为三种：公有（public）、私有(private)和受护(protected)。
数据成员的定义和结构体中的数据域定义是相似的。不同的是它们必须明确访问控制。而公有数据成员，可以认为与结构体的数据域的访问权限相同。
成员函数的定义又和一般函数的定义基本相同。不同的是类中成员函数也必须明确访问控制权限。如果在类之中定义成员函数带函数体，并未有什么特殊之处。如果在类之中仅有成员函数的原型声明，当在类定义之外定义函数体时，需要加上类限定标识“类名：：”。下面是“学生”类的定义：
class Students //定义类结构体Students
{ private: //私有成员
long num; // 学号
int x; // 成绩
char name[10]; // 姓名
public: //公有成员
Students();
~Students() { };
void SetDat( long n, int x0, char *na0 )
{ num=n; x=x0; strcpy( name,na0);
}
void PrintOut( ); //输出函数的原型声明
…….;
};
void Students::PrintOut( ) // 输出函数前加Students::
{ cout<< “ 姓名： ”<< name <cout<< “ 学号： ”<< num<cout<< “ 成绩：”<< x < }
在主程序中运用类 Students。
int main( )
{ Students s; //声明创建一个类对象s，调用构造函数
s.PrintOut( ); //输出s的内容
long m; int y; char xname[10];
cout<< “ 输入学号，成绩，姓名：” ;
cin>>m>>y>>xname;
s. SetDat( m, y, xname ) ; //修改对象s数据
s. PrintOut(); //输出改变后s的内容
_getch(); return 0;
}
运行结果：
姓名：O
学号：0
成绩：0
输入学号，成绩，姓名：1001 90 WangMing
姓名：WangMing
学号：1001
成绩：90
这个例题中数据成员全部定义为私有（private），以便保证数据安全性。
而函数成员全部定义为公有（public）成员函数，可以作为类对外部的的接口。 通过s. SetDat( m, y, xname ) ; 直接访公有函数成员SetDat( )， 将实参（主函数的局部变量m, y, xname） 的数据赋给私有数据成员 num，x，name。 通过 s.PrintOut( );直接访公有函数成员PrintOut( )，间接访问输出私有成员num，x，name。
四、 结构体在类中的使用
1．结构体数组做类的数据成员
const int MAXSIZE=100; // 数组的容量
struct ElemType // 数据元素的类型
{ int numb;
char name[20];
long tel;
};
class Sqlist
{ private:
ElemType elem[MAXSIZE]; //结构体ElemType类型的数组elem[ ]做数据成员
int length;
public:
Sqlist( void);
~Sqlist(){ };
//其他函数……
};
2.结构体指针变量做类的数据成员
struct NodeType // 结点的结构定义
{ int data; // 数据域
NodeType *next; // 指针域
};
class Link //类声明
{ private:
NodeType *Head; //指向结构构体NodeType的指针变量Head做数据成员
public:
Link ( ){ Head=new NodeType; // 为头结点申请空间
Head->next=Head; // 头结点Head 形成空环
};
~ Link (){ };
void creat();
void outs();
};



















第2部分 书面练习题
习题1 绪论
1.1 单项选择题
1. 数据结构是一门研究非数值计算的程序设计问题中,数据元素的① 、数据信息在计算机中的② 以及一组相关的运算等的课程。
① A．操作对象　　　Ｂ．计算方法　　Ｃ．逻辑结构　　Ｄ．数据映象
② A．存储结构 Ｂ．关系 Ｃ．运算 Ｄ．算法
2. 数据结构DS(Data Struct)可以被形式地定义为DS=（D，R），其中D是① 的有限集合，R是D上的② 有限集合。
① A．算法 Ｂ．数据元素 Ｃ．数据操作 Ｄ．数据对象
② A．操作 Ｂ．映象 Ｃ．存储 Ｄ．关系
3. 在数据结构中，从逻辑上可以把数据结构分成 。
A．动态结构和静态结构 Ｂ．紧凑结构和非紧凑结构
Ｃ．线性结构和非线性结构 Ｄ．内部结构和外部结构
4. 算法分析的目的是① ，算法分析的两个主要方面是② 。
① A. 找出数据结构的合理性 B. 研究算法中的输入和输出的关系
C. 分析算法的效率以求改进 D. 分析算法的易懂性和文档性
② A. 空间复杂性和时间复杂性 B. 正确性和简明性
C. 可读性和文档性 D. 数据复杂性和程序复杂性
5. 计算机算法指的是① ，它必具备输入、输出和② 等五个特性。
① A. 计算方法 B. 排序方法
C. 解决问题的有限运算序列 D. 调度方法
② A. 可行性、可移植性和可扩充性 B. 可行性、确定性和有穷性
C. 确定性、有穷性和稳定性 D. 易读性、稳定性和安全性

1.2 填空题（将正确的答案填在相应的空中）
1. 数据逻辑结构包括 、 和 三种类型，树形结构和图形结构合称为 。
2. 在线性结构中，第一个结点 前驱结点，其余每个结点有且只有 个前驱结点；最后一个结点 后续结点，其余每个结点有且只有 个后续结点。
3. 在树形结构中，树根结点没有 结点，其余每个结点有且只有 个直接前驱结点，叶子结点没有 结点，其余每个结点的直接后续结点可以 。
4. 在图形结构中，每个结点的前驱结点数和后续结点数可以 。
5. 线性结构中元素之间存在 关系，树形结构中元素之间存在 关系，图形结构中元素之间存在 关系。
6. 算法的五个重要特性是__ __ , __ __ , ___ _ , __ __ , _ ___。
7. 分析下面算法（程序段），给出最大语句频度 ，该算法的时间复杂度是__ __。
for (i=0;i for (j=0;j A[i][j]=0;
8. 分析下面算法（程序段），给出最大语句频度 ，该算法的时间复杂度是__ __。
for (i=0;i for (j=0; jA[i][j]=0;
9. 分析下面算法（程序段），给出最大语句频度 ，该算法的时间复杂度是__ __。
s=0;
for (i=0;i for (j=0;j for (k=0;k s=s+B[i][j][k];
sum=s;
10. 分析下面算法（程序段）给出最大语句频度 ，该算法的时间复杂度是__ __。
i=s=0;
while (s{ i++;
s+=i; //s=s+i
}
11. 分析下面算法（程序段）给出最大语句频度 ，该算法的时间复杂度是__ __。
i=1;
while (i<=n)
i=i*2;
1.3 算法设计题
1. 试写一算法,自大到小依次输出顺序读入的三个数X,Y和Z的值.
2. 试写一算法,求出n个数据中的最大值。写出最大语句频度，该算法的时间复杂度。
习题答案
1.1 1. C , A 2. B,D 3. C 4. C, A 5. C,B
1.2 1. 线性结构、树形结构、图形结构，非线性结构
2. 没有、1、没有、1
3. 前驱、1、后续、任意多个
4. 任意多个
5. 一对一、一对多、多对多
6. 有穷性、确定性、可行性、输入、输出
7. 最大语句频度：n2 ， 时间复杂度：. O (n2)
8. 最大语句频度：n (n+1)/2 ， 时间复杂度：. O (n2)
9. 最大语句频度：n3 ， 时间复杂度：. O (n3)
10. 最大语句频度：n ， 时间复杂度：. O (n )
11. 最大语句频度：log2n， 时间复杂度：. O (log2n )




习题2 线性表
2.1 单项选择题
1. 一个向量（即一批地址连续的存储单元）第一个元素的存储地址是100，每个元素的长度为2，则第5个元素的地址是__ __。
A. 110 B. 108 C. 100 D. 120
2. 线性表的顺序存储结构是一种__ _的存储结构，而链式存储结构是一种__ _的存储结构。
A．随机存取 B．索引存取 C．顺序存取 D．散列存取
3. 线性表的逻辑顺序与存储顺序总是一致的，这种说法__ _。
A. 正确 B. 不正确
4. 线性表若采用链式存储结构时，要求内存中可用存储单元的地址__ _。
A. 必须是连续的 B. 部分地址必须是连续的
C. 一定是不连续的 D. 连续或不连续都可以
5. 在以下的叙述中，正确的是__ _。
A. 线性表的顺序存储结构优于链表存储结构
B. 线性表的顺序存储结构适用于频繁插入/删除数据元素的情况
C. 线性表的链表存储结构适用于频繁插入/删除数据元素的情况
D. 线性表的链表存储结构优于顺序存储结构
6. 每种数据结构都具备三个基本运算：插入、删除和查找，这种说法__ _。
A. 正确 B. 不正确
7. 不带头结点的单链表head为空的判定条件是____。
A. head= =NULL B. head->next= =NULL
C. head->next= =head D. head!=NULL
8. 带头结点的单链表head为空的判定条件是____。
A. head= =NULL B. head->next= =NULL
C. head->next= =head D. head!=NULL
9. 非空的循环单链表head的尾结点（由p所指向）满足____。
A. p->next= =NULL B. p= =NULL
C. p->next= =head D. p= =head
10. 在双向循环链表的p所指结点之后插入s所指结点的操作是____。
A. p->right=s; s->left=p; p->right->left=s; s->right=p->right;
B. p->right=s; p->right->left=s; s->left=p; s->right=p->right;
C. s->left=p; s->right=p->right; p->right=s; p->right->left=s;
D. s->left=p; s->right=p->right; p->right->left=s; p->right=s;
11. 在一个单链表中，已知q所指结点是p所指结点的前驱结点，若在q和p之间插入s结点，则执行____。
A. s->next=p->next; p->next=s; B. p->next=s->next; s->next=p;
B. q->next=s; s->next=p; C. p->next=s; s->next=q;
12. 在一个单链表中，若p所指结点不是最后结点，在p之后插入s所指结点，则执行____。
A. s->next=p; p->next=s; B. s->next=p->next; p->next=s;
C. s->next=p->next; p=s; C. p->next=s; s->next=p;
13. 在一个单链表中，若删除p所指结点的后续结点，则执行____。
A. p->next= p->next->next； B. p= p->next; p->next= p->next->next；
C. p->next= p->next; D. p= p->next->next；
14. 从一个具有n个结点的单链表中查找其值等于x结点时，在查找成功的情况下，需平均比较____个结点。
A. n B. n/2 C. (n-1)/2 D. (n+1)/2
15. 在一个具有n个结点的有序单链表中插入一个新结点并仍然有序的时间复杂度是__ __。
A. O(1) B. O(n) C. O (n2) D. O (nlog2n)
16. 给定有n个元素的向量，建立一个有序单链表的时间复杂度是__ __。
A. O(1)） B. O(n) C. O (n2) D. O (n*log2n)
2.2 填空题（将正确的答案填在相应的空中）
1. 单链表可以做__ __的链接存储表示。
2. 在双链表中，每个结点有两个指针域，一个指向____ __，另一个指向___ __。
3. 在一个单链表中p所指结点之前插入一个s (值为e)所指结点时，可执行如下操作：
q=head;
while (q->next!=p) q=q->next;
s= new Node; s->data=e;
q->next= ; //填空
s->next= ; //填空
4. 在一个单链表中删除p所指结点的后继结点时，应执行以下操作：
q= p->next;
p->next= _ ___; //填空
delete ; //填空
5. 在一个单链表中p所指结点之后插入一个s所指结点时，应执行s->next=__ __和p->next=____的操作。
6. 对于一个具有n个结点的单链表，在已知p所指结点后插入一个新结点的时间复杂度是__ __；在给定值为x的结点后插入一个新结点的时间复杂度是__ __。
2.3 算法设计题:
1.设顺序表va中的数据元数递增有序。试写一算法，将x插入到顺序表的适当位置上，以保持该表的有序性。
2.试写一算法，实现顺序表的就地逆置，即利用原表的存储空间将线性表（a1, a2,…. an）逆置为(an, an-1,…., a1)。
3. 已知线性表中的元素以值递增有序排列，并以单链表作存储结构。试写一算法，删除表中所有大于x且小于y的元素（若表中存在这样的元素）同时释放被删除结点空间。
4. 试写一算法，实现单链表的就地逆置(要求在原链表上进行)。
习题答案
2.1 1. B 2. A, C 3. B 4. D 5. C 6. A 7. A 8. B
9. C 10. D 11.B 12.B 13.A 14.D 15.B 16.C
2.2 1. 线性结表 2. 前驱结点、后继结点
3. s, p 4. q->next, q
5. p->next, s 6. O (1) , O (n)

