80C51 单片机的硬件结构 思考题及答案复习过程
80C51单片机的硬件结构之CPU与存储器
2.1 80C51系列单片机结构
2.1.1 内部结构框图
1．1个8位的CPU 2．1个片内振荡器和时钟电路 3．程序存储器 4 KB的掩膜ROM，用于存放程序、原始数 据或表格。 4．数据存储器 5．64KB总线扩展控制器 6．4个8位并行I/O口（P0、P1、P2、P3）
7．1个全双工串行接口
堆栈指针SP：存放栈顶的地址，内容可软件设置初值，单片机 复位时SP = 07H。CPU每往堆栈中存放一个数，SP都会先自动 加1，CPU每从堆栈中取走一个数，SP都会自动减1，SP始终指向 堆栈最顶部的数据的地址。
（5）数据指针DPTR
分成DPL（低8位）和DPH（高8位）两个寄存器，用来存放16 位地址值。
P0.4 84H
P0.3 83H
P0.2 82H
P0.1 81H
P0.0 80H
（1）累加器Acc
最常用的寄存器，所有的运算类指令都要使用它。累加器 在指令中的助记符为A，自身带有全零标志Z，若A＝0则Z＝1； 若A≠0则Z＝0。该标志常用作程序分支转移的判断条件。
（2）B寄存器
80C51中，在做乘、除法时必须使用B寄存器，不做乘、除法 时，可作为一般的寄存器使用。
① 掩膜ROM。 ② 可编程的只读存储器（PROM）。 ③ 可改写的只读存储器EPROM。 ④ 可电改写只读存储器（EEPROM）。
随机存取存储器（RAM）
① 静态SRAM。 ② 动态DRAM。
可现场改写的非易失性存储器
① 快擦写存储器（FLASH）。 ② 铁电存储器FRAM。
2．存储单元和存储单元地址
1．80C51片内数据存储空间（低128B）
（1）工作寄存器区（00H～1FH） 作用：有专用于工作寄存器操作的指令，读写速度比一般内 RAM要快，指令字节比一般直接寻址指令要短，还具有间 址功能，能给编程和应用带来方便。 工作寄存器区分为4个区：0区、1区、2区、3区。每区有8 个寄存器：R0～R7，寄存器名称相同。但是，当前工作的 寄存器区只能有一个，由PSW中的D4、D3位决定。
80c51单片机习题与解答
2－9：8031单片机复位后，R4所对应的存储单元的地址为（），因上电时PSW=（）。这时当前的工作寄存器区是（）组工作寄存器区。
答：04H、00H、0
2－11：判断以下有关PC和DPTR的结论是否正确？（对应新教材P24 10）
A、DPTR是可以访问的，而PC不能访问。（PC是CPU内部自用寄存器，不开放）
答：2us。
析：机器周期为振荡周期的1/6。
2—5：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个中断源的入口地址，请写出这些中断源的地址以及对应的中断源。
答：在程序存储器的0003H~002FH是中断入口地址专用区，一定要记住！
INT0* 0003H
INT1* 0013H
PUSHA；(SP)+1→SP,(SP)=52H,50H→52H
RET；(52H) →PCH,（PCH）=50H;(SP)-1→SP, (SP)=51H
(51H) →PCL,（PCL）=30H;(SP)-1→SP, (SP)=50H
ORG4000H
DB10H,80H,30H,50H,30H,50H
请问：A=（），SP=（），（51H）=（），（52H）=（），PC=（）。
答：程序、数据
3－10：在寄存器间接寻址方式中，其“间接”体现在指令中寄存器的内容不是操作数，而是操作数的（）。
答：地址
3－11：下列程序段的功能是什么？
PUSHA
PUSHB
POPA
POPB
答：交换A、B的内容
3－12：已知程序执行前有A=02H，SP=52H，（51H）=FFH，(52H)=FFH。下述程序执行后：
CJNEA,#0AAH,NEXT；不等，修改ＲＡＭ地址值
80c51单片机复习习题
程序存储器
1、程序存储器为16位编址，由PC程序计数器寻址。 、程序存储器为 位编址 位编址， 程序计数器寻址。 程序计数器寻址 2、与程序存储器寻址有关的引脚 、与程序存储器寻址有关的引脚EA EA，访问内部或外部程序存储器选择信号。 ，访问内部或外部程序存储器选择信号。 高电平，访问内部程序存储器。 高电平，访问内部程序存储器。 低电平，直接访问外部程序存储器。 低电平，直接访问外部程序存储器。 3、0000H~0002H：程序的起始，一般存放一条绝对跳转指令 ：程序的起始， 、 例：LJMP 0050H 4、 0003H~002AH：5个中断服务程序 、 ： 个中断服务程序 0003H 外部中断 外部中断0 000BH 定时器 溢出中断 定时器0溢出中断 0013H 外部中断 外部中断1 001BH 定时器 溢出中断 定时器1溢出中断 0023H 串行口中断
五、I/O端口 端口
1、端口结构（了解） 、端口结构（了解） 2、第一功能，熟悉如何对I/O端口进行读、写操作。 、第一功能，熟悉如何对 端口进行读、写操作。 端口进行读 3、第二功能，各I/O端口的第二功能（掌握） 、第二功能， 端口的第二功能（ 端口的第二功能 掌握） 4、80C51的总线结构（掌握） 、 的总线结构（ 的总线结构 掌握）
操作数的寻址方式
