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1、1,第2章 MCS51的基本结构,2.1 MCS-51单片机内部包含那些主要逻辑功能部件？各个功能部件的最主要的功能是什么？2.2 MCS-51的EA端有何用途？2.3 MCS-51单片机外部总线结构是怎样的？2.4 MCS-51单片机存储器的组织结构是怎样的？2.5 MCS-51系列单片机的存储器可划分为几个空间？各自的地址范围和容量是多少？在使用上有什么不同？2.6 8051如何确定和改变当前工作寄存器组？2.7 MCS-51单片机的程序存储器中0000H、0003H、000BH、0013H、001BH和0023H这几个地址具有什么特殊的功能？2.8 8051单片机有哪几个特殊功能寄存器？
2、可位寻址的SFR有几个？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 （SP）=30H 指什么？2.11 MCS-51系列单片机的P0、P1、P2和P3口各有什么特点？2.12 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。2.13 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？2.14 MCS-51的时钟振荡周期、机器周期和指令周期之间有何关系？,2,2.1 MCS-51单片机内部包含那些主要逻辑功能部件？各个功能部件的最主要的功能是什么？答案：MCS-51单片机内部
3、主要包括以下几个部分：1一个8位微处理器CPU MCS-51单片机中有一个8位的CPU，包括运算器和控制器两个部分，并且增加了面向控制的处理功能，不仅可以处理字节数据还可以进行位变量的处理，如位处理、查表、状态检测、中断处理等。2数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR 片内具有128Bytes（52系列为256Bytes）的数据存储器，片外最多可以扩展64KB。数据存储器用来存储单片机运行期间的工作变量、运算的中间结果、数据暂存和缓冲、标志位等。3内部程序存储器ROM 内部具有4KB（51系列）/8KB（52系列）的程序存储器（FLASH），用来存储用户程序。如果片内程序存储器容量不够可以外部
4、扩展程序存储器，最多可以扩展64KB。4两个定时/计数器 MCS-51单片机内部具有2个16位的定时器/计数器。在使用中，这两个定时器/计数器既可以进行精确的计时，又可以对外部事件进行计数，是最常用和最基本的部件。5四个8位可编程的I/O（输入/输出）并行端口 四个8位的并行端口，其中P0为双向口，P1P3为准双向口。,3,6一个串行通信端口 一个全双工的串行口，具有四种工作方式。可以用来进行串行异步通信，与PC机或者多个单片机主从通信或者构成多机系统实现更强大的功能。7中断控制系统 MCS-51单片机具有5个固定的可屏蔽中断源，3个在片内，2个在片外，它们在程序存储器中有各自固定的中断入口地
5、址，由此进入中断服务程序。5个中断源有两个中断优先级，可形成中断嵌套。8内部时钟电路 单片机的时钟信号用来提供单片机片内各种微操作的时间基准。2.2 MCS-51的EA端有何用途？答案：EA 访问外部程序存储器控制信号。对8051和8751，它们片内有4KB的程序存储器，当EA 为高电平时，分两种情况。若访问的地址空间在0-4K范围内，CPU访问片内程序存储器。访问的地址超出4K时，CPU将自动执行外部程序存储器，即访问外部ROM。当EA接低电平时，CPU只访问外部EPROM/ROM，而不管是否有片内程序存储器。对8031，EA必须接地。,4,2.3 MCS-51单片机外部总线结构是怎样的？答
6、案：1地址总线（AB）： 地址总线宽度为16位，由P0口经地址锁存器提供低8位地址（A0-A7）；P2口直接提供高8位地址（A8A15）。地址信号是由CPU发出的，故地址总线是单方向的。2数据总线（DB）： 数据总线宽度为8位，用于传送数据和指令，由P0口提供。3控制总线（CB）： 控制总线随时掌握各种部件的状态，并根据需要向有关部件发出命令。其中地址总线和数据总线，以及控制总线和IO都有部分功能上的重叠，也就是有些口线既是地址总线也是数据总线，而有些控制总线也是IO。2.4 MCS-51单片机存储器的组织结构是怎样的？答案：MCS51单片机的存储器采用的是哈佛（Harvard）结构，即程序存
7、储器和数据存储器分开编址，在空间上是各自独立的，两种存储器有自己的寻址方式和寻址空间。,5,2.5 MCS-51系列单片机的存储器可划分为几个空间？各自的地址范围和容量是多少？在使用上有什么不同？答案：MCS51的存储器空间可以划分为以下4种，分别是：程序存储器；内部数据存储器；内部特殊功能寄存器；外部数据存储器； 对89S51来说，程序存储器分为片内程序存储器和片外程序存储器，片内程序存储器地址范围为0000H-0FFFH,4KB；片外程序存储器地址范围0000HFFFFH，64KB。内部程序存储器与外部程序存储器统一编址，当EA为高电平时，从内部程序存储器开始读取程序，达到4KB后跳到片外
8、程序存储器的1000H开始读取程序；当EA为低电平时，直接从片外程序存储器的0000H开始处读取程序。 内部数据存储器地址范围为00H7FH，128B，在程序中做通用存储器使用。 内部特殊功能寄存器地址范围80HFFH，128B，专用于控制、管理片内算术逻辑部件、并行I/O口、串行I/O口、定时器/计数器、中断系统等功能模块的工作。 外部数据存储器地址范围0000HFFFFH，64KB，又称为外部数据RAM，当单片机内部128个字节的数据RAM不能满足系统工作的需要时，可以通过它的外部总线扩展外部数据存储器。,6,2.6 8051如何确定和改变当前工作寄存器组？答案：状态寄存器PSW中RS1,