习题3 栈和队列
3.1 单项选择题
1. 一个栈的入栈序列a，b，c，d，e，则栈的不可能的输出序列是____。
A. edcba B. decba C. dceab D. abcde
2. 若已知一个栈的入栈序列是1，2，3，…，n，其输出序列为p1，p2，p3，…，pn，若p1=n，则pi为____。
A. i B. n=i C. n-i+1 D. 不确定
3. 栈结构通常采用的两种存储结构是____。
A. 顺序存储结构和链式存储结构
B. 散列方式和索引方式
C. 链表存储结构和数组
D. 线性存储结构和非线性存储结构
4. 判定一个顺序栈ST（最多元素为m0）为空的条件是____。
A. top !=0 B. top= =0 C. top !=m0 D. top= =m0-1
5. 判定一个顺序栈ST（最多元素为m0）为栈满的条件是____。
A. top！=0 B. top= =0 C. top！=m0 D. top= =m0-1
6. 栈的特点是____，队列的特点是____。
A. 先进先出 B. 先进后出
7. 向一个栈顶指针为HS的链栈中插入一个s所指结点时，则执行__ __。
(不带空的头结点)
A. HS—＞next=s;
B. s—＞next= HS—＞next; HS—＞next=s;
C. s—＞next= HS; HS=s;
D. s—＞next= HS; HS= HS—＞next;
8. 从一个栈顶指针为HS的链栈中删除一个结点时，用x保存被删结点的值，则执行__ __。(不带空的头结点)
A. x=HS; HS= HS—＞next; B. x=HS—＞data;
C. HS= HS—＞next; x=HS—＞data; D. x=HS—＞data; HS= HS—＞next;
9. 一个队列的数据入列序列是1，2，3，4，则队列的出队时输出序列是____ 。
A. 4，3，2，1 B. 1，2，3，4
C. 1，4，3，2 D. 3，2，4，1
10. 判定一个循环队列QU（最多元素为m0）为空的条件是____。
A. rear - front= =m0 B. rear-front-1= =m0
C. front= = rear D. front= = rear+1
11. 判定一个循环队列QU（最多元素为m0, m0= =Maxsize-1）为满队列的条件是____。
A. ((rear- front)+ Maxsize)% Maxsize = =m0
B. rear-front-1= =m0 C. front= =rear
D. front= = rear+1
12. 循环队列用数组A[0，m-1]存放其元素值，已知其头尾指针分别是front和rear，则当前队列中的元素个数是____。
A. (rear-front+m)%m B. rear-front+1
C. rear-front-1 D. rear-front
13. 栈和队列的共同点是____。
A. 都是先进后出 B. 都是先进先出
C. 只允许在端点处插入和删除元素 D. 没有共同点
3.2 填空题（将正确的答案填在相应的空中）
1. 向量、栈和队列都是____结构，可以在向量的____位置插入和删除元素；对于栈只能在____插入和删除元素；对于队列只能在____插入元素和____删除元素。
2. 向一个长度为n的向量的第i个元素（1≤i≤n+1）之前插入一个元素时，需向后移动____个元素。
3. 向一个长度为n的向量中删除第i个元素（1≤i≤n）时，需向前移动____个元素。
4. 向栈中压入元素的操作是____。
5. 对栈进行退栈时的操作是____。
6. 在一个循环队列中，队首指针指向队首元素的____。
7. 从循环队列中删除一个元素时，其操作是____。
8. 在具有n个单元的循环队列中，队满时共有____个元素。
9. 一个栈的输入序列是12345，则栈的输出序列43512是____。
10. 一个栈的输入序列是12345，则栈的输出序列12345是____。
3.3 算法设计题:
1. 输入一个任意的非负十进制整数,输出与其等值的八进值数。
2. 按照四则运算加、减、乘、除和幂运算（↑）优先关系的惯例，并仿照教科书3.2节例3—1的格式，画出对下列算术表达式求值时操作数栈和运算符栈的变化过程：
A-B*C/D+E↑F
3. 假设以带头结点的循环链表表示队列，并且只设一个指针指向队尾元素结点（注意不设头指针），试编写相应的队列初始化、入队列和出队列的算法。

习题答案
3.1 1. C 2. C 3. A 4. B 5.D 6. BA 7.C 8. B 9. C 10. C
11. A 12. A 13.C
3.2 1. 线性、任何、栈顶、队尾、队首 2. n-i+1 3. n-i
4.先移动栈顶指针，后存入元素 5. 先取出元素，后移动栈顶指针
6.前一个位置 7. 先移动队首元素，后取出元素
8. n-1 9. 不可能的 10. 可能的


习题4 串
4.1 单项选择题
1．以下叙述中正确的是 。
A.串是一种特殊的线性表 B.串的长度必须大于零
C.串中无素只能是字母 D.空串就是空白串
2．空串与空格串是相同的，这种说法____。
A. 正确 B. 不正确
3．串是一中特殊的线性表，其特殊性体现在____。
A. 可以顺序存储 B. 数据元素是一个字符
C. 可以链接存储 D. 数据元素可以是多个字符
4．设有两个串p和q，求q在p中首次出现的位置的运算称作____。
A. 连接 B. 模式匹配
C. 求子串 D. 求串长
5．设串s1=’ABCDEFG’，s2=’PQRST’，函数con (x,y)返回x和y串的连接串，subs(s,i,j)返回串s的从序号i的字符开始的j个字符组成的子串，len(s)返回串s的长度，则con (subs (s1,2,len (s2)), subs (s1,len (s2),2))的结果串是____。
A. BCDEF B. BCDEFG
C. BCPQRST D. BCDEFEF
6．设串的长度为n，则它的子串个数为 。
A.n B.n(n+1) C.n(n+1)/2 D.n(n+1)/2+1
4.2 填空题（将正确的答案填在相应的空中）
1．串的两种最基本的存储方式是____。
2．两个串相等的充分必要条件是____。
3．空串是____，其长度等于____。
4．空格串是____，其长度等于____。
5．设s=’I︺AM︺A︺TEACHER’,其长度是____。
4.3 判断题
1．串是由有限个字符构成的连续序列，串长度为串中字符的个数，子串是主串中
符构成的有限序列。 （）
2．子串定位函数的时间复杂度在最坏情况下为O（n*m），因此子串定位函数没有实际使用的价值。 （）
3．KMP算法的最大特点是指主串的指针不需要回溯。 （）
4．设模式串的长度为m，目标串的长度为n；当n≈m且处理只匹配一次的模式时，朴素的匹配（即子串定位函数）算法所花的时间代价也可能会更为节省。 （）
5．如果一个串中的所有字符均在另一串中出现，则说前者是后者的子串。 （）
4.3 算法设计题
1．编写算法，从串s 中删除所有和串 t相同的子串。
2．编写算法，实现串的基本操作Replace(&S,T,V)。
3．写一个递归算法来实现字符串逆序存储，要求不另设存储空间。
习题答案
4.1 1．A 2．B 3．B 4．B 5．D 6．C
4.2
1．顺序存储方式和链接存储方式
2．两个串的长度相等且对应位置的字符相同
3．零个字符的串、零
4．由一个或多个空格字符组成的串、其包含的空格个数
5．14
4.3 × × √ √ ×
4.4
3. void reverse(char arr[])
{char ch;
int i=1;
do{cin>>ch;
reverse(arr);
arr[i]=ch;
i++;
}while(ch!=’#’&&i}

习题5 数组和广义表
5.1 单项选择题
1. 常对数组进行的两种基本操作是____。
A. 建立与删除 B. 索引和修改
C. 对数据元素的存取和修改 D. 查找与索引
2. 二维数组M的成员是6个字符（每个字符占一个存储单元，即一个字节）组成的串，行下标i的范围从0到8，列下标j的范围从0到9，则存放M 至少需要①_ _个字节；M数组的第8列和第5行共占②____个字节。
① A. 90 B. 180 C. 240 D. 540
② A. 108 B. 114 C. 54 D. 60
3. 二维数组A中，每个元素的长度为3个字节，行下标i从0到7，列下标j从0到9，从首地址SA开始连续存放在存储器内，存放该数组至少需要的字节数是____。
A. 80 B. 100 C.240 D. 270
4. 二维数组A中，每个元素A的长度为3个字节，行下标i从0到7，列下标j从0到9，从首地址SA开始连续存放在存储器内，该数组按行存放时，数组元素A[7][4]的起始地址为____。
A. SA+141 B. SA+144 C. SA+222 D. SA+225
5. 二维数组A中，每个元素A的长度为3个字节，行下标i从0到7，列下标j从0到9，从首地址SA开始连续存放在存储器内，该数组按列存放时，元素A[4][7]的起始地址为____。
A. SA+141 B. SA+180 C. SA+222 D. SA+225
5.2 填空题（将正确的答案填在相应的空中）
1. 已知二维数组A[m][n]采用行序为主方式存储，每个元素占k个存储单元，并且第一个元素的存储地址是LOC(A[0][0])，则A[i][j]的地址是_______。
2. 二维数组A[10][20]采用列序为主方式存储，每个元素占一个存储单元并且A[0][0]的存储地址是200，则A[6][12]的地址是____。
3. 二维数组A[10..20][5..10]采用行序为主方式存储，每个元素占4个存储单元，并且A[10][5]的存储地址是1000，则A[18][9]的地址是____。
4．求下列广义表操作的结果：
(1) GetTail[GetHead[((a,b),(c,d))]];
(2) GetTail[GetHead[GetTail[((a,b),(c,d))]]]
5.利用广义表的GetHead和GetTail操作写出如上题的函数表达式,把原子banana分别从下列广义表中分离出来.
(1) L1=(((apple)),((pear)),(banana),orange);
(2) L2=(apple,(pear,(banana),orange));
5.3 算法设计题:
1. 假设稀疏矩阵A和B均以三元组顺序表作为存储结构。试写出矩阵相加的算法，另设三元组表C存放结果矩阵。
2. 假设系数矩阵A和B均以三元组顺序表作为存储结构。试写出满足以下条件的矩阵相加的算法：假设三元组顺序表A的空间足够大，将矩阵B加到矩阵A上，不增加A，B之外的附加空间，你的算法能否达到O（m+n）的时间复杂度？其中m和n分别为A，B矩阵中非零元的数目。
3．试编写一个以三元组形式输出用十字链表表示的稀疏矩阵中非零元素及其下标的算法。
习题答案
5.1 1. C 2. D,A 3.C 4. C 5. B
5.2 1. LOC (A[0][0])+(n*i+j)*k 2. 200+（6*20+12）= 326
3. 1000+((18-10)*6 +(9-5))*4 = 1208
4．(1). (b) (2). (d)
5. (1) GetHead [GetHead[GetTail[GetTail[L1]]]];
(2) GetHead [GetHead [GetHead[GetTail[L2 ]]]];

