单片机第二章答案(最新整理)

第二章作业
2.18051 单片机内部结构主要由哪些部件组成？各部件的主要功能各是什么？
答：8051 单片机在一块芯片中集成了CP U、RAM、ROM、定时/计数器、I/O 接口
等功能部件。

（1）一个面向控制的 8 位CPU。

（2）一个片内振荡器及时钟电路。

（3） 256 字节片内 RAM（低128 字节做数据存储器，高 128 字节包含 21 个特殊功能寄存器 SFR）。

（4） 4KB 片内存程序存储器 ROM。

（5） 4 个8 位并行 I/O 接口。

（6）一个全双工串行 I/O 接口。

（7） 2 个16 位定时/计数器 T0/T1。

（8）为5 个中断源配套的两级优先级嵌套的中断结构。

（9）有位寻址功能、适于布尔处理的位处理机。

各部件的主要功能：CPU 是单片机的指挥、执行机构，由它读入用户编写的控制程序并逐条执行，主要由运算器和控制器两大部分组成；内振荡器及时钟电路CPU 的操作需要精确的定时，这是用一个晶体振荡器产生稳定的时钟脉冲来控制的。

MCS-51 单片机在通常应用的情况下，使用 6MHz 或12MHz 的振荡频率； RAM 的作
用其中低 128 字节的数据存储器有工作寄存器（00H～1FH）,位寻址区，数据缓
冲区。

高 128 字节的内部数据存储器单元专用寄存器使用的，其单元地址为
80H～FFH 为专用寄存器；ROM 用于存放编好的程序和表格常数；4 个8 位并行
I/O 接口每个接口中，每个口的每一位口线都包含一个锁存器，一个输出驱动器和输入缓存器；一个全双工串行 I/O 接口一个发送缓存器，另一个接收缓存器；2
个16 位定时/计数器 T0/T1 它们各自由两个独立的 8 位寄存器组成，共有 4 个
独立的寄存器：TH0，TL0，TH1，TL1。

可以对这 4 个寄存器寻址，但不能把 T0，
T1 当做一个 16 位寄存器来寻址；
位寻址功能：内部RAM 的20H～2FH 单元，既可以作为一般 RAM 单元使用，进
行字节操作，也可以对单元中的每一位进行位操作；布尔处理：能在开光决策、逻
辑电路仿真和实时控制方面非常有用。

2.48051 的振荡周期和机器周期有什么关系？当振荡频率
为 10MHz 时，机器周期是多少？
答：一个机器周期=12 个振荡周期；当振荡频率为 10MHz 时，机器周期是 1us。

2.58031 单片机有很多外接程序存储器时，实际它还有多
少条 I/O 线可以用？当接有外部数据存储器时，还剩下多少条 I/O 线可以用？
答：8031 单片机有很多外接程序存储器时 P0 和P2 口要用作数据和地址总线，
所以只有 P1 和P3 口可用作 I/O 口，共 16 条I/O 线。

在使用外部存储器时，除
了占用 P0 和P2 口外，还需要用 P3 口RD（P3.7）和WR（P3.6）两条控制线，
所以这种情况下就只剩下 14 条I/O 线可用了。

2.6MCS-51 单片机程序存储器和数据存储器地址范围都是0000H～FFFFH，且程序存储器和数据存储器有内外之分，
在实际使用时如何区分它们？
答：程序存储器用于存放编好的程序和表格常数。

8051 在物理上虽然有可寻址
内外两个程序存储器，但在逻辑上却只有一个统一的存储空间，采用 MOVC 指令进
行访问。

EA 端保持高电平，8051 的程序计数器 PC 在0000H～0FFFH 地址范围内
是执行片内 ROM 中的程序，当 PC 在1000H～FFFFH 地址范围时，自动执行片外
程序存储器中的程序。

EA 保持低电平时，只能寻外部程序存储器，片外存储器可
以从 0000H 开始编址。

与程序存储器不同，MCS-51 单片机可寻址的数据存储器
无论在物理上还是逻辑上都分为两个独立的地址空间。

内部数据存储器
（内部 RAM）空间为 00H～FFH,访问时用 MOV 指令。

64K 字节的外部数据存储器
的能力，空间为 0000H～0FFFFH。

对外部数据存储器的访问采用 MOVX 指令。

2.78051 单片机的片内RAM 是如何分区的，各有什么功能？
答：数据存储器（RAM）为 256 字节, 地址范围为 00H～FFH, 分为两大部分:
低128 字节（00H～7FH）为真正的 RAM 区(数据缓存区，位寻址区，工作寄存器区); 高 128 字节（80H～FFH）为特殊功能寄存器区 SFR。

工作寄存器区：提高程序编制的灵活性，为 CPU 提供了就近数据存储的便利，
有利于提高单片机的运算速度。

位寻址区：进行字节操作，也可以对单元中每一位进行操作。

数据缓存区：供用户随即读写使用的数据缓存区。

特殊功能寄存器区 SFR：有累加器 A、寄存器 B、程序状态字 PSW 都属于特殊功
能寄存器。

2.8当 PSW 中的 RS0=1、RS1=1 时，工作寄存器 R0～R7 的地址各为多少？
答：第 0 组地址：00H-07H，第1 组地址：08H-0FH，第2 组地址：10H-17H，
第3 组地址：18H-1FH；当RS0=1、RS1=1 时，工作寄存器 R0～R7 的地址为第 3
组地址：18H-1FH。

2.9为什么说 8051 的堆栈最大深度为 80 字节？
答：在内部 RAM 抵128 字节单元中，工作寄存器占去 32 个单元，位寻址区占去
16 个单元，剩下 80 个单元，这就是供用户随机读写使用的数据缓存区，其单元
地址为：30H～7FH。

对数据缓存区的使用没有任何规定或限制，但在一般应
用中常把堆栈开辟在此区中，所以 MCS-51 单片机堆栈的最大深度为 80 字节。

2.108051 单片机有多少个特殊功能寄存器？各在单片机的
哪些功能部件中？
答：8051 单片机有 21 个特殊功能寄存器；各在：累加器，B 寄存器，程序状态字，堆栈指示器，数据指针低八位，数据指针高八位，中断允许控制寄存器，中
断优先控制寄存器，I/O 端口0，I/O 端口1，I/O 端2，I/O 端口3，电源控制
及波特率选择寄存器，串行接口控制寄存器，串行接口数据缓冲寄存器，定时
器控制寄存器，定时器方式选择寄存器，定时器 0 低8 位，定时器 1 低8 位，
定时器 0 高8 位，定时器 1 高8 位。

2.13 什么是堆栈？堆栈和堆栈指针 SP 有什么作用？
答：堆栈是一段特殊的存储区域，用来暂存数据和地址，它是按“先进后出”
的原则来存取的。

堆栈的主要作用由：保护断点，保护现场，即对子程序、中
断程序中要用到的、现场的某些寄存器的内容进行保护以保证返回时正确恢复，
用于数据的临时存放。

堆栈指针 SP:在本质上一个特殊功能寄存器，总是指向堆栈顶部存储单元的地址，进栈时，每压入一个字节，SP 的值自动加 1，出栈时，每弹出一个字节，SP 的值自动减 1。

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