7种寻址方式，名称、格式、寻址范围 种寻址方式，名称、格式、 种寻址方式 1、寄存器寻址 3、寄存器间接寻址 5、相对寻址 7、位寻址 2、直接寻址 4、立即寻址 6、变址寻址
操作数的寻址方式
写出以下指令源操作数的寻址方式： 写出以下指令源操作数的寻址方式： MOV A, R5 ;寄存器寻址 寄存器寻址 ADD A, @R0 ;寄存器间接寻址 寄存器间接寻址 SUBB A, #50H ;立即寻址 立即寻址 ADDC A, 50H ;直接寻址 直接寻址 MOV A, P0 ;直接寻址 直接寻址 MOVC A, @A+DPTR ;变址寻址 变址寻址 MOVX A, @R0 ;寄存器间接寻址 寄存器间接寻址 SETB 20H ;位寻址 位寻址 CLR P1.0 ;位寻址 位寻址 JC EXIT ;相对寻址 相对寻址
80C51单片机的硬件结构
作的执行部件。由加法器和其他逻辑电路（移位电
路和判断电路等）组成。完成算术加、减、乘、除
和逻辑“与”、“或”、“异或”等运算以及循环
移位操作、位操作等功能。
（3） 程序状态字寄存器PSW：是8位寄存器， 用来存放运算结果的一些特征。 （4） B寄存器：在进行乘法、除法运算时作 为ALU的输入之一，与ACC配合完成运算和并存 放运算结果。 （5） 暂存器：用以暂存进入运算器之前的数 据。
微机控制技术
主讲：
张 勤 工学博士 副教授
教材：单片机基础，航空航天大学出版
第2章 80C51单片机的硬件结构
2.1 单片机的概念及系列
2.2 80C51单片机内部结构 2.3 80C51系列单片机外引脚功能
2.4 80C51单片机的内部存储器
2.5 80C51单片机的并行I/O口
…
17H 18H 19H … 1FH
…
R7 R0 R1 … R7
工作寄存器3组
20H
21H 22H 23H 24H 25H 26H 27H 位 寻 28H
07H
0FH 17H 1FH 27H 2FH 37H 3FH 47H
06H
0E H 16H 1E H 26H 2E H 36H 3E H 46H
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
05H
1．封装：80C51系列单片机常用的两种封装为双 列直插式DIP40，方形封装LCC44
2．80C51系列单片机外部引脚
3．80C51单片机逻辑符号
4．80C51系列单片机外部引脚说明
重要性：引脚表现出单片机的外部特性或硬
件特性，通过引脚连接和组建系统。 共有40个引脚，分为端口线（32条），电源 线（2条）和控制线（6条） 端口：4个并行I/O端口，每个端口有8条端口 线，用于传送数据或地址。每个端口结构各 不相同，因此功能和用途上的差别也较大。
第2章《单片机原理与C51基础》赵丽清(课后习题及答案)
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（）。
(完整版)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）。
02第二章 80C51单片机的硬件
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程序计数器PC 程序计数器PC
16位寄存器,用于存放将要执行的指令的地址, 16位寄存器,用于存放将要执行的指令的地址,
可寻址64K范围.PC在物理结构上相对独立,不 可寻址64K范围.PC在物理结构上相对独立,不 属于SFR,如将要执行的指令为多字节指令,则 属于SFR,如将要执行的指令为多字节指令,则 PC存放指令的第一个字节的地址. PC存放指令的第一个字节的地址. PC的功能: PC的功能: 复位功能 计数功能 直接置位功能
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表2-5 RS1,RS0与寄存器区的关系 , 与寄存器区的关系
RS1 RS0 当前区号(组 当前区号 组) R0～R7地址 ～ 地址
0 0 1 1
0 1 0 1
0 1 2 3
00H～07H ～ 08H～0FH ～ 10H～17H ～ 18H～1FH ～
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(2).位寻址区
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2,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ部数据存储器 ,
由于MCS-51子系列单片机内部数据存储器只有128个
字节,往往不够用,这就需要扩展外部数据存储器, 外部数据存储器最多可扩至64KB. 访问外部存储器需要利用外部总线进行地址和数据的 传输,此时用P0,P2口 P0 P2 访问外部数据存储器只能用间接寻址,两种方式: DPTR和Ri(i=0,1),并有专用指令
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2.3 MCS-51单片机的引脚功能 MCS-51单片机的引脚功能
MCS-51 单片机共有40 个引脚. MCS-51单片机共有 40个引脚 .