习题6 树和二叉树
6.1 单项选择题
1. 由于二叉树中每个结点的度最大为2，所以二叉树是一种特殊的树，这种说法____。
A. 正确 B. 错误
2. 假定在一棵二叉树中，双分支结点数为15，单分支结点数为30个，则叶子结点数为 个。 A．15 B．16 C．17 D．47
3. 按照二叉树的定义，具有3个结点的不同形状的二叉树有____种。
A. 3 B. 4 C. 5 D. 6
4. 按照二叉树的定义，具有3个不同数据结点的不同的二叉树有____种。
A. 5 B. 6 C. 30 D. 32
5. 深度为5的二叉树至多有____个结点。
A. 16 B. 32 C. 31 D. 10
6. 设高度为h的二叉树上只有度为0和度为2的结点，则此类二叉树中所包含的结点数至少为_ ___。
A. 2h B. 2h-1 C. 2h+1 D. h+1
7. 对一个满二叉树，m个树叶，n个结点，深度为h，则____ 。
A. n=h+m B. h+m=2n C. m=h-1 D. n=2 h-1
8. 任何一棵二叉树的叶结点在先序、中序和后序遍历序列中的相对次序____。
A.不发生改变 B.发生改变 C.不能确定 D.以上都不对
9. 如果某二叉树的前根次序遍历结果为stuwv，中序遍历为uwtvs，那么该二叉树的后序为____。 A. uwvts B. vwuts C. wuvts D. wutsv
10. 二叉树的前序遍历序列中，任意一个结点均处在其子女结点的前面，这种说法____。 A. 正确 B. 错误
11. 某二叉树的前序遍历结点访问顺序是abdgcefh，中序遍历的结点访问顺序是dgbaechf，则其后序遍历的结点访问顺序是____。
A. bdgcefha B. gdbecfha C. bdgaechf D. gdbehfca
12. 在一非空二叉树的中序遍历序列中，根结点的右边____。
A. 只有右子树上的所有结点 B. 只有右子树上的部分结点
C. 只有左子树上的部分结点 D. 只有左子树上的所有结点
13. 如图6.1所示二叉树的中序遍历序列是____。
A. abcdgef B. dfebagc C. dbaefcg D. defbagc












图6.1
14. 一棵二叉树如图6.2所示，其中序遍历的序列为__ __。
A. abdgcefh B. dgbaechf C. gdbehfca D. abcdefgh
15．设a,b为一棵二叉树上的两个结点，在中序遍历时，a在b前的条件是 。
A．a在b的右方 B．a在b的左方
C．a是b的祖先 D．a是b的子孙
16. 已知某二叉树的后序遍历序列是dabec，中序遍历序列是debac，它的前序遍历序列是____。 A. acbed B. decab C. deabc D. cedba
17. 实现任意二叉树的后序遍历的非递归算法而不使用栈结构，最佳方案是二叉树采用____存储结构。
A. 二叉链表 B. 广义表存储结构 C. 三叉链表 D. 顺序存储结构
18. 如图6.3所示的4棵二叉树，____不是完全二叉树。








19. 如图6.4所示的4棵二叉树，____是平衡二叉树。










20. 在线索化二叉树中，t所指结点没有左子树的充要条件是____。
A. t—＞left=NULL B. t—＞ltag=1
C. t—＞ltag=1且t—＞left=NULL D. 以上都不对
21. 二叉树按某种顺序线索化后，任一结点均有指向其前驱和后续的线索，这种说法____。 A. 正确 B. 错误
22. 二叉树为二叉排序树的充分必要条件是其任一结点的值均大于其左孩子的值、小于其右孩子的值。这种说法____。 A. 正确 B. 错误
23. 具有五层结点的二叉平衡树至少有____个结点。
A. 10 B. 12 C. 15 D. 17
24. 树的基本遍历策略可分为先根遍历和后根遍历；二叉树的基本遍历策略可分为先序遍历、中序遍历和后序遍历。这里，我们把由树转化得到的二叉树叫做这棵数对应的二叉树。结论____是正确的。
A.树的先根遍历序列与其对应的二叉树的先序遍历序列相同
B.树的后根遍历序列与其对应的二叉树的后序遍历序列相同
C.树的先根遍历序列与其对应的二叉树的中序遍历序列相同
D.以上都不对
25. 树最适合用来表示____。
A. 有序数据元素 B. 无序数据元素
C. 元素之间具有分支层次关系的数据 D. 元素之间无联系的数据
6.2 填空题（将正确的答案填在相应的空中）
1. 有一棵树如图6.5所示，回答下面的问题：
⑴ 这棵树的根结点是____；
⑵ 这棵树的叶子结点是____；
⑶ 结点k3的度是____；
⑷ 这棵树的度是____；
⑸ 这棵树的深度是____；
⑹ 结点k3的子女是____；
⑺ 结点k3的父结点是____；

2. 指出树和二叉树的三个主要差别____、____、____。
3. 从概念上讲，树与二叉树是两种不同的数据结构，将树转化为二叉树的基本目的是___ _。





4. 一棵二叉树的结点数据采用顺序存储结构，存储于数组t中，如图6.6所示，则该二叉树的链接表示形式为__ __。
5. 深度为k的完全二叉树至少有____个结点。至多有____个结点，若按自上而下，从左到右次序给结点编号（从1开始），则编号最小的叶子结点的编号是____。
6. 在一棵二叉树中，度为零的结点的个数为n 0，度为2的结点的个数为 n 2，则有n0=____。
7. 一棵二叉树的第i（i≥1）层最多有____个结点；一棵有n（n>0）个结点的满二叉树共有____个叶子和____个非终端结点。
8. 结点最少的树为____，结点最少的二叉树为____。
9. 现有按中序遍历二叉树的结果为abc，问有____种不同形态的二叉树可以得到这一遍历结果，这些二叉树分别是____。
10. 由如图6.7所示的二叉树，回答以下问题：
⑴ 其中序遍历序列为____；
⑵ 其前序遍历序列为____；
⑶ 其后序遍历序列为____；




6.3 简答题
1. 根据二叉树的定义，具有三个结点的二叉树有5种不同的形态，请将它们分别画出。
2. 假设一棵 二叉树的先序序列为EBADCFHGIKJ和中序序列为ABCDEFGHIJK。
请画出该树。
3. 由如图6.7所示的二叉树，回答以下问题：
（1）画出该二叉树的中序线索二叉树；
（2）画出该二叉树的后序线索二叉树；
（3）画出该二叉树对应的森林。
4. 已知一棵树如图6.8所示，转化为一棵二叉树，表示为____。



5. 以数据集{4，5，6，7，10，12，18}为结点权值，画出构造Huffman树的每一步图示，计算其带权路径长度为。
6. 一棵含有N个结点的k叉树,可能达到的最大深度和最小深度各为多少?
7. 证明:一棵满k叉树上的叶子结点数n 和非叶子结点数n 之间满足以下关系:
n =(k-1)n +1
6.4 算法设计题
1. 编写按层次顺序（同一层自左至右）遍历二叉树的算法。
2．试编写算法，对一棵二叉树,统计叶子的个数。
3．试编写算法，对一棵二叉树根结点不变，将左、右子树进行交换，树中每个结点的左、右子树进行交换。
7. 假设用于通讯的电文仅有八个字母(a,b,c,d,e,f,g,h)组成，字母在电文中出现的频率分别为0.07, 0.19, 0.02, 0.06, 0.32, 0.03, 0.21, 0.10。试为这八个字母设计哈夫曼编码。
使用0-7的二进制表示形式是另一种编码方案。对于上述实例，比较两种方案的优缺点。
8. 试编写算法，对一棵以孩子-兄弟链表表示的树统计叶子的个数。假设一棵 二叉树的先序序列为EBADCFHGIKJ和中序序列为ABCDEFGHIJK。请画出该树。
习题答案
6.1 1. B 2. B 3. C 4. C 5. C 6. A 7. D 8. A 9. C 10. A
11. D 2. A 13. B 14. B 15. B 16. D 17. C 18. C
19. B 20. B 21. B 22. B 23. B 24. A 25. C
6.2
1. ⑴ k1 ⑵ k2,k5,k7,k4 ⑶ 2 ⑷ 3 ⑸ 4 ⑹ k5,k6 ⑺ k1
2. 树的结点个数至少为1(不同教材规定不同)，而二叉树的结点个数可以为0；
树中结点的最大度数没有限制，而二叉树结点的最大度数为2；
树的结点无左、右之分，而二叉树的结点有左、右之分；
3. 树可采用孩子-兄弟链表（二叉链表）做存储结构，目的并利用二叉树的已有算法解决树的有关问题。
4. 如图6.9所示
5. 2 k-1 、 2 k-1 、 2 k-2+1
6. n2+1
7. 2 i-1 2[log2n+1]-1 2[log2n+1] –1
8. 只有一个结点的树；空的二叉树
9. 5；如图6.10所示
10. dgbaechif 、abdgcefhi 、gdbeihfca 、
6.3 1. 5种, 图6.11
2. 二叉树如图6.12所示。





3. 中序线索二叉树如图6.13（左）所示；后序线索二叉树如图6.13（右）所示；
该二叉树转换后的的森林如图6.14所示。












4. 图6.8的树转化为一棵二叉树如下，图6.15：








5. 画出构造Huffman树如图6.16所示，计算其带权路径长度为 。




6. 一棵含有N个结点的k叉树,可能达到的最大深度 h=N-k+1 ，
最小深度各为: logkN+1。

习题7 图
7.1 单项选择题
1．在一个图中，所有顶点的度数之和等于所有边数的____倍。
A. 1/2 B. 1 C. 2 D. 4
2．任何一个无向连通图的最小生成树 。
A.只有一棵 B.有一棵或多棵 C.一定有多棵 D.可能不存在
3．在一个有向图中，所有顶点的入度之和等于所有顶点的出度之和的____倍。
A. 1/2 B. 1 C. 2 D. 4
4．一个有n个顶点的无向图最多有____条边。
A. n B. n(n-1) C. n(n-1)/2 D. 2n
5．具有4个顶点的无向完全图有____条边。
A. 6 B. 12 C. 16 D. 20
6．具有6个顶点的无向图至少应有____条边才能确保是一个连通图。
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
7．在一个具有n个顶点的无向图中，要连通全部顶点至少需要____条边。
A. n B. n+1 C. n-1 D. n/2
8．对于一个具有n个顶点的无向图，若采用邻接矩阵表示，则该矩阵的大小是____。
A. n B. (n-1)2 C. n-1 D. n2
9．对于一个具有n个顶点和e条边的无向图，若采用邻接表表示，则表头向量的大小为_①___；所有邻接表中的接点总数是_②___。
① A. n B. n+1 C. n-1 D. n+e
② A. e/2 B. e C.2e D. n+e
10．已知一个图如图7.1所示，若从顶点a出发按深度搜索法进行遍历，则可能得到
的一种顶点序列为__①__；按宽度搜索法进行遍历，则可能得到的一种顶点序列
为__②__。
① A. a,b,e,c,d,f B. e,c,f,e,b,d C. a,e,b,c,f,d D. a,e,d,f,c,b
② A. a,b,c,e,d,f B. a,b,c,e,f,d C. a,e,b,c,f,d D. a,c,f,d,e,b









