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：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