第2章51结构与原理

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1、第 2 章1MCS-51 单片机的片内都集成了哪些功能部件？各个功能部件的最主要的功能是什么？2. 说明 MCS-51 单片机的引脚 的作用, 该引脚接高电平和接低电平时各有何种功能?EA3MCS-51 的时钟振荡周期和机器周期之间有何关系？答：1 个机器周期等于 12 个时钟振荡周期4. 在 MCS-51 单片机中，如果采用 6MHz 晶振，一个机器周期为（ ） 。答：2 微秒5. 程序存储器的空间里，有 5 个单元是特殊的，这 5 个单元对应 MCS-51 单片机 5 个中断源的中断入口地址，请写出这些单元的地址以及对应的中断源。答： 5 种中断源的中断入口地址中断源 入口地址外部中断0

2、( )INT00003H定时器0 (T0) 000BH外部中断1 ( )1I0013H定时器1 (T1) 001BH串行口 0023H6. 内部 RAM 中，位地址为 30H 的位，该位所在字节的字节地址为（ ） 。答：26H 7若 A 中的内容为 63H，那么，P 标志位的值为（ ） 。答：08判断下列说法是否正确：（A）8031 的 CPU 是由 RAM 和 EPROM 所组成。（B）区分片外程序存储器和片外数据存储器的最可靠的方法是看其位于地址范围的低端还是高端。（C）在 MCS-51 中，为使准双向的 I/O 口工作在输入方式，必须保证它被事先预置为1。（D）PC 可以看成是程序存储器

3、的地址指针。答： （A）错（B）错（C）对（D）对9. 8031 单片机复位后， R4 所对应的存储单元的地址为（ ） ，因上电时 PSW=（ ） 。这时当前的工作寄存器区是（ ）组工作寄存器区。答：04H，00H，010. 什么是机器周期？一个机器周期的时序是如何来划分的？如果采用 12MHz 晶振，一个机器周期为多长时间？11判断以下有关 PC 和 DPTR 的结论是否正确？(A) DPTR 是可以访问的，而 PC 不能访问。(B) 它们都是 16 位的寄存器。(C) 它们都具有加“1”的功能。(D) DPTR 可以分为 2 个 8 位的寄存器使用，但 PC 不能。答： （A）对（B）对（

4、C）错（D）对12. 内部 RAM 中，哪些单元可作为工作寄存器区，哪些单元可以进行位寻址？写出它们的字节地址。答：字节地址为 00H1FH 的单元可以作为工作寄存器区；字节地址为 20H2FH 的单元可以进行位寻址；13使用 8031 单片机时，需将 引脚接（ ）电平，因为其片内无（ ）存储器。EA答：低；程序14片内 RAM 低 128 个单元划分为哪三个主要部分？各部分的主要功能是什么？15. 判断下列说法是否正确（A）程序计数器 PC 不能为用户编程时直接使用，因为它没有地址。（B）内部 RAM 的位寻址区，只能供位寻址使用，而不能供字节寻址使用。（C）8031 共有 21 个特殊功能

5、寄存器，它们的位都是可用软件设置的，因此，是可以进行位寻址的。答： （A）对（B）错（C）错16PC 的值是：(A) 当前正在执行指令的前一条指令的地址(B) 当前正在执行指令的地址(C) 当前正在执行指令的下一条指令的地址(D) 控制器中指令寄存器的地址答：（C）17通过堆栈操作实现子程序调用，首先就要把（ ）的内容入栈，以进行断点保护。调用返回时，再进行出栈保护，把保护的断点送回到（ ） 。答：PC；PC18. 写出 P3 口各引脚的第二功能。19MCS-51 单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器 PC 的位数所决定的，因为 MCS-51 的 PC 是 16 位的，因此其寻址的范围为（