11．已知一有向图的邻接表存储结构如图7.2所示。










⑴ 根据有向图的深度优先遍历算法，从顶点v1出发，所得到的顶点序列是____。
A. v1,v2,v3,v5,v4 B. v1,v2,v3,v4,v5
C. v1,v3,v4,v5,v2 D. v1,v4,v3,v5,v2
⑵ 根据有向图的宽度优先遍历算法，从顶点v1出发，所得到的顶点序列是____。
A. v1,v2,v3,v4,v5 B. v1,v3,v2,v4,v5
C. v1,v2,v3,v5,v4 D. v1,v4,v3,v5,v2
12．采用邻接表存储的图的深度优先遍历算法类似于二叉树的____。
A. 先序遍历 B. 中序遍历 C. 后序遍历 D. 按层遍历
13．采用邻接表存储的图的宽度优先遍历算法类似于二叉树的____。
A. 先序遍历 B. 中序遍历 C. 后序遍历 D. 按层遍历
14．判定一个有向图是否存在回路除了可以利用拓扑排序方法外，还可以利用____。
A. 求关键路径的方法 B. 求最短路径的Dijkstra方法
C. 宽度优先遍历算法 D. 深度优先遍历算法
15．关键路径是事件结点网络中 。
A.从源点到汇点的最长路径 B.从源点到汇点的最短路径
C.最长的回路 D.最短的回路
16．下面不正确的说法是 。
（1）在AOE网中，减小一个关键活动上的权值后，整个工期也就相应减小；
（2）AOE网工程工期为关键活动上的权之和；
（3）在关键路径上的活动都是关键活动，而关键活动也必在关键路径上。
A.（1） B.（2） C.（3） D.（1）、（2）
17．用DFS遍历一个无环有向图，并在DFS算法退栈返回时打印出相应的顶点，则输出的顶点序列是 。
A.逆拓朴有序的 B.拓朴有序的 C.无序的
18．在图7.3所示的拓朴排列的结果序列为 。
A.125634 B.516234 C.123456 D.521634


19．一个有n个顶点的无向连通图，它所包含的连通分量个数为 。
A.0 B.1 C.n D.n+1
20．对于一个有向图，若一个顶点的入度为k1,、出度为k2，则对应邻接表中该顶点单链表中的结点数为 。
A.k1 B.k2 C.k1-k2 D.k1+k2
21．对于一个有向图，若一个顶点的入度为k1,、出度为k2，则对应逆邻接表中该顶点单链表中的结点数为 。
A.k1 B.k2 C.k1-k2 D.k1+k2
7.2 填空题（将正确的答案填在相应饿空中）
1．n个顶点的连通图至少____条边。
2．在无权图G的邻接矩阵A中，若(vi,vj)或＜vi,vj＞属于图G的边集合，则对应元素A[i][j]等于____，否则等于____。
3．在无向图G的邻接矩阵A中，若A[i][j]等于1，则A[j][i ]等于____。
4．已知图G的邻接表如图7.4所示，其从顶点v1出发的深度有限搜索序列为____，其从顶点v1出发的宽度优先搜索序列为____。










图7.4 图G的邻接表
5．已知一个有向图的邻接矩阵表示，计算第i个结点的入度的方法是____。
6．已知一个图的邻接矩阵表示，删除所有从第i个结点出发的边的方法是____。
7．如果含n个顶点的图形成一个环，则它有 棵生成树。
8．一个非连通无向图，共有28条边，则该图至少有 个顶点。
9．遍历图的过程实质上是 。BFS遍历图的时间复杂度为 ，DFS遍历图的时间复杂度为 ，两者不同之处在于 ，反映在数据结构上的差别是 。
10．一个图的 表示法是唯一的，而 表示法是不唯一的。
11．有向图中的结点前驱后继关系的特征是 。
12．若无向图G的顶点度数最小值大于等于 时，G至少有一条回路。
13．根据图的存储结构进行某种次序的遍历，得到的顶点序列是 的。
7.3 综合题
1．已知如图7.5所示的有向图，请给出该图的:
（1）每个顶点的入/出度；
（2）邻接距阵；
（3）邻接表；
（4）逆邻接表；
（5）强连通分量。





2．请用克鲁斯卡尔和普里姆两种算法分别为图7.6、图7.7构造最小生成树：
（1）




图7.6
（2）






图7.7
3．试列出图7.8中全部的拓扑排序序列。






图7.8


4．请用图示说明图7.9从顶点a到其余各顶点之间的最短路径。








图7.9


5．已知AOE网有9个结点：V1，V2，V3，V4，V5，V6，V7，V8，V9，其邻接矩阵如下：
(1)请画出该AOE图。
(2)计算完成整个计划需要的时间。
(3)求出该AOE网的关键路径。
∝ 6 4 5 ∝ ∝ ∝ ∝ ∝
∝ ∝ ∝ ∝ 1 ∝ ∝ ∝ ∝
∝ ∝ ∝ ∝ 1 ∝ ∝ ∝ ∝
∝ ∝ ∝ ∝ ∝ 2 ∝ ∝ ∝
∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ 9 7 ∝
∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ 4 ∝
∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ 2
∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ 4
∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝ ∝


习题答案
7.1 1. C 2.B 3.B 4. C 5. A 6. A 7.C
8.D 9. AC 10.DB 11. CB 12. A 13. D 14.D 15.A 16.A 17.A 18.B 19.B 20.B 21.A
7.2 1.n-1 2. 1;0 3. 1
4.v1,v2,v3,v6,v5, v4；v1,v2,v5,v4,v3, v6
5.求矩阵第i列非零元素之和
6. 将矩阵第i行全部置为零
7.n
8.9
9.对每个顶点查找其邻接点的过程；O（e）（e为图中的边数）；O（e）；
遍历图的顺序不同；DFS采用栈存储访问过的结点，BFS采用队列存储访问过
的结点。
10．邻接矩阵 邻接表
11．一个结点可能有若干个前驱，也可能有若干个后继
12．2
13．唯一

7.3 1.








2.
(1)．









（2）







3．
152364
152634
156234
561234
516234
512634
512364
4．









5．(1)该AOE图为：

(2)完成整个计划需要18天。
(3)关键路径为：（V1，V2，V5，V7，V9）和（V1，V2， V5，V8，V9，）

习题8 查找
8.1 单项选择题
1.顺序查找法适合于存储结构为____的线性表。
A. 散列存储 B. 顺序存储或链接存储
C. 压缩存储 D. 索引存储
2.对线性表进行二分查找时，要求线性表必须____。
A. 以顺序方式存储 B. 以链接方式存储
C. 以顺序方式存储，且结点按关键字有序排序
D. 以链接方式存储，且结点按关键字有序排序
3.采用顺序查找方法查找长度为n的线性表时，每个元素的平均查找长度为____.
A. n B. n/2 C. (n+1)/2 D. (n-1)/2
4.采用二分查找方法查找长度为n的线性表时，每个元素的平均查找长度为____。
A．O（n2） B. O(nlog2n) C. O(n) D. O(log2n)
5.二分查找和二叉排序树的时间性能____。
A. 相同 B. 不相同
6.有一个有序表为{1，3，9，12，32，41，45，62，75，77，82，95，100}，当二分查找值82为的结点时，____次比较后查找成功。
A. 1 B. 2 C. 4 D. 8
7.设哈希表长m=14，哈希函数H(key)=key%11。表中已有4个结点：
addr (15)=4; addr (38)=5; addr (61)=6; addr (84)=7
如用二次探测再散列处理冲突，关键字为49的结点的地址是____。
A. 8 B. 3 C. 5 D. 9
8.有一个长度为12的有序表，按二分查找法对该表进行查找，在表内各元素等概率情况下查找成功所需的平均比较次数为____。
A. 35/12 B. 37/12 C. 39/12 D. 43/12
9．对于静态表的顺序查找法，若在表头设置岗哨，则正确的查找方式为 。
A.从第0个元素往后查找该数据元素
B.从第1个元素往后查找该数据元素
C.从第n个元素往开始前查找该数据元素
D.与查找顺序无关
10．解决散列法中出现的冲突问题常采用的方法是 。
A.数字分析法、除余法、平方取中法
B.数字分析法、除余法、线性探测法
C.数字分析法、线性探测法、多重散列法
D.线性探测法、多重散列法、链地址法
11．采用线性探测法解决冲突问题，所产生的一系列后继散列地址 。
A.必须大于等于原散列地址
B.必须小于等于原散列地址
C.可以大于或小于但不能等于原散列地址
D.地址大小没有具体限制
12．对于查找表的查找过程中，若被查找的数据元素不存在，则把该数据元素插入到集合中。这种方式主要适合于 。
A.静态查找表 B.动态查找表
C.静态查找表与动态查找表 D两种表都不适合
13.散列表的平均查找长度 。
A.与处理冲突方法有关而与表的长度无关
B.与处理冲突方法无关而与表的长度有关
C.与处理冲突方法有关而与表的长度有关
D.与处理冲突方法无关而与表的长度无关
8.2 填空题（将正确的答案填在相应的空中）
1.顺序查找法的平均查找长度为____；折半查找法的平均查找长度为____；哈希表查找法采用链接法处理冲突时的平均查找长度为____。
2.在各种查找方法中，平均查找长度与结点个数n无关的查找方法是____。
3.折半查找的存储结构仅限于____，且是____。
4. 假设在有序线性表A[1..20]上进行折半查找，则比较一次查找成功的结点数为____，则比较二次查找成功的结点数为____，则比较三次查找成功的结点数为____，则比较四次查找成功的结点数为____，则比较五次查找成功的结点数为____，平均查找长度为____。
5. 对于长度为n的线性表，若进行顺序查找，则时间复杂度为____；若采用折半法查找，则时间复杂度为____；
6．已知有序表为（12，18，24，35，47，50，62，83，90，115，134），当用折半查找90时，需进行 次查找可确定成功；查找47时，需进行 次查找成功；查找100时，需进行 次查找才能确定不成功。
7．二叉排序树的查找长度不仅与 有关，也与二叉排序树的 有关。
8．一个无序序列可以通过构造一棵 树而变成一个有序树，构造树的过程即为对无序序列进行排序的过程。
9．平衡二叉排序树上任一结点的平衡因子只可能是 、 或 。
10． 法构造的哈希函数肯定不会发生冲突。
11．在散列函数H(key)=key%p中，p应取____。
12．在散列存储中，装填因子 的值越大，则____； 的值越小，则____。
8.3 综合练习题:
1. 画出对长度为10的有序表进行折半查找的判定树，并求其等概率时查找成功的平均查找长度。
2.含九个叶子结点的3阶B-树中至少有多少个非叶子结点？含10个叶子结点的3阶B-树中至多有多少个非叶子结点？
3.试从空树开始，画出按以下次序向2-3树即3阶B-树中插入关键码的建树过程：20,30,50,52,60,68,70.如果此后删除50和68，画出每一步执行后2-3树的状态。
4. 选取哈稀函数H（k）=（3k）MOD 11。用开放定址法处理冲突，di=i（（7k）MOD 10+1）（I=1，2，3，…）.试在0-10的散列地址空间中对关键字序列（22,41,53,46,30,13,01,67）造哈希表，并求等概率情况下查找成功时的平均查找长度。
5. 已知一组关键字{49，38，65，97，76，13，27，44，82，35，50}，画出由此生成的二叉排序树，注意边插入边平衡。
习题答案
8.1 1．B 2．C 3．C 4．D 5．B 6．C 7．D 8．B
9．C 10．D 11．C 12．B 13．C