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2.4 MCS-51单片机存储器 MCS-51单片机存储器
80C51 单片机的硬件结构 思考题及答案
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。
单片机复习题
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。
51单片机思考题与习题
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。
第二章 80c51硬件结构
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• • •
(2) 寄存器B （8位）：
2.1.2
80C51内部逻辑结构组成
2.内部数据存储器(RAM)
低128字节区：用户RAM区为128x8Byte，地址为00H～
7FH。用于存放运算的中间结果、数据暂存以及数据缓 冲等。 高128字节区：特殊寄存器RAM区128x8Byte，地址为 80H～FFH。有21个特殊功能寄存器（SFR），存放功能 部件的控制命令、状态或数据等。 特点：掉电数据丢失。
失，使得复位后能继续正常运行。
三、控制信号引脚：RST、ALE、PSEN和EA
ALE/PROG（30脚）：
ALE：地址锁存允许信号端。正常工作时，该引脚以 振荡频率的1/6固定输出正脉冲，可作为外部定时 脉冲使用。 CPU访问片外存储器时，该引脚输出信号作为锁存 低8位地址的控制信号。它的负载能力为8个LS型 TTL负载。
字 节 地 址
位地址
2.2.3
内部数据存储器高128单元
1 特殊寄存器概述
用于存放单片机各个功能部件的控制命令、状态或数据的寄存 器叫特殊寄存器，其功能已经由单片机规定。
1. 有21个特殊功能功能寄存器，地址不连续分布在80H～FFH的 RAM空间，剩余空闲单元用户并不能使用，读出不确定，写入 被舍弃。
片内数据存储器 MOV,
片外数据存储器 MOVX, RD WR作选通信号操作 逻辑上3个存储器地址空间（软件角度） ： 64KB 程序存储器： 统一编地址，0000H-FFFFH 256B 片内数据存储器:独立编地址 0000H-00FFH 64KB 片外数据存储器：独立编地址 0000H-FFFFH
(1)运算电路 构成: 运算部件以算术逻辑运算单元ALU为核心，包 含累加器ACC、B寄存器、暂存器、标志寄存器PSW等， 功能: 它能实现算术运算、逻辑运算 。
第二章80C51的结构和原理习题及答案
第⼆章80C51的结构和原理习题及答案第⼆章80C51的结构和原理习题及答案1、80C514单⽚机在功能上、⼯艺上、程序存储器的配置上有哪些种类？答：80C51单⽚机在功能上有两种⼤类：（1）、基本型；（2）、增强型；80C51单⽚机在⽣产⼯艺上有两种：（1）、HMOS⼯艺（即⾼密度短沟道MOS ⼯艺）；（2）、CHMOS⼯艺（即互补⾦属氧化物的HMOS⼯艺）；80C51单⽚机在程序存储器的配置上有三种形式：（1）、掩膜ROM；（2）、EPROM；（3）、ROMLess（⽆⽚内程序存储器）。
2、80C51单⽚机存储器的组织采⽤何种结构？存储器地址空间如何划分？各地址空间的地址范围和容量如何？在使⽤上有何特点？答：80C51单⽚机存储器的组织采⽤哈佛结构：存储器在物理上设计成程序存储器和数据存储器两个独⽴的空间。
基本型单⽚机⽚内程序存储器容量为4KB，地址范围是0000H~0FFFH。
增强型单⽚机⽚内程序存储器容量为8KB，地址范围是0000H~0FFFH。
基本型单⽚机⽚内数据存储器均为128字节，地址范围是00H~7FH，⽤于存放运算的中间结果、暂存数据和数据缓冲。
这128字节的低32个单元⽤作⼯作寄存器，在20H~2FH共16个单元是位寻址区，然后是80个单元的他通⽤数据缓冲区。
增强型单⽚机⽚内数据存储器为256字节，地址范围是00H~FFH。
低128字节的配置情况与基本型单⽚机相同，⾼128字节为⼀般RAM，仅能采⽤寄存器间接寻址⽅式访问（⽽与该地址范围重叠的SFR空间采⽤直接寻址⽅式访问）。