6、 ）K 字节。20当 MCS-51 单片机运行出错或程序陷入死循环时，如何来摆脱困境？21. 判断下列说法是否正确？(A) PC 是一个不可寻址的特殊功能寄存器。(B) 单片机的主频越高，其运算速度越快。（C）在MCS-51单片机中，一个机器周期等于1S。（D）特殊功能寄存器SP内装的是栈顶首地址单元的内容。22如果手中仅有一台示波器，可通过观察哪个引脚的状态，来大致判断MCS-51单片机正在工作？第一章 MCS51 单片机的结构与原理1 试比较 MCS-51，MSP430 ，EM78，PIC ，M6800 及 AVP 等系列单片机的特点。解：MCS-51 为主流产品。 MSP430 的功能较

7、强。是一种特低功耗的 Flash 微控制器。主要用于三表及超低功耗场合。EM78 系列单片机采用高速 CMOS 工艺制造，低功耗设计为低功耗产品，价格较低。具有三个中断源、R-OPTION 功能、I/O 唤醒功能、多功能 I/O 口等。具有优越的数据处理性能，采用 RISC 结构设计。PIC 系列 8 位单片机是 Microship 公司的产品。CPU 采用 RISC 结构，运行速度快，价格低适于用量大、档次低、价格敏感的产品。 Motorola 是世界上最大的单片机生产厂家之一，品种全、选择余地大、新产品多。其特点是噪声低，抗干扰能力强，比较适合于工控领域及恶劣的环境。AVR 是增强 RIS

8、C 内载 Flash 的单片机，单片机内部 32 个寄存器全部与 ALU 直接连接，突破瓶颈限制，每 1MHz 可实现 1MIPS 的处理能力，为高速、低功耗产品。端口有较强的负载能力，可以直接驱动 LED。支持 ISP、IAP，I/O 口驱动能力较强。2 MCS-51 系列单片机在片内集成了哪些主要逻辑功能部件？各个逻辑部件的主要功能是什么？解：MCS-51 单片机在片内集成了中央处理器（CPU ） 、程序存储器（ROM） 、数据存储器（RAM） 、定 时 器 /计 数 器 、 并 行 I/O 接 口 、 串 行 I/O 接 口 和 中 断 系 统 等 几 大 单 元 。CPU 是整个单片机

9、的核心部件，由运算器和控制器组成。运算器可以完成算术运算和逻辑运算，其操作顺序在控制器控制下进行。控制器是由程序计数器 PC（Program Counter） 、指令寄存器 IR（Instruction Register） 、指令译码器 ID（Instruction Decoder） 、定时控制逻辑和振荡器 OSC 等电路组成。CPU 根据 PC 中的地址将欲执行指令的指令码从存储器中取出，存放在 IR 中，ID 对 IR 中的指令码进行译码，定时控制逻辑在 OSC 配合下对 ID 译码后的信号进行分时，以产生执行本条指令所需的全部信号。程序存储器（ROM）用于存储程序、常数、表格等。数据存储

10、器（RAM）用于存储数据。8051 内部有两个 16 位可编程序的定时器/计数器 T0 和 T1，均为二进制加 1 计数器。可用于定时和对外部输入脉冲的计数。8051 的中断系统主要由中断允许控制器 IE 和中断优先级控制器 IP 等电路组成。可实现对 5 个中断源的管理。8051 的中断系统主要由中断允许控制器 IE 和中断优先级控制器IP 等电路组成。其中，IE 用于控制 5 个中断源中哪些中断请求被允许向 CPU 提出，哪些中断源的中断请求被禁止；IP 用于控制 5 个中断源的中断请求的优先权级别。I/O 接口是 MCS-51 单片机对外部实现控制和信息交换的必经之路，用于信息传送过程中

11、的速度匹配和增加它的负载能力。可分为串行和并行 I/O 接口。3 MCS-51 系列单片机的引脚中有多少根 I/O 线？它们与单片机对外的地址总线和数据总线之间有什么关系？其地址总线和数据总线各有多少位？对外可寻址的地址空间有多大？解：80C51 单片机有 4 个 I/O 端口，每个端口都是 8 位双向口，共占 32 根引脚。每个端口都包括一个锁存器（即专用寄存器 P0P3） 、一个输入驱动器和输入缓冲器。通常把 4 个端口称为 P0P3 。在无片外扩展的存储器的系统中，这 4 个端口的每一位都可以作为双向通用 I/O 端口使用。在具有片外扩展存储器的系统中， P2 口作为高 8 位地址线，P