8.2 1. （n+1）/2 、((n+1)*log2(n+1))/n-1 、1+ （ 为装填因子）
2. 哈希表查找法
3. 顺序存储结构、有序的
4. 1、2、4、8、5、3．7
（依题意，构造一棵有序二叉树，共12个结点，第一层1个结点，第二层2个结点，第三层4个结点，第四层5个结点，则：ASL=（1*1+2*2+3*4+4*5）/12=37/12）
5. O（n）、O(log2n)
6．2、4、3
7．结点个数n、生成过程
8．二叉排序树
9．0、1、-1
10．直接定址
11．素数
12．存取元素时发生冲突的可能性就越大、存取元素时发生冲突的可能性就越小




习题9 排序
9.1 单项选择题
1. 在所有排序方法中，关键字比较的次数与记录的初始排列次序无关的是____。
A. 希尔排序 B. 起泡排序 C. 插入排序 D. 选择排序
2. 设有1000个无序的元素，希望用最快的速度挑选出其中前10个最大的元素，最好选用____排序法。
A. 起泡排序 B. 快速排序 C. 堆排序 D. 基数排序
3. 在待排序的元素序列基本有序的前提下，效率最高的排序方法是____。
A. 插入排序 B. 选择排序
基于AT89S52 单片的频率计
第1 页共27 页 1 概述 频率计的基本原理是用一个频率稳定度高的频率源作为基准时钟，对比测 量其他信号的频率。通常情况下计算每秒内待测信号的脉冲个数，此时我们称 闸门时间为1 秒。闸门时间也可以大于或小于一秒。闸门时间越长，得到的频 率值就越准确，但闸门时间越长则没测一次频率的间隔就越长。闸门时间越 短，测的频率值刷新就越快，但测得的频率精度就受影响本文。数字频率计是 用数字显示被测信号频率的仪器，被测信号可以是正弦波，方波或其它周期性 变化的信号。因此，数字频率计是一种应用很广泛的仪器 电子系统非常广泛的应用领域内，到处可见到处理离散信息的数字电路。 数字电路制造工业的进步，使得系统设计人员能在更小的空间内实现更多的功 能，从而提高系统可靠性和速度。 集成电路的类型很多，从大的方面可以分为模拟电路和数字集成电路2 大 类。数字集成电路广泛用于计算机、控制与测量系统，以及其它电子设备中。 一般说来，数字系统中运行的电信号，其大小往往并不改变，但在实践分布上 却有着严格的要求，这是数字电路的一个特点。 2 系统的总体设计： 2.1 原理设计 本频率计的设计以AT89S52 单片机为核心，利用它内部的定时/计数器完成 待测信号周期/频率的测量。单片机AT89S52 内部具有2 个16 位定时/计数器, 定时/计数器的工作可以由编程来实现定时、计数和产生计数溢出中断要求的功 能。在构成为定时器时,每个机器周期加1 (使用12MHz 时钟时,每1us 加1)，这 样以机器周期为基准可以用来测量时间间隔。在构成为计数器时,在相应的外部 引脚发生从1 到0 的跳变时计数器加1，这样在计数闸门的控制下可以用来测 量待测信号的频率。外部输入每个机器周期被采样一次，这样检测一次从1 到0 的跳变至少需要2 个机器周期(24 个振荡周期) ,所以最大计数速率为时钟频率 的1/24 (使用12MHz 时钟时,最大计数速率为500 KHz) 。定时/计数器的工作由 相应的运行控制位TR 控制,当TR 置1 ,定时/计数器开始计数;当TR 清0 ,停止计 数。设计综合考虑了频率测量精度和测量反应时间的要求。例如当要求频率测 量结果为4 位有效数字,这时如果待测信号的频率为1Hz ，则计数闸门宽度必须 大于1000s。为了兼顾频率测量精度和测量反应时间的要求,把测量工作分为两 种方法。当待测信号的频率大于等于2Hz 时,定时/ 计数器构成为计数器，以机 器周期为基准,由软件产生计数闸门,这时要满足频率测量结果为4 位有效数字, 则计数闸门宽度大于1s 即可。当待测信号的频率小于2Hz 时，定时/ 计数器构 成为定时器,由频率计的予处理电路把待测信号变成方波,方波宽度等于待测信号 的周期。用方波作计数闸门，完全满足测量精度的要求。 频率计的量程自动切换在使用计数方法实现频率测量时，这时外部的待测信 号为定时/ 计数器的计数源，利用定时器实现计数闸门。频率计的工作过程为： 首先定时/计数器T0 的计数寄存器设置一定的值,运行控制位TR0 置1，启动定 时/ 计数器0；利用定时器0 来控制1S 的定时，同时定时/计数器T1 对外部的待 第2 页共27 页 测信号进行计数,定时结束时TR1 清0 ,停止计数；最后从计数寄存器读出测量数 据，在完成数据处理后，由显示电路显示测量结果。在使用定时方法实现频率测 量时,这时外部的待测信号通过频率计的予处理电路变成宽度等于待测信号周期 的方波，该方波同样加至定时/ 计数器1 的输入脚。这时频率计的工作过程为: 首先定时/ 计数器1 的计数寄存器清0 ,然后检测到方波的第二个下降沿是否加 至定时/ 计数器的输入脚；当判定下降沿加至定时/计数器的输入脚，运行控制位 TR0 置1 ,启动定时/计数器T0 对单片机的机器周期的计数，同时检测方波的第 三个下降沿；当判定检测到第三个下降沿时TR0 清0 ，停止计数，然后从计数 寄存器T0 读出测量数据，在完成数据处理后，由显示电路显示测量结果。测量 结果的显示格式采用科学计数法,即有效数字乘以10 为底的幂。这里设计的频 率计用4 位数码管显示测量结果。 定时方法实现频率测量。定时方法测量的是待测信号的周期，这种方法只设 一种量程，测量结果通过浮点数运算模块将信号周期转换成对应的频率值,再将 结果送去显示。这样无论采用何种方式，只要完成一次测量即可,频率计自动开 始下一个测量循环,因此该频率计具有连续测量的功能,同时实现量程的自动转 换。 数字频率计的硬件框图如图2.1 所示。 由此可以看出该频率计主要由八部分组成，分别是： (1)待测信号的放大整形电路 因为数字频率计的测量范围为峰值电压在一定电压范围内的频率发生频率 发生周期性变化的信号，因待测信号的不规则，不能直接送入FPGA 芯片中处 理，所以应该首先对待测信号进行放大、降压、与整形等一系列处理。 (2)分频电路 将处理过的信号4 分频，这样可以将频率计的测量范围扩大4 倍。 (3)逻辑控制 控制是利用计数还是即时检测待测信号的频率。 (4)脉冲计数/定时 根据逻辑控制对待测信号计数或定时。将计数或定时得到的数据直接输入 数据处理部分。 第3 页共27 页 (5)数据处理 根据脉冲计数部分送过来的数据产生一个控制信号，送入脉冲定时部分， 如果用计数就可以得到比较精确的频率，就将这个频率值直接送入显示译码部 分。 (6)显示译码 将测量值转换成七段译码数据，送入显示电路。 (7)显示电路 通过4 个LED 数码管将测得的频率值显示给用户。 (8)系统软件 包括测量初始化模块、显示模块、信号频率测量模块、量程自动转换模 块、信号周期测量模块、定时器中断服务模块、浮点数格式化模块、浮点数算 术运算模块、浮点数到BCD 码转换模块。 由于数据处理、脉冲计数/定时、逻辑控制和显示译码都是在单片机里完成 的，所以我们可以把系统分为以下几个模块：数据处理电路、显示电路、待测信 号产生电路、待测信号整形放大电路，电源电路。 2.2 主要开发工具和平台 2.2.1 原理图和印刷电路板图设计开发工具：PROTEL DXP Protel DXP 是第一套完整的板卡级设计系统，真正实现在单个应用程序中的 集成。设计从一开始的目的就是为了支持整个设计过程，Protel DXP 让你可以 选择最适当的设计途径来按你想要的方式工作。Protel DXP PCB 线路图设计系 图2.1 数字频率计的硬件框图 显示译码 待测信号的放大整形电路 数据处理逻辑控制 脉冲计数/定时 显示电路 待测波输入 分频电路 第4 页共27 页 统完全利用了Windows XP 和Windows 2000 平台的优势，具有改进的稳定性、 增强的图形功能和超强的用户界面。 Protel DXP 是一个单个的应用程序，能够提供从概念到完成板卡设计项目的 所有功能要求，其集成程度在PCB 设计行业中前所未见。Protel DXP 采用一种 新的方法来进行板卡设计，使你能够享受极大的自由，从而能够使你在设计的 不同阶段随意转换，按你正常的设计流量进行工作。 Protel DXP 拥有：分级线路图设计、Spice 3f5 混合电路模拟、完全支持线路 图基础上的FPGA 设计、设计前和设计后的信号线传输效应分析、规则驱动的 板卡设计和编辑、自动布线和完整CAM 输出能力等。 在嵌入式设计部分，增强了JTAG 器件的实时显示功能，增强型基于FPGA 的逻辑分析仪，可以支持32 位或64 位的信号输入。除了现有的多种处理器内核 外，还增强了对更多的32 位微处理器的支持，可以使嵌入式软件设计在软处理 器， FPGA 内部嵌入的硬处理器， 分立处理器之间无缝的迁移。使用了 Wishbone 开放总线连接器允许在FPGA 上实现的逻辑模块可以透明的连接到各 种处理器上。引入了以FPGA 为目标的虚拟仪器，当其与LiveDesign-enabled 硬 件平台NanoBoard 结合时，用户可以快速、交互地实现和调试基于FPGA 的设 计，可以更换各种FPGA 子板,支持更多的FPGA 器件。 2.2.2 单片机程序设计开发工具：KEIL C51 keil c51 是美国Keil Software 公司出品的51 系列兼容单片机C 语言软件开发 系统，和汇编相比，C 在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优 势，因而易学易用。 Keil c51 软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全 Windows 界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体 会到keil c51 生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑， 容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。 Keil C51 可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人 员可用IDE 本身或其它编辑器编辑C 或汇编源文件，然后分别有C51 及A51 编 辑器编译连接生成单片机可执行的二进制文件（.HEX），然后通过单片机的烧 写软件将HEX 文件烧入单片机内。3 2.2.3 单片机仿真软件：PROTEUS Proteus 是目前最好的模拟单片机外围器件的工具。可以仿真51 系列、 AVR，PIC 等常用的MCU 及其外围电路（如LCD，RAM，ROM，键盘，马 达，LED，AD/DA，部分SPI 器件，部分IIC 器件，...） 其实proteus 与 multisim 比较类似，只不过它可以仿真MCU！唯一的缺点，软件仿真精度有 限，而且不可能所有的器件都找得到相应的仿真模型。 使用keil c51 v7.50 + proteus 6.7 可以像使用仿真器一样调试程序，可以完全 仿真单步调试，进入中断等各种调试方案。 Proteus 与其它单片机仿真软件不同的是，它不仅能仿真单片机CPU 的工 作情况，也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。 因此在仿真和程序调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储 器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。 对于这样的仿真实验，从某种意义上讲，是弥补了实验和工程应用间脱节的矛 第5 页共27 页 盾和现象。 3 系统详细设计： 3.1 硬件设计 3.1.1 数据处理电路 ( 1 ) 中央处理模块的功能： 直接采集待测信号，将分两种情况计算待测信号的频率： 如果频率比较高，在一秒内对待测信号就行计数。 如果频率比较低，在待测信号的一个周期内对单片机的工作频率进行计数。 将得到的频率值通过显示译码后直接送入显示电路，显示给用户 ( 2 ) 电路需要解决的问题 单片机最小系统板电路的组建，单片机程序下载接口和外围电路的接口。 单片机最小系统板的组建： ①单片机的起振电路作用与选择： 单片机的起振电路是有晶振和两个小电容组成的。 晶振的作用：它结合单片机内部的电路，产生单片机所必须的时钟频率，单 片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的，晶振的提供的时钟频率越 高，那单片机的运行速度也就越快。MCS-51 一般晶振的选择范围为1～ 24MHz，但是单片机对时间的要求比较高，能够精确的定时一秒，所以也是为了 方便计算我们选择12MHz 的晶振。 晶振两边的电容：晶振的标称值在测试时有一个“负载电容”的条件，在工 作时满足这个条件，振荡频率才与标称值一致。一般来讲，有低负载电容（串 联谐振晶体），高负载电容（并联谐振晶体）之分。在电路上的特征为：晶振 串一只电容跨接在IC 两只脚上的，则为串联谐振型；一只脚接IC，一只脚接地 的，则为并联型。如确实没有原型号，需要代用的可采取串联谐振型电路上的 电容再并一个电容，并联谐振电路上串一只电容的措施。单片机晶振旁的2 个 电容是晶体的匹配电容，只有在外部所接电容为匹配电容的情况下，振荡频率 才能保证在标称频率附近的误差范围内。 