80C51 单片机的硬件结构 思考题及答案复习过程

思考题：【2-1】80C51单片机由哪几部分组成，试说明ROM和RAM的功能分别是什么?【2-2】在程序运行中，PC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首地址D）控制器中指令寄存器的地址【2-3】判断下列说法是否正确。

（1）PC可以存放一个16位二进制数，因此其寻址范围为0000H~7FFFH。

（）（2）单片机系统复位时PC的内容为0000H，因此CPU从程序存储器0000H地址单元取指令，开始执行程序。

（）（3）PC可以看成是程序计时器（）（4）PC可以看成是程序存储器的地址指针。

（）【2-4】试计算当振荡频率为12 MHz和6 MHz时，一个机器周期的长度？试辨析振荡周期、状态周期、机器周期、指令周期之间的关系。

【2-5】单片机的ROM必须具有掉电存储功能，这句话是否正确？【2-6】单片机对RAM的根本要求是快，但掉电可丢失数据，这个表述正确吗？【2-7】试说出80C51的两种时钟电路模式，如果是只有一个单片机工作常使用的是哪一种？如果是两个以上的单片机工作使用哪一种？【2-8】80C51单片机的EA信号有何功能？在使用8031时，EA信号引脚应如何处理？现在使用的80C51系列单片机内部一般均含有ROM，其EA引脚应该怎么接？【2-9】80C51系列单片机的三总线结构包括哪三种？其中作地址总线指的是？作数据总线指的是？属于控制总线的有？P0口的分时复用功能需要依靠锁存器的锁存功能，试举1种常用的低功耗锁存器并将其与单片机正确连接？【2-10】片内RAM低128单元一般划分为哪三个主要部分？对应的字节地址空间是？内部RAM中，可作为工作寄存器区的单元地址为（）H～（）H。

【2-11】80C51单片机任何一个时间4组通用工作寄存器中只能有一组工作，具体哪一组工作由什么来决定？如何设置才能选用0组通用寄存器？【2-12】80C51单片机具有很强的位（布尔）处理功能，内部RAM中共有多少单元可以位寻址，试写出其字节范围和位地址范围？【2-13】位地址00H与字节地址00H在内存中的位置有什么区别？片内字节地址为2AH单元最低位的位地址是（）；片内字节地址为88H单元的最低位的位地址为（）。

第二章MCS-51 单片机的硬件结构答案1 MCS-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？答：功能部件如下：微处理器（CPU ）；数据存储器（RAM）；程序存储器（ROM/EPROM 8031 没有此部件），4 个8 位并行I/O 口（P0 口、P1 口、P2 口、P3 口）；1 个全双工的串行口；2 个16 位定时器/计数器；中断系统；21 个特殊功能寄存器（SFR）。

各部件功能：CPU （微处理器）包括了运算器和控制器两大部分，还增加了面向控制的处理功能，不仅可处理字节数据，还可以进行位变量的处理；数据存储器（RAM）片内为128B （52系列的为256B）,片外最多可外扩64KB。

数据存储器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；程序存储器（ROM/EPROM 用来存储程序；中断系统具有 5 个中断源， 2 级中断优先权；定时器/计数器用作精确的定时，或对外部事件进行计数；串行口可用来进行串行通信，扩展并行I/O 口，还可以与多个单片机相连构成多机系统，从而使单片机的功能更强且应用更广；特殊功能寄存器用于CPU 对片内各功能部件进行管理、控制、监视。

2 说明MCS-51 单片机的引脚EA 的作用，该引脚接高电平和接低电平时各有何种功能？答：当该引脚为高电平时，单片机访问片内程序存储器，但在PC （程序计数器）值超过0FFFH （对于8051 、8751 ）时，即超出片内程序存储器的4KB 地址范围时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。

当该引脚为低电平时，单片机则只访问外部程序存储器，不论是否有内部程序存储器。

对于8031 来说，因其无内部程序存储器，所以该引脚必须接地，这样只能选择外部程序存储器。

3 MCS-51 的时钟振荡周期和机器周期之间有何关系？答：每12 个时钟周期为1 个机器周期。

3 在MCS-51 单片机中，如果采用6 MHZ 晶振，1 个机器周期为（2 微秒）。

1 、如何理解51单片机存储空间在物理结构上可分为4个，而逻辑上又可划分为3个答：MCS-51在物理上有四个存储空间：1、片内程序存储器2、片外程序存储器、3、片内数据存储器4、片外数据存储器。

从逻辑上划分有三个存储器地址空间：1、片内外统一编址的64K字节程序存储器（0000H~0FFFFH）2、内部256字节数据存储器地址空间（包括128字节片内RAM和128字节的SFR）3、外部64K字节数据存储器地址空间（0000H~0FFFFH））2 、MCS-51片内RAM的容量8051最大可配置的RAM/ROM容量答：1）MCS-51片内RAM的容量：51子系列：128B52子系列：256B2）其ROM最大可扩展到64KB注：片内数据存储区=片内RAM+SFR，51和52子系列的SFR容量都是128B3 、8051的/PSEN、/RD、/WR的作用答：1）/PSEN（外部程序存储器读选通信号）: CPU访问片外ROM时，使/PSEN低电平有效，可实现片外ROM的读操作，其他情况下此引脚为高电平封锁状态。

·2）/RD：外部RAM读信号3）/WR：外部RAM写信号4 、ALE线的作用当8051不和RAM/ROM相连时，ALE线的输出频率是多少答：1）ALE（地址锁存控制信号）：访问片外ROM,RAM时，ALE用于控制把P0口输出的低8位地址送入锁存器锁存，实现低位地址和数据的分时传送。