12、0 口分时作为低 8 位地址线和双向数据总线。4 8051 单片机的控制总线信号有哪些？各有何作用？解：控制线一共有 6 条：（1）ALE/ ：地址锁存允许/编程线，配合 P0 口引脚的第二功能使用。在访问片外存PROG储器时，8051在 P0.7P0.0 引脚上输出片外存储器低位地址的同时在 ALE/上输出一个高电位脉冲，用于把这个片外存储器低位地址锁存到外部专用地址锁存器，以便空出 P0.7P0.0 引脚线去传送随后而来的片外存储器读写数据。在不访问片外存储器时，8051 自动在 ALE/ 上输出频率为 fosc/6 的脉冲序列。该脉冲序列可用作外P部时钟源或作为定时脉冲源使用。（2） /

13、Vpp：允许访问片外存储器编程电源线，可以控制 8051 使用片内还是EA使用片外。若 ，则允许使用片内；若 则允许使用片外EA。（3） ：片外选通线，在执行访问片外的指令时，8051 自动在PSN上产生一个负脉冲，用于为片外芯片的选通。其他情况下 线均为高电PSN平封锁状态。（4）RST/V PD：复位备用电源线，可以使处于复位工作状态。5 什么是指令？什么是程序？简述程序在计算机中的执行过程。解：指令：人为输入计算机，由计算机识别并执行一步步操作的命令的形式称为指令。程序：一系列指令的有序集合称为程序。程序在计算机中是按序执行的，CPU 通过程序计数器 PC 控制程序的执行顺序，一般情况下

14、程序是按序执行的，当执行转移、调用、返回等指令时，程序转移到相应的目的地址处执行。CPU 根据程序计数器 PC 中的地址将欲执行指令的指令码从存储器中取出，存放在IR 中，ID 对 IR 中的指令码进行译码，定时控制逻辑在 OSC 配合下对 ID 译码后的信号进行分时，产生执行本条指令所需的全部信号，完成本条指令的执行。6 8051 单片机的存储器组织采用何种结构？存储器地址空间如何划分？各地址空间的地址范围和容量如何？使用上有何特点？解：（1）在结构上的特点采用将程序存储器和数据存储器截然分开，分别寻址的结构，称为 Harvard结构。（2）在物理和逻辑上的地址空间存储器上设有个存储器空间：

15、片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器、片外数据存储器。在逻辑上有个存储器地址空间：片内、片外统一的程序存储器地址空间，片内数据存储器地址空间，片外的数据存储器地址空间。（3）访问格式访问片内采用格式访问片外采用格式7 何为堆栈指针？堆栈操作有何规定？解：堆栈是一个特殊的存储区。主要功能是暂时存放数据和地址，通常用来保护断点和现场。它的特点是按照“先进后出”的存取数据。堆栈指针 SP 是一个 8 位寄存器，是用于指示堆栈的栈顶地址的寄存器，它决定了堆栈在内部 RAM 中的物理位置。8 8051 单片机有多少个特殊功能寄存器？这些特殊功能寄存器能够完成什么功能？特殊功能寄存器中的哪些寄存器可以进行位寻址？解：有 21 个特殊功能寄存器（PC 除外） ，它们被离散地分布在内部 RAM 的80HFFH 地址单元中，共占据了 128 个存储单元，其中有 83 位可以位寻址。特殊功能寄存器 SFR 的分布和功能见教材 P18 表 1.2.2。9 MCS-51 单片机的 I/O 口有什么特点？解：单片机的个口在结构上是基本相同的，但又各具特点。这四个端口都是位双向口，每个端口都包括一个锁存器、一个输出驱动器和输入缓冲器。在无片外扩展存储器的系统中，这四个端口的每一位都可以作为双向通用端口使用。在作为一般的通用输入时，都必须先向锁存