最好按照所提供的数据来，如果没有，一般是30pF 左右。太小了不容易起 振。这里我们选择30pF 的瓷片电容。我们选择并联型电路如图3.1 所示。 ②单片机的复位电路： 2 1 Y1 12Mz C2 30pF C1 30pF XTAL1 XTAL2 图3.1 第6 页共27 页 影响单片机系统运行稳定性的因素可大体分为外因和内因两部分: 外因：即射频干扰，它是以空间电磁场的形式传递在机器内部的导体（引线 或零件引脚）感生出相应的干扰，可通过电磁屏蔽和合理的布线/器件布局衰减 该类干扰；电源线或电源内部产生的干扰，它是通过电源线或电源内的部件耦 合或直接传导，可通过电源滤波、隔离等措施来衰减该类干扰。 内因：振荡源的稳定性，主要由起振时间频率稳定度和占空比稳定度决定 起振时间可由电路参数整定稳定度受振荡器类型温度和电压等参数影响复位电 路的可靠性。 复位电路的基本功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定 后，撤销复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信 号，以防电源开关或电源插头分-合过程中引起的抖动而影响复位。 为了方便我们选择RC 复位电路可以实现上述基本功能如图3.2 所示。 但是该电路解决不了电源毛刺（A 点）和电源缓慢下降（电池电压不足）等 问题而且调整RC 常数改变延时会令驱动能力变差。增加Ch 可避免高频谐波 对电路的干扰。 复位电路增加了二极管，在电源电压瞬间下降时使电容迅速放电，一定宽 度的电源毛刺也可令系统可靠复位。 在选择元器件大小时，正脉冲有效宽度 2 个机器周期就可以有效的复位， 一般选择C3 为0.1uF 的独石电容，R1 为1K 的电阻，正脉冲有效宽度为： ln10*R1*C3=230>2，即可以该电路可以产生有效复位。 ( 3 ) 程序下载线接口： AT89S52 自带有isp 功能，ISP 的全名为In System Programming，即在线编 程通俗的讲就是编MCU 从系统目标系统中移出在结合系统中一系列内部的硬 件资源可实的远程编程。 ISP 功能的优点： ①在系统中编程不需要移出微控制器。 ②不需并行编程器仅需用P15，P16 和P17，这三个IO 仅仅是下载程序的时 候使用，并不影响程序的使用。 ③结合上位机软件免费就可实现PC 对其编程硬件电路连接简单如图3.3 所 示。 104 C3 1K R1 S1 VCC D1 1N4007 RESET Ch 0.1uF 图3.2 复位电路 第7 页共27 页 系统复位时，单片机检查状态字节中的内容。如果状态字为0，则转去0000H 地址开始执行程序这是用户程序的正常起始地址。如果状态字不0， 则将引导 向量的值作为程序计数器的高8 位，低8 位固定为00H，若引导向量为FCH， 则程序计数器内容为FC00H 即程序转到FC00H 地址开始执行而ISP 服务程序 就是从，FC00H 处开始的那么也就是进入了ISP 状态了，接下来就可以用PC 机 的ISP 软件对单片机进行编程了。 ( 4 ) 去耦电容 好的高频去耦电容可以去除高到1GHZ 的高频成份。陶瓷片电容或多层陶瓷 电容的高频特性较好。 设计印刷线路板时，每个集成电路的电源，地之间都要加一个去耦电容。 去耦电容有两个作用：一方面是本集成电路的蓄能电容，提供和吸收该集成电 路开门关门瞬间的充放电能；另一方面旁路掉该器件的高频噪声。数字电路中 典型的去耦电容为0.1uf 的去耦电容有5nH 分布电感，它的并行共振频率大约在 7MHz 左右，也就是说对于10MHz 以下的噪声有较好的去耦作用，对40MHz 以 上的噪声几乎不起作用。 1uf，10uf 电容，并行共振频率在20MHz 以上，去除高频率噪声的效果要好 一些。在电源进入印刷板的地方和一个1uf 或10uf 的去高频电容往往是有利 的，即使是用电池供电的系统也需要这种电容。 每10 片左右的集成电路要加一片充放电电容，或称为蓄放电容，电容大小 可选10uf。最好不用电解电容，电解电容是两层溥膜卷起来的，这种卷起来的 结构在高频时表现为电感，最好使用胆电容或聚碳酸酝电容。 去耦电容值的选取并不严格，可按C=1/f 计算；即10MHz 取0.1uf，对微控 制器构成的系统，取0.1~0.01uf 之间都可以。 从电路来说，总是存在驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大， 驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时 候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电 感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情 况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作。这就是耦合。 去藕电容就是起到一个电池的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互 间的耦合干扰。 旁路电容实际也是去藕合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给 高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小，根据谐 振频率一般是0.1u，0.01u 等，而去耦合电容一般比较大，是10u 或者更大，依 据电路中分布参数，以及驱动电流的变化大小来确定。 去耦和旁路都可以看作滤波。正如ppxp 所说，去耦电容相当于电池，避免 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 P6 P17 P16 RESET P15 GND GND VCC 图3.3 程序下载线接口 第8 页共27 页 由于电流的突变而使电压下降，相当于滤纹波。具体容值可以根据电流的大 小、期望的纹波大小、作用时间的大小来计算。去耦电容一般都很大，对更高 频率的噪声，基本无效。旁路电容就是针对高频来的，也就是利用了电容的频 率阻抗特性。电容一般都可以看成一个RLC 串联模型。在某个频率，会发生谐 振，此时电容的阻抗就等于其ESR。如果看电容的频率阻抗曲线图，就会发现 一般都是一个V 形的曲线。具体曲线与电容的介质有关，所以选择旁路电容还 要考虑电容的介质，一个比较保险的方法就是多并几个电容。去耦电容在集成 电路电源和地之间的有两个作用：一方面是本集成电路的蓄能电容，另一方面 旁路掉该器件的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容值是0.1μF。这个电容的 分布电感的典型值是5μH。0.1μF 的去耦电容有5μH 的分布电感，它的并行共振 频率大约在7MHz 左右，也就是说，对于10MHz 以下的噪声有较好的去耦效 果，对40MHz 以上的噪声几乎不起作用。1μF、10μF 的电容，并行共振频率在 20MHz 以上，去除高频噪声的效果要好一些。每10 片左右集成电路要加一片充 放电电容，或1 个蓄能电容，可选10μF 左右。最好不用电解电容，电解电容是 两层薄膜卷起来的，这种卷起来的结构在高频时表现为电感。要使用钽电容或 聚碳酸酯电容。去耦电容的选用并不严格，可按C=1/F，即10MHz 取0.1μF， 100MHz 取0.01μF，电路图如图3.4 所示。 ⑸单片机与外界的接口 显示电路的段选使用P0 口，P0 口是属于TTL 电路，不能靠输出控制P0 口 的高低电平，需要上拉电阻才能实现。 由于单片机不能直接驱动4 个数码管的显示，需要数码管的驱动电路，驱动 电路采用NPN 型的三极管组成，即上拉电阻又有第二个作用，驱动晶体管，晶 体管又分为PNP 和NPN 管两种情况：对于NPN，毫无疑问NPN 管是高电平有 效的，因此上拉电阻的阻值用2K——20K 之间的，具体的大小还要看晶体管的 集电极接的是什么负载，对于数码管负载，由于发管电流很小，因此上拉电阻 的阻值可以用20k 的，但是对于管子的集电极为继电器负载时，由于集电极电 流大，因此上拉电阻的阻值最好不要大于4.7K，有时候甚至用2K 的。对于PNP 管，毫无疑问PNP 管是低电平有效的，因此上拉电阻的阻值用100K 以上的就行 了，且管子的基极必须串接一个1～10K 的电阻，阻值的大小要看管子集电极的 负载是什么，对于数码管负载，由于发光电流很小，因此基极串接的电阻的阻 值可以用20k 的，但是对于管子的集电极为继电器负载时，由于集电极电流 大，因此基极电阻的阻值最好不要大于4.7K。与外界的信号交换接口，电路图 如图3.5。 104 CK11 104 CK12 104 CK13 104 CK14 VCC 图3.4 去耦电容 第9 页共27 页 数码管的段选通过P00～P07 口来控制的。 数码管的位选通过P20～P23 口来控制的。 计算待测信号的频率通过计数器1 来完成的所有待测信号解答计数器的T1 口上，即P3.5。 ⑹单片机的选型： AT89SC52 和AT89SS52 最主要的区别在于下载电压，AT89SC52 单片机下载 电压时最小为12V，而AT89S52 仅在5V 电压下就可以下载程序了，而且AT89S52 支持ISP，即在线编程。为了使用方便，在本系统中我们使用AT89S52 单片机。 ①AT89S52 主要性能 与MCS-51 单片机产品兼容。 8K 字节在系统可编程Flash 存储器。 l 1000 次擦写周期。 全静态操作：0Hz～33Hz。 VCC 1 2 YK1 30pF CK1 30pF CK2 VCC P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P20 P21 P22 P23 P15 P16 P17 123456789 PK1 P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P20 P21 P22 P23 P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07 P1.0/T2 1 P1.1/T2EX 2 P1.2/ECI 3 P1.3/CEX0 4 P1.4/CEX1 5 P1.5/CEX2 6 P1.6/CEX3 7 P1.7/CEX4 8 9 RST 10 P3.0/RxD 11 P3.1/TxD 12 P3.2/INT0 13 P3.3/INT1 14 P3.4/T0 15 P3.5/T1 16 P3.6/WR 17 P3.7/RD 18 XTAL2 19 XTAL1 20 VSS P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 P2.7/A15 28 29 PSEN 30 ALE/PROG 31 EA/VPP P0.7/AD7 32 P0.6/AD6 33 P0.5/AD5 34 P0.4/AD4 35 P0.3/AD3 36 P0.2/AD2 37 P0.1/AD1 38 P0.0/AD0 39 VCC 40 UK1 AT89S52 图3.5 单片机与外界接口 第10 页共27 页 三级加密程序存储器。 32 个可编程I/O 口线。 三个16 位定时器/计数器。 八个中断源。 全双工UART 串行通道。 低功耗空闲和掉电模式。 掉电后中断可唤醒。 看门狗定时器。 双数据指针。 掉电标识符。 ②功能特性描述： AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS8 位微控制器，具有8K 在系统可编 程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦 适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash， 使得AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52 具有以下标准功能： 8k 字节Flash，256 字节RAM， 32 位I/O 口 线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6 向量2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工 作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下， RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬 件复位为止R8 位微控制器8K 字节在系统可编程Flash P0 口：P0 口是一个8 位漏极开路的双向I/O 口。作为输出口，每位能驱动8 个 TTL 逻辑电平。对P0 端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和 数据存储器时，P0 口也被作为低8 位地址/数据复用。在这种模式下，P0 具有内 部上拉电阻。在flash 编程时，P0 口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出 指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。 