单片机第二章答案

第二章作业

2.1 8051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。

2.4 8051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。

2.5 8031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。

2.6 MCS-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。

2.7 8051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。

2.10 8051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。