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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？可位
2、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？,2.1 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单片机内部主要包括以
3、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扩展程序存
4、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。,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址，由此进入中
5、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。,2.3 MCS-51单片机外部总线结构是怎样的？答案：1地址总线（A
6、B）：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，即程序存储器和数据存储器分开编址
7、，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。,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后跳到片外程序存储器的1000H开始读取
8、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。,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,RS0两位进行寄存器组选择，0 0 组0
9、（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。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。,2
10、.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：
11、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。,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
12、，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。,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
13、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
14、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。,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
15、(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。,(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
16、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。,第3章 MCS-51单片机指令系统与汇编语言程序设计,1.什么是寻址方式？MCS-51单片
17、机有哪几种寻址方式？答案：寻址方式就是寻找地址的方式。包括指令的寻址方式和操作数的寻址方式。指令的一个重要的组成部分是操作数，指令给出参与运算的数据的方式称为操作数的寻址方式。MCS-51系列单片机共有7种操作数的寻址方式：立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、变址寻址、相对寻址和位寻址。2.什么是指令系统？MCS-51单片机共有多少种指令？答案：CPU所能执行的各种指令的集合称为指令系统。MCS-51系列单片机的指令系统是一种简明易掌握、效率较高的指令系统。在MCS-51系列单片机的指令系统中共使用了7种寻址方式、42种助记符，这些助记符与寻址方式组合起来，共形成111条指令，完成
18、数据传送、算术运算、逻辑运算、控制转移以及位操作等方面的工作。,3.汇编语言的语句格式是什么？使用标号有什么限制？注释段起什么作用？答案：MCS-51汇编语言的语句格式应符合下列结构：【标号：】操作码【操作数】【；注释】标号位于语句的开始，由以字母开头的字母和数字组成，它代表该语句的地址。标号与操作码之间要用“：”隔开，标号与“：”之间不能有空格，“：”与操作码之间可以有空格。注释在语句的最后，以“；”开始，是说明性的文字，与语句的具体功能无关。4.MCS-51汇编语言有哪几条常用伪指令？各起什么作用？答案：ORG：汇编程序起始地址，用来说明其后程序段在存储器中存放的起始地址；EQU：赋值指令
19、，用来给变量标号赋予一个确定的数值；DB：定义数据字节，指令按字节数的形式把数据存放在存储单元中；DW：定义数据字，按字（双字节）的形式把数据存放在存储单元中；DS：定义存储区，从指定的地址单元开始，保留一定数量的存储单元；BIT：位定义，其功能是把位地址赋给字符名称；END：汇编结束，表明汇编语言程序结束。,5.汇编语言程序设计分哪几步？各步骤的任务是什么？答案：分析问题，抽象出描述问题的数学模型；确定解决问题的算法或解题思想；绘制流程图和结构图；分配存储空间和工作单元；编制程序；程序静态检查，上机调试；编写相关说明。6.将累加器A中的压缩BCD码分为两个字节，形成非压缩BCD码，放入20H
20、和21H单元中，写出源程序。解：由题意，可将累加器A中的低4位保留，高4位清零放入20H；高4位保留，低4位清零，半字节交换后存入21H单元中。程序如下。MOV R0，A ANL A，#0FH MOV 20H，A MOV A，R0 ANL A，#0F0H SWAP A MOV 21H，A,7.已知内部RAM的20H和21H单元中各有一个无符号8位二进制数，试编程比较它们的大小，并把大数送到30H单元。解：MOV A，20H CJNE A，21H，LOOPLOOP：JNC LOOP1 MOV A，21HLOOP1：MOV 30H，A RET,8.编制一段程序，要求在端口线P1.0和P1.1上分别