P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器 能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此 时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的 原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0 和P1.2 分别作定时器/计数器2 的外部计 数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2 的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所 示。在flash 编程和校验时，P1 口接收低8 位地址字节。引脚号第二功能P1.0 T2 （定时器/计数器T2 的外部计数输入），时钟输出P1.1 T2EX（定时器/计数器 T2 的捕捉/ 重载触发信号和方向控制） P1.5 MOSI （ 在系统编程用） P1.6 MISO（在系统编程用）P1.7 SCK（在系统编程用） P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器 能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此 时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的 原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16 位地址读取外部数据 存储器（例如执行MOVX @DPTR）时，P2 口送出高八位地址。在这种应用 第11 页共27 页 中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用8 位地址（如MOVX @RI）访问 外部数据存储器时，P2 口输出P2 锁存器的内容。在flash 编程和校验时，P2 口 也接收高8 位地址字节和一些控制信号。 P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p2 输出缓冲器能驱 动4 个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可 以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原 因，将输出电流（IIL）。P3 口亦作为AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如 下表所示。在flash 编程和校验时，P3 口也接收一些控制信号。 引脚号第二功能P3.0 RXD（串行输入）P3.1 TXD（串行输出）P3.2 INT0(外 部中断0)P3.3 INT0(外部中断0)P3.4 T0（定时器0 外部输入）P3.5 T1（定时器1 外部输入）P3.6 WR(外部数据存储器写选通)P3.7 RD(外部数据存储器写选通)。 RST: 复位输入。晶振工作时，RST 脚持续2 个机器周期高电平将使单片机复 位。看门狗计时完成后，RST 脚输出96 个晶振周期的高电平。特殊寄存器 AUXR(地址8EH)上的DISRTO 位可以使此功能无效。DISRTO 默认状态下，复 位高电平有效。ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储 器时，锁存低8 位地址的输出脉冲。在flash 编程时，此引脚（PROG）也用作 编程输入脉冲。在一般情况下，ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可 用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储 器时，LE 脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址为8EH的SFR 的第0 位置“1”， ALE 操作将无效。这一位置“1”，ALE 仅在执行MOVX 或MOVC 指令时有 效。否则，ALE 将被微弱拉高。这个ALE 使能标志位（地址为8EH 的SFR 的 第0 位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。PSEN:外部程序存储器选 通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。当AT89S52 从外部程序存储器执 行外部代码时，PSEN 在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器 时，PSEN 将不被激活。EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从 0000H 到FFFFH 的外部程序存储器读取指令，EA 必须接GND。为了执行内部 程序指令，EA 应该接VCC。在flash 编程期间，EA 也接收12 伏VPP 电压。 XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2:振荡器反相 放大器的输出端。 ③特殊功能寄存器 特殊功能寄存器(SFR)的地址空间映象如表1 所示。 并不是所有的地址都被定义了。片上没有定义的地址是不能用的。读这些 地址，一般将 得到一个随机数据；写入的数据将会无效。用户不应该给这些未定义的地 址写入数据“1”。由于这些寄存器在将来可能被赋予新的功能，复位后，这些位 都为“0”。 定时器2 寄存器：寄存器T2CON 和T2MOD 包含定时器2 的控制位和状态位 （如表2 和表3 所示），寄存器对RCAP2H 和RCAP2L 是定时器2 的捕捉/自动 重载寄存器。 中断寄存器：各中断允许位在IE 寄存器中，六个中断源的两个优先级也可在IE 中设置。 3.1.2 显示电路 LCD 与LED 的区别。 第12 页共27 页 LED 仅仅是由8 个led 灯组成的数码显示器件，电路简单，操作容易。 LCD 是有点阵组成的显示器件，该器件电路和软件复杂，但是交互性好。 该系统展示给用于的数据为频率值，用LED 数码管显示即可。 LED 数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码 管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1 位、2 位、4 位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共 阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极 (COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极COM 接到+5V，当某一字段 发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平 时，相应字段就不亮。。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形 成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM 接到地线 GND 上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一 字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。 数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示 出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态 式两类。 ① 静态显示驱动 静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个 单片机的I/O 端口进行驱动，或者使用如BCD 码二-十进制译码器译码进行驱 动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O 端口多，如驱动 5 个数码管静态显示则需要5×8＝40 根I/O 端口来驱动，要知道一个89S51 单片 机可用的I/O 端口才32 个呢：），实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动， 增加了硬件电路的复杂性。 ② 动态显示驱动 数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态 驱动是将所有数码管的8 个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为 每个数码管的公共极COM 增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O 线控 制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那 个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM 端电路的控制，所以我们 只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数 码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM 端，就使各个数码管轮 流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为 1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数 码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显 示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量 的I/O 端口，而且功耗更低。由于我们使用的FPGA 芯片的型号为EPF10K10， 有足够的IO 口分别去控制数码管的段选。这里我们采用动态显示方式。 由于FPGA 的IO 口没有足够的驱动能力去驱动数码管，所以需要数码管的 驱动电路，该驱动电路我们选择由三极管组成的电路，该电路简单，软件容易 实现。其中一个数码管的驱动电路图如图3.6 所示。 数码管为共阴极，当CS1=1 时，即三极管Q9 被饱和导通，则数码管的公共 极被间接接地，数码管被选中，数据将在该管上显示，当CS=0 时，三极管Q9 被截至，则数码管的公共极被没有接地，即使CSA，CSB，CSC，CSD，CSE， 第13 页共27 页 CSF，CSG，CSDP 被送入数据也不会有显示。 CSA，CSB，CSC，CSD，CSE，CSF，CSG，CSDP 分别为数码管的位选， 哪一位为“1”，即相应的三极管饱和导通，则相应的数码管段被点亮。“0”为截 止。相应的数码管段灭，这样数码管就有数字显示出来。 我们在该系统使用了4 个数码管，使用动态显示，即通过片选，是每个数码 管都亮一段时间，不断循环扫描，由于人的眼睛有一段时间的视觉暂留，所以 给人的感觉是每个数码管同时亮的，这样4 个数码管就把4 位十进制数据就显示 出来了。 数码管驱动电路：由于单片机芯片没有足够的能力驱动4 个数码管，因此需 要增加数码管驱动电路。 驱动电路我们可以选择由三极管组成的电路，该电路简单，程序容易实现. 3.1.3 待测信号产生电路 可变基准发生器模块的功能为：主要用于仿真外界的周期性变化的信号，用 于电路的测试，对频率的精度没有要求，只要能产生周期性变化的信号即可。 该部分不为频率计的组成部分，再加上为了节省成本我们使用LM555 芯片 组建的多谐振振荡器电路电路如图3.7 所示，电容C,电阻RA 和RB 为外接元 件，其工作原理为接通电源后，5V 电源经RA 和RB 给电容C 充电，由于电容 上电压不能突变，电源刚接通时，555 内部比较器A1 输出高电平，A2 输出低电 平，即RD=1,SD=0,基于RS 触发器置“1”，输出端Q 为高电平，此时，Q=0，使 A 1 2 f 3 g 4 e5 d A 6 8 c 7 DP 9 b10 a DS1 Q1 NPN Q2 NPN Q3 NPN Q4 NPN Q5 NPN Q6 NPN Q7 NPN Q8 NPN Q9 NPN VCC VCC VCC VCC VCC VCC VCC VCC A B C C D D E EF F G G DP DP AB 100 R1 100 R2 100 R3 100 R4 100 R5 100 R6 100 R7 100 R8 100 R9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 P1 CS1 CSA CSA CSB CSB CSC CSC CSD CSD CSE CSE CSF CSF CSG CSG CSDP CSDP 图3.6 显示电路 第14 页共27 页 内部放电管截止。 