9、RS0两位进行寄存器组选择， 0 0 组0（00H-07H） 0 1 组1（08H-0FH） 1 0 组2（10H-17H） 1 1 组3（18H-1FH） 2.7 MCS-51单片机的程序存储器中0000H、0003H、000BH、0013H、001BH和0023H这几个地址具有什么特殊的功能？答案：0000H：单片机复位后，PC0000H，程序从0000H开始执行 指令，故系统必须从0000H单元开始取指令，执行程序。 0003H：外部中断0入口地址。 000BH：定时器0中断入口地址。 0013H：外部中断1入口地址。 001BH：定时器1中断入口地址。 0023H：串行口中断入口地址。
10、 在系统中断响应之后，将自动转到各中断入口地址处执行程序。,7,2.8 8051单片机有哪几个特殊功能寄存器？可位寻址的SFR有几个？答案：8051有21个特殊功能寄存器 ，包括：A累加器，B寄存器， PSW程序状态字， SP堆栈指针 ，DPTR数据指针寄存器 ，PC程序计数器（16位） ，P0P3I/O端口 ，IP中断优先级控制寄存器，IE中断允许控制寄存器，TMOD定时器/计数器方式控制寄存器，TCON定时器/计数器控制寄存器，TH0，TL0定时器/计数器0，TH1，TH1定时器/计数器1，SCON串行端口控制寄存器，SBUF串行数据缓冲器，PCON电源控制寄存器。 可位寻址的SFR有11
11、个。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？答案：PSW程序状态字。主要起着标志寄存器的作用。常用标志位及其作用如下：Cy进（借）位标志，其主要作用是保存算术运算的进或借位并在进行位操作时做累加器。 在执行某些算术和逻辑指令时，可以被硬件或软件置位或清零。在算术运算中它可作为进位标志，在位运算中，它作累加器使用，在位传送、位与和位或等位操作中，都要使用进位标志位。,8,AC辅助进位标志，当进行以A为目的的运算时，运算结果从D3位产生进位或借位时AC=1，另外可用于BCD码调整。 进行加法或减法操作时，当发生低四位向高四位进位或借位时，AC由硬件置位，否则AC位被
12、置0。在进行十进制调整指令时，将借助AC状态进行判断。 F0用户标志，是用户可以使用的位变量，可以随PSW被保存。 该位为用户定义的状态标记，用户根据需要用软件对其置位或清零，也可以用软件测试F0来控制程序的跳转。RS1,RS0寄存器组选择， OV溢出标志位，在有符号数运算结果超出允许范围OV=1,否则OV=0。P奇偶标志位，主要作用是在每个机器周期根据累加器A中的内容的奇偶性由硬件置/复位，当A中1的个数为奇P=1，否则为P=0。2.10 （SP）=30H 指什么？答案：指的是将堆栈基地址指向30H。,9,2.11 MCS-51系列单片机的P0、P1、P2和P3口各有什么特点？答案：P0口是
13、一个三态双向口，可作为地址/数据分时复用口；也可作为通用I/O接口。 P1口为准双向口 ，输出驱动部分由场效应管T与内部上拉电阻组成。当其某位输出高电平时，可以提供拉电流负载，不必像P0口那样需要外接上拉电阻。P1口是具有输出锁存的静态口。P1口在作为引脚读入前，必须先对相应端口写入1 。 P2端口除了可以作为准双向通用IO外；还用作输出地址总线的高8位，所以P2端口在功能上兼有P0端口和P1端口的特点。P2端口是动态的IO端口，输出数据虽然被锁存，但不是稳定地出现在端口线上。 P3口为双功能口，当P3口作为通用I/O口使用时，它为静态准双向口，且每位都可定义为输入或输出口，其工作原理同P1口
14、类似；当处于第二功能时，锁存器输出1，通过第二输出功能线输出特定的第二功能信号，在输入方面，既可以通过缓冲器读入引脚信号，也可以通过第二输入功能读入片内的特定第二功能信号。,10,2.12 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。答案：ALE是地址锁存使能信号，是机器周期的二倍。当不使用单字节双周期的指令，如MOVX类指令时，可以作为外部设备的定时信号。2.13 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？答案：可以有上电复位、手动复位和专用芯片复位三种方式。 复位操作使单片机进入初始化状态，PC
15、初始化为0000H，使MCS51单片机从0000H开始执行程序 。 (PSW)=00H，由于RS1(PSW.4)=0，RS0(PSW.3)=0，复位后单片机选择工作寄存器0组。 (SP)=07H，复位后堆栈在片内RAM的08H单元处建立。 TH1、TL1、TH0、TL0的内容为00H，定时器/计数器的初值为0。 (TMOD)=00H，复位后定时器/计数器T0、T1为定时器方式0，非门控方式。,11,(TCON)=00H，复位后定时器/计数器T0、T1停止工作，外部中断0、1为电平触发方式。 (T2CON)=00H，复位后定时器/计数器T2停止工作。 (SCON)=00H，复位后串行口工作在移位
16、寄存器方式，且禁止串行口接收。 (IE)=00H，复位后屏蔽所有中断。 (IP)=00H，复位后所有中断源都设置为低优先级。 P0P3口锁存器都是全1状态，说明复位后4个并行接口设置为输入口。 复位不影响内部RAM的状态（包括通用寄存器Rn） 。2.14 MCS-51的时钟振荡周期、机器周期和指令周期之间有何关系？答案：时钟周期是单片机的基本时间单位。若晶振的振荡频率为12MHz，则时钟周期为1/12MHz=0.0833us。CPU完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期（MC）。 MCS51单片机每12个振荡周期为一个机器周期。晶振频率为12MHz时，机器周期为12/12MHz=1us。指令周期是执行一条指令所需的时间，可以包括1，2，4个机器周期。,
