第2章MCS－51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下几个部分：1．一个8位微处理器CPUMCS-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，P1～P3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（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（A8～A15）。
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：MCS－51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，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：MCS－51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0000H～FFFFH，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00H～7FH，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80H～FFH，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0000H～FFFFH，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（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，PC＝0000H，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。
2.8 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），P0～P3——I/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：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，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MCS－51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。
(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。