当电容两端电压Vc 上升到大于5V 的电压的三分之一时，RD=1,SD=1,基本 RS 触发器状态不变，即输出端Q 仍为高电平，当电容两端电压Vc 上升到略大 于2*5V/3 是，RN=0,SD=1,基本RS 触发器置0，输出端Q 为低电平，这时Q=1， 使内部放电管饱和导通。于是电容C 经RB 和内部的放电管放电，电容两端电压 按指数规律减小。当电容两端电压下降到略小于5V 电压的三分之一时，内部比 较器A1 输出高电平，A2 输出低电平，基本RS 触发器置1，输出高电平，这 时，Q=0，内部放电管截止，于是电容结束放电，如此循环不止，输出端就得 到了一系列矩形脉冲。如图3.8 所示。 电路参数的计算： 为了使Q 端输出频率可变，RB 用电位器来取代。 电容选择如果选择105的独石电容，即C=1uF= uF ，RA选1K的电10106 2 TRIG OUT 3 4 RST CVOL5T 6 THR 7 DISC 8 VCC GND1 U1 LM555CJ RA C VCC RB 5V VCC 图3.7 待测信号产生电路 图3.8 LM555 工作时电流变化 第15 页共27 页 阻，RB 选择5K的电位器，由公示f =1.443/RA+RBC计算可得：当RB=0 时，f=1.443KHz, 当RB=5K 时， f=240Hz, 由此可得， 该电路的输出频率范围为： 240~1443(Hz)。 元器件的简介 LM555/LM555C 系列是美国国家半导体公司的时基电路。我国和世界各大 集成电路生产商均有同类产品可供选用，是使用极为广泛的一种通用集成电 路。LM555/LM555C 系列功能强大、使用灵活、适用范围宽，可用来产生时间 延迟和多种脉冲信号，被广泛用于各种电子产品中。 555 时基电路有双极型和CMOS 型两种。LM555/LM555C 系列属于双极 型。优点是输出功率大，驱动电流达200mA。而另一种CMOS 型的优点是功 耗低、电源电压低、输入阻抗高，但输出功率要小得多，输出驱动电流只有几 毫安。 另外还有一种双时基电路LM556，14 脚封装，内部有两个相同的时基电路 单元。 特性简介： 直接替换SE555/NE555。 定时时间从微秒级到小时级。 可工作于无稳态和单稳态两种方式。 可调整占空比。 输出端可接收和提供200mA 电流。 输出电压与TTL 电平兼容。 温度稳定性好于0.005%/℃。 应用范围 精确定时。 脉冲发生 连续定时 频率变换 脉冲宽度调制 脉冲相位调制 电路特点： LM555 时基电路内部由分压器、比较器、触发器、输出管和放电管等组 成，是模拟电路和数字电路的混合体。其中6 脚为阀值端（TH），是上比较 器的输入。2 脚为触发端（ TR ） ， 是下比较器的输入。3 脚为输出端 （OUT），有0 和1 两种状态，它的状态由输入端所加的电平决定。7 脚为 放电端（DIS），是内部放电管的输出，它有悬空和接地两种状态，也是由输 入端的状态决定。4 脚为复位端（R），叫上低电平（ 2/3VCC 是高电平 1， 1/3VCC 是高电平1，7V，由此可以看出 LM7805 将正常工作，输出电压为5V。电路如图3.10 所示。 元器件的选型与电路参数的计算： LM7805 芯片简介： 外形图及引脚排列H 7805 系列为3 端正稳压电路,TO-220 封装，能提供 多种固定的输出电压，应用范围广。内含过流、过热和过载保护电路。带散 热片时，输出电流可达1A。虽然是固定稳压电路，但使用外接元件，可获得 不同的电压和电流。 主要特点： 1 IN 3 OUT 2 GND U1 LM7805 Q1 PNP Q2 PNP Q3 NPN R1 R2 R3 0.33uF C1 0.1uF C2 D1 D2 1N4007 D3 D4 0.1uF C4 10UF C5 1 2 5V 图3.10 第20 页共27 页 输出电流可达2A。 输出电压有：5V。 过热保护。 短路保护。 输出晶体管SOA 保护。 7805 的功能框图如图3.11： 注意： 输入电压，即为纹波电压中的低值点，都必须高于所需输出电压2V 以 上。 当稳压器远离电源滤波器时，要求用C1。 CO 可改善稳定性和瞬态响应。 该模块的不足和对进一步完善提出建议： 该模块的不足： 转换的效率低：线性稳压器的效率直接与其调整管所消耗的功率有 关。调整管的功耗等于电流×(输入电压-输出电压)，由此可见，有些情况下调整 管会产生较大损耗。例如，负载为1A 时，将10V 的电压降至5V 输出，线性稳 压器的功耗为5W。效率将低于50%。该电路将会很耗电。 散热问题：由上可知线性稳压器的功耗将在高于总电路的50%，例如，我 们的电路功率为10W，那么线性稳压器的功率将会高于5W，这5W 的99%将通 过热量散失到外界，如果散热管理不适当将会使整个系统在高温下工作，影响 整个系统的性能之外，也严重的影响着整个系统的寿命。 提出建议： 线性稳压器的低效率迫使寻求新的改进方案，开关电源引起人们的关注。 根据开关电源的工作原理，在不同负载和电压下，一个设计良好的开关电源的 效率可达90%甚至更高。这相比线性稳压器，效率提高了40%。通过直观的比 较，开关电源降压的优势便体现出来了，其他开关电源的拓扑结构同样具有相 近或是更高的效率。开关电源设计不仅仅具有高效率这一主要优势，由于功耗 的降低还带来许多直接的好处。例如，与低效率的竞争产品相比，开关电源的 散热片面积大大减小。降低了对热管理的要求；而且更重要的是，由于器件不 会工作在低效的高温环境中，大大提高了器件的可靠性，进而延长工作寿命。 图3.11 第21 页共27 页 3.2 软件设计 3.2.1 编程语言的选择： 汇编和C 语言 汇编语言(Assembly Language)是面向机器的程序设计语言 在汇编语合中，用助记符(Memoni)代替操作码，用地址符号(Symbol)或标号 (Label)代替地址码。这样用符号代替机器语言的二进制码，就把机器语言变成 了汇编语言。于是汇编语言亦称为符号语言。 使用汇编语言编写的程序，机器不能直接识别，要由一种程序将汇编语言 翻译成机器语言，这种起翻译作用的程序叫汇编程序，汇编程序是系统软件中 语言处理系统软件。汇编程序把汇编语言翻译成机器语言的过程称为汇编。 汇编语言比机器语言易于读写、易于调试和修改，同时也具有机器语言执 行速度快，占内存空间少等优点，但在编写复杂程序时具有明显的局限性，汇 编语言依赖于具体的机型，不能通用，也不能在不同机型之间移植。 C 语言发展如此迅速, 而且成为最受欢迎的语言之一, 主要因为它具有强大 的功能。许多著名的系统软件, 如DBASE Ⅲ PLUS、DBASE Ⅳ 都是由C 语 言编写的。用C 语言加上一些汇编语言子程序, 就更能显示C 语言的优势了, 象PC- DOS 、WORDSTAR 等就是用这种方法编写的。归纳起来C 语言具有 下列特点: ①C 是中级语言 它把高级语言的基本结构和语句与低级语言的实用性结合起来。C 语言可 以象汇编语言一样对位、字节和地址进行操作, 而这三者是计算机最基本的工 作单元。 ② C 是结构式语言 结构式语言的显著特点是代码及数据的分隔化, 即程序的各个部分除了必 要的信息交流外彼此独立。这种结构化方式可使程序层次清晰, 便于使用、维 护以及调试。C 语言是以函数形式提供给用户的, 这些函数可方便的调用, 并具有多种循环、条件语句控制程序流向, 从而使程序完全结构化。 ③C 语言功能齐全 C 语言具有各种各样的数据类型, 并引入了指针概念, 可使程序效率更 高。另外C 语言也具有强大的图形功能, 支持多种显示器和驱动器。而且计算 功能、逻辑判断功能也比较强大, 可以实现决策目的。 ④C 语言适用范围大 C 语言比汇编更容易编写和移植，虽然该程序对时间要求比较严格但是如果 我们使用定时器的话对，这样就既可以解决用延时带来的不精确的问题，也提 高了编写程序的效率。 3.2.2 程序流程图： ⑴主程序 该计数器时通过计数或定时来完成计算待测信号的频率的，所以频率的计算 都是在中断里完成的。主函数的流程图如图3.12 为： 第22 页共27 页 检测一个信号首先在1 秒钟中内对待测频率计数，通过定时器0 来定时1 秒。 通过计数器1 对待测频率计数，通过这种方法检测出待测信号的频率，如果频率 小于2 的话，通过这种方法检测出来的频率精度会很低，所以如果频率低于2Hz， 用计数器1 来检测两个下降沿，在两个下降沿内，运行定时器0，通过这种方法 计算频率比较低的信号。 两种方案的选择由变量flag 控制，对一个未知频率信号，我们先假设该频率 高于2Hz，当用第一种方法检测出来的值小于2Hz，我通过对变量的控制执行第 二种方案。 定时器/计数器0 和定时器/计数器1 的主要作用： 首先当待测信号送入到频率计时，频率计将该信号作为频率大于2Hz 出来， 定时器/计数器0 设为定时模式，定时器/计数器1 设为计数模式。定时器0 的作 用为定时1 秒，在这一秒里，计数器1 对待测信号计数。由此可以测出待测的频 图3.12 主程序流程图 第23 页共27 页 率值，当检测到的频率值小于2Hz 时，频率计自动转换到对低频信号处理模式， 定时器1 的作用将变为自动检测待测频率的下降沿，定时器0 的作用是在相邻的 两个下降沿里计时。由此可以测出频率小于2 的信号。 定时器0 的程序流程图如图3.13。计数器1 的程序流程图如图3.14 所示。 如图3.13 定时器0 中断流程序 图3.14 定时器1 中断流程图 Y N 第24 页共27 页 打开Keil C，单击“工程”菜单中的“目标Target1 属性”，跳出一个设置“目标 Target1 属性”的对话框。打开“输入”页，在产生执行文件的框里，把“E 生成HEX 文件”前的钩打上，重新编译，即工程所在的文件夹里会产生一个HEX 格式的文 件。 用keil C 即可产生的HEX 的二进制文件，既可以在PROTES 中仿真使用， 也可以下载到单片机中运行。 3.3 电路板的制作 3.3.1 元器件的封装 在设计装配方式之前，要求将系统的电路基本定型，同时还要根据整机的 体积以及机壳的尺寸来安排元器件在印刷电路板上的装配方式。 具体做这一步工作时，可以先确定好印刷电路板的尺寸，然后将元器件配 齐，根据元器件种类和体积以及技术要求将其布局在印刷电路板上的适当位 置。可以先从体积较大的器件开始，如电源变压器、磁棒、全桥、集成电路、 三极管、二极管、电容器、电阻器、各种开关、接插件、电感线圈等。待体积 较大的元器件布局好之后，小型及微型的电子元器件就可以根据间隙面积灵活 布配。二极管、电感器、阻容元件的装配方式一般有直立式、俯卧式和混合式 三种。 ①直立式。电阻、电容、二极管等都是竖直安装在印刷电路板上的。这种 方式的特点是：在一定的单位面积内可以容纳较多的电子元件，同时元件的排 列也比较紧凑。缺点是：元件的引线过长，所占高度大，且由于元件的体积尺 寸不一致，其高度不在一个平面上，欠美观，元器件引脚弯曲，且密度较大， 元器件之间容易引脚碰触，可靠性欠佳，且不太适合频率较高的电路采用。 ②俯卧式。二极管、电容、电阻等元件均是俯卧式安装在印刷电路板上 的。这样可以明显地降低元件的排列高度，可实现薄形化，同时元器件的引线 也最短，适合于较高工作频率的电路采用，也是目前采用得最广泛的一种安装 方式。 ③混合式。为了适应各种不同条件的要求或某些位置受面积所限，在一块 印刷电路板上，有的元器件采用直立式安装，也有的元器件则采用俯卧式安 装。这受到电路结构各式以及机壳内空间尺寸的制约，同时也与所用元器件本 身的尺寸和结构形式有关，可以灵活处理。 1、单片机： 单片机使用双列直插式DIP 封装，40 个引脚，每个引脚的距离为100mil。 封装模型如图3.18 所示： 图3.18 单片机PCB 模型 第25 页共27 页 2、数码管的封装： 数码管的封装采用LEDDIP-10，但是因为每个厂家生产出来的段选并不是都 是相同的，但是没必要重新设计数码管的封装，仅仅检查引脚分配即可，在本设 计使用的数码管引脚分配如图3.19 所示。 其他元器件封装： 电阻AXIAL 无极性电容RAD 电解电容RB 电位器VR 二极管DIODE 三极管、场效应管TO 电源稳压块78 系列TO－220 单排多针插座SIP 双列直插元件DIP 晶振XTAL1 3.5 软硬件结合测试 当给电板通电时，LM555 的3 号输出引脚的电压为2.5V 左右。说明输出脉 冲的占空比为50％。通过通过示波器查看波形，和理论的波形一致，通过调节 电位器可以改变输出波形的频率。 图3.19 元器件引脚映射 第26 页共27 页 数码管显示当调节电位器时，数码管的显示也是在理论范围只内的。 第27 页共27 页 致谢 在本论文结束之际，回想本科阶段的学习和生活，感慨甚多，毕业课题和 论文是在导师郑老师的指导下完成的，同时也要感谢自动化教研室的老师，感 谢他们的耐心指导。感谢所有帮助和支持过我的人。 郑老师对论文的进展付出了大量的汗水和心血，并给予了许多具体的实验 指导方案，在论文的最后成稿中提出了许多宝贵的意见，从而使论文的质量得 以提高，从郑老师身上，我学到的不仅是做学问、搞科研的态度、方法和毅 力，而且更多的是做人的准则。借此论文完成之际，向郑老师表示深深的谢 意！ 最后，再一次向关心和帮助我的各位表示我衷心的感谢和深深的敬意！
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