不访问片外存储器时，可做为外部时钟使用。

2）当8051不和RAM/ROM相连时，ALE线的输出频率等于时钟周期的倒数<5 、MCS-51的工作寄存区包含几个通用工作寄存器组每组的地址是什么如何选用开机复位后，CPU使用的是哪组工作寄存器答：1）MCS-51的工作寄存区包含4个通用工作寄存器组2）第0组通用寄存器区地址：00H~07H第1组通用寄存器区地址：08H~0FH第2组通用寄存器区地址：10H~17H第3组通用寄存器区地址：18H~1FH3）选择哪个工作寄存器组是通过软件对程序状态字寄存器PSW的第4、3位进行设置实现的4（6、MCS-51的内部RAM地址空间是如何安排的共有多少个单元可以位寻址位地址又是如何排列的答：1）MCS-51的内部RAM地址的空间安排：00H~1FH 寄存器区20H~2FH 位寻址区30H~7FH 数据缓冲区80H~FFH 专用寄存器区2）位寻址的单元个数：16B*8位/B=128位3）位地址排列方式：|位地址为：00H～7FH字节地址：20H～2FH7 、MCS-51的程序计数器PC是几位寄存器它是否为专用寄存器PC 的内容是什么信息答1）MCS-51的程序计数器PC是16位寄存器2）它不是专用寄存器3）PC的内容为将要执行的指令地址{8 、什么是堆栈堆栈指针SP的作用是什么在程序设计时，有时为什么要对SP重新赋值如果CPU在操作中要使用两组工作寄存器，SP 的初值应设为多少答：1）堆栈是一种数据结构,专门存放向上生长堆栈的栈顶位置。

一、填空题1．80C51单片机为位单片机2．80C51内部数据存储器的地址范围是，位地址空间的字节地址范围是，对应的位地址范围是，外部数据存储器的最大可扩展容量是。

3．80C51单片机指令系统的寻址方式有、_______、_ ___、_ __ __、。

4．如果(A)=34H，(R7)=0ABH，执行XCH A, R7；结果(A)= ，(R7)= 。

5．当单片机复位时PSW＝H，这时当前的工作寄存器区是区，R4所对应的存储单元地址为H。

6．若A中的内容为67H，那么，P标志位为。

7．串行口方式3发送的第9位数据要事先写入寄存器的位。

8．串行口的方式0的波特率为。

9．在内部RAM中可位寻址区中，位地址为40H的位，该位所在字节的字节地址为。

10．如果(A)=58H，(R1)= 49H，(49H)= 79H，执行指令XCH A, @R1后；结果(A)= ，(49H)= 。

11．当单片机复位时PSW＝H，SP= ，P0~P3口均为电平。

12．当80C51执行MOVC A，@A+PC指令时，伴随着控制信号有效。

13．80C51内部提供个可编程的位定时/计数器，定时器有种工作方式。

14．80C51的口为双功能口；15．由80C51组成的单片机系统在工作时，引脚应该接；16．ROM芯片2764的容量是，若其首地址为0000H，则其末地址。

17．80C51的中断源有，，，，，有个中断优先级。

18．80C51唯一的一条16位数据传送指令为。

19．LJMP的跳转范围是，AJMP的跳转范围是，SJMP的跳转范围是。

20．若A中的内容为68H，那么P标志位为。

21．如果(A)=45H，(R1)=20H，(20H)=12H，执行XCHD A, @ R1；结果(A)=。

，(20H)=。

22．80C51的异步通信口为（单工/半双工/全双工），若传送速率为每秒120帧，每帧10位，则波特率为。

23．当MCS-51执行MOVX A，@R1指令时，伴随着控制信号有效。

第一章思考题与习题1. 什么叫嵌入式系统？与单片机的关系如何？以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，针对具体应用系统，对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统被称为嵌入式系统。

单片机又称嵌入式微控制器，是嵌入式系统应用的主流。

2. 单片机主要应用在哪些方面？电子、消费电子等方面。

3. 单片机系统的开发过程分几步进行？单片机的应用开发可分为五个过程，总体方案设计、硬件单元电路设计与制作、应用程序的设计与调试、系统联调、固化（烧写）与脱机运行。

4. 并填入表中。

5. 试写出下列真值所对应的机器数。

（1）+1010011 （2）-1011010（3）+0101110 （4）-0111111以8位二进制补码表示为：（1）11010011 （2）10100110 （3）10101110 （4）110000016. 试写出下列机器数所对应的真值。

（1）11000000 （2）01111111（3）01011011 （4）11111111（1）-64 （2）+127 （3）+91 （4）-17.8. 将下列有符号数的二进制补码转换为十进制数，并注明它的正负。

（1）11111111B （2）01111111B（3）10000011B （4）11111100B（5）00000011B （6）01111100B（1）-1 （2）+127 （3）-125 （4）-4 （5）+3 （6）+1249. 一个字节的十六进制数最大值相当于多大的十进制数，两个字节的十六进制数最大值相当于多大的十进制数？一个字节十六进制数最大值为0FFH，相当于十进制数255，两个字节的十六进制数最大值为0FFFFH，相当于十进制数65535。

第二章思考题与习题1. 微型计算机由哪几个功能部件组成？各功能部件的作用如何？微型计算机由CPU、三总线、存储器、I/O接口电路及外围设备组成。

CPU作为系统的运算中心和控制中心；三总线用于完成微处理器、内存储器和I/O接口电路之间信息的相互交换；存储器用于程序与数据的存储；I/O接口电路作为CPU与外部设备的联接桥梁，用于信号的标准化；外围设备可实现显示、输入、打印、通信等功能。