21、产生周期为200us和400us的方波。设单片机的晶振频率为12MHz。解：ORG 0000H AJMP START ORG 000BH AJMP IT0 ORG 001BH AJMP IT1 ORG 0100H START：MOV TMOD，#03H;定时器0工作在方式3 MOV TL0，#9CH MOV TH0，#38H MOV TCON，#50H；TR0、TR1=1 MOV IE，#8AH；全局中断和定时器0、定时器1中断允许 SJMP$ORG 0130H IT0：MOV TL0，#9CH CPL P1.0 RETI IT1：MOV TH0，#38H CPL P1.1 RETI END,
22、9.试编写一段程序，将外部数据RAM中从地址2000H开始的100个补码数逐一取出，若为正数则放回原单元，若为负数则求反后放回原单元。解：START：MOV DPTR，#2000H MOV R0，#64HLOOP：MOVX A，DPTR MOV 20H，A JNB ACC.7，NEXT MOV A，20H CPL A MOVX DPTR，ANEXT：INC DPTR DJNZ R0，LOOP SJMP$,10.试编写一段延时程序，延时时长为1s。设单片机的晶振频率为12MHZ。MAIN:MOV R3,#64H MOV R4,#OAHDELAY:MOV R2,#OFAHLOOP:NOP NOP
23、DJNZ,R2,LOOP DJNZ,R3,DELAY DJNZ,R4,DELAY RET,一、填空题 1.锁存，三态缓冲 2.三态控制 3.统一编址方式 4.无条件传送，查询，中断 5.中断方式 6.PC，PC，程序存储器 7.TF1，查询的状态 8.8192*4=32768s 9.1-8192 10.起始，数据，奇偶校检，停止 11.单工，全工，半双工 12.同步移位，并行输出，并行输入 13.一样 14.2，自动重新加载 二、简答题1.答：有5个中断源：2个外部中断源、2个定时器中断源和一个串行口中断源，具有两个中断优先级，可实现两级中断服务程序嵌套。2.答：常用的I/O编址方式有两种：独
24、立编址方式和统一编址方式。独立编址方式中，I/O和存储器分开编址，有各自独立的地址空间，采用不同的控制总线，使用不同的指令分别寻址。,第4章 输入/输出、中断、定时与串行通信,3.答：GATE=0，用TR1的状态控制T1的工作：TR1=1，开关模拟闭合，允许T1计数；TR1=0，模拟开关打开，停止T1计数。当GATE=1，TR1=1时，T1能否计数由INT1引脚的输入状态控制。当 INT1=0，T1不计数;INT1=1时，允许T1计数。如果定时/计数器工作在定时方式，当INT1由0变1时启动T1，当INT1由1变为0时，停止T1，则可以对INT1输入高电平脉冲宽度进行测量。4.解：利用定时器T
25、0作1ms定时，每次中断在中断服务程序中使P1.0的状态取反输出。定时器初值计算：设T0为工作方式1，则1ms对应的机器周期数为1000/2（12/6）=500D=1F4H,定时器初值为(1F4H)求补（即216-1F4H）=FE0CH 程序如下：ORG0000HSJMPSTARTORG 000BHAJMPIST0ORG0030HSTART:MOVTMOD,#01H；T0工作方式1MOVTL0,#0CH；T0定时器初值MOVTH0,#0FEHMOVTCON,#10H；打开T0 SETBET0；允许T0中断,SETBEA；允许全局中断SJMP$IST0：MOVTL0,#0CH；重置T0定时器初值
26、MOVTH0,#0FEHCPLP1.0；P1.0取反RETI 定时方式2：X=28-150=106 二进制:01101010 TL0=01101010，TH0=01101010 6.解：方式0：2s-16384s 方式1：2s-131072s 方式2：2s-510s 7.解：最高：62500 最低：122.55（详见102页题目后）,8.解：程序如下:ORG 0000HLJMP INITOUT;转到初始化程序ORG 0023HLJMP ERVE;串行口中断服务程序入口 ORG 0050HINITOUT：MOV TMOD，#20H;定时器T1初始化 MOV TH1，#0F3H MOV TL1，#
27、0F3H MOV SCON，#50H;串行口初始化 MOV PCON，#80H;SMOD=1 SETB TR1;启动定时器T1 SETB EA;开中断 SETB ES;允许串行口中断 LJMP MAIN;转主程序,SERVE:CLR EA;关中断 CLR RI;清接收中断标志 PUSH DPH;保护现场 PUSH DPL PUSH ARECEIVE:MOV A，SBUF;接收PC机发过来的数据SENDBACK:MOV SBUF，A;将数据回送给PC机WAIT:JNB TI，WAIT;发送器不空则循环等待 CLR TIRETURN:POP A;恢复现场 POP DPL POP DPH SETB
28、EA;开中断 RETI;返回,第5章 MCS-51单片机的系统扩展,1.容量为4K8b的存储器各有多少条数据线和地址线？答案：8条数据线、12条地址线2.画出单片机扩展片外16K字节程序存储器27128 EPROM的接线图。答案：,3.说明单片机扩展I/O端口常用的选址方法。答案：线选法：把单独的地址线（通常是P2口的某一根线）接到外围芯片的片选端上，只要该地址线有效（通常为低电平），就选中该芯片。全地址译码法：将低位地址线作为芯片的片内地址，用译码器对高位地址线进行译码，译出的信号作为片选线。,4.画出单片机扩展片外数据RAM 6116的接线图，并将6116中前20个数据送入单片机内以30H
29、起始的数据单元，写出源程序。答案：,程序如下：MOV R1,#20 MOV R0,#30H MOV DPTR,#0000HLOOP:MOVX A,DPTR MOV R0,A INC R0 INC DPTR DJNZ R1,LOOP,第6章 MCS-51单片机接口技术,1.解：利用T0作定时器，定时20ms。ORG 0000H AJMP START ORG 000BH AJMP T0_INT ORG 0030HSTART:MOV SP,#60H MOV TMOD,#01H；TO工作在方式1 MOV TH0,#9EH MOV TL0,#58H MOV DPTR,#7006H MOV A,#90H；
30、8255方式控制字（A口入，B口出）MOVX DPTR,A,SETB EA SETB ET0 SETB TR0 AJMP$T0_INT:MOV TH0,#9EH MOV TL0,#58H MOV DPTR,#7000H MOVX A,DPTR MOV DPTR,#7002H MOVX DPTR,A RET END,2.解：ORG 0000H AJMP START ORG 0030HSTART:MOV DPTR,#8003H MOV A,#90H MOVX DPTR,ALOOP:MOV DPTR,#8000H MOVX A,DPTR MOV DPTR,#8001H MOVX DPTR,A AJMP LOOP END,