3、80C51单⽚机的P0~P3⼝在结构上有何不同？在使⽤上有何特点？答：80C51单⽚机各⼝均由接⼝锁存器、输出驱动器和输⼊缓冲器组成，但是结构存在差异：P0、P1⼝有转换开关MUX，P2、P3⼝没有；P1~P3⼝都有上来电阻，但是P0没有。
4个I/O⼝的使⽤特点：（1）、P0：P0⼝是⼀个多功能的8位⼝，可按字节访问也可以按位访问。
单片机 第二章 80C51系列单片机内部结构与工作原理
2.2 80C51单片机内部基本结构及引脚功能
③检查单片机芯片的好坏，可用示波器查看ALE端
是否有脉冲信号输出。
④ALE端的负载能力为8个LS型TTL。 ：对EPROM型单片机，如对87C51BH编程时 的编程脉冲输入端。 ⑵、 (29脚)：程序存储允许输出端。片外程
序存储器的读选通信号，低电平有效。
2.2 80C51单片机内部基本结构及引脚功能
3、基本功能单元
功能： 满足单片机测控功能要求的基本计算机外 围电路，用来完善和扩大计算机的功能．
组成： 包括定时/计数器、中断系统、串行通信 接口等。 说明： (1)80C51有两个16位定时/计数器 (T0和T1)。 作用： 可以作为内部定时器或外部脉冲计数器使 用。作内部定时器时，是靠对时钟振荡器的12分频脉
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80C51系列单片机简介 80C51单片机内部基本结构及引脚功能 80C51单片机CPU结构 80C51存储器结构 输入/输出（I/O）端口 单片机的工作过程 80C51的低功耗方式 本章小结 练习思考题
第二章
80C51系列单片机内部结构与工作原理
①CPU从外部ROM取指令时，在每个机器周期中两 次有效。但在访问片外RAM时，要少产生两次负脉冲信
2.2 80C51单片机内部基本结构及引脚功能
号。有效时，将外部ROM中的指令读到数据总线上。
②检查单片机系统上电后，CPU能否正常到 EPROM/ROM中读取指令码，可用示波器查看该端有无负 脉冲信号输出。 ③可驱动8个LS型TTL门电路。
⑶、 (31脚)：内部/外部ROM地址选择信号/ 固化编程电压输入端。 ：①为高电平，CPU访问ROM有两种情况： 当PC中的值小于0FFFH时，执行片内ROM指令; 当PC中的值超过0FFFH时，将自动转向执行片外 ROM指令。
80c51单片机习题与解答
80c51单片机习题与解答单片机作为一种嵌入式计算机芯片，具有体积小、功耗低、性能高的特点，被广泛应用于各个领域。
本文将针对80C51单片机进行一些常见的习题及其解答，旨在帮助读者更好地理解和掌握该单片机的应用。
1. 习题一：如何将80C51的IO口设为输入模式？解答：在80C51的寄存器中，P1是一个8位的数据口，可以通过以下操作将其设为输入模式：```assemblyMOV P1, #0FFH ;将P1口设置为输入模式```2. 习题二：如何用80C51实现定时器功能？解答：80C51具有一个可编程的定时器/计数器，可以通过以下步骤实现定时器功能：- 配置定时器的控制寄存器，选择定时器模式和工作方式；- 设置定时器的初始值；- 启动定时器；- 在定时器溢出时中断或轮询检测。
3. 习题三：如何使用80C51的串口通信功能？解答：80C51具有一个串行通信口（UART），可以通过以下步骤使用串口通信功能：- 配置串口控制寄存器，设置通信参数，如波特率、数据位数、停止位等；- 发送数据时，将要发送的数据写入SBUF寄存器；- 接收数据时，通过中断或轮询的方式读取SBUF寄存器中的数据。
4. 习题四：80C51的中断优先级如何设置？解答：80C51的中断有两级优先级：高优先级和低优先级。
优先级高的中断在发生时会立即被响应，而优先级低的中断则需要等待高优先级中断完成后才能响应。
中断优先级可通过设置中断控制寄存器来实现。
5. 习题五：如何通过80C51实现脉冲宽度调制（PWM）输出？解答：通过80C51的定时器功能和IO控制，可以实现脉冲宽度调制输出。
具体步骤如下：- 配置定时器为PWM模式；- 设置定时器的初始值和占空比；- 配置IO口，将其设为输出模式；- 当定时器计数值超过设定的脉冲宽度时，将IO口置1，否则置0。
6. 习题六：如何在80C51上实现ADC功能？解答：80C51本身没有ADC模块，但可以通过外部ADC芯片来实现模数转换功能。
80C51的结构和原理习题及答案
