第二章 MCS-51单片机的硬件结构答案

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）。 4 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： 中断源

入口地址 0003H 000BH 0013H 001BH 0023H

外部中断0

定时器 0（T0） 外部中断 1

定时器 1（T1） 串行口

5 内部 RAM 中，位地址为 30H 的位，该位所在字节的字节地址为（26H）。 6 若 A 中的内容为 63H，那么，P 标志位的值为（0）。 7 判断下列说法是否正确：

（A）8031 的 CPU 是由 RAM 和 EPROM 所组成。 （错）

（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。 （错）

（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。 （对）

（D）PC 可以看成是程序存储器的地址指针。 （对）

8 8031 单片机复位后，R4 所对应的存储单元的地址为（04H），因上电时 PSW=（00H）。

这时当前的工作寄存器区是（0）组工作寄存器区。

9 什么是机器周期？1 个机器周期的时序是如何来划分的？如果采用 12MHZ 晶振，1 个 机器周期为多长时间？

答：CPU 完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。时序划分：一个机器周期包括 12 个时钟周期，分为 6 个状态；S1-S6。每个状态又分为 2 拍；P1 和 P2。因此，1 个机器周期 中的 12 个时钟周期表示为：S1P1、S1P2、S2P1、S2P2、…、S6P2。如果采用 12MHZ 晶振， 1 个机器周期为 1μs。 10 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。 （错） （B）它们都是 16 位的寄存器。 （对） （C）它们都具有加 1 的功能。

（对）

（D）DPTR 可以分为 2 个 8 位寄存器使用，但 PC 不能。 （对）

11、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：地址为 00H-1FH 的 32 个单元是 4 组通用工作寄存器区，每个区包括 8 个 8 位工作寄存 器，编号为 R0-R7。字节地址为 20H-2FH 的 16 个单元可进行 128 位的位寻址，这些单元构 成了 1 位处理机的存储器空间。位地址范围是 00H-7FH。

12 使用 8031 单片机时，需将 EA 引脚接（低）电平，因为其片内无（程序）存储器。

13 片内 RAM 低 128 个单元划分为哪 3 个主要部分？各部分的主要功能是什么？

答：字节地址为 00H-1FH 的 32 个单元是 4 组通用工作寄存器区，每个区包括 8 个 8 位工作 寄存器，编号为 R0-R7。可以通过改变 PSW 中的 RS1、RS0 来切换当前的工作寄存器区， 这种功能给软件设计带来极大的方便，特别是在中断嵌套时，为实现工作寄存器现场内容保 护提供了方便；字节地址为 20H-2FH 的 16 个单元可进行工 128 位的位寻址，这些单元构成 了 1 位处理机的存储器空间；字节地址为 30H-7FH 的单元为用户 RAM 区，只能进行字节 寻址。用于作为数据缓冲区以及堆栈区。 14 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。 （错） （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。

（错）

（C）8031 共有 21 个特殊功能寄存器，它们的位都是可用软件设置的，因此，是可以进行 位寻址的。 15 PC 的值是：（C）

（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

（错）

16 通过堆栈操作实现子程序调用，首先就要把（PC）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（PC）。 17 写出 P3 口各引脚的第二功能。 答： 口引脚 第二功能定义

P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7

串行输入口 串行输出口 外部中断 0 外部中断 1

定时器 0 外部计数输入 定时器 1 外部计数输入 外部数据存储器写选通 外部数据存储器读选通

18 MCS-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（64）KB。 19 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？ 答：可通过复位来解决。 20 判断下列说法是否正确？

（A）PC 是 1 个不可寻址的特殊功能寄存器

（错）

（B）单片机的主频越高，其运算速度越快 （对）

（C）在 MCS----51 单片机中，1 个机器周期等于 1 微秒 （错） （D）特殊功能寄存器 SP 内装的是栈顶首地址单元的内容 （错）