第二章80C51的结构和原理习题及答案1、80C514单片机在功能上、工艺上、程序存储器的配置上有哪些种类答：80C51单片机在功能上有两种大类：（1）、基本型；（2）、增强型；80C51单片机在生产工艺上有两种：（1）、HMOS工艺（即高密度短沟道MOS工艺）；（2）、CHMOS工艺（即互补金属氧化物的HMOS工艺）；80C51单片机在程序存储器的配置上有三种形式：（1）、掩膜ROM；（2）、EPROM；（3）、ROMLess（无片内程序存储器）。
2、80C51单片机存储器的组织采用何种结构存储器地址空间如何划分各地址空间的地址范围和容量如何在使用上有何特点答：80C51单片机存储器的组织采用哈佛结构：存储器在物理上设计成程序存储器和数据存储器两个独立的空间。
基本型单片机片内程序存储器容量为4KB，地址范围是0000H~0FFFH。
增强型单片机片内程序存储器容量为8KB，地址范围是0000H~0FFFH。
基本型单片机片内数据存储器均为128字节，地址范围是00H~7FH，用于存放运算的中间结果、暂存数据和数据缓冲。
这128字节的低32个单元用作工作寄存器，在20H~2FH共16个单元是位寻址区，然后是80个单元的他通用数据缓冲区。
增强型单片机片内数据存储器为256字节，地址范围是00H~FFH。
低128字节的配置情况与基本型单片机相同，高128字节为一般RAM，仅能采用寄存器间接寻址方式访问（而与该地址范围重叠的SFR空间采用直接寻址方式访问）。
3、80C51单片机的P0~P3口在结构上有何不同在使用上有何特点答：80C51单片机各口均由接口锁存器、输出驱动器和输入缓冲器组成，但是结构存在差异：P0、P1口有转换开关MUX，P2、P3口没有；P1~P3口都有上来电阻，但是P0没有。
4个I/O口的使用特点：（1）、P0：P0口是一个多功能的8位口，可按字节访问也可以按位访问。
用做通用的I/O口，相当于一个真正的双向口：输出锁存，输入缓冲，但输入是须先将口置1；每根口线可以独立定义输入或输出。
80C51 单片机的硬件结构 思考题及答案
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的容量是256B2）其ROM最大可扩展到64KB3 、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46、 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。
复习思考题1、80C51 单片机由哪几部分组成试画出它的基本结构图
复习思考题1、80C51单片机由哪几部分组成？试画出它的基本结构图。
答：基本组成：中央处理器CPU、内部数据存储器RAM、内部程序存储器ROM、4个8位的并行I/O接口、内部中断系统、一个串行接口电路、内部时钟电路。
基本结构图如下所示：2、80C51单片机有几个存储器地址空间？试画出它的存储器结构图。
答：在物理上有4个存储空间：片内程序存储器和片外程序存储器；片内数据存储器和片外数据存储器。
存储器结构图如下所示：3、80C51单片机的引脚中有几条I/O线？它对外的地址总线和数据总线有何特点？8051单片机有四个并行I/O口，称为P0、P1、P2、P3，每个口都有8根引脚，共有32根I/O引脚，它们都是双向通道，每一条I/O引脚都能独立地用作输入或输出，作输出时数据可以锁存，作输入时数据可以缓冲。
80C51单片机没有独立的对外地址、数据和控制“三总线”，当需要进行外部扩展时需要采用I/O口的复用功能，将P0、P2口用作地址/数据总线，P3口用其第二功能，形成外部地址、数据和控制总线。
其中，P0口分时复用作低八位地址线和数据线，P2口做高8位地址线。
4、试画出单片机与外部存储器，I/O端口的连接图，并说明为什么外扩存储器时P0口要加接地锁存器，而p2口却不用加接。
答：P0口在进行外部扩展时分时复用，在读写片外存储器时，P0口先送出低8位地址信号，该信号只能维持很短的时间，然后P0口又送出8位数据信号。
为了使在整个读写片外存储器期间，都存在有效的低8位地址信号，必须在P0口上外接一个地址锁存器，在ALE信号有效期间将低8位地址锁存于锁存器内, 再从这个锁存器对外输出低8位地址。
P2口在进行外部扩展时只用作高8位地址线，在整个读写期间P2口输出信号维持不变，因此P2口不需外接锁存器。
一般在片外接有存储器时，P0和P2口不能再用作通用I/O口，此时只有P1口可作通用I/Ｏ口用，P3口没有使用第二功能的引脚还可以用作I/O口线。
单片机的硬件结构
2.5.2 P0口
P0口的结构
地址/数据 读锁存器 1
C=0 作通用I/O 口
控制C & T1 P0.X 引脚 MUX T2 VCC
内部总线
D CL
P0.X 锁存器
Q Q
1 0
写锁存器
读引脚
1、 P0用作通用I/O口 当系统不进行片外的ROM或 RAM扩展时，P0用作通用 I/O口。 在这种情况下，单片机硬件自动使C=0，MUX开关接向 锁存器的反相输出端。 另外，与门输出的“0”使输出驱动器的上拉场效应管T1处 于截止状态。因此，输出驱动级工作在需外接上拉电阻的漏 极开路方式。
2、P3用作第二功能使用 ：RXD（串行口输入）； P3.1 ：TXD（串行口输出）； P3.2 ： INT0 外部中断0输入； P3.3 ：INT1 外部中断1输入； P3.4 ：T0（定时器0的外部输入）； P3.5 ：T1（定时器1的外部输出）； P3.6 ： WR （片外数据存储器“写”选通控制输出）； P3.7 ： RD （片外数据存储器“读”选通控制输出）。
L L
L
H H
L
H L
×
H L
Q0
H
×
×
Z
三、P0口的分时复用
第1个机器周期 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S1 第2个机器周期 S2 S3 S4 S5 S6 S1 S2
ALE PSEN RD P2口 P0口 PCL 输出PCH 指令 DPL 输出DPH 数据入 PCL 输出PCH 指令
地址锁存的时序
1. 以P0口作为低8位地址/数据总线。
2．以P2口的口线作高位地址线。 3. 控制信号线。 *ALE —— 低8位地址锁存信号。 *PSEN*—— 扩展程序存储器读选通信号。
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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：128B
52子系列：256B
2）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128B
3 、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~1FH
3）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～2FH
7 、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。
是遵循“后进先出”的原则进行数据存取的一种工作方式。
2）堆栈指针SP的作用：指出当前堆栈顶部是片内RAM的哪一个单元。
3）80C51单片机系统复位后SP的初值为07H，则将从内部RAM的08H 单元开始堆放信息。
但是80C51系列的栈区不是固定的，只要通过软件改变SP寄存器的值便可更动栈区。
为了避开工作寄存器和位寻址区，SP的初值要重新赋值，可置为2FH或更大的地址值。
4）如果CPU在操作中要使用两组工作寄存器，则刨除掉00~07H第0组和08H~0FH两组，所以SP的初值至少为0FH。
9 、MCS-51单片机的时钟周期，机器周期，指令周期是如何设置的？当振荡频率为6MHZ时，计算一个机器周期和执行一条最长的指令各需多少时间？
答：
1）MCS-51单片机的时钟周期：振荡源信号经二分频后形成时钟脉冲信号，一个时钟周期是振荡周期的2倍
MCS-51单片机的机器周期：完成一个基本操作所需的时间。
MCS-51一个机器周期含6个时钟周期
MCS-51单片机的指令周期：是指CPU执行一条指令所需要的时间。
一个指令周期通常含有1or2or4个机器周期
2）当振荡频率为6MHZ时，机器周期={(1/6）*12}us=2us；执行一条最长的指令的指令周期=4*机器周期=8us
10、使单片机复位有几种方法？复位的条件是什么？复位后片内各寄存器及RAM的状态如何？
答：
1）使单片机复位有2种方法：上电自动复位和按键手动复位
2）复位的条件：在振荡器运行时，RST端至少保持2个机器周期的高电平。
3）程序计数器PC指向0000H
P0~P3：0FFH
SP：07H
其它专用寄